2021年9月24日，《科学》杂志在线发表了我国科研人员在淀粉人工合成方面取得的重大突破性成果。这项研究在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，一经公布，引发广泛关注，网友称之为“空气变馒头”。2024年3月18日，央视新闻客户端推送了对中国科学院天津工业生物技术研究所原所长马延和的专访，消息显示，如今，该项目已经进入工程测试阶段，向产业化又迈进了一大步。

二氧化碳合成的淀粉（图源：央视新闻）

中国科学院天津工业生物技术研究所成立于2012年，马延和参与筹建并担任第一任所长。二氧化碳合成淀粉是他上任后，举全所之力推动的重大项目。

最终，天津工业生物技术研究所联合大连化物所，通过合成生物学手段，首次实现二氧化碳到淀粉的从头合成。

马延和介绍相关成果（图源：中新视频）

这份淀粉样品代表的是科学上从0到1的一次突破。在这之前，淀粉的真正制造者是绿色植物，也只有绿色植物的光合作用才能把二氧化碳和水合成为淀粉。

摆脱植物进行二氧化碳固定是科学家多年来的梦想，合成生物学被认为是影响未来的颠覆性技术。模拟自然作物光合作用，重新设计生命合成代谢过程，设计人工生物系统，不依赖植物种植进行淀粉制造，潜藏着惊人的变革前景。

植物制造淀粉是通过一系列生化反应实现的，以玉米为例，它的过程涉及60多步代谢反应，太阳能的利用效率不足2%。人工合成淀粉的目的是提高效率，马延和与团队所做的事情，是寻找步骤最少、效率最高的路径，在实验室内将二氧化碳合成为淀粉。

实验取得了成功（图源：中新视频）

在马延和设想的车间里，二氧化碳成为原料，不但可以转化成淀粉，还可以转化成蛋白质、糖类。为了这项突破，马延和带领团队努力了近十年时间。

“从二氧化碳到淀粉的人工合成”克服了化学和生物协同催化的障碍，实现利用高密度的电氢能合成淀粉分子，跨越了生化反应能量传递的鸿沟，理论能量转化效率是玉米的3.5倍。

未来从二氧化碳到淀粉的人工合成技术如果具有经济可行性，工业车间制造淀粉将会实现，与农业种植相比，可以节省超过90%的土地和淡水资源，并且消除化肥和农药对环境的负面影响，必将带来一场新的产业变革，对于保障粮食安全、促进社会经济可持续、高质量发展具有重大战略性意义。

墙上是400多项专利（图源：中新视频）

2018年之后，马延和带领团队不断优化路径，不断重复实验，并借助先进的技术手段，来降低二氧化碳合成淀粉的转化成本。去年底，因任期结束，马延和从研究所所长的位置上退了下来，但他并没有停歇。他表示，乐观一点的话，我们还需要几年时间。

公开资料显示，马延和，男，汉族，1961年10月生，河北盐山人，农工党成员，1983年8月参加工作，在职研究生学历，工学博士，研究员。1983年8月南开大学生物系微生物学专业大学毕业后，到中国科学院微生物研究所从事科研工作，2007年3月起，先后任中国科学院天津工业生物技术研究与发展中心筹建工作组组长、中国科学院天津工业生物技术研究所筹建工作组副组长、工业酶国家工程实验室主任。2012年10月起，任中国科学院天津工业生物技术研究所所长。2021年1月当选农工党天津市委会主委、天津市第十七届人大常委会副主任。

极目新闻综合北京日报客户端、央视新闻、科技日报、天津日报