微生物蛋白，也叫單細胞蛋白，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、維生素和無機化合物等混合物組成的細胞質(zhì)團。微生物蛋白中重要的是酵母蛋白、細菌蛋白和藻類蛋白，它們的化學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)境保護意識的增強和可持續(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)化為細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)，這樣不僅減少了對于化石燃料的依賴，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上進行生長和蛋白質(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，進而形成蛋白質(zhì)。例如，某些光合細菌和藻類能夠在光照條件下利用CO2進行光合作用，產(chǎn)生有機物和氧氣。

2、按產(chǎn)生菌的種類不同，可分為細菌蛋白、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造成血液的尿酸水平升高，引起機體的代謝紊亂。

細菌蛋白

細菌蛋白的生產(chǎn)一般是以碳氫化合物(如天然氣或瀝青)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。細菌蛋白提取處理后得到細菌分離蛋白，它的化學組成與大豆分離蛋白相近，并且在補充含硫氨基酸以后，它的營養(yǎng)價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，促進消化系統(tǒng)的健康?；罹w微生物蛋白的應用不僅限于食品工業(yè)中的益生菌補充劑，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，能夠增強食品的風味和營養(yǎng)價值。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引起人體免疫反應，因此，在某些應用中，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。

脫細胞壁微生物蛋白

脫細胞壁微生物蛋白是指去除微生物細胞壁成分后的蛋白質(zhì)。細胞壁是微生物細胞的外部結(jié)構(gòu)，由多種復雜的多糖和蛋白質(zhì)組成。在一些應用中，如醫(yī)藥領(lǐng)域，需要去除細胞壁以提高產(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，我國政府相繼出臺政策推動替代蛋白產(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年兩會上，合成生物、微生物蛋白等詞條多次被提起，進一步明確點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、深圳等地密集出臺促進合成生物創(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