近日，Trends in Food Science & Technology发表了江南大学未来食品科学中心陈坚院士团队刘延峰研究员课题组的综述论文“Synthetic biology and protein processing engineering-driven microbial protein supply by yeast and filamentous fungi” (Wu, et al. Trends in Food Science & Technology, 166, 105408, 2025)。刘延峰研究员为论文通讯作者，24级硕士研究生吴欣鸿为第一作者。
随着全球人口持续增长与气候变化影响加剧，传统农牧业蛋白生产模式在可持续性方面面临严峻挑战。微生物蛋白，尤其是来源于酵母和丝状真菌的蛋白，因其高生产效率和可持续性，被视为应对未来蛋白需求危机的重要可持续解决方案。目前，如何通过前沿生物技术手段系统性提升其生产效率与功能品质，是实现其产业化应用的核心。
针对酵母与丝状真菌蛋白在生产中面临的蛋白成本高、功能性质不佳等关键瓶颈，江南大学食品合成生物学与生物制造团队对该领域进行了系统梳理与展望，重点研究利用合成生物学和蛋白加工工程来提高酵母和丝状真菌蛋白的产量和质量。该综述指出，合成生物学与蛋白加工工程的协同整合是推动真菌蛋白走向规模化应用的关键。研究人员提出，在上游环节，通过合成生物学先进技术，如CRISPR基因编辑、体内连续进化系统与高通量筛选相结合，可构建高效合成蛋白的细胞工厂；中游阶段包括微生物发酵和蛋白制备，生产正从依赖经验转向智能控制，通过在线传感与大数据建模实现发酵工程精准调控，协同优化发酵和蛋白制备，实现高效、低成本工业化应用；在下游环节，利用物理、化学及酶法等蛋白加工工程技术，定向调控蛋白的溶解性、乳化性及质构特性，从而提升其食品应用价值。展望未来，该领域的发展重点方向包括AI辅助的菌株智能设计、目标功能导向的菌株库构建以及发酵-提取耦合的智能制造平台等变革性路径。
该综述有助于探索新的食品蛋白来源，而且为提高酵母和丝状真菌蛋白的营养和技术功能构建了从上游合成生物学设计（如CRISPR工具开发、代谢通路重构）、中游智能发酵调控，到下游蛋白加工工程（如物理改性、酶法修饰）的系统框架。这不仅为高效开发酵母与丝状真菌蛋白食品提供了清晰的研发方向，也为突破当前微生物蛋白在生产效率、功能性质与规模化应用方面的瓶颈，提供了关键的理论支撑与可行的技术路径，助推可持续微生物蛋白从基础研究到工业应用的产业化进程。
上述研究工作得到了国家重点研发计划项目（2020YFA0908300）、国家优秀青年科学基金项目（32222069）等项目的资助。
图1 酵母和丝状真菌蛋白质生产的上游、中游和下游过程
图2 结合进化工程与高通量筛选优化酵母和丝状真菌菌株
图3 通过理性工程获得高产微生物蛋白的策略
图4 蛋白加工工程提高酵母和丝状真菌蛋白质的品质
图5 酵母和丝状真菌蛋白质的挑战和展望
（编辑：潘梦妍）
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