近日，中国科学院天津工业生物技能研究所（如下简称天津工生所）糖生物合成与绿色制造攻关团队的研究结果被期刊吸收。这注解团队开发的转化甲醇合成甘露醇技能获得了偕行的承认。

研究康健糖，最底子的目的是满意人们“想要糖的甜美，但不想变胖、不想长虫牙、不想患上糖尿病”的夸姣欲望。至今，团队已经开发了阿洛酮糖、甘露糖、功效寡糖等10余种康健糖绿色制造工艺，有的已经经经由过程了国度新食物原料审批，有的正于追求财产化互助，有的处于试验革新阶段……

近日，团队得到了2026年度中国青年五四奖章。

要甜美，不要承担

初期，蔗糖产量有限、价格昂贵，一度成为权利与身份的意味。跟着工业革命的成长，蔗糖出产最先走向范围化、机械化，糖成为增补能量的重要食品之一。但人们很快发明，过多摄取糖分会激发肥胖、糖尿病、血汗管疾病等多种康健问题，还有会影响皮肤及牙齿康健，在是代糖应运而生。

“木糖醇是第一代代糖，赤藓糖醇是第二代，阿洛酮糖是第三代。与前二者比拟，阿洛酮糖的甜度高、热量低、可用在食物加工范畴，是蔗糖的抱负替换品。”天津工生所研究员杨建刚说。

21世纪初，团队卖力人、天津工生所研究员孙媛霞取患上日本爱媛年夜学博士学位后，介入了日本文部科学省“稀疏糖为焦点的糖质生物学技能开发”“功效性糖于康健财产的运用”等项目的科研事情。2008年，她发表的关在稀疏糖的研究论文引起学界存眷。

其时恰逢天津工生所筹办设置装备摆设，在是孙媛霞便回国组建团队，成立了以稀疏糖生物转化合成为特点的糖生物工程研究平台。

创业之初，资源有限，各人只能于两间年夜厂房中举行科研事情。“咱们常常于一路会商研究标的目的或者研究进展，于交流碰撞中得到了许多开导。”孙媛霞说，“每一个人都感觉满身布满劲头儿，每一个人都想全力投入研究事情。有泰半年的时间甚至没发工资，却一点儿没影响到各人的热忱。”

也恰是从那时起，这个仅有四五小我私家的团队最先了阿洛酮糖的转化合成、技能迭代等研究事情。

首要的难题即是“找酶”。虽然阿洛酮糖存于在自然无花果中，但生物合成历程效率低、时间长，科研职员需要找到可以或许催化人工合成反映的特定酶。

“咱们采纳了最原始的措施——收罗了天下各地的土样，筛选出可以或许催化方针反映的菌株，再举行基因扩增，进一步举行表达及功效验证，终极确定候选酶。”杨建刚说。

工业出产对于酶的催化活性、不变性要求都很高，这就需要不停对于酶举行革新，而仅是革新事情就连续了六七年。

杨建刚回忆：“最初咱们彻底不知道怎样革新基因序列，只能随机革新后不雅察反映。好比一条基因序列中有250个氨基酸，那就有750个碱基，每一个位置的碱基有4种可能，相称在整体有4的750次方种可能。这无疑是年夜海捞针。”

到了2015年先后，成长成熟的计较机模仿技能可以帮忙科研职员快速定位影响酶活性及不变性的突变位点，革新的乐成率年夜年夜晋升。

2025年，阿洛酮糖经由过程了国度新食物原料审批。这场连续18年的“马拉松”终究抵达了尽头，团队完成为了阿洛酮糖“从书架到货架”的全历程。

把“糖罐子”紧紧端于本身手里

糖是关乎国计平易近生的战略物质。我国持久面对“高消费、低自给”的布局性抵牾，传统莳植受耕地、天气限定，食糖安全有潜于危害，技能改造迫在眉睫。

杨建刚先容：“我国每一年对于蔗糖的需求是1500万吨，此中500万~600万吨都依靠入口。受天气前提、机械化水平影响，仅靠农业莳植成本高、产量低，是以摸索工业合成路子十分须要，要把‘糖罐子’紧紧端于本身手里。”

2021年9月24日，《科学》报导了天津工生所科研职员于国际上初次实现二氧化碳到淀粉的重新合成。作为介入这项事情的一员，杨建刚思索的一个问题是，二氧化碳人工合成淀粉的路走通了，它是否还有可以合成更多的物资。

“各人起首想到的，是及淀粉同为碳水化合物的糖。”杨建刚说，这一项目得到研究所撑持后，很快获得了宋皖、王玉瑶等团队年青科研职员的踊跃相应。

对于在可否乐成，各人心里都没有底。其时虽然海内外许多团队都开展过相干研究，但一些棘手的问题仍未解决。好比，由二氧化碳合成的糖是复合型糖，即多种类型的糖混于一路，这就给将来运用带来一些障碍。有的研究团队可以合成某些单一种类的糖，但合成效率比力低。

就像革新催化阿洛酮糖合成的酶同样，团队决议使用工程化设计革新二氧化碳合成糖的催化剂。

“将二氧化碳转化为葡萄糖，需要1个化学催化剂及7个酶元件，即需要对于7个酶元件举行工程化设计。”杨建刚说，颠末一年半的时间、百余次的测验考试后，团队成员共筛选出100多个酶元件，从上千种组适合配的测试中找出了7个最好“候选者”。

2023年，团队实现了二氧化碳到己糖的精准全合成，将制糖时长从传统莳植以“年”为单元压缩至“小时”，仅17个小时便能完成二氧化碳到糖的神奇改变。其合成效率到达了0.67克每一升每一小时，葡萄糖的碳固定合成效率到达每一毫克催化剂每一分钟59.8纳摩尔碳，到达了已经知的海内外人工制糖的最高程度。

2025年，团队进一步实现了人工转化二氧化碳合成繁杂二糖——蔗糖。蔗糖是白糖最重要的构成身分，该结果提供了一条不依靠甘蔗及甜菜莳植的制糖模式。

“气氛太好了，舍不患上脱离”

不管是阿洛酮糖还有是二氧化碳合成糖，又或者者是其他科研项目，从设法到落地、从“书架”到“货架”都是漫长的历程，此间穿插着无数次的掉败。

掉败后怎样能快速调解状况，兴起一战再战的勇气，是团队每一个成员都要面对的磨练。

多年前，刚插手团队不久的杨建刚问孙媛霞：“阿洛酮糖的合成与运用时间跨度这么年夜，假如做不可怎么办？那对峙还有成心义吗？”

孙媛霞险些没有思索便回覆道：“起首要认同这是一件成心义的工作，这是国度及财产成长的火急需求。这个标的目的于理论上是可行的，或者早或者晚必然能做出来。”

杨建刚把这段话记于了心里。厥后，一次又一次的掉败冲击未将他打倒，反倒引发了他更年夜的热忱及勇气。

面临团队里年青的成员或者是悲观懊丧的学生，杨建刚老是当令地奉上快慰：“掉败也不是没意义的，掉败为后面的试验提供了很好的支撑。做科研一个颇有效的措施是，把所有不成能的路都试过，那就只剩下乐成的那条了。”

另外一位团队成员、天津工生所副研究员李娇于2020年博士卒业后留于研究所事情。令她印象最深的是，许多个晚上，做完试验的孙媛霞、杨建刚都到学生办公室去看各人。糊口的懊恼、科研的压力、压制的情绪……跟着谈天，似乎这一切都消解了。

“这与你选择留下有关吗？”面临记者的问题，李娇笑着说：“固然固然，团队的气氛太好了，我舍不患上脱离。”

将来，李娇还有会把本身的经验、领会告诉厥后的成员。依附“代代相传”的聪明，这个团队将继承这份甜美的事业。（记者 刘如楠）

《中国科学报》 (2026-05-20 第1版 要闻)

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