基于厌氧消化的“电转蛋白质”研究进展

摘要

利用可再生能源发电获得单细胞蛋白质,即“电转蛋白质(Power-to-Protein,PtP)”,是生产单细胞蛋白质的绿色可持续途径.厌氧消化(anaerobic digestion,AD)可提供“电转蛋白质”过程中所需要的碳源以及部分氮源、微量元素等,通过厌氧消化与“电转蛋白质”技术相结合构建了一种可持续的蛋白质生产工艺,“厌氧消化-电转蛋白质(anaerobic digestion-Power-to-Protein,ADPtP)”.本文介绍现有利用AD出料培养微生物获得单细胞蛋白质的工艺,分析引入PtP技术后的工艺效率与能耗,重点介绍ADPtP工艺的基础模式、过程中资源整合与利用.在电化学法还原模式中将沼气升级后培养甲烷氧化细菌操作简便易行且环境效益高,而以Wood-Ljungdahl碳转化途径设计的ADPtP工艺在安全性方面占优势.ADPtP工艺中,降低爆炸风险和提高转化效率是亟须解决的关键问题.另外,工艺中资源整合方式为电化学沼气升级、电化学消化液提氨、电解水产氢.未来,我国沼气产量与潜在储备量以及可再生能源发电量将为ADPtP提供发展基础,同时具有良好的政策环境和巨大的潜在蛋白质市场需求,因此该工艺在我国作为新型绿色蛋白质生产工艺而施行具有良好基础与应用前景.