综述：挥发性脂肪酸及其作为单细胞蛋白生产原料的潜在应用：综述与展望

这篇综述深入探讨了以挥发性脂肪酸(VFAs)为底物生产单细胞蛋白(SCP)的最新研究进展。文章系统梳理了厌氧消化(anaerobic digestion)产VFAs的工艺优化，及其与好氧系统(aerobic systems)的整合策略，重点分析了不同微生物转化VFAs为SCP的代谢通路和效率，为可持续蛋白质替代方案提供了创新视角。

　　

Abstract

近年来，利用挥发性脂肪酸(VFAs)生产单细胞蛋白(SCP)的技术路线正成为生物制造领域的研究热点。这种将有机废弃物转化为高价值蛋白质的创新方法，为解决全球蛋白质短缺和废弃物处理双重挑战提供了新思路。

Conflict of interest

研究团队声明不存在利益冲突，这为研究成果的客观性提供了重要保障。

挥发性脂肪酸的绿色生产

通过厌氧消化技术，农业废弃物、餐厨垃圾等有机基质可高效转化为VFAs混合物，主要包含乙酸(C₂)、丙酸(C₃)和丁酸(C₄)。最新研究表明，调节pH值(5.5-6.5)和 hydraulic retention time (HRT)可显著提升VFAs产率，其中中温(35±2°C)条件下的产酸效率最优。

微生物工厂的精准调控

产朊假丝酵母(Candida utilis)和甲烷氧化菌(Methylococcus capsulatus)展现出卓越的VFAs转化能力。特别是经基因改造的菌株，其SCP产率可达0.4-0.6 g/g VFAs，蛋白质含量高达60-70%。代谢组学分析揭示，这些微生物通过β-氧化途径和TCA循环高效利用短链脂肪酸。

工业化应用的挑战与突破

尽管前景广阔，VFAs-SCP技术仍面临三大瓶颈：原料成分波动影响发酵稳定性，菌株抗逆性不足，以及下游提取成本过高。近期开发的膜生物反应器(MBR)耦合系统将产物分离效率提升30%，为规模化生产提供了关键技术支撑。

未来展望

该技术路线完美契合循环经济理念，预计到2030年可替代10%的传统饲料蛋白。下一步研究应聚焦于：1)构建多菌群协同体系；2)开发低成本纯化工艺；3)建立食品安全评价标准。这些突破将使VFAs-SCP成为生物经济时代的重要支柱产业。