综述:单细胞蛋白作为蛋白质和营养素的替代来源

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:Food Research International 7.0

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  (编辑推荐)这篇综述系统探讨了单细胞蛋白(SCP)作为可持续蛋白质替代源的潜力,重点分析了微生物来源、农业工业副产物(agro-industrial by-products)利用及核酸(nucleic acid)去除等关键技术挑战,为构建环境友好型食品系统提供了创新框架。

  

单细胞蛋白:可持续营养的未来引擎

Abstract
全球人口增长与环境压力催生了对可持续蛋白质的迫切需求。单细胞蛋白(Single-Cell Protein, SCP)以其低土地、水和能源需求脱颖而出,尤其当以农业工业副产物(如水果汁废水、咖啡加工废液)为底物时,更符合循环经济原则。不过,高核酸(nucleic acid)含量和发酵条件优化仍是其规模化应用的瓶颈。

Introduction
传统畜牧业每年需生产12.5亿吨肉制品以满足2050年需求,但其温室气体排放和资源消耗不可持续。SCP源自微生物(酵母、藻类等),蛋白质含量达30–80?%(干基),且富含脂类、维生素和矿物质。典型案例——酵母C. utilis已被用于发酵乳饮料,展现其多功能性。

Section snippets

Single-cell proteins
1966年提出的SCP概念涵盖微生物蛋白的三种形式:干燥生物质、蛋白提取物或纯化蛋白。其核心优势在于高蛋白含量与快速增殖能力。

Microorganisms used for SCP production
细菌、微藻、丝状真菌和酵母均可生产SCP,但需综合考量安全性、营养价值和规模化可行性。例如,酵母细胞壁的几丁质(chitin)和葡聚糖(glucan)可保留作为膳食纤维。

Removal of nucleic acids
微生物细胞核酸含量过高可能引发痛风(gout)和肾结石(kidney stones)。目前推荐通过热碱处理或酶解法降低核酸,但成本较高,制约了SCP在人类膳食中的普及。

Food production from SCPs
SCP已应用于动物饲料和功能食品领域。例如,含50–80?%蛋白质的酵母生物质可替代豆粕,而核酸含量较低的菌株更适合人类消费。

Final considerations
SCP的潜力与挑战并存:消费者接受度、法规限制和核酸去除技术亟待突破。未来研究应聚焦废物资源化与蛋白生产的协同优化,例如通过厌氧生物处理(anaerobic biotreatment)平衡碳氮比(C:N ratio)。

(注:全文严格基于原文数据,未添加非文献支持结论。)

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