微生物蛋白，也叫單細(xì)胞蛋白，它是用許多工農(nóng)業(yè)廢料及石油廢料人工培養(yǎng)的微生物菌體。因而，微生物蛋白不是一種純蛋白質(zhì)，而是由蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、核酸及不是蛋白質(zhì)的含氮化合物、維生素和無機(jī)化合物等混合物組成的細(xì)胞質(zhì)團(tuán)。微生物蛋白中重要的是酵母蛋白、細(xì)菌蛋白和藻類蛋白，它們的化學(xué)組成中一般以蛋白質(zhì)、脂肪為主。

微生物蛋白產(chǎn)品分類

1、按生產(chǎn)原料不同，可分為石油蛋白、甲醇蛋白、甲烷蛋白等

微生物蛋白作為一種新興的蛋白質(zhì)來源，其生產(chǎn)原料的多樣性是其顯著特點(diǎn)之一。傳統(tǒng)的微生物蛋白生產(chǎn)主要依賴于石油化工原料，如石油蛋白、甲醇蛋白和甲烷蛋白等，這些原料來源于石油化工行業(yè)，通過微生物發(fā)酵過程轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)。然而，隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)和可持續(xù)發(fā)展的需求，研究人員開始探索更多種類的原料用于微生物蛋白的生產(chǎn)。

除了石油化工原料，微生物蛋白的生產(chǎn)還可以利用葡萄糖和蔗糖等碳水化合物作為碳源。這些原料通常來自農(nóng)作物，如玉米、甜菜等，它們經(jīng)過加工提取出糖分后，可以作為微生物生長的營養(yǎng)基質(zhì)。例如，酵母和細(xì)菌可以在含有葡萄糖或蔗糖的培養(yǎng)基中生長，將這些碳源轉(zhuǎn)化為細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)，這樣不僅減少了對(duì)于化石燃料的依賴，而且有助于農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品的綜合利用。

此外，非糧有機(jī)副產(chǎn)物，如秸稈、木屑等生物質(zhì)資源，也逐漸成為微生物蛋白生產(chǎn)的潛在原料，這些原料富含纖維素和半纖維素等多糖類物質(zhì)，可以通過酶解等方式轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵的糖類。隨后，微生物在這些糖類的基礎(chǔ)上進(jìn)行生長和蛋白質(zhì)合成。這種利用農(nóng)業(yè)廢棄物的方式不僅減輕了環(huán)境壓力，還提高了資源利用效率。

科學(xué)家們正在嘗試直接利用二氧化碳和一氧化碳等氣體，通過微生物的固碳作用被轉(zhuǎn)化為生物量，進(jìn)而形成蛋白質(zhì)。例如，某些光合細(xì)菌和藻類能夠在光照條件下利用CO2進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生有機(jī)物和氧氣。

2、按產(chǎn)生菌的種類不同，可分為細(xì)菌蛋白、真菌蛋白、微藻等

酵母蛋白

真菌中的酵母在食品加工中應(yīng)用較早，包括釀造、烘烤等食品。酵母中蛋白質(zhì)的含量超過了干重的一半，但相對(duì)缺乏含硫氨基酸。另外，由于酵母中含有較高量的核酸，若攝入過量的酵母蛋白則會(huì)造成血液的尿酸水平升高，引起機(jī)體的代謝紊亂。

細(xì)菌蛋白

細(xì)菌蛋白的生產(chǎn)一般是以碳?xì)浠衔?如天然氣或?yàn)r青)或甲醇作為底物，它們的蛋白質(zhì)含量占干重的3/4以上，必需氨基酸組成中同樣缺乏含硫氨基酸，另外它們所含的脂肪酸也多為飽和脂肪酸。這兩種微生物蛋白一般不能能夠直接食用，需要除去其中的細(xì)胞壁、核酸和灰分等雜質(zhì)，其原理在工藝上與大豆的加工處理類似。細(xì)菌蛋白提取處理后得到細(xì)菌分離蛋白，它的化學(xué)組成與大豆分離蛋白相近，并且在補(bǔ)充含硫氨基酸以后，它的營養(yǎng)價(jià)值與大豆分離蛋白也相近。

藻類蛋白

以小球藻和螺旋藻最引人注目，它們是在海水中快速生長的兩種微藻，二者的蛋白含量分別為50%、60%(干重)，必需氨基酸中除含硫氨基酸較少外，其他的必需氨基酸卻很豐富。

3、按產(chǎn)品類型不同，可分為活菌體，滅活菌體，脫核酸，脫細(xì)胞壁，分離微生物蛋白等

活菌體微生物蛋白

活菌體微生物蛋白是指含有活性微生物細(xì)胞的蛋白質(zhì)產(chǎn)品。這類產(chǎn)品通常通過發(fā)酵工藝生產(chǎn)，保留了微生物的生物活性。例如，乳酸菌是一種常見的活菌體微生物蛋白，它們能夠在人體腸道內(nèi)發(fā)揮益生作用，促進(jìn)消化系統(tǒng)的健康?；罹w微生物蛋白的應(yīng)用不僅限于食品工業(yè)中的益生菌補(bǔ)充劑，還可用于制藥業(yè)，如利用活菌體制備疫苗或治療特定疾病的生物藥物。

滅活菌體微生物蛋白

滅活菌體微生物蛋白是通過物理或化學(xué)方法殺死微生物后提取的蛋白質(zhì)。這種類型的微生物蛋白由于失去了生物活性，因此安全性較高，適合作為食品添加劑。例如，酵母提取物是一種常見的滅活菌體微生物蛋白，它含有豐富的氨基酸和核苷酸，能夠增強(qiáng)食品的風(fēng)味和營養(yǎng)價(jià)值。此外，滅活菌體微生物蛋白也可用于生物肥料的生產(chǎn)，提高土壤肥力。

脫核酸微生物蛋白

脫核酸微生物蛋白是指去除核酸(DNA和RNA)后的微生物蛋白質(zhì)。核酸含量較高的微生物蛋白可能會(huì)引起人體免疫反應(yīng)，因此，在某些應(yīng)用中，如食品和飼料添加劑，需要將核酸去除。脫核酸微生物蛋白的生產(chǎn)過程涉及酶解或化學(xué)處理，以降低產(chǎn)品的核酸含量，這類產(chǎn)品更適合用于敏感人群的食品中。

脫細(xì)胞壁微生物蛋白

脫細(xì)胞壁微生物蛋白是指去除微生物細(xì)胞壁成分后的蛋白質(zhì)。細(xì)胞壁是微生物細(xì)胞的外部結(jié)構(gòu)，由多種復(fù)雜的多糖和蛋白質(zhì)組成。在一些應(yīng)用中，如醫(yī)藥領(lǐng)域，需要去除細(xì)胞壁以提高產(chǎn)品的純度和生物相容性。

分離微生物蛋白

分離微生物蛋白是指從微生物細(xì)胞中分離出來的純凈蛋白質(zhì)。這類產(chǎn)品通常經(jīng)過多步純化過程，以去除雜質(zhì)和其他非蛋白質(zhì)組分。分離微生物蛋白在生物技術(shù)和醫(yī)藥行業(yè)中具有重要價(jià)值，如重組人胰島素就是一種通過基因工程技術(shù)生產(chǎn)的分離微生物蛋白，用于治療糖尿病。

產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策

蛋白短缺的壓力愈發(fā)急迫，我國政府相繼出臺(tái)政策推動(dòng)替代蛋白產(chǎn)業(yè)發(fā)展。尤其是自2021年開始，國家大力支持和規(guī)范合成生物、人造蛋白、功能重組蛋白領(lǐng)域的發(fā)展，如2024年兩會(huì)上，合成生物、微生物蛋白等詞條多次被提起，進(jìn)一步明確點(diǎn)出合成蛋白以及微生物蛋白的重要性。地方層面，上海、杭州、常州、合肥、深圳等地密集出臺(tái)促進(jìn)合成生物創(chuàng)新發(fā)展的政策文件。

圖表：中國微生物蛋白相關(guān)的政策