中国“天眼”、神舟飞天、墨子“传信”、高铁奔驰、北斗组网、超算“发威”、大飞机首飞、国产航母和五代机……2012-2022，党的十八大以来的十年间，中国人民取得了无数振奋人心的科技成果。中国“赶上世界”的强国梦实现了历史性跨越。

在新中国迎来第73个生日之际，数字北京科学中心为广大观众朋友们整理了党的十八大以来那些举世瞩目的科技进展，隆重推出“大国科技范——十年巨变 科技腾飞”系列专题图文，和大家一起回顾过去十年里，伟大祖国在党的领导下所取得的科技成果。

审核专家：纪十

生命领域观察者

前些日子，人造肉的推送和介绍铺天盖地，一时间被各大媒体热议。然而几乎就在同一时间，中国也“悄摸摸”的宣布了一种重大突破——用工业尾气来制造蛋白质，并完成了万吨级的产能!

刚听到这个消息，小编眼前不禁浮现出了众多末世的画面，大气污染严重、万物凋零……人们为了食物资源进行疯狂争抢。假如未来真的能去全方面实现这个技术，是不是就意味着工业尾气也可以废物利用了?

来源丨电影《末日逃生》

往好的地方想，在科幻电影所构建的星际旅行中，也有类似的黑科技画面，只要和电脑确认食物名称，就能直接获得各种食物饮料。那么，未来的宇宙航行，是不是也不用担心食物储备了呢?

来源丨美剧《奥维尔号》毕竟，在工业时代，就尾气不缺……

但是，等一等……人造肉的争议目前为止都如此之大，更何况听起来就有毒的工业尾气，这玩意生产出来的东西，真的没问题吗?

这件事，还要从它生产的蛋白质是什么开始说起。

蛋白质哪来的?

生产出来的蛋白质并不是什么新鲜玩意，其实它本来就是一种生物代谢物，但这种蛋白质和之前的二氧化碳合成淀粉，或者人造肉不同，并不是经过人工合成的工业制品，而是利用了微生物的发酵技术直接产生的代谢物质，就像是酸奶一样。

它所采用的微生物名为乙醇梭菌，是一种工业上生产乙醇的常见菌种，能和含碳工业尾气反应产生乙醇醪液，并最终通过蒸馏的方式获得乙醇。乙醇梭菌 来源丨中国农科院饲料所供图但是!所有人都应该牢记一句话：没有任何东西是垃圾，只不过是用错地方的资源!

在以往的工业生产中，大家经常发现蒸馏塔内有一种非常黏稠的浆糊堵塞塔板，导致蒸馏的管道系统运行受阻，产率受到严重影响，技术人员一直想解决这个棘手的东西，找办法把它除掉。北京一家生产乙醇的公司提出了一个建设性的意见，把它分离出来看看，检测一下这东西有没有利用价值。

到此，世界的“新大陆”露出了全新的一角。

来源丨中国生物技术网

科研人员做了大量实验分离出来后，这份蛋白质被送到国家饲料质量监督检验中心(北京)检测，结果表明该浆糊主要成分名为乙酸梭菌蛋白，它的蛋白质结构简单，粗蛋白质含量高达83%以上，18种氨基酸占蛋白质比例达94%，10种必需氨基酸含量及其结构比例接近鱼粉、远优于豆粕，重金属含量也不超标。

此外，研究人员又在做了多种常见鱼类实验后发现，在饲料中的添加3%-4.5%的乙酸梭菌蛋白时，能显著改善鱼类的胃肠和肝功能;当比例增加到18%左右时，对鱼类的生长、血液生化指标和肝肠组织形态等，也没见到不良影响。此外，它的流动性、黏度、水溶性等指标也不错，具有良好的饲料加工条件。

也就是说，这种蛋白质是一种安全性相对较高的蛋白质饲料原料

乙醇梭菌的“咸鱼翻身”

接下来，我们在介绍产生出来的蛋白质时，要回顾一下它的“娘家”——乙醇梭菌。既然是自然的生物代谢产物，为什么直到现在才发现它的用处?

只能说是惯性思维惹的祸。

乙醇梭菌最初是由比利时科学家从兔子肠道中分离出来，并以其为发酵菌种，利用它以一氧化碳或者二氧化碳为碳源产生乙醇，这项研究各国已经进行多年。

家兔 来源丨维基百科

而大多数能源研究也只是集中在用一氧化碳生物发酵合成乙酸、乙醇等化学制品，对微生物菌种合成出的蛋白质及其功能性研究非常少。就算是专门研究微生物蛋白质的科学家，也把研究的关注点主要集中在了酵母、乳酸菌、微藻等传统被认为可食用的菌种上，导致了乙醇梭菌一类的微生物蛋白在蛋白质领域长期沦为“路人甲”或“垃圾”。

至于这项研究的意义，以及研究出来的鱼饲料有什么用?我们还要用我国动物的“口粮”——饲料说起。

无论有没有饲喂过家禽家畜，想必都对动物饲料的成分有一定的了解，这里面有两类东西必不可少：玉米和豆粕，它们代表着能量饲料和蛋白质饲料。

为支撑我国规模庞大的养殖业，2021年我国饲料产量达2.9亿吨，居世界首位，饲料年消耗量约有4.5亿吨，若不考虑能量饲料，经过简单估算需要纯蛋白质饲料8000万吨。

近年来，我国优质饲用蛋白原料极度缺乏，不得不大量进口，对外依赖长期保持在70%以上。我国每年进口鱼粉150万吨左右，进口大豆1亿吨左右，饲用豆粕的年消费量约7000万吨。

来源丨维基百科

由于动物性蛋白价格高昂，植物性蛋白受土地种植面积少、气候条件多变、生产周期较长、物质能量转化效率低等因素影响，生产能力难以大幅提高，一段时间内，我国无法摆脱饲用蛋白原料对外进口的局面。

假设以工业化生产1000万吨乙醇梭菌蛋白(蛋白含量83%)计，相当于2800万吨进口大豆当量，等同于我国大豆年进口量的1/3，这将有助于我国摆脱“大豆进口依赖综合征”。

另外，中国每年至少可产生约1.2万亿立方米富含CO的工业尾气，如将这些工业尾气采用生物发酵技术进行高效清洁利用，可年产乙醇梭菌蛋白1000万吨，也相当于减少二氧化碳排放2.5亿吨。

大豆 来源丨维基百科

但同时也要注意，乙醇梭菌蛋白等新型饲料蛋白源仍需要加大研究，以进一步提高其品质和利用效率。现在亟须通过改良菌种和改进生产工艺，进一步降低成本，增加蛋白质的产量。

虽然目前乙醇梭菌蛋白的总体量还完全谈不到替代大豆的层次，但如果未来能解决蛋白质的饲料进口依赖也很了不起了。至少有利用一氧化碳这种工业尾气来生产菌体蛋白的技术，后面就有无穷的可能性。

在“双碳”目标的号召下，这种既减碳又环保的技术必将助力“碳中和”尽早实现。

另外，在这里也应注意，汽车尾气里面并不仅仅只有含碳气体，还有诸如氮氧化物、硫氧化物、铅化合物等有害气体，它们如何清除以及是否会影响乙醇梭菌将含碳气体转化为蛋白质，这都是我们需要在现实情况下必须考虑的问题。

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