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TheInnovationLife微生物转化低值原料实现蛋白可持续供给!

添加时间:2026-01-17 12:29:22

  

TheInnovationLife微生物转化低值原料实现蛋白可持续供给!(图1)

  本文针对传统糖质原料生产微生物蛋白成本高的问题,探讨利用甲醇、乙酸和粗甘油等低值原料规模化生产微生物蛋白的前景、发展路径和组织机制。

  全球蛋白质传统供给面临资源与供应链紧缺的双重挑战,新兴的微生物蛋白技术为蛋白可持续发展提供了重要手段。本文以甲醇、乙酸及粗甘油等低值原料的转化为出发点,结合原料数据管理、菌种培育、过程工程与跨部门合作等,探讨从技术和组织层面推动微生物蛋白规模化生产的路径与前景。

  全球对蛋白质的需求目前已超过每年2亿吨,预计到2050年将上升至2.8亿吨。满足这一需求需要在传统的动植物蛋白之外,拓展多元化的蛋白质来源。微生物蛋白为传统食物和饲料提供了有前景的替代方案,这一方向不仅能够减少传统蛋白生产对常规农业体系的依赖,并缓解畜牧业带来的环境影响,推动循环经济发展。然而,微生物蛋白的大规模生产仍受限于原料价格及高效生物转化技术。本文提出了利用低价值原料加速微生物蛋白规模化生产的策略,包括建立原料数据库、构建可利用粗原料的高耐受菌株、发展代谢工程和过程工程,同时重视中试与示范验证、监管优化及跨领域协作,以实现具有经济可行性的可持续产业化应用。

  本文基于对潜在原料的分析,定义了“低值原料”,即能够被微生物利用、来源丰富,并且其按等摩尔碳计算的当前或预计价格低于葡萄糖的原料。当前主要的低值原料包括甲醇、乙酸和粗甘油,其全球年产量分别约为9000万吨、1290万吨和50万吨。未来,随着可再生能源产量的提升,石油、煤炭等传统燃料有望被部分替代,其化工转化产物甲醇、乙酸等有望进一步降价,为微生物蛋白的生产提供原料。长期看,绿色技术制备的甲醇、乙酸和乙醇也有可能成为经济可行的微生物蛋白质生产原料。

  本文指出甲醇、乙酸和甘油粗原料的有效转化有望节约30%的微生物蛋白生产成本,但相应的技术难度更高。通过定向进化选育高耐受性菌种,结合现代代谢工程和过j9跨境服务程工程,相应的技术难度有望被攻克。同时,本文指出当前的研究多偏重小规模实验和发表论文,呼吁加强中试和示范规模的研究。学科发展的不平衡已经阻碍了技术的真正应用,发酵工程领域的专业人才十分缺乏,这种现象应该引起高校和科研机构的高度重视。

  除了原料转化技术,本文还重点指出“实现微生物蛋白大规模应用需要高效的组织机制”,包括:构建全面的原料数据信息平台以解决信息不对称问题;促进化工、生物、饲料与食品加工等跨行业协作以优化全流程经济性;建立健全的安全评估与监管流程以保障产品合规与安全;通过科学、透明的公众沟通提升消费者接受度,助力微生物蛋白的商业化推广。

  利用传统糖质原料生产微生物蛋白不具有明显的经济优势和可持续性,而利用甲醇、乙酸和粗甘油等低值原料生产微生物蛋白,具有显著的资源、环境与经济前景。随着可再生能源的发展,生产微生物蛋白的原料和能耗成本有望进一步降低。未来,微生物蛋白技术的综合成本有望显著低于肉类蛋白,并实现大规模生产和应用,有效减少蛋白需求对传统农业体系的依赖,降低资源与环境压力。

  马  翠   厦门大学附属心血管病医院        杨少斌   西北师范大学