據(jù)香港《南華早報(bào)》網(wǎng)站報(bào)道，在全球?qū)��?dòng)物飼料的需求持續(xù)飆升之際，中國研究人員開發(fā)出利用從煤中提取的甲醇制造蛋白質(zhì)的開創(chuàng)性方法，這種方法既便宜又高效。

　　報(bào)道稱，這是用煤炭生產(chǎn)蛋白質(zhì)首次在經(jīng)濟(jì)上變得可行。

　　隨著全球人口增長，對食品的需求也在增加，這導(dǎo)致用于動(dòng)物飼料的蛋白質(zhì)需求激增——特別是中國正面臨蛋白質(zhì)資源短缺。

　　中國雖然多年來在生豬和水產(chǎn)養(yǎng)殖方面一直處于世界領(lǐng)先地位，但在動(dòng)物飼料上卻嚴(yán)重依賴進(jìn)口大豆，年進(jìn)口量約為1億噸，對外依存度超過80%。

　　因此，研發(fā)快速且有效的高質(zhì)量蛋白質(zhì)生產(chǎn)方法非常重要，而最有希望的解決方案是生物技術(shù)合成。

　　另一種方法是利用產(chǎn)生能量的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵。一個(gè)典型的例子是使用甲醇作為原材料，它能以低廉的成本從煤中提取。

　　這正是中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所吳信研究員帶領(lǐng)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)正在研究的內(nèi)容。

　　報(bào)道稱，吳信在《科學(xué)通報(bào)》上發(fā)表的論文中寫道：“煤的全球儲(chǔ)量約為1.07萬億噸，煤可以通過煤氣化轉(zhuǎn)化為甲醇。甲醇與水混合良好，與氣體基質(zhì)相比，發(fā)酵過程效率高，不需要專門的發(fā)酵設(shè)備�！�

　　他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出一種比傳統(tǒng)蛋白質(zhì)生物合成成本更低的蛋白質(zhì)生產(chǎn)技術(shù)。這項(xiàng)研究結(jié)果2023年11月17日發(fā)表在同行評(píng)議期刊《生物燃料與生物產(chǎn)品技術(shù)》上。

　　在這種蛋白質(zhì)生產(chǎn)過程中使用的酵母菌株畢赤酵母是使用甲醇培養(yǎng)的。但由于甲醇本身具有生物毒性且代謝路徑復(fù)雜，約20%的甲醇會(huì)被浪費(fèi)，轉(zhuǎn)化成了二氧化碳和水，而不是用于蛋白質(zhì)合成，這降低了該過程的效率和成本效益。

　　吳信在論文中寫道：“使用甲醇合成細(xì)胞蛋白的研究始于20世紀(jì)80年代，主要集中在菌株選擇和生產(chǎn)工藝優(yōu)化上。然而，由于成本較高，甲醇合成的蛋白質(zhì)產(chǎn)品無法與大豆蛋白質(zhì)競爭，沒有進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)�！�

　　報(bào)道說，為解決上述問題，他的團(tuán)隊(duì)從全國多個(gè)省份的葡萄園、森林、沼澤地等采集了2萬多份樣本，從中篩選獲得了可以高效利用多種糖源和低元醇等碳源的菌株。

　　通過敲除一種野生型畢赤酵母菌株中的特定基因，該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種甲醇耐受性和代謝效率顯著提高的酵母菌。這極大提高了從甲醇到蛋白質(zhì)的定向轉(zhuǎn)化率。

　　報(bào)道稱，援引中國科學(xué)院網(wǎng)站上的一份報(bào)告寫道：“該研究實(shí)現(xiàn)了畢赤酵母菌體干重和粗蛋白含量分別達(dá)到120g/L和67.2%，甲醇-蛋白轉(zhuǎn)化效率達(dá)到理論值的92%�！�

　　高轉(zhuǎn)化效率使這種蛋白質(zhì)生產(chǎn)方法在經(jīng)濟(jì)上非常具有吸引力。

　　吳信在論文中寫道：“它不需要耕地，不受季節(jié)和氣候的影響，而且比傳統(tǒng)種植方式效率提高1000倍以上。此外，這些微生物中的蛋白質(zhì)含量高達(dá)40%至85%，遠(yuǎn)高于天然植物中的蛋白質(zhì)含量�！�

　　這些微生物的氨基酸組分齊全，還含有維生素、無機(jī)鹽、脂肪和碳水化合物，能夠在多種應(yīng)用場景中部分代替魚粉、大豆、肉類和脫脂奶粉。

　　報(bào)道還說，目前，研究團(tuán)隊(duì)已將這項(xiàng)成果嘗試投入應(yīng)用，在企業(yè)實(shí)現(xiàn)了萬噸級(jí)工業(yè)化示范。