纤维素全碳途径合成淀粉，转化效率提升至93.3%

科技日报天津11月23日电 记者获悉，中国科学院天津工业生物技术研究所体外合成生物学中心和低碳合成工程生物学全国重点实验室张以恒研究员团队，近日在利用纤维素高效合成淀粉技术上取得了创新性成果。研究团队重塑了合成技术路径，实现了对纤维素中碳元素的全面转化，合成淀粉的效率大幅提升。该项成果已发表于《科学评论》杂志。

一直以来，通过多酶级联方法“纤维素部分水解—纤维二糖磷解—葡萄糖聚合淀粉”，体外生物转化已经能够将纤维素部分转为淀粉。但受合成流程所限，这类方法理论产率仅有50%，实际应用还需借助微生物发酵等方式辅助，导致最终产率远低于理论值，难以满足大规模生产需求。

张以恒介绍：“我们构建了新的能量循环途径，并开发了葡萄糖的回收激活机制，把理论上淀粉产率从50%提升到了100%，有效遏制了碳资源的损失。”团队还创新筛选出一批热稳定性极佳的新型酶元件，即使在50℃的环境下也能保持高活性，大大提高了反应速度并减少了所需酶用量，有力推动了工艺规模化进程。此外，通过协同优化各环节，整体系统的纤维素转化为淀粉的实际效率达到93.3%。

值得注意的是，这一技术生产的淀粉为纯直链淀粉，其聚合度能够精确调控，分子量极为均一，结构一致性也优于天然淀粉。因此，在食品、医药和新材料领域展现出诸多应用前景。目前，该材料已率先运用在手性分离填料上，能够高效分离沙利度胺等手性药物分子，为手性填料产业带来了新突破。