凝胶小球里住着细菌，把二氧化碳接上制糖、制淀粉的生产链

一颗约4毫米的凝胶小球，外层接收光，里面的细菌把二氧化碳转成乙酸，再交给改造过的酵母制造糖和淀粉。中国科学院深圳先进技术研究院团队把这条生产链做进了实验，相关论文于2026年8月11日上线。微球的相关专利申请更早在2025年9月26日公开。

这种搭配最有意思的地方，是让喜欢光的材料和怕光的细菌住到一起。团队介绍，凝胶外层装着产氢的光催化剂，内部用黑色多孔材料给细菌遮光。可以把它想成一座屋顶发电、地下室加工的微型工厂：两个车间各用合适的环境，中间通过氢气传递生产所需的能量和还原能力。

把材料与微生物接起来，已有很长的研究历史。伯克利实验室2015年的纳米线系统，就能用光驱动细菌把二氧化碳变成乙酸，再由改造的大肠杆菌加工成燃料、聚合物等。乙酸在这里像通用零件：前半段负责造零件，后半段换一条加工线，就能瞄准另一种产品。

人工制造淀粉也早有先例。中国科学院天津工业生物技术研究所2021年公布的路线，把化学催化与酶反应接起来，用11步主要反应从二氧化碳合成淀粉。这些工作说明，同一个终点可以通过不同生产路线抵达；比较新方案，应该看反应怎样衔接、原料与能量怎样供给，而不只看最后有没有淀粉。

深圳团队这次把重点放在微球内的空间分工。《美国化学会志》的论文报告，系统把光催化产氢与受遮光保护的产乙酸细菌结合，再用乙酸连接下游酵母。不同产物实验中，蔗糖和淀粉浓度分别达到每升609毫克和256毫克。后者相当于每升0.256克，仍是实验室生产的尺度。

这也让它现在仍值得看：研究者开始把固碳和产品制造拆成可组合的环节，而不是让一种生物包办全部工作。对未来的生物制造而言，前端生产相对通用的原料，后端按需求改变产品，可能比每换一种产品就重做整条路线更灵活。

距离食品工厂还有实际门槛。深圳团队的体系仍使用二硫苏糖醇作为牺牲电子供体，这种试剂会在反应中被消耗；寻找更可持续的替代物也是后续方向。要让微球接上真实生产线，还要把产量、材料消耗和分离产品的代价一起算清。眼下，它展示的是一条能运转的实验生产链。

相关专利申请公开日期：2025年9月26日；论文在线发表日期：2026年8月11日。