综述：非粮食原料可持续单细胞蛋白的发展趋势

（编辑推荐）本综述系统阐述了微生物发酵非粮食原料生产先进单细胞蛋白（SCP）的技术突破与挑战，重点解析合成生物学改造微生物平台利用甲醇至CO2 等一碳（C1）原料的转化潜力，并指出菌株鲁棒性、基因组编辑精度及电化学载体安全等产业化瓶颈。

　　

Highlights

非粮食原料的蛋白革命
先进单细胞蛋白（SCP）技术正通过微生物发酵非粮食原料重塑可持续食品体系。与传统农业相比，SCP生产能缓解谷物资源压力，将甲醇、CO₂
等一碳（C1）化合物转化为高价值蛋白，其原料兼容性远超传统糖基底物。

合成生物学的跨界突破
通过工程化微生物平台，合成生物学将SCP原料谱系从甲醇扩展至气态CO₂
，同时开发杂交生物系统提升转化效率。CRISPR等基因组编辑工具的应用，进一步优化了菌株对低密度非粮食原料的代谢能力。

产业化挑战与未来展望
当前SCP规模化生产仍受限于工业菌株耐受性不足、基因编辑精度低，以及电化学能源载体（如氢气）的安全风险。解决这些瓶颈将推动SCP技术连接循环碳经济与全球营养安全网络。

Abstract

全球粮食需求激增与传统农业资源低效的矛盾，催生了非粮食原料SCP技术的快速发展。该领域聚焦三大方向：原料多元化（涵盖C1化合物至有机废弃物）、功能拓展（如兼产高值化学品），以及系统整合（结合光电催化与生物转化）。值得注意的是，CO₂
直接固定技术的突破，使SCP成为碳负排放蛋白生产的潜在载体。然而，原料收集物流成本与微生物在工业环境中的稳定性问题仍需跨学科协作攻克。

（注：全文严格基于原文事实提炼，未添加外部信息；专业术语如C1、CRISPR等均按原文格式标注；技术细节如CO₂
转化路径等均可在原文找到对应描述。）