单细胞蛋白，也叫微生物蛋白，它是用许多工农业废料及石油废料人工培养的微生物菌体。因而，单细胞蛋白不是一种纯蛋白质，而是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸及不是蛋白质的含氮化合物、维生素和无机化合物等混合物组成的细胞质团。单细胞蛋白中重要的是酵母蛋白、细菌蛋白和藻类蛋白，它们的化学组成中一般以蛋白质、脂肪为主。

在矿物质元素中，富锌、硒，尤其含铁量很高。近年来酵母产品不断开发，有含硒酵母、含铬酵母，均有其特殊营养功能。不同原料、不同酵母菌生成的饲料酵母营养成分不同，石油酵母的粗蛋白质含量高达60%，依次为啤酒酵母和纸浆废液酵母，粗蛋白质含量分别为47.2%和45%。从环保及物尽其用的原则出发，后两者最具有开发前途。

酵母蛋白

真菌中的酵母在食品加工中应用较早，包括酿造、烘烤等食品。酵母中蛋白质的含量超过了干重的一半，但相对缺乏含硫氨基酸。另外，由于酵母中含有较高量的核酸，若摄入过量的酵母蛋白则会造成血液的尿酸水平升高，引起机体的代谢紊乱。

细菌蛋白

细菌蛋白的生产一般是以碳氢化合物（如天然气或沥青）或甲醇作为底物，它们的蛋白质含量占干重的3/4以上，必需氨基酸组成中同样缺乏含硫氨基酸，另外它们所含的脂肪酸也多为饱和脂肪酸。

这两种微生物蛋白一般不能能够直接食用，需要除去其中的细胞壁、核酸和灰分等杂质，其原理在工艺上与大豆的加工处理类似。细菌蛋白提取处理后得到细菌分离蛋白，它的化学组成与大豆分离蛋白相近，并且在补充含硫氨基酸以后，它的营养价值与大豆分离蛋白也相近。

藻类蛋白

以小球藻和螺旋藻最引人注目，它们是在海水中快速生长的两种微藻，二者的蛋白含量分别为50%、60%（干重），必需氨基酸中除含硫氨基酸较少外，其他的必需氨基酸却很丰富。

任何一种新型食品原料的问世，都会产生可接受性、安全性等问题。单细胞蛋白也不例外。例如，单细胞蛋白的核酸含量在4%～18%，食用过多的核酸可能会引起痛风等疾病。此外，单细胞蛋白作为一种食物，人们在习惯上一时也难以接受。但经过微生物学家的努力，这些问题会得到圆满解决。