主持人：马上关注一下秸秆变废为粮。我们先来说一说这个话题，近日，中国农业科学院生物技术研究所微生物蛋白设计与智造创新团队与国内相关科研单位合作，开发了一种利用玉米秸秆高效生物合成人造淀粉和单细胞蛋白的新技术，进一步降低了人造淀粉的生产成本，为粮食生产提供了新的途径。相关的研究成果已经发表在《科学通报》上。这项研究的亮点，就是创建了一个新技术，把现有的农业废弃物进行合成利用。我们一向对变废为宝的事儿特别感兴趣，循环利用消耗能源。大量的能源产出谁都会，但是把废物变废为宝，就是一个很厉害的事情。怎么来可持续化的进行农业生产呢？既能够产生对我们有益的东西，还能够把那些废弃物，把那些不利的影响去除掉，就是这项研究的亮点。
简单说就是利用包含纤维素降解酶和淀粉合成酶的体外多酶分子体系，和酿酒酵母进行生物转化，可以把玉米秸秆中的纤维素高效酶水解合成人造淀粉，同时，在有氧条件下低成本发酵产生微生物蛋白。今天我们邀请到了徐欣欣老师，她专门准备了采访，将用大家都能够理解的话，来跟我们来说一说这个技术的主要原理和意义是什么。
徐欣欣：我们团队与中国科学院天津工业生物技术研究所张以恒研究员团队合作，经过几年的努力，开发了一种将农作物秸秆同步高效转化为人造淀粉和微生物单细胞蛋白的新技术。我们知道，我国是人口大国，长期以来，我们用不足全球7%的耕地养活了20%的人口，但是现在，随着人口的增加和气候的变化，我们也需要不断地去拓宽粮食来源，以应对可能的粮食危机。在我国，秸秆是主要的农业废弃物资源，每年会产生大约九亿吨的秸秆。我们开发的这种新技术可以将秸秆合成人造淀粉和单细胞蛋白，不仅解决了秸秆的再利用，特别是高值化利用的问题，同时也开拓了一种生物合成粮食的新途径。这项工作的原理是将玉米秸秆中的纤维素进行降解，形成纤维二糖，纤维二糖由两个葡萄糖所组成，在淀粉合成酶的作用下，其中一个葡萄糖合成人造淀粉，另外一个葡萄糖则被反应体系中的酿酒酵母进行利用，进行生长繁殖从而积累大量的单细胞蛋白，这就是我们这部分工作的主要原理。
主持人：可能很多朋友还会想知道，人造淀粉跟这个单细胞蛋白，它能做点什么，它未来的用途到底是什么？所以今天我们也请教徐欣欣老师，来帮我们解读一下。
徐欣欣：根据我们的实验数据，利用一吨的玉米秸秆可以合成大约93公斤的人造淀粉以及80公斤的蛋白质。也就是说，我们现在的这个技术水平其实已经具备了人造淀粉和单细胞蛋白低成本工业化生产的一个经济的可行性。比如说我们合成的单细胞蛋白，就可以部分替代饲料中的豆粕成分，从而有助于缓解我们国家的饲料粮短缺的问题。人造淀粉的话，我们动物实验结果也初步发现，它的摄入会引起动物体的缓慢平缓的血糖水平变化，所以也有望在糖尿病人群中进行应用。因为人造淀粉的合成具有可控性，我们可以人为控制它的聚合度，或者是它的性质，所以在未来我们有望把它开发成为一种新型的化工材料去应用，比如说，有些药物是胶囊形式的，人造直链淀粉就可以作为原料制作药物的胶囊，我们可以通过控制它的性质来达到这种缓释的效果。而且使用人造淀粉制作胶囊，对人体没有一点危害。另外人造淀粉，经过实验数据证实，可以让人们升糖的速度比较慢，所以可以提供给糖尿病患者使用。而单细胞蛋白可以作为饲料，刚才说的豆粕实际上就是大豆的豆渣儿，是非常重要的饲料，单细胞蛋白就可以部分替代这个蛋白质，来作为更多饲料的原料，从而对畜牧业提供很多的帮助。
主持人：没错，所以你看它有非常多的使用前景。那是不是只能用玉米秸秆，我对这个很好奇，因为我们知道还有非常多的一些粮食作物，棉花、稻等，所以以后能不能应用到其他作物秸秆上面呢？
徐欣欣：目前实验的原料是玉米秸秆。当然了，我们利用体外多酶分子体系去进行秸秆中纤维素的一个降解，添加淀粉合成酶合成人造淀粉，再添加酿酒酵母，利用葡萄糖去积累大量的单细胞蛋白。整个过程是不需要能量输入的。目前我们的技术其实已经可以实现低成本的高效转化，纤维素成分的水解率达到89%以上。目前实验结果还都是利用玉米秸秆。我们跟天津工生所共同承担了国家重点研发计划，在这个专项的支助下，有望在三到五年内将技术进行进一步的推广，比如说扩大原料的来源，把实验技术放大到工业化生产水平，所以未来这个技术还是会不断的去提升。另外，我们还可能用其他的一些农作物秸秆来进行研发，产生其他的一些成果，也许还有其他的新事物。
主持人：嗯，没错，下面我们再来关注一下世界上其他国家是如何使用秸秆。让我们来听听徐欣欣老师的介绍。
徐欣欣：国外的话，秸秆处理的一些主要方式还是粉碎还田以及作为饲料来源，或者是直接焚烧。以美国为例，他们主要还是将秸秆进行粉碎还田以及作为青贮饲料等，欧洲的话，他们会将秸秆进行压缩，然后和煤炭一起，作为燃料燃烧。当然也有很多地方还在采取直接燃焚烧的方式，但这种方式其实我们都知道，会造成比较严重的环境污染。
主持人：我们这种方式就会把秸秆形成人造淀粉和单细胞蛋白，其实就是相当于把它转化为人造粮食和饲料，实现了更高值转化。广阔前景大有可为，没错，以后看到秸秆也都会觉得非常的亲切。在国外现在很多国家舍不得回收秸秆，农民都拿去卖钱，卖给生物公司、饲料公司，这对他们来说都是一笔财富。有的国家还处于比较低级的处理模式，比如说像印度，一直空气污染比较严重，就是北方焚烧秸秆，这个在太空用卫星都能看到，那些地区再地图上的显示都完全不一样，要没有喜马拉雅山挡着，就飘到西藏了。但也有很多国家已经实现了一些有效利用。所以秸秆利用科技手段，就能把废物变成有价值的饲料、粮食，实现综合利用、节能环保的双赢局面。