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研究人员创制“升级版”毕赤酵母菌株 甲醇作“原料” 高效产蛋白

更新时间:2024-01-03 09:51:03点击:

最近,由中国科学院天津工业生物技术研究所吴信研究员领导的营养资源合成生物学团队在“蛋白饲料生物工程制造前沿技术及新产品创制”项目的支持下,取得了在以甲醇为碳源生物合成单细胞蛋白方面的新突破。这项研究提供了新的策略,有助于解析毕赤酵母在高效利用碳氮源和甲醇—蛋白定向合成方面的调控机制,为突破甲醇蛋白生物制造的经济阈值奠定了基础。

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甲醇蛋白是一种以甲醇为碳源,通过培养微生物生产的单细胞蛋白,具有成本低、质量稳定可控等优点,同时被视为食用和饲用蛋白的有效替代品。在当前大豆等蛋白质原料对外依存度较高的情况下,寻求新的蛋白质资源显得尤为重要,而甲醇蛋白正是其中一种具有潜力的替代品。

目前,我国大宗农产品对外依存度高,如大豆等蛋白质原料的进口依赖性严重威胁着食品供给安全。因此,单细胞蛋白作为食品及饲料蛋白生产的重要替代品备受关注。单细胞蛋白通过微生物发酵的方式生产,菌体中的蛋白质含量高,远高于天然植物中的蛋白质含量。同时,单细胞蛋白含有丰富的氨基酸、维生素、无机盐、脂肪和糖类等营养成分,可用于部分替代鱼粉、大豆、肉类及脱脂奶粉等。

相较于传统种植方式获取蛋白的方式,单细胞蛋白的生产不受自然环境影响,且产量较高,使用效率更高。在相同产量的情况下,单细胞蛋白的生产用地使用效率比农作物种植用地使用效率提高了1000倍以上。

传统上,单细胞蛋白主要由制糖、造纸、淀粉生产、木材加工等行业的副产品发酵生产。然而,这些副产品的供应不稳定,限制了单细胞蛋白的产量。相比之下,甲醇蛋白由甲醇作为碳源,具有更广阔的工业化生产前景。甲醇在一碳化合物中来源丰富且价格低廉,易于运输和储存,是理想的一碳资源。甲醇还具有高度的还原性,可以为甲醇蛋白的生物合成提供更多动力。

此外,我国煤炭资源较为丰富,使用煤炭副产物甲醇作为碳源生产单细胞蛋白不仅供应稳定,而且可以通过微生物对一碳化合物的同化来降低碳排放,有效推动饲料工业原料资源供给和煤炭副产物的高效清洁利用。这一研究成果有望推动甲醇蛋白的生产,为我国的食品及饲料蛋白产业提供新的发展方向。