这条技术路线的量级
37 篇
原文精读
含研究论文、综述、学位论文与预印本
176 张
原文图表
按 caption 锚定提取并逐图解读
50%–90%
文献报道蛋白含量区间
常规 50%–65%，特定优化条件下有更高报道
实验室 → 中试
当前技术成熟度
缺长期稳定运行与经济性数据
证据边界
全部解读基于用户提供的 37 篇 PDF 原文全文，图表来自各原文按 caption 锚定提取的图像区域，每张图标注来源与许可状态。各研究的反应器规模、废水基质、菌群（纯菌/富集混菌）、光源与蛋白测定方法差异很大，跨文献的数值只能作量级参考，不能直接横向对比。综述与预印本类文献的结论强度弱于同行评审的原始研究，正文中已分别标注文献类型。
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如果你是第一次接触这条技术路线，建议按下面顺序读；如果你已经在做工程，直接跳到对应卡点的那一组。
- 先建立全景：读资源回收类大综述与光合细菌废水处理综述，搞清 PSB/PPB/PNSB 的术语差别、可回收产物谱（蛋白、类胡萝卜素、PHA、辅酶 Q、氢）与整体物料平衡。
- 再看光怎么给：光强、光周期、闪光频率与占空比这一组决定了同样能耗下能产多少蛋白，也是最容易在现有装置上改造的参数。
- 然后看反应器：悬浮 vs 生物膜 vs 颗粒污泥 vs 膜生物反应器 vs 跑道池，本质是在解决“光穿透”和“固液分离”这对矛盾。
- 接着看混培养与选择性：真实废水不可能纯菌，能否让光合细菌在开放体系里维持优势度，决定了产品成分是否稳定。
- 最后看下游：饲料端动物试验（虾、鱼）与安全性评估决定这个蛋白能不能卖出去；数学模型与经济性分析决定项目能不能立项。
- 相邻路线对照：微生物电合成、机械能驱动固碳、光驱动化学品合成，帮助判断光合细菌路线的相对位置与竞争压力。
概念与技术边界
PSB / PPB / PNSB光合细菌（photosynthetic bacteria, PSB）是最宽的口径；紫色光合细菌（purple phototrophic bacteria, PPB）指紫色硫细菌与紫色非硫细菌的合称；紫色非硫细菌（purple non-sulfur bacteria, PNSB）是产蛋白研究中最常用的类群，代表种为沼泽红假单胞菌 Rhodopseudomonas palustris。多数文献里三者混用，读数值时要先确认菌群口径。
单细胞蛋白（SCP）指以微生物菌体本身作为蛋白来源的产品。PNSB 的吸引力在于蛋白含量高（常见 50%–65%，优化条件下有报道更高）、氨基酸谱较均衡，且含硫氨基酸（甲硫氨酸、半胱氨酸）通常高于微藻。
光异养 vs 光自养PNSB 主要走光异养路线：用光提供能量、用废水中的有机碳提供碳骨架，因此不像微藻那样必须固定 CO₂。这决定了它适合处理高浓度有机废水，也决定了微藻的光调控结论不能照搬。
红外光与光谱匹配PNSB 的细菌叶绿素吸收峰在近红外（约 800 nm 以上），因此红外 LED 或含红外的光源常比白光更节能；滤掉紫外–可见波段还能抑制微藻竞争，这就是“白光 vs 红外光”对比研究的意义。
固液分离瓶颈菌体细小、密度接近水，重力沉降差，这是产业化成本的主要来源之一。膜生物反应器（MBR/PAnMBR）、生物膜、颗粒污泥都是为解决这个问题设计的。
选择性控制在开放的真实废水体系中，异养菌、产甲烷菌、微藻都会竞争。常用手段包括厌氧条件、红外选择性光照、进水基质与负荷调控、HRT/SRT 解耦。
① 全景与总纲：先把技术边界和产物谱搞清楚
这一组是入口。它们不解决具体工艺参数，而是回答三个前置问题：光合细菌到底能回收什么、这条路线相对好氧/厌氧/微藻处在什么位置、以及经济性卡在哪一环。
读法建议：先读资源回收大综述（177 篇文献的统计汇编）建立数量级直觉，再用主题综述补上“废水—单细胞蛋白”这条主线的历史与工艺谱，最后用菌株层与应用谱系两篇综述补齐微观机制与应用外延。
| 解读页 | 出处 | 在专题中的作用 |
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| 紫色光合细菌资源回收综述：177 篇文献统计的产蛋白、色素与 PHA 路线可行性 Purple phototrophic bacteria for resource recovery: Challenges and opportunities | Biotechnology Advances 2020 综述 | 本专题的总纲与资源回收全景。它把 177 篇文献的数据统一到同一批量纲上（生物量产率、COD/N/P 去除、蛋白/色素/CoQ10/PHA/氢气含量、光照能耗、产物市场价），给出“哪条产物路线在经济上还站得住”的横向排序，其余单篇研究都可以挂在这张地图上定位。 |
| 光合细菌废水处理产单细胞蛋白：菌种、废水类型与光氧条件的影响因素综述及产业化瓶颈 Single-cell protein production from photosynthetic bacteria wastewater treatment | Biotechnology Letters 2025 综述 | 这是本专题最直接的主题综述：它把“光合细菌处理废水—回收单细胞蛋白”这条技术路线从 1968 年提出、1975 年首个规模化工艺设计一直梳理到 2024 年的机器学习研究，并把影响蛋白产量的变量归拢为菌种 / 废水类型 / 碳源 / 氮源 / 环境（光氧、光暗周期、温度、时间、反应器）这一套框架，同时给出检测方法（凯氏定氮 vs Lowry）与利用出口（水产/畜禽饲料、食品）的边界，并明确指出制约商业化的瓶颈——研究总量偏少、菌种覆盖窄、多停留在实验室阶段、光生物反应器能耗与设计、生物量流失、以及法规门槛。它为专题里那些单点深入的实验研究提供了坐标系。 |
| 紫色非硫细菌废水处理产单细胞蛋白：营养价值、上下游工艺、安全性与经济性系统综述 Single-cell protein production from purple non-sulphur bacteria-based wastewater treatment | Reviews in Environmental Science and Biotechnology 2022 综述 | 本文是“光合细菌产蛋白”专题里的系统性框架文献：它不聚焦某个工艺参数或某株菌，而是把 PNSB 产单细胞蛋白（SCP）拆成“上游（代谢模式—菌株—底物—营养—光照—环境—反应器）+ 下游（膜分离—生物膜—生物絮凝）+ 营养价值 + 安全性 + 经济性/LCA + 政策”六层结构，并给出与酵母、真菌、微藻、其它细菌的横向比较。相对于强调单一操作变量（如闪光频率、光强、上升流速）的实验类论文，它提供的是判断“哪一步是真瓶颈”的坐标系，尤其补上了别的文献很少覆盖的核酸/内毒素安全性框架与食品法规路径。 |
| 光合细菌（PSB）废水处理技术能否替代活性污泥法：废水适用范围、光生物反应器构型与关键运行参数综述 Photosynthetic bacteria-based technology is a potential alternative to meet sustainable wastewater treatment requirement? | Environment International 2020 综述 | 这是本专题的“地图型”综述：它把光合细菌（photosynthetic bacteria, PSB）废水处理放在替代传统活性污泥法（conventional activated sludge, CAS）的框架里系统梳理——按废水类型划定适用边界、按反应器构型归纳工程实现、按光/氧/HRT/SRT/温度/pH/盐度/添加剂逐项给出参数区间，并把菌体蛋白列为生物质回收的首要产物。专题中所有“某类废水 + 某种反应器 + 产蛋白”的单点研究，都可以在这篇综述给出的坐标系里定位。 |
| 光合细菌废水处理产高值物质全流程综述：蛋白、辅酶Q10、5-ALA 的回收路线与经济性 Photosynthetic bacteria wastewater treatment with the production of value-added products: A review | Bioresource Technology 2020 综述 | 本专题中承担“全流程与经济性总纲”角色：它不局限于蛋白一种产物，而是把光合细菌（PSB）技术从上游培养、影响因子、强化手段，一路串到下游分离、提取、纯化与经济性分析，并提出从概念走向工程实践必须解决的四类问题。读专题中的单点实验论文时，可用它来定位每篇工作处在哪个环节、缺的是哪一块。 |
| 沼泽红假单胞菌作为微生物细胞工厂：代谢多样性、碳源谱系与废水资源化应用综述 Characteristics and Application of Rhodopseudomonas palustris as a Microbial Cell Factory | Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 2022 综述 | 在“光合细菌产蛋白”专题里，这篇综述提供的是菌株层面的细胞工厂视角：它不谈反应器构型、不谈混培养选择性，而是把沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）这一株模式紫色非硫细菌（purple non-sulfur bacteria, PNSB）的四种代谢型、四大类可用碳源、遗传操作工具箱与全部已报道产物系统摊开。理解“同一株菌为什么能同时做蛋白、色素、PHB、氢气与电化学产品”，是判断产蛋白路线还能挂哪些副产物、以及蛋白和副产物之间如何竞争还原力的基础。 |
| 紫色非硫细菌的生物技术应用谱系：产氢产甲烷、废水处理、生物肥料、PHA 生物塑料、单细胞蛋白与微生物电合成 Purple non-sulfur bacteria for biotechnological applications | Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology 2025 综述 | 在“光合细菌产蛋白”专题里，本文提供的是应用谱系视角：单细胞蛋白（single-cell protein, SCP）只是 PNSB 六大应用之一，与生物能源（生物氢、甲烷、丁醇）、废水处理与资源回收、生物肥料、聚羟基烷酸酯（PHA）生物塑料、精细化学品（类胡萝卜素、辅酶 Q10）以及前沿的微生物电合成与共培养并列，共同争夺同一份碳源、电子与光子。因此它与那些只测蛋白产率的文献形成互补：它回答“同一株菌、同一份废水，为什么产蛋白与产 PHA、产色素、产辅酶 Q10 之间存在硬性取舍”，并把 PNSB 的差异化优势归结到代谢多样性与胞外电子传递能力上，而不是单一的蛋白含量数字。 |
| 紫色非硫细菌升级利用农食废弃物：糖类、挥发性脂肪酸、CO₂ 与醇类的代谢途径与菌株选择 Metabolic pathways to sustainability: review of purple non-sulfur bacteria potential in agri-food waste valorization | Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 2025 综述 | 在“光合细菌产蛋白”专题里，这篇综述提供的是农食废弃物基质 + 代谢途径视角：它不谈反应器、不谈光调控，而是把四类候选底物（单糖/二糖、挥发性脂肪酸、CO₂、醇类）与四株模式紫色非硫细菌（Rhodospirillum rubrum、Rhodobacter capsulatus、Cereibacter sphaeroides、Rhodopseudomonas palustris）的代谢能力逐一对齐，指出哪些底物“代谢清楚可以上工艺”、哪些“基础机制缺口大不能上”。它把产蛋白的关键问题从“怎么培养”推到前一步——用什么进水配哪株菌，以及需要什么预处理酶。 |
② 光怎么给：光强、光谱、光周期与闪光调控
光是这条路线唯一不可替代的能量输入，也是最大的运行成本项。这一组研究的共同价值在于：它们说明同样的电耗可以产出差别很大的蛋白量，而调整光参数往往不需要改造反应器本体。
四条可操作结论：近红外优于白光（光谱匹配细菌叶绿素并抑制微藻）；光强存在最优区而非越强越好（超过阈值会光抑制）；产菌体与产色素的最优光强并不重合；平均光强不变时，闪光频率与占空比仍能显著改变蛋白产量。
| 解读页 | 出处 | 在专题中的作用 |
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| 红外光 PPB 反应器对比白光微藻反应器：家禽屠宰废水连续流回收微生物蛋白的能耗、群落稳定性与氨基酸谱 White and infrared light continuous photobioreactors for resource recovery from poultry processing wastewater — A comparison | Water Research 2018 研究论文 | 本文是“光合细菌产蛋白”专题中最关键的路线对比研究：在同一股真实家禽屠宰废水、同一膜反应器构型、连续流运行 243 天的严格并列条件下，把红外光选择的紫色光合细菌（PPB）与白光选择的微藻直接对打，回答“为什么产蛋白要用 PPB + 红外而不是微藻 + 白光”这一根本工艺选择问题，并给出群落稳定性、光能耗、氨基酸谱与蛋白回收量的定量依据。 |
| 闪光（间歇光）调控紫色非硫细菌产单细胞蛋白：糖类废水光异养代谢组学解读 Intermittent light drives efficient metabolism to enhance single-cell protein production in photoheterotrophic purple non-sulfur bacteria from sugar-r | Bioresource Technology 2025 研究论文 | 本文回答的是“光怎么给”这一工艺参数问题：在平均光强恒定的前提下，只调整闪光频率 f 与占空比 φ，就把沼泽红假单胞菌的蛋白含量推到 88%，并用代谢组学给出了从光合电子传递到氨基酸合成的完整机制链条。它是专题中“光调控—蛋白强化”这条线的核心实验依据。 |
| 光强调控光合细菌产菌体与类胡萝卜素：糖类废水中 2000 lux 最优生物量、8000 lux 最优色素的分岔解读 Biomass and carotenoid production in photosynthetic bacteria wastewater treatment: Effects of light intensity | Bioresource Technology 2014 研究论文 | 本文在专题中确立了一条容易被忽略的规律：产菌体（蛋白载体）与产色素的最优光强并不重合。菌体与 COD 去除在 2000 lux 最好，类胡萝卜素反而在 8000 lux 最高、在 2000 lux 最低。它是「光调控」这条线的基础工作，也提醒多产物协同回收时必须先定优先级。 |
| 光强与光暗周期调控沼泽红假单胞菌产色素：crtA 与 bchE 基因表达给出的转录层证据 Effects of light intensity and photoperiod on pigments production and corresponding key gene expression of Rhodopseudomonas palustris in a photobiorea | Bioresource Technology 2019 研究论文 | 本文是专题里唯一把“光参数”一直追到转录水平的实验。它先用连续光找出光强阈值（150 µmol-photons·m⁻²·s⁻¹），再在该光强下扫描六种光暗周期，最后用 RT-qPCR 证明色素产量的变化与 crtA、bchE 两个关键功能基因的诱导倍数同步——从而把“调光提产”从经验参数升格为有分子依据的调控。它与闪光调控（毫秒级）互补：本文关注的是小时级的日周期，且落点在色素而非蛋白本身。 |
③ 反应器构型：光穿透与固液分离这对矛盾
构型选择的本质是在两个互相拉扯的目标间取舍：要让光进得去就得薄、要让处理量大就得厚；要提高菌体浓度就得截留，而截留又会把不该收的固体一起收进产品。
这一组把主流构型逐个测过：膜生物反应器（连续流与厌氧膜光反应器）、生物膜与悬浮培养并排对照、颗粒污泥与上升流速调控、跑道池与两级发酵—跑道池串联、圆柱形光生物反应器从实验室到中试放大，以及用于工程设计的机理模型标定。
| 解读页 | 出处 | 在专题中的作用 |
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| 连续流光-厌氧膜生物反应器（PAnMBR）：紫色光合细菌同步去除并回收生活污水中的碳氮磷 Domestic wastewater treatment with purple phototrophic bacteria using a novel continuous photo anaerobic membrane bioreactor | Water Research 2016 研究论文 | 这是 PPB 从批式概念验证走向连续流工艺的开创性一步：它首次证明生活污水可以在单级、厌氧、光照条件下被 PPB 处理到排放标准而不发生任何生物氧化，碳氮磷全部被保存在菌体里；同时它把这条路线最要命的两个瓶颈——外加碳源与供光能耗——量化地摊在桌面上，为后续所有“光合细菌产蛋白”的工艺经济性讨论设定了基准。 |
| 红外滤光厌氧膜光生物反应器处理食品加工废水 433 天：有机碳回收、菌体蛋白与光合细菌群落演替 Organic carbon recovery and photosynthetic bacteria population in an anaerobic membrane photo-bioreactor treating food processing wastewater | Bioresource Technology 2013 研究论文 | 这是本专题里最早、也是唯一把“群落随时间怎么变”作为主线来追踪的长周期膜光生物反应器研究：8 L 实验室反应器用真实食品加工废水连续跑 433 d，靠红外透过滤光片把可见光与紫外挡掉、只放近红外进去，以此抑制藻类、给 PNSB 让路。它给出的数字并不漂亮（BOD/COD 去除仅 51%/58%、日产率 12.9 g·m⁻³·d⁻¹），但正因如此，它标定了混菌 PNSB 在高硫酸盐、水质剧烈波动的真实废水中能做到什么、做不到什么的下限，也提示了后来那些用高负荷废水、强人工照明或直接高浓度接种的工作为何能大幅超越它。 |
| 生物膜光生物反应器培养紫色光合细菌产单细胞蛋白：附着生长与悬浮生长的产品品质分野（红肉加工废水） Application of purple phototrophic bacteria in a biofilm photobioreactor for single cell protein production: Biofilm vs suspended growth | Water Research 2020 研究论文 | 这篇文章在专题中扮演“产品品质的分水岭”：它用同一台反应器、同一批废水，把附着生物膜与悬浮生物量并排测了一遍，量化地证明生物膜能把废水的惰性组分挡在产品之外（VS/TS >96% 对约 60%），从而使 PPB 单细胞蛋白的品质与进水组成解耦。同时它算了一笔照明能耗的账，得出人工光照下 SCP 路线不成立的结论，为后续的户外自然光工作直接铺路。 |
| 户外平板光生物反应器里的紫色光合细菌：贴壁生物膜与悬浮培养的产品品质分野 Resource recovery using enriched purple phototrophic bacteria in an outdoor flat plate photobioreactor: Suspended vs. attached growth | Bioresource Technology 2023 研究论文 | 本文是专题里最贴近工程现实的一篇：953 L 示范级平板反应器、真实家禽加工废水、户外自然光、连续进料 78 天。它把“悬浮 vs 贴壁”这一形态选择的代价与收益量化到可以直接算账的程度——贴壁生物膜的灰分从 43% 降到 6.9%、固含量从 1.8 升到 90.5 g TS/kg、PPB 相对丰度从 0.30–0.45 升到 0.48–0.68，代价只是 VFA 去除率从 95% 降到 84%。它与颗粒污泥路线解决同一个问题（收获与产品品质），但采用的是更简单的贴壁 + 刮壁方案。 |
| 户外自然光平板光生物反应器培养紫色光合细菌生物膜：养猪场与屠宰场废水产单细胞蛋白的 1.5 年中试 Naturally illuminated photobioreactors for resource recovery from piggery and chicken-processing wastewaters utilising purple phototrophic bacteria | Water Research 2022 研究论文 | 本文是“光合细菌产蛋白”专题里少见的户外自然光、真实农牧废水、混培养、中试尺度长周期验证：它把实验室里靠人工红外灯得到的产率与蛋白含量搬到 60–100 L 平板反应器上跑了 1.5 年，回答了“不用付电费的光能不能撑起 PPB 产蛋白”这一决定经济性的问题，同时用生物膜替代膜过滤解决了收获成本。 |
| 上升流速驱动紫色光合细菌颗粒污泥成粒：把菌体蛋白做成可直接收获的颗粒饲料 Purple phototrophic bacteria granules under high and low upflow velocities | Water Research 2021 研究论文 | 本文回答的是“菌体怎么收”这个被长期低估的卡点。悬浮培养的紫色光合细菌（PPB）浓度普遍只有 1–3 g TS/L，离心与膜过滤成本高昂；本文用上升流速作为唯一选择压力，在 235 天连续运行中把 PPB 培养成沉降速率大于 30 m/h、SVI₃₀ 低至约 10 mL/g 的颗粒污泥，粗蛋白仍保持约 0.60 g CP/g VS，从而把“蛋白生产”与“固液分离”合并为一步。它与光调控、生物膜、户外平板等路线并列，属于专题中“形态工程”这条主线。 |
| 摆动式振荡膜生物反应器（PTO-MBR）连续收获光合细菌菌体：高盐食品加工废水处理与膜污染控制 Anoxic oscillating MBR for photosynthetic bacteria harvesting and high salinity wastewater treatment | Bioresource Technology 2017 研究论文 | 在“光合细菌产蛋白”这条链上，本文解决的不是“怎么长得多”而是“怎么把长出来的菌体连续、低成本地收下来”。光合细菌生长慢、沉降性差、难固液分离，是产蛋白路线放大的老大难；本文用摆动式振荡（pendulum type oscillation, PTO）中空纤维膜组件把菌体截留在 30 L 反应器内连续培养，同时处理含盐 30 g/L 的高盐食品加工废水，把“收获单元”与“处理单元”合成一体，并给出了能耗量级。它与专题中偏重光调控、菌种与蛋白品质的研究互补，属于下游工程装备一侧的证据。 |
| 高速厌氧发酵 + 跑道池两级工艺回收紫色非硫细菌单细胞蛋白：2.5 m³ 中试与表体比（S/V）调控 Recovery of purple non-sulfur bacteria-mediated single-cell protein from domestic wastewater in two-stage treatment using high rate digester and racew | Bioresource Technology 2024 研究论文 | 本文解决的是“从实验室瓶子走向开放式户外池子”这一放大问题：用高速厌氧发酵器先把生活污水变成富挥发性脂肪酸（VFA）的发酵液，再进 2.5 m³ 开放跑道池以红外光选择性培养紫色非硫细菌混培养体系产蛋白，并把表面积体积比（S/V）与 COD:N:P 比确立为两个可操作的放大控制变量。它与专题内“纯菌 + 闭式光生物反应器”路线构成成本与可控性两端的对照。 |
| 啤酒废水替代发酵培养基生产光合细菌：亚克力圆柱光生物反应器从实验室到 200 L 户外中试（667 倍放大） Production of photosynthetic bacteria using organic wastewater in photobioreactors in lieu of a culture medium in fermenters: From lab to pilot scale | Journal of Cleaner Production 2020 研究论文 | 本文回答的是产业界最直接的一个问题：能不能干脆用废水代替培养基，把发酵罐换成光生物反应器。它把同一套体系从 0.3 L 摇瓶一路放大到 200 L 户外中试（667 倍），给出了器型选择（圆柱 vs 平板、亚克力 vs 塑料袋）、免温控免人工光的 80 天连续验证、以及鱼类急性毒性测试，是专题内“工艺放大与产业化障碍”这条线上最完整的一篇工程性研究。 |
| 240 L 中试光合细菌膜生物反应器连续运行 440 天：啤酒废水处理与菌体蛋白、辅酶 Q10 等高值产物回收 Brewery wastewater treatment and resource recovery through long term continuous-mode operation in pilot photosynthetic bacteria-membrane bioreactor | Science of the Total Environment 2019 研究论文 | 这是本专题中运行时间最长、且以“资源产出”而非“出水达标”为第一目标的中试研究：240 L 反应器连续跑 440 d，把光—微氧条件、HRT、接种量、有机负荷与收获频率五个参数逐项优化，并首次给出从废水中产出的 PSB 菌体的急性毒性数据。它与澳大利亚团队“混菌自然富集”的路线形成鲜明对照——这里采用高浓度直接接种商品化 PSB，把启动期压到 27 d、把 PSB 占比稳定在 90% 以上。 |
| 户外紫色光合细菌富集培养机理模型 ePAnM：平板光生物反应器动力学参数校准与昼厌氧/夜好氧连续运行模拟 Expanding mechanistic models to represent purple phototrophic bacteria enriched cultures growing outdoors | Water Research 2023 研究论文 | 本文在“光合细菌产蛋白”专题里承担的是工程设计工具的角色：把此前只适用于实验室纯培养、恒定光温条件的光厌氧模型（PAnM）扩展成能描述户外富集混培养的 ePAnM，从而把“反应器多宽、HRT 多长、夜间要不要曝气、能收多少蛋白”这些设计问题从试错推向可计算。它与专题中各类实测型研究（闪光调控、颗粒污泥、生物膜、废水中试）互为里表——实验给参数，模型给外推。 |
④ 废水基质与选择性控制：真实进水能走多远
真实废水永远是混培养体系。这一组回答两个问题：哪些废水能进（底物边界），以及进去之后怎么让光合细菌维持优势度（选择性控制）。
覆盖的基质从沼液、厨余酸化液、白酒糟废水，到含除草剂的难降解毒性废水；控制手段包括厌氧条件、红外选择性光照、进水基质与负荷调控、HRT/SRT 解耦，以及与好氧异养菌两级耦合的折中方案。
| 解读页 | 出处 | 在专题中的作用 |
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| 沼液培养光合细菌把蛋白含量推到 90%：盐度与高氨氮胁迫的双因子解析 Enhancing protein to extremely high content in photosynthetic bacteria during biogas slurry treatment | Bioresource Technology 2017 研究论文（Short Communication 短通讯） | 本文在专题里提供的是蛋白含量的上限参考点：常规光合细菌单细胞蛋白报道值为 45%–65%，而本文用畜禽场沼液作培养基把蛋白含量做到 90% 以上。它的价值不在于产率（生物量几乎不增长），而在于把“什么条件能把蛋白含量拉到极高”拆成了四个可控因子逐一排除，最终锁定高盐度为主因、高氨氮为辅因，并给出谷氨酸/谷氨酰胺合成酶的酶活证据。与光调控路线互补：那条线调的是光，这条线调的是基质胁迫。 |
| 厨余垃圾自发酵产乳酸耦合光合细菌产蛋白：残渣糖化、菌群演替与蛋白安全性（致敏性、消化率、重金属）评估 Valorisation of food waste through self-fermentation and photosynthetic bacterial protein production: efficiency, microbial dynamics and safety assess | Bioresource Technology 2025 研究论文 | 本文在“光合细菌产蛋白”专题里补的是两块空白：一是把厨余垃圾这种固液混合、成分复杂的城市有机废物拆成“酸化液相走光合细菌产蛋白 + 固相残渣走酶法糖化产还原糖”的分级路线；二是首次对光合细菌蛋白做了致敏性蛋白筛查 + 体外消化率 + 重金属三位一体的食用/饲用安全性评估，把这条技术链从“能不能长出蛋白”推进到“这蛋白能不能吃”。 |
| 光合细菌处理白酒（白酒酿造）废水并回收菌体：高 COD 耐受性、乙醇耐受度、pH 适应与回流稀释工艺参数 Synthetic white spirit wastewater treatment and biomass recovery by photosynthetic bacteria: Feasibility and process influence factors | International Biodeterioration & Biodegradation 2016 研究论文 | 本文回答的是“光合细菌能不能吃高浓度、高乙醇、强酸性的酿酒废水”这一底物边界问题：在 COD 9100–25,600 mg/L、乙醇 0.5%–2.0%（v/v）、初始 pH 5.0–8.0 的严苛条件下光合细菌（PSB）仍能正常增殖并回收菌体，为专题里“把 PSB 产蛋白路线接到真实高浓度工业废水”提供了底物可行性与关键工艺参数（光氧条件、回流比）的边界数据。 |
| 沼泽红假单胞菌处理氰氟草酯除草剂废水：豆制品废水补碳、chbH 诱导酶与单细胞蛋白协同回收 Rhodopseudomonas palustris wastewater treatment: Cyhalofop-butyl removal, biochemicals production and mathematical model establishment | Bioresource Technology 2019 研究论文 | 本文在专题中代表「难降解毒性废水 + 补碳共处理」这一分支：目标废水本身有机质极少且含毒性除草剂，PSB 无法单独存活，需要引入豆制品废水作为共基质。它同时给出了一个对产蛋白工艺有普适意义的发现——降解酶是诱导酶，需要约 24 小时诱导期，因此水力停留时间不能短于诱导期。 |
| 好氧异养菌与紫色非硫细菌混培养产微生物蛋白：光—化能两段式反应器与果糖碳源筛选 Cocultivating aerobic heterotrophs and purple bacteria for microbial protein in sequential photo- and chemotrophic reactors | Bioresource Technology 2021 研究论文 | 本文在“光合细菌产蛋白”专题里解决的是成本与品质的折中问题：纯光合路线（厌氧光生物反应器）能选择性富集 PNSB、蛋白质量高但投资与产率吃亏，纯好氧异养路线（AHB）便宜、产率高但氨基酸与脂肪酸谱有短板。本文提出“先光后氧”的两段式混培养，用一个小体积光生物反应器只生产接种物，再在便宜的好氧罐里放大产量，让产品含约 10% PNSB 却拿到接近纯 PNSB 的营养品质，成本比“分别培养再掺混”低 30%。它是专题中“工艺构型—经济性”这条线的代表工作。 |
| 开放跑道池选择性培养紫色非硫细菌产微生物蛋白：光照、供氧、污泥龄与负荷四把控制手柄及成本核算 Control tools to selectively produce purple bacteria for microbial protein in raceway reactors | bioRxiv（预印本，未经同行评审） 2020 预印本（bioRxiv） | 本文在专题中承担的是“开放跑道池中的选择性控制工具”这一角色：密闭光生物反应器（PBR）虽能把紫色非硫细菌丰度做到 93–97%，但成本高到无法用于产蛋白（约 22 €/kg 蛋白，约为鱼粉的 11 倍）；开放跑道池投资只有 56 €/m³ 对 5000 €/m³，却因空气持续进入而难以维持 PNSB 优势。本文系统检验了供氧、光照、污泥龄（SRT）与 COD 负荷四把手柄，把开放池中的 PNSB 丰度从 8% 推到 78%，并给出 1.9 €/kg 干重的成本估算，是把光合细菌蛋白从“实验室能做”推向“经济上可能”的关键一环。 |
⑤ 下游验证：饲料应用、安全性与菌株改造
菌体长出来只是一半。这一组回答“这个蛋白能不能卖出去”：水产与虾类饲喂试验给出替代比例与生长学数据，益生菌市场综述提供应用与合规语境，学位论文层面的氧化还原与生物电化学研究则给出菌株改造的机理空间。
需要注意文献强度差异：饲喂试验多为短期，学位论文未经期刊同行评审，读结论时应相应折减。
| 解读页 | 出处 | 在专题中的作用 |
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| 混培养紫色光合细菌整体替代鱼粉：亚洲鲈鱼（尖吻鲈）47 天投喂试验与 1 m³ 附着生物膜光生物反应器产蛋白 Mixed culture purple phototrophic bacteria is an effective fishmeal replacement in aquaculture | Water Research X 2019 研究论文 | 本文是「光合细菌产蛋白」专题中唯一把菌体真正做成配方饲料、喂给经济鱼种并做完整生长学统计的下游验证研究：它不再问「能不能产蛋白」，而是问「这些蛋白能替代多少鱼粉、代价是什么」。它给出的 33%／66% 可行、100% 有代价这一结论，是上游所有产率优化工作的终点验收标准，也是判断 PPB 蛋白商业价值的价格锚点。 |
| 紫色非硫细菌作为对虾饲料蛋白原料：南美白对虾 28 天生长试验、饲料转化率改善与抗氨氮胁迫、抗弧菌效果验证 Purple bacteria as added-value protein ingredient in shrimp feed: Penaeus vannamei growth performance, and tolerance against Vibrio and ammonia stress | Aquaculture 2021 研究论文 | 本文是“光合细菌产蛋白”专题中蛋白产品端的动物试验证据：前端研究把 PNSB 菌体产率、蛋白含量、氨基酸谱做到多好，最终都要由摄食动物的生长与健康数据来兑现。本文用 28 天南美白对虾（Penaeus vannamei）投喂试验 + 氨氮胁迫 + 弧菌攻毒 + 体外抑菌筛选四重设计，回答了 PNSB 菌粉能否在 5–11 g PNSB 蛋白/100 g 饲料蛋白的替代水平上真正代替豆粕与鱼粉、并带来超出营养成分本身的附加价值，是把上游废水产蛋白路线接到下游市场价值的关键一环。 |
| 中国水产养殖益生菌综述：光合细菌等菌剂的应用现状、市场规模、法规缺口与质量控制方法（DGGE/FISH） Probiotics in aquaculture of China — Current state, problems and prospect | Aquaculture 2009 综述 | 本文在“光合细菌产蛋白”专题里提供的是下游应用的市场与安全语境：光合细菌菌体一旦离开反应器，进入的并不是空白市场，而是一个已运行三十年、年销约 5 万吨、产值约 5000 万欧元、由上百家企业构成、却缺乏产品标识与安全评价标准的水产益生菌／饲料添加剂产业。本文把这个产业的现状、菌种谱、经济效益、法规缺口（1999 年农业部仅许可 10 种细菌与 2 种酵母直接作饲料，而在售产品所含菌种远多于此）与检测手段（PCR-DGGE、FISH）逐一交代清楚，回答的是“产出来的菌体卖给谁、按什么规矩卖、怎么证明它是它”这一端的问题。 |
| 沼泽红假单胞菌固有氧化还原失衡的工程化利用：丁酸产丁醇、木质素单体代谢与光生物电化学取电 ENGINEERING APPLICATIONS USING THE INNATE REDOX ENVIRONMENT OF RHODOPSEUDOMONAS PALUSTRIS | Cornell University（博士学位论文） 2014 学位论文（博士） | 在“光合细菌产蛋白”专题里，这篇论文承担的是菌株层面氧化还原环境的工程化利用（基础机理与改造潜力）这一层：它定量刻画了沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）光异养生长时“还原当量必然过剩”的结构性事实，并演示三条把这股过剩还原力导出使用的路径——代谢工程产丁醇、共培养电化学探针、电极供电子的光自养取电。产蛋白工艺关心的“碳氮如何变成菌体”与本文关心的“电子往哪里去”是同一套代谢约束的两个出口。 |
| 硅纳米线电极驱动沼泽红假单胞菌胞外产氨：生物电化学固氮的条件优化与铁介体电子传递 Bioelectrochemical extracellular ammonia synthesis by bacterium Rhodopseudomonas palustris | Eindhoven University of Technology（TU/e）Master Thesis，Department of Physics / Department of Chemistry；实验在 University of California, Berkeley（Peidong Yang Group）完成 2019 学位论文（硕士） | 在“光合细菌产蛋白”专题里，本文属于生物电化学胞外产氨（氮素路线的延伸探索）：不把固定下来的氮留在菌体里变成单细胞蛋白，而是反过来切断固氮酶的氨反馈抑制，让沼泽红假单胞菌在电极供电子、光供 ATP 的条件下把 N₂ 直接转成排到胞外的氨。它与产蛋白主线共用同一株菌、同一套光合能量学，却在“氮的去向”上取相反策略，因此可以作为理解 PNSB 氮代谢开关（生物量固氮 vs. 胞外泌氨）的对照案例。 |
⑥ 相邻路线对照：判断光合细菌的相对位置
把视野拉开一层：如果不用光，同样的“废物变产品”目标还有哪些技术路线在竞争？这一组提供三种非光异养的能量输入方式作对照——电（微生物电合成）、机械能（压电换能驱动固碳）、以及光能叠加化学能（亚磷酸盐驱动的化学品合成）。
对照的意义不在于比谁更好，而在于识别光合细菌路线的独特优势（碳氮磷同时同化、菌体本身即产品）与共同短板（体积产率低、能量输入成本高）。
| 解读页 | 出处 | 在专题中的作用 |
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| 微生物电合成（MES）与合成生物学结合：废弃物原料与 CO₂ 电驱动生物制造的胞外电子传递工程与放大瓶颈 Microbial electrosynthesis meets synthetic biology: Bioproduction from waste feedstocks | Biotechnology Notes 2025 综述（mini-review） | 本文在“光合细菌产蛋白”专题里是相邻技术路线的对照参照。三点差异最关键：能量输入方式上，光合细菌产蛋白靠光子驱动不产氧光合作用，微生物电合成（microbial electrosynthesis, MES）则靠电极经胞外电子传递（extracellular electron transfer, EET）直接向胞内递送还原力，能量来源是可再生电力而非阳光本身；产物谱上，光合细菌路线的目标产物是菌体自身（单细胞蛋白、色素），MES 的目标是分泌型精细化学品（醇类、二元醇、有机酸、萜类、PHA），生物量往往是副产物；成熟度上，光合细菌产蛋白已有户外示范与吨级饲料应用，而 MES 的产量与体积产率仍远低于商业化门槛（100 g/L 与 2.5 g/L/天）。两条路线的交汇点恰恰是紫色非硫细菌：本文综述的 MES 案例里，沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）就被工程化用于以 CO₂、电与光生产 n-丁醇和聚羟基脂肪酸酯（PHA）。 |
| 机械能驱动微生物生长与固碳：R. palustris–钛酸钡生物杂化压电效应（BPE）新代谢路径解读 Mechanical Energy Drives the Growth and Carbon Fixation of Electroactive Microorganisms | Engineering 2025 研究论文 | 本专题绝大多数篇目研究的是“光”这一种能量输入——光合细菌靠光子驱动产蛋白。这篇论文提供了同一个模式菌株（Rhodopseudomonas palustris）在完全不同能量输入下的对照：不给光、不给有机电子供体，只给机械搅拌，靠压电材料把机械能转成电子能来支撑自养生长与固碳。它的价值在于说明 R. palustris 的电子获取通路远比“光合”宽，也为“能量输入方式如何决定产率上限”提供了一个极端参照点。 |
| 亚磷酸盐废水 + CO₂ 驱动的太阳能—化学能混合生物合成（SCHB）：蓝细菌全细胞催化产覆盆子酮与靛蓝染料的 500 L 放大 Solar-driven biosynthesis of chemicals from phosphite-rich wastewater and carbon dioxide | Nature Sustainability 2026 研究论文 | 本文与「光合细菌产蛋白」同属光驱动生物制造，但产物目标完全不同：它把光能与废水中亚磷酸盐的化学能叠加起来，驱动蓝细菌合成高值化学品（覆盆子酮、靛蓝及其衍生物、ε-己内酯等），蛋白质在这里只是催化结束后残余生物质的一项副产物（58.0% 蛋白，可作肥料与饲料）。因此它是专题中一条前沿对照路线：同样是「用光把废水里的碳氮磷变成产品」，但把价值锚点从吨级饲料蛋白挪到了公斤级精细化学品，并给出了完整的 TEA/LCA 数据，可用来对比两条路线的经济天花板与放大瓶颈。 |
关键数字速查
下表汇总各篇报告中作者报告的代表性数值，来源以对应解读页与原文 DOI 为准。不同研究的反应器、废水、菌群与测定方法不同，横向比较只能作为量级参考。
| 指标 | 数值 | 条件 | 来源解读 |
|---|---|---|---|
| 连续运行时长 | 440 d | 240 L 反应器（工作体积 200 L） | 240 L 中试光合细菌膜生物反应器连续运行 440 天：啤酒废水处理与菌体蛋白、辅酶 |
| 启动期 | 27 d | 远短于文献的 80 d 与 119 d | 240 L 中试光合细菌膜生物反应器连续运行 440 天：啤酒废水处理与菌体蛋白、辅酶 |
| 成粒时间常数 | ~50 d | 由 SVI₃₀ 下降轨迹推算，两台反应器均在 50 d 内出现颗粒核 | 上升流速驱动紫色光合细菌颗粒污泥成粒：把菌体蛋白做成可直接收获的颗粒饲料 |
| 低上升流反应器 SVI₃₀ | 10 mL/g | LRPBR 稳定区间 5–15 mL/g，维持约 125 d | 上升流速驱动紫色光合细菌颗粒污泥成粒：把菌体蛋白做成可直接收获的颗粒饲料 |
| 中国水产益生菌商品年销量 | 约 5 万吨/年 | 市场价值估计约 5000 万欧元，上百家企业在产 | 中国水产养殖益生菌综述：光合细菌等菌剂的应用现状、市场规模、法规缺口与质量控制方法（DG |
| 2004 年中国占世界水产养殖产量比重 | 69.6% | 全球 5940 万吨中的 4130 万吨 | 中国水产养殖益生菌综述：光合细菌等菌剂的应用现状、市场规模、法规缺口与质量控制方法（DG |
| 覆盆子酮（RK）最高滴度 | 9.64 ± 0.12 mM | SCH124（PtdhAR–GAGA–Rzs 融合），为纯光驱动的 305% | 亚磷酸盐废水 + CO₂ 驱动的太阳能—化学能混合生物合成（SCHB）：蓝细菌全细胞催化 |
| 催化效率相对纯光驱动的提升上限 | 305% | Phi 供电 + 辅因子改造 + 酶融合三步叠加 | 亚磷酸盐废水 + CO₂ 驱动的太阳能—化学能混合生物合成（SCHB）：蓝细菌全细胞催化 |
| PSB 可耐受的进水 COD 区间 | 9100–25,600 mg/L | 对应乙醇 0.5%–2.0% (v/v) | 光合细菌处理白酒（白酒酿造）废水并回收菌体：高 COD 耐受性、乙醇耐受度、pH 适应与 |
| 原液条件下菌体浓度增长（+150%） | 280 → 685 mg/L | 初始 COD 14,200 mg/L，1.0% 乙醇 | 光合细菌处理白酒（白酒酿造）废水并回收菌体：高 COD 耐受性、乙醇耐受度、pH 适应与 |
| PSB 蛋白含量的常见区间 | 40%–60% | 原文摘要给出的典型范围 | 光合细菌废水处理产单细胞蛋白：菌种、废水类型与光氧条件的影响因素综述及产业化瓶颈 |
| 废水处理体系中 PSB 蛋白含量分布 | 45%–74% | 原文结论；Rhodopseudomonas 属为 45%–74% | 光合细菌废水处理产单细胞蛋白：菌种、废水类型与光氧条件的影响因素综述及产业化瓶颈 |
| PSB 菌体蛋白含量区间 | 41–86% | 综述汇总值，另有报道接近 90% | 光合细菌废水处理产高值物质全流程综述：蛋白、辅酶Q10、5-ALA 的回收路线与经济性 |
| 5-ALA 市场价 | 2000–4600 $/kg | 全部候选产物中最高 | 光合细菌废水处理产高值物质全流程综述：蛋白、辅酶Q10、5-ALA 的回收路线与经济性 |
| 全球废水产生量 | 1000 km³/年 | 城市与工业约 4:6；低收入国家处理率仅 8% | 光合细菌（PSB）废水处理技术能否替代活性污泥法：废水适用范围、光生物反应器构型与关键运 |
| 已报道 COD 去除率跨度 | 30%–99% | 原文结论段列为技术推广的主要不确定性 | 光合细菌（PSB）废水处理技术能否替代活性污泥法：废水适用范围、光生物反应器构型与关键运 |
| 最优光强阈值 | 150 µmol-photons·m⁻²·s⁻¹ | 连续光下污染物去除、生物量、两种色素同时最高 | 光强与光暗周期调控沼泽红假单胞菌产色素：crtA 与 bchE 基因表达给出的转录层证据 |
| 连续光下最高生物量 | 2.68 g/L | 150 µmol-photons·m⁻²·s⁻¹，96 h | 光强与光暗周期调控沼泽红假单胞菌产色素：crtA 与 bchE 基因表达给出的转录层证据 |
| 最高生物量 | 2645 mg/L | 2000 lux, 120 h | 光强调控光合细菌产菌体与类胡萝卜素：糖类废水中 2000 lux 最优生物量、8000 |
| 最高 COD 去除率 | 94.7% | 2000 lux | 光强调控光合细菌产菌体与类胡萝卜素：糖类废水中 2000 lux 最优生物量、8000 |
| 自发酵乳酸浓度 | 11634.64 mg/L | 厨余无接种自发酵，占 SCOD 的 20.6% | 厨余垃圾自发酵产乳酸耦合光合细菌产蛋白：残渣糖化、菌群演替与蛋白安全性（致敏性、消化率、 |
| 发酵液相 COD | 56443.33 mg/L | 自发酵 72 h | 厨余垃圾自发酵产乳酸耦合光合细菌产蛋白：残渣糖化、菌群演替与蛋白安全性（致敏性、消化率、 |
| 实验室尺度生物量 | 1886.9 mg/L | 0.3 L 摇瓶、光-微氧、24 W/m²、接种 330 mg/L | 啤酒废水替代发酵培养基生产光合细菌：亚克力圆柱光生物反应器从实验室到 200 L 户外中 |
| 户外中试 80 天平均生物量 | 1786.7 mg/L | 200 L 亚克力圆柱 PBR，10 批次 | 啤酒废水替代发酵培养基生产光合细菌：亚克力圆柱光生物反应器从实验室到 200 L 户外中 |
| 混培养产品中 PNSB 相对丰度上限 | 10% | 实验 ii，DO 0.7 mg O₂/L | 好氧异养菌与紫色非硫细菌混培养产微生物蛋白：光—化能两段式反应器与果糖碳源筛选 |
| 两段式系统蛋白含量 | 46–71 g/100 g TSS | 对照单段 AHB 仅 36 ± 5 | 好氧异养菌与紫色非硫细菌混培养产微生物蛋白：光—化能两段式反应器与果糖碳源筛选 |
| 跑道池最高 PNSB 丰度 | 78% | 24 h 搅拌 + S/V = 10 m²/m³，SRT 2 d | 开放跑道池选择性培养紫色非硫细菌产微生物蛋白：光照、供氧、污泥龄与负荷四把控制手柄及成本 |
| 最高蛋白产率 | 0.21 g protein/(L·d) | 对应 0.43 g TSS/(L·d) | 开放跑道池选择性培养紫色非硫细菌产微生物蛋白：光照、供氧、污泥龄与负荷四把控制手柄及成本 |
| 文献公认的商业可行性门槛 | 100 g/L 与 2.5 g/L/天 | 原文指出当前 MES 的产量与体积产率仍远低于此 | 微生物电合成（MES）与合成生物学结合：废弃物原料与 CO₂ 电驱动生物制造的胞外电子传 |
| MES 最高报道产物滴度（异丁醇） | 1321.5 mg/L | S. oneidensis 以乳酸为底物，达理论产率的 94.9% | 微生物电合成（MES）与合成生物学结合：废弃物原料与 CO₂ 电驱动生物制造的胞外电子传 |
| 灰分（生物膜 vs 悬浮） | 6.9% vs 43% | 鱼粉替代要求灰分低于 20% | 户外平板光生物反应器里的紫色光合细菌：贴壁生物膜与悬浮培养的产品品质分野 |
| 固含量（生物膜 vs 悬浮） | 90.5 vs 1.80 g TS/kg | 浓度相差 50 倍，免去浓缩步骤 | 户外平板光生物反应器里的紫色光合细菌：贴壁生物膜与悬浮培养的产品品质分野 |
| 模型组分数 / 生化过程数 / 抑制因子数 | 21 + 30 + 8 | 另有 7 个组分用于离子平衡与 CO₂ 脱吸 | 户外紫色光合细菌富集培养机理模型 ePAnM：平板光生物反应器动力学参数校准与昼厌氧/夜 |
| 校准后光异养乙酸最大比摄取速率 k_M,ac | 2.735 mg COD·mg COD⁻¹·d⁻¹ | 95% 置信区间 1.709–3.760；PAnM 参考值 2.4 | 户外紫色光合细菌富集培养机理模型 ePAnM：平板光生物反应器动力学参数校准与昼厌氧/夜 |
| 生物膜面积产率上限 | 14 g TS·m⁻²·d⁻¹ | 户外平板反应器，屠宰废水 | 户外自然光平板光生物反应器培养紫色光合细菌生物膜：养猪场与屠宰场废水产单细胞蛋白的 1. |
| 收获生物膜的粗蛋白含量 | 50–65% | 两种废水均达到，CP=颗粒态 TKN×6.25 | 户外自然光平板光生物反应器培养紫色光合细菌生物膜：养猪场与屠宰场废水产单细胞蛋白的 1. |
| PTO-MBR 最高菌体浓度 | 3.76 g/L | 30 L 反应器，SRT 30 d | 摆动式振荡膜生物反应器（PTO-MBR）连续收获光合细菌菌体：高盐食品加工废水处理与膜污 |
| PTO-MBR 相对 CMBR 的平均菌体产量增幅 | +37.7% | 全周期平均 | 摆动式振荡膜生物反应器（PTO-MBR）连续收获光合细菌菌体：高盐食品加工废水处理与膜污 |
| 机械搅拌下生物量增幅 | 约 10 倍 | 60 天五轮循环，P < 0.001 | 机械能驱动微生物生长与固碳：R. palustris–钛酸钡生物杂化压电效应（BPE）新 |
| 搅拌后活菌/死菌比 | 13:1 | 共聚焦显微镜计数 | 机械能驱动微生物生长与固碳：R. palustris–钛酸钡生物杂化压电效应（BPE）新 |
| 可切换代谢型 | 4 种 | 光异养 / 光自养 / 化能异养 / 化能自养 | 沼泽红假单胞菌作为微生物细胞工厂：代谢多样性、碳源谱系与废水资源化应用综述 |
| 可用碳源类别 | 4 大类 | 短链有机酸、醇类、无机化合物、芳香化合物 | 沼泽红假单胞菌作为微生物细胞工厂：代谢多样性、碳源谱系与废水资源化应用综述 |
| 丁酸→丁醇碳转化效率 | 39.7 ± 7.6% | 工程菌 adhE2 Opti，无 HCO₃⁻ 限制性条件 | 沼泽红假单胞菌固有氧化还原失衡的工程化利用：丁酸产丁醇、木质素单体代谢与光生物电化学取电 |
| 最高丁醇浓度 | 0.6 mM | 延长培养后测得，无 HCO₃⁻ 条件 | 沼泽红假单胞菌固有氧化还原失衡的工程化利用：丁酸产丁醇、木质素单体代谢与光生物电化学取电 |
| 氰氟草酯去除率 | 100% | 4000 mg/L COD 组，第 5 天 | 沼泽红假单胞菌处理氰氟草酯除草剂废水：豆制品废水补碳、chbH 诱导酶与单细胞蛋白协同回 |
| 最高菌体产量 | 4368 mg/L | 4000 mg/L COD 组，第 5 天 | 沼泽红假单胞菌处理氰氟草酯除草剂废水：豆制品废水补碳、chbH 诱导酶与单细胞蛋白协同回 |
| 最高蛋白含量 | 91.86% | 暗好氧条件，未稀释沼液，96 h | 沼液培养光合细菌把蛋白含量推到 90%：盐度与高氨氮胁迫的双因子解析 |
| 沼液 NH₃-N 浓度 | 2350 mg/L | C/N（COD/TN）仅 0.184，盐度 1.38% | 沼液培养光合细菌把蛋白含量推到 90%：盐度与高氨氮胁迫的双因子解析 |
| 附着生物膜峰值面产率 | 6.0 g m⁻² d⁻¹ | 1 m³ PAnB，折合 22 t ha⁻¹ yr⁻¹，能耗 22 kWh kg⁻¹ | 混培养紫色光合细菌整体替代鱼粉：亚洲鲈鱼（尖吻鲈）47 天投喂试验与 1 m³ 附着生物 |
| PPB 菌粉粗蛋白（合成废水培养） | 58 w/w% | 总氨基酸 466.1 g kg⁻¹ | 混培养紫色光合细菌整体替代鱼粉：亚洲鲈鱼（尖吻鲈）47 天投喂试验与 1 m³ 附着生物 |
| 总面积产率 | 15–20 g VS·m⁻²·d⁻¹ | 其中 57%–60% 以上以生物膜形式生长 | 生物膜光生物反应器培养紫色光合细菌产单细胞蛋白：附着生长与悬浮生长的产品品质分野（红肉加 |
| 收获生物膜的有机组分占比 | >96% VS of TS | 废水本身仅约 70%，悬浮相仅 52.6%–68.3% | 生物膜光生物反应器培养紫色光合细菌产单细胞蛋白：附着生长与悬浮生长的产品品质分野（红肉加 |
| 产氨最优压力 | 150 kPa | 0–200 kPa 五档，50 kPa 间隔，5 mM 乙酸 | 硅纳米线电极驱动沼泽红假单胞菌胞外产氨：生物电化学固氮的条件优化与铁介体电子传递 |
| 利于泌氨的碳酸氢盐浓度 | 2.5 mM | 2.5/5/10/15/25 mM，硫代硫酸盐培养基，15 天 | 硅纳米线电极驱动沼泽红假单胞菌胞外产氨：生物电化学固氮的条件优化与铁介体电子传递 |
| 系统汇总文献量 | 177 篇 | 其中 70 篇涉及废水处理/生物量生产 | 紫色光合细菌资源回收综述：177 篇文献统计的产蛋白、色素与 PHA 路线可行性 |
| 生物量粗蛋白平均含量 | 0.52 g·g⁻¹ | 显著高于其他任何候选产物 | 紫色光合细菌资源回收综述：177 篇文献统计的产蛋白、色素与 PHA 路线可行性 |
| 终末个体重相对商业饲料的提升（Rb. capsulatus 组） | 5%–25% | p < 0.05 | 紫色非硫细菌作为对虾饲料蛋白原料：南美白对虾 28 天生长试验、饲料转化率改善与抗氨氮胁 |
| 饲料系数 FCR（g 饲料/g 虾生物量） | 1.3–1.4 vs 1.7 | PNSB 组 vs 对照组，p < 0.05 | 紫色非硫细菌作为对虾饲料蛋白原料：南美白对虾 28 天生长试验、饲料转化率改善与抗氨氮胁 |
| 光异养生物量 COD 转化率 | 0.9–1.1 g CODbiomass/g CODnutrient | 化能异养仅 0.6；>1 源于碳酸氢盐同化 | 紫色非硫细菌升级利用农食废弃物：糖类、挥发性脂肪酸、CO₂ 与醇类的代谢途径与菌株选择 |
| PNSB 菌体蛋白的膳食匹配度 / 必需氨基酸指数 | >100 / >1 | 多数必需氨基酸的 dietary match >100，EAAI >1 | 紫色非硫细菌升级利用农食废弃物：糖类、挥发性脂肪酸、CO₂ 与醇类的代谢途径与菌株选择 |
| PNSB 生物量粗蛋白含量区间 | 70–90% | 综述汇总；R. palustris 报道 74–90% | 紫色非硫细菌废水处理产单细胞蛋白：营养价值、上下游工艺、安全性与经济性系统综述 |
| Rhodopseudomonas 核酸含量 | 4.52–5.10% | 远低于细菌常见的 10–16% | 紫色非硫细菌废水处理产单细胞蛋白：营养价值、上下游工艺、安全性与经济性系统综述 |
| PNSB 粗蛋白含量 | 最高 60% 干重 | 氨基酸谱均衡，另含细菌叶绿素、类胡萝卜素、泛醌 | 紫色非硫细菌的生物技术应用谱系：产氢产甲烷、废水处理、生物肥料、PHA 生物塑料、单细胞 |
| PPB 富集混培养的平均热值 | 22 MJ/kg VSS | 接近肉骨粉等常规蛋白源的两倍 | 紫色非硫细菌的生物技术应用谱系：产氢产甲烷、废水处理、生物肥料、PHA 生物塑料、单细胞 |
| 每吨进水 COD 可回收的粗蛋白（IRR vs WLR） | 190 vs 140 kg-CP/t-COD | 按粗蛋白含量 60% 折算 | 红外光 PPB 反应器对比白光微藻反应器：家禽屠宰废水连续流回收微生物蛋白的能耗、群落稳 |
| 有效辐照（红外 vs 白光 PAR） | 18 vs 31 W/m² | IRR 少 42%；按发射光计（18 vs 170 W/m²）省 90% | 红外光 PPB 反应器对比白光微藻反应器：家禽屠宰废水连续流回收微生物蛋白的能耗、群落稳 |
| 连续运行时长 | 433 d | 8 L 工作体积，真实食品加工废水 | 红外滤光厌氧膜光生物反应器处理食品加工废水 433 天：有机碳回收、菌体蛋白与光合细菌群 |
| 平均 BOD / COD 去除率 | 51% / 58% | 受高硫酸盐与水质波动限制 | 红外滤光厌氧膜光生物反应器处理食品加工废水 433 天：有机碳回收、菌体蛋白与光合细菌群 |
| 全程 TCOD 去除率 | >94% | 出水平均低于 50 mg TCOD·L⁻¹ | 连续流光-厌氧膜生物反应器（PAnMBR）：紫色光合细菌同步去除并回收生活污水中的碳氮磷 |
| 每去除 100 g COD 对应的氮磷去除量 | 6.4 ± 1.3 g N / 1.1 ± 0.2 g P | ±为 95% 置信区间，各周期基本稳定 | 连续流光-厌氧膜生物反应器（PAnMBR）：紫色光合细菌同步去除并回收生活污水中的碳氮磷 |
| 最高生物量浓度 | 963.9 mg/L | 100 Hz-0.75φ，96 h | 闪光（间歇光）调控紫色非硫细菌产单细胞蛋白：糖类废水光异养代谢组学解读 |
| 最高蛋白浓度 | 589.0 mg/L | 100 Hz-0.75φ，96 h | 闪光（间歇光）调控紫色非硫细菌产单细胞蛋白：糖类废水光异养代谢组学解读 |
| 最高生物量浓度 | 0.90 g VSS/L | 500 L（S/V=10 m²/m³）、发酵污水+合成培养基、120 h | 高速厌氧发酵 + 跑道池两级工艺回收紫色非硫细菌单细胞蛋白：2.5 m³ 中试与表体比（ |
| 最高蛋白含量 | 43.9 ± 0.2 % w/w | 500 L（S/V=10 m²/m³）、发酵污水+合成培养基 | 高速厌氧发酵 + 跑道池两级工艺回收紫色非硫细菌单细胞蛋白：2.5 m³ 中试与表体比（ |
共性局限与风险
- 规模断层明显：绝大多数结论来自实验室批式或小型连续装置，少数进入中试；缺少长期（>1 年）稳定运行、季节波动与真实进水波动下的数据。
- 合成废水占比高：不少研究用合成废水标定参数，与真实废水在抑制物、色度、悬浮物、微生物竞争上差距明显。
- 蛋白测定方法不统一：Lowry 法、凯氏定氮换算（不同 N-to-protein 系数）、氨基酸加和法给出的“蛋白含量”不可直接比较；含色素菌体还可能带来干扰。
- 经济性数据稀缺：光源能耗、膜/收获成本、干燥成本很少被完整核算到单位蛋白成本，跨文献的产率优势不等于成本优势。
- 安全与合规：作为饲料原料需要考虑重金属、病原、内毒素与法规准入。仅有少数研究做了系统安全性评估，且多为短期动物试验。
- 文献类型强度不一：本专题含综述、学位论文与预印本；预印本未经同行评审，学位论文通常未经期刊评审流程，结论强度应低于同行评审原始研究。