随着人口的增长和生活水平的提高,全球动物源食品消费需求持续增加,由此导致对饲用蛋白的需求大幅增加。与此同时,碳减排已成为解决全球气候问题的重要技术手段。高效的微生物细胞工厂可以将二氧化碳、一氧化碳、甲烷、合成气等一碳气体转化为微生物蛋白并应用于饲料生产,实现“不与人争粮,不与粮争地”的战略目标,助力碳中和目标的实现。
中国科学院天津工业生物技术研究所与中国农业科学院饲料研究所进行合作,先后于Reviews in Aquaculture和Biotechnology Advances期刊发表文章,对一碳气体同化途径与效率、发酵技术创新及发酵罐结构与应用、一碳气体蛋白的功能与营养、一碳蛋白在水产和畜牧饲料产业中的利用、全球政策及市场化进行了系统性总结并展望了一碳气体蛋白的生产及市场化前景。
发表于Reviews in Aquaculture的文章系统归纳了以碳一气体为底物的微生物蛋白的代谢途径、生产技术、营养组成及在水产饲料应用中的最新研究进展。文章还揭示了此类蛋白质含有核苷酸、乙酸、小肽等功能性物质,同时具有低碳、高效、高蛋白、高消化率,氨基酸均衡等优良特性,在水产饲料的应用中具有巨大发展潜力。该研究得到国家重点研发计划、天津市合成生物技术创新能力提升行动等支持。中国农业科学院饲料研究所王杰博士和天津工业生物所陈利梅副研究员为论文共同第一作者,天津工业生物所李德茂研究员和中国农业科学院饲料研究所薛敏研究员为论文共同通讯作者。
发表于Biotechnology Advances的文章针对不同一碳气体的类型,对一碳气体同化途径进行系统分类、归纳与比较,描绘了代表性途径的优劣势,阐述了发酵罐结构对气体传质效率、起泡率等关键发酵参数的影响,并对一碳气体蛋白营养学性质及其在畜牧业饲料中的应用进行综述,展望了一碳气体蛋白在畜牧业饲料蛋白应用方面的价值;文章还首次概述了中美等国家关于一碳气体蛋白的市场准入政策,汇总了已批准进入市场的一碳气体蛋白及其代表性产业化企业。文章最后介绍了一碳气体同化及一碳气体蛋白市场化的主要挑战及应对策略,对一碳气体蛋白的生产及市场化推广具有一定指导意义。随着技术研发不断深入和国家产业政策的支持,一碳气体蛋白将具有十分广阔的市场前景,有助于可持续发展目标的实现。该研究得到国家重点研发计划、天津市合成生物技术创新能力提升行动等支持。天津工业生物所徐建博士、中国农业科学院饲料研究所王杰博士、天津工业生物所马春玲助理研究员为论文共同第一作者,天津工业生物所朱之光研究员、中国农业科学院饲料研究所薛敏研究员和天津工业生物所李德茂研究员为论文共同通讯作者。
Reviews in Aquaculture文章链接
Biotechnology Advances文章链接
一碳蛋白与水产饲料
一碳气体蛋白生物制造、在畜牧业中的应用及其市场准入