2026年农林牧渔行业微生物蛋白专题报告（一）：大食物观引领，微生物蛋白产业化加速

微生物蛋白：迎来催化，市场化规模化加速

1.1 替代蛋白：前景广阔，持续发展

“十五五”是生物制造全面崛起的关键时期。生物制造是以前沿生物科学为基础， 以先进工业生物技术为核心，利用生物体机能改造现有制造过程，或利用生物质 资源进行能源、材料与产品生产的新型制造方式，在推动制造业持续发展、碳中 和实现、维护国家发展安全等方面均起到重要作用。“十五五”规划建议中，首次 将生物制造与量子科技、脑机接口、氢能与核聚变、具身智能、第六代移动通信 等并列为新的经济增长点。 合成生物学在食品工业中广泛使用。生物制造是合成生物学的产业化应用，合成 生物技术广泛应用于工程食品、大宗发酵、生物制药、生物基材料、精细化学品、 生物燃料等领域。在食品工业，通过使用程序化的单克隆细胞工厂、工程微生物 群落或无细胞生物合成平台来改善食品生产，可以生产合成寡糖等食品功能成分， 益生食品、分子食品、精准营养食品，人造肉、细胞培养肉等未来食品；实现精 准生产，提高资源转化效率、安全性和营养价值，减少环境污染，加速传统产业 升级。

替代蛋白质前景广阔，持续发展。替代蛋白是合成生物学在生物工程食品的重要 应用，当前仍处于发展初期阶段，部分关键技术仍有待突破，生产工艺的质量检 测指标和质量控制标准有待建立和完善。替代蛋白较早应用于动物饲料及饲料原 料的蛋白替代；在食品的应用逐步发展，据波士顿咨询，替代品类中乳制品占比 最大，其次是鸡肉和海鲜，预计 2025-2030 年乳制品依然维持较高增长，猪肉、 鸡肉、鸡蛋的有望加速增长；更长周期，替代蛋白有望应用于医药、医美日化等 多个行业。据波士顿咨询，到 2035 年，替代蛋白产量有望达到 9700 万吨，中 性预测下替代蛋白占蛋白总量的份额达到 11%；按照 3 美元/公斤的平均价格， 对应市场规模约 2900 亿美元。

根据使用的原料以及工艺，替代蛋白主要包括植物蛋白、昆虫蛋白、微生物蛋白 （发酵蛋白）和细胞培养蛋白（细胞培养肉）。

1.2 植物蛋白：产品多样，应用广泛

植物蛋白发展已有较长历史。植物蛋白在乳制品和肉类及海鲜替代中被广泛使用， 最典型的产品是植物肉和燕麦奶。据 Euromonitor，2024 年，全球植物基肉类、 海鲜、牛奶、酸奶、冰淇淋和奶酪的零售额增长 5%到 286 亿美元，植物基乳制 品仍为主要品类；美国植物基零售市场总额为 81 亿美元，相比 2017 年增长超 过一倍。植物基肉类市场参与企业较多，既包括 Beyond Meat、Impossible Foods 等人造肉生产企业，也包括雀巢、Kellogg’s 等大型食品生产销售商和 Maple Leaf Foods、Rügenwalder Mühle 等肉类生产销售公司。 大豆蛋白应用广泛。植物基蛋白中，大豆蛋白和豌豆蛋白因其氨基酸比例合理、 吸收率高且产业链成熟，被广泛应用；大豆具备更高蛋白质含量，豌豆无过敏原 且低脂肪。植物肉生产过程主要包括原料提取与预处理、组织化、风味调配、成 型和后处理等流程；在预处理过程中，比如，从大豆中提取大豆分离蛋白(SPI,蛋 白含量高，用于蛋白粉、代餐食品)、大豆浓缩蛋白（SPC，保留部分碳水，用于 肉制品替代）或大豆组织蛋白（TSP，具有类似肉类的纤维结构，用于植物肉产 品）等，再应用于不同产品和场景。 植物基食品被消费者广泛接受。GFI2024 年开展的研究发现，71%的年龄在 18- 59 岁之间的美国消费者愿意尝试植物基肉类和/或乳制品，18%的消费者表示已 经减少对传统肉类的消费。2024 年，美国购买植物基肉的家庭户数占比是 13% （2023 年是 15%），复购率相对稳定。

1.3 昆虫蛋白：转化高效，起步阶段

昆虫蛋白可以看作是资源转化效率高的蛋白质来源。一方面，相比于传统畜牧业， 昆虫生产具有极高的饲料转化率，生产一公斤昆虫所需的饲料仅为牛的 1/12、猪 的 1/4、鸡的 1/2。另一方面，昆虫可以处理人类和其他动物不能利用的废弃物 （如畜禽粪污、餐厨垃圾、酒糟等），转化为高品质昆虫蛋白，解决环境污染和垃 圾无害化处理的问题。据中国农科院测算，若将全国每年 50 亿吨有机废气物的 20%利用，可生产相当于 1 亿吨大豆的虫干。 昆虫蛋白的优势众多。昆虫的蛋白质含量干重可以达到 40-70%；昆虫种类丰富， 全球可食用昆虫约有 2000 种，可用于生产多元化食物；含有包括谷氨酸、蛋氨 酸、赖氨酸等在内多种氨基酸和丰富微量元素；含有几丁质（甲壳素，可调节免 疫）、抗菌肽（高效天然抗生素）等活性物质；消化利用率较高。 昆虫蛋白应用广泛。包括： 1）食品：黄粉虫、蟋蟀、蚯蚓等，可以作为蛋白补充，或者增加独特口感，用于 面包、奶酪、零食、蛋白棒等食品制作。 2）饲料：黑水虻、黄粉虫等，可以将有机废弃物转化为优质蛋白饲料，替代饲料 中的鱼粉、豆粕。 3）宠物食品：黄粉虫、黑水虻、蟋蟀、蚕蛹等，可以改善适口性、促进营养吸收、 增强免疫功能。例如，茅台集团子公司计划采用黑水虻生物转化技术将酱酒糟 转变为高蛋白昆虫与有机肥原料，进入昆虫蛋白宠粮赛道。

昆虫蛋白仍处于起步阶段。据全球食用昆虫市场研究报告，昆虫蛋白市场 2027 年市场价值将达到 11.65 亿美元，产量达到 139.89 万吨。政策优化推动昆虫蛋 白发展，2013 年，联合国粮农组织发布报告，明确昆虫有助于缓解全球食品和饲 料短缺现象；2020 年，美国 FDA 发布了关于人类食用昆虫的指导文件；2024 年，中国农业农村部提出探索昆虫蛋白等资源饲料化利用途径；2025 年，欧盟批 准将面包虫（黄粉虫）粉末作为新型食品投放市场。当前，昆虫蛋白发展的挑战 包括：1）生产成本较高制约规模应用：种源研发、原料处置技术、养殖技术、加 工和提取技术、自动化水平等方面均有较大提升空间。2）消费者认知度低：消费 者多数对于食用昆虫仍较为抵触，且部分昆虫中含有致敏源，监管和技术标准尚 需完善。

1.4 细胞培养蛋白：最似肉类，仍待研发

细胞培养蛋白营养接近传统肉类。细胞培养蛋白，是模拟体内环境，利用糖、氨 基酸、油脂等多种营养物质“喂养”干细胞，培养形成动物组织，制成人造肉等 产品。细胞培养蛋白在消化率、营养成分等方面具备优势，通过在工艺验证、效 率提升、技术突破和产品创新等方面持续推进，做到在肌肉结构、质地、风味等 方面与传统肉类相似。 细胞培养蛋白行业仍处在产品研究和开发的阶段。目前细胞培养蛋白面临的主要 挑战包括： 1）成本仍具较大下降空间。细胞培养基成本占整体生产成本的 50-70%，而血 清培养基价格高昂且难以重复利用。目前主要通过替换血清（血蛋白）为食品级 原料（包括水解物等）；通过实施过滤和循环系统，以实现高效生产，降低投入成 本。 2）细胞系资源尚待挖掘和研究。目前主要通过建立协作的细胞系资源库，来拓展 研究细胞种类和领域。3）监管审批政策尚待完善。考虑到细胞培养蛋白的伦理、安全问题，各政府的审 批周期和标准尚不明确。 4）消费者的认知和接受度不高。据 Morning Consult 的调查，仅 17%的美国消 费者表示极有可能购买细胞培养肉；不选择细胞培养肉的原因主要包括“认为不 是自然的”“认为味道/质感不好”“认为不够安全”等。

1.5 微生物蛋白：迎来催化，成长可期

微生物蛋白是从微生物中提取的生物质或萃取出的蛋白质，具备多重优势： 1）在营养成分上，能提供高蛋白，据药融圈，微生物蛋白平均蛋白质含量是肉类 的 2-2.5 倍，大豆的 1.7 倍，同时氨基酸组成接近人体需求比例，相比植物蛋白 种类更加丰富；不含胆固醇，抗生素和生长激素等成分；细胞壁以几丁质为主要 成分。 2）在感官特征上，微生物蛋白在风味、口感、质感等特性上获得提升。植物蛋白 中存在的挥发性物质会导致一定豆腥味，需要经过脱氢酶分解处理；缺乏纤维结 构会导致“肉”质疏松影响口感。微生物蛋白没有特殊气味，口感中性；其中丝 状真菌蛋白由于具备天然纤维结构，适配制作仿肉食品。 3）在生产工艺上，利用发酵技术可实现快速大规模生产，微生物发酵生产蛋白的 速度是植物的 500 倍，动物的 2000 倍。 4）在环境保护上，碳排放上微生物蛋白相比植物蛋白更具优势，其中细菌蛋白生 产可利用废气、二氧化碳等原料，实现真正的 0 碳或负碳排放。 依照微生物种类，微生物蛋白主要分为真菌蛋白、微藻蛋白和细菌蛋白。1）酵母 蛋白应用时间较长，生产工艺成熟，安全性高，蛋白质含量高；属于慢消化蛋白， 可延长饱腹感；具备优质凝胶性能，在替代乳清蛋白上具备优势，能够提升产品 黏度、乳化稳定性及膨胀率。2）菌丝蛋白是菌株在发酵产生菌丝体（大量菌丝交 织成绒毛状、絮状或网状等）后，再进行热处理和菌丝回收，口感和质地接近肉 类，在仿肉产品中应用广泛；天然含有几丁质和β-葡聚糖，具有改善肠道菌群和 增加饱腹感的作用。3）微藻蛋白含多种微量营养素，具备良好健康属性和功能价值，适合应用于保健品、功能食品领域。4）细菌蛋白，可利用甲烷、氢气等低碳 底物发酵生产，蛋白含量高、氨基酸结构均衡、生产速度快，最契合碳中和发展 方向。

微生物蛋白生产过程以生物质发酵和精密发酵为主。发酵方法主要分为传统发酵、 生物质发酵和精密发酵（Precision Fermentation），目前又以生物质发酵和精密 发酵为主。发酵流程主要包括菌株开发（菌株筛选和优化等）、上游工艺（原料选 择、培养基制备、发酵培养等）、下游工艺（成分提取、分离纯化、干燥保存等）、 产品开发。生物质发酵具备显著的成本低、速度快、环保节能的特点，微生物常 作为产品的主要成分或混合成分之一；精密发酵是合成生物学核心技术之一，利 用基因编辑等方法改造细菌、酵母、藻类或真菌等微生物，使其成为高效生产特 定蛋白质、酶、风味物质及其他高价值化合物的“细胞工厂”，可以实现目标产物 的最高得率和纯度，且其最终产品通常不被归类为转基因产品。近年来，伴随合 成生物学技术的进步和推广，精密发酵企业数目持续增加。

生物质发酵成本与传统蛋白相当。在 GFI 对生物质发酵的 25 个模型研究中，生 物质发酵生产成本目前约在 4-6 美元/公斤（分布范围在 1.3-18.1 美元/公斤）， 其中菌丝蛋白中位数是 4.3 美元/kg，在成本上相比牛肉和猪肉（6-15 美元/kg） 具备竞争力，但比鸡肉(2-3.4 美元/kg)和植物蛋白(大豆蛋白 3-9 美元/kg)高； 酵母蛋白中位数是 7.5 美元/kg，公开发布模型假设产量偏小或者比商业化阶段产 量低，因此表现出的成本可能偏高，非公开发布模型酵母蛋白中位数成本为 2.5 美元/kg，优于传统动植物蛋白；细菌蛋白中位数是 3.8 美元/kg，表现出较强成本优势。如若采用单位蛋白质价格进行比较，微生物生物质蛋白与传统动物蛋白 差距缩小，据 Deloitte，发酵（微生物）蛋白奶粉和鸡肉每 100g 蛋白质的生产 成本相当。具体公司来看，2023 年 500g 的 Quorn Meatless Mince 在英国零 售价格为 2.5-3 英镑，与牛肉的价格相当；Planetary SA 公司（瑞士发酵企业） 正在探索与 Dhampour Bio(印度制糖企业)合作，利用其发酵平台和具备成本优 势的制糖基础设施，预计若完成菌丝蛋白的规模生产，生产成本将不到 1 美元/kg。