最新的研究表明，人類可能能擺脫對自然種植的依賴，從“車間”生產出作物。中國科學家開發出一種將甲醇轉化為白糖的方法，他們表示，該技術可以將捕獲的二氧化碳轉化為食物。

該團隊的生物轉化系統無需種植甘蔗或甜菜（種植這些作物需要大量的土地和水資源）。他們利用酶將甲醇（可從工業廢料中提取，或通過二氧化碳加氫制備）轉化為蔗糖的方法，發現也適用于生產其他復合碳水化合物，包括果糖和淀粉。

該團隊在5月份發表的一篇論文中指出：“將二氧化碳人工轉化為食物和化學品，為應對環境和人口相關挑戰，同時實現碳中和提供了一種有前景的策略。”

將二氧化碳還原為結構更簡單的分子已被證明是成功的，但研究人員表示，生成長鏈碳水化合物（自然界中最豐富的物質）對科學家來說是一項挑戰。

中國科學院天津工業生物技術研究所的研究團隊寫道：“體外生物轉化（ivBT）已成為可持續生物制造的一個極具前景的平臺。在這項研究中，我們成功設計并實現了一套從低碳分子合成蔗糖的[ivBT]系統。”

蔗糖，又稱白糖，主要來源于生長在溫暖氣候地區（例如東南亞）的甘蔗。第二大來源是生長在寒冷北方地區的甜菜。

文章顯示，雖然中國擁有種植甘蔗和甜菜的氣候條件，但中國每年消耗1500萬噸糖，其中500萬噸依賴進口。

大規模種植這兩種作物都需要大量的土地和水資源，隨著全球人口持續增長，氣候變化給農業帶來越來越大的壓力，這令人擔憂。這促使研究人員嘗試開發可擴展且經濟可行的蔗糖合成方法。

2021年，中科院大連化學物理研究所的研究人員揭示了一種高效、低溫的二氧化碳加氫生產甲醇的方法。

天津化學物理研究所的研究人員表示，二氧化碳的化學還原為利用捕獲的溫室氣體作為可持續生物合成各種化學品的原料開辟了可能性。

二氧化碳的化學還原為利用捕獲的溫室氣體作為可持續生物合成各種化學品的原料開辟了可能性。

該團隊表示：“這項研究建立了多個ivBT平臺，用于將低碳分子（這些低碳分子可以通過二氧化碳化學還原或工業廢物的化學/生物轉化獲得）轉化為高碳（C≥12）糖。”

通過采用路徑掃描策略優化其系統，該團隊開發出了一條反應步驟短、能量輸入低的路徑，實現了86%的高轉化率。

他們的系統不僅首次將甲醇轉化為蔗糖，而且還能夠以比以往報道的方法更低的能量輸入進行淀粉生物合成。

在該平臺的基礎上，該團隊還改進了ivBT系統，使其能夠轉化多種化合物，包括果糖、直鏈淀粉、支鏈淀粉、纖維二糖和纖維低聚糖。

該團隊表示：“總而言之，我們的系統提供了一種有前景的、不依賴植物的從頭合成結構多樣化寡糖和多糖的途徑，包括用于食品和藥品的寡糖和多糖。”

不過他們表示，還需要進一步研究，使其ivBT系統可擴展且穩定，包括加強酶篩選和提高平臺的穩定性。