纤维素合成淀粉碳转化率突破至93.3%

科技日报天津11月23日讯 记者近日获悉，中国科学院天津工业生物技术研究所张以恒研究员带领的团队，在合成淀粉的新技术上取得了重大突破。依托体外合成生物学中心及低碳合成工程生物学国家重点实验室，研究人员通过重塑技术流程，实现了纤维素的全碳量转化为淀粉，其成果已刊登在《科学评论》杂志。

此前，利用“纤维素部分水解—纤维二糖磷解—葡萄糖聚合”多酶级联反应，体外生物转化方法虽然能够使纤维素转化为一定比例的淀粉，但受到技术路径的限制，其理论产率仅为50%，实际产量还因依赖微生物发酵而进一步减少，无法满足大规模生产需求。

张以恒介绍，团队通过设计新的能量循环方式，创新性地实现了葡萄糖分子的回收和重复利用，有效地将淀粉理论转化率提升到了100%，彻底克服了原先的碳损失难题。同时，科研人员着力改进酶元件，在特殊环境下筛选出热稳定性优异的新型酶，使反应可以在50℃下顺利进行。这不仅大幅提高了酶的活性和反应效率，还减少了生产所需酶的用量，为未来工业化生产铺平了道路。通过系统集成和多因素优化，最终团队实现了纤维素到淀粉的真实转化率高达93.3%。

此外，这项技术生产出的为高纯度直链淀粉，其聚合度和分子量分布可精确调控，分散度极小，结构均一性明显优于天然淀粉，具有广泛的应用前景。目前，该成果已成功应用于手性分离填料开发，并在高效分离沙利度胺等手性医药分子的过程中展现出独到优势，对于突破手性填料技术瓶颈具有重要意义。