化学—生物级联转化CO2合成单细胞蛋白研究进展

作     者：吴孟勤 王佳瑶 徐友强 王钰 

作者机构：北京工商大学食品与健康学院 中国科学院天津工业生物技术研究所低碳合成工程生物学重点实验室 国家合成生物技术创新中心 天津科技大学生物工程学院 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081703[工学-生物化工] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2024YFA0918100) 天津市自然科学基金(24JCJQJC00010) 

主　　题：一碳化工 甲醇 级联转化 单细胞蛋白 微生物细胞工厂 

摘      要：工业发展导致CO2大量排放，加剧了全球温室效应和环境污染。此外，全球人口的不断增长将会导致蛋白质供应不足的问题。通过化学催化CO2还原合成甲醇等有机一碳化合物，进一步通过微生物将甲醇转化为多碳产物，是一条高效的CO2固定和转化利用路线。因此，从原料和产品层面考虑，本文提出了利用化学—生物级联转化CO2生产SCP的策略，即将CO2化学转化生产甲醇，再进一步利用微生物细胞工厂代谢甲醇和无机铵生产单细胞蛋白（Single cell protein， SCP），SCP产品有望应用于饲料和食品工业。本文首先介绍了CO2加氢可持续生产甲醇的反应过程及反应机制，总结了催化剂的设计创制研究进展。其次，介绍了自然界中发现的可利用甲醇的微生物及甲醇代谢途径，以及利用甲醇生产SCP的研究进展。最后，对CO2化学—生物级联转化工业化制造SCP的瓶颈和解决方案进行了展望。