梁昕鑫 唐丹 霍毅欣，2

（1. 北京理工大学 生命学院 分子医学与生物诊疗工业和信息化部重点实验室，北京 100081；2. 苏州工业园区洛加大先进技术研究院，苏州 215123）

自全球工业化开始以来，人类主要以化石资源为原料生产燃料和大宗的精细化学品及药物中间体。但随着煤炭、石油、天然气等化石能源的枯竭及温室气体排放等环境问题的日益凸显，生物质开始跻身第四大能源物质，其作为原料主要用于新型植物源生物燃料及高级醇等清洁能源的生产，是一个非常有前景的新兴领域［1-3］。以往各种生物燃料或化工产品能否进入生产领域，主要取决于原有机体通过光合作用固定二氧化碳的效率及是否存在氮源的过度使用问题［4-6］。然而这些问题是相关联的，具体表现在：（1）在所有传统种植业中，固定二氧化碳所生产的糖或纤维素经发酵后都会产生大量的菌体蛋白质等副产物，如Pseudochlorellasp.，C.mexicana及C. pitschmannii利用碳水化合物发酵后，剩余蛋白达到总生物质含量的85%［7］。2015年，仅美国生物乙醇产业就产生了超过4×107t的干酒糟（DDGS）［8］。研究显示，如果使用木质纤维素等生物质为原料进行生物燃料生产，每年将在全球范围内产生超过2×1011t废弃物；一旦生物燃料在全球能源需求占比达到10%，每年将产生108t蛋白质废弃物［9］。目前这些蛋白质废弃物通常被用作动物饲料，2010年据Wijffels等［10］估计，如果利用微藻生物质为原料生产生物燃料，将产生超过3×108t的饲料原料等副产物，这大约是目前进口到欧洲的大豆蛋白数量的40倍，故目前已经趋于饱和的饲料市场可能无力容纳快速扩张的生物能源产业所带来的增量；……