單細胞蛋白生產及在水產飼料中的應用

畜牧人小李

單細胞蛋白生產及在水產飼料中的應用

中國工程院麥康森 院士

中國海洋大學

一、蛋白質是生命的物質基礎

※2018年全球有76億人，到2050年全球有96億人，如何滿足全球96億人的蛋白質需求是一個很嚴肅的話題和科學任務；

※全球人口蛋白質需求大趨勢：到2050年，比目前增加75-100%；

全球80%的農用地用于動物養殖，到2050年食物增量的土地空間很有限，全球69%的土地資源是草地；

※大于三分之一的糧食收成用于動物飼料生產，中國是一個飼料大國，2018年商品飼料產量2.2億噸，非商品飼料約1億噸，同時中國也是一個人口大國，飼料爭糧的現象日益突出；如何提高飼料效率就是一個很好的突破口。

※水產養殖是飼料效率最高的動物蛋白食物生產方式（料肉比，1.1:1，同時水產養殖比畜禽養殖更節約糧食，更少污染環境）同時單細胞蛋白可以替代現在的魚粉，節約魚粉的用量

二、單細胞蛋白的生產

※優勢：不與人爭地，不與人爭糧，循環經濟，變廢為寶，可以“無中生有”。

單細胞生物（微藻、細菌、放線菌、酵母、真菌）可以和常用飼料原料代謝產生的非營養物質，比如甲烷，一氧化氮、氨氣、二氧化碳等反生快速反應，產生的物質為蛋白質和活性物質，減少其他蛋白質的浪費。

（一）單細胞蛋白作為水產飼料蛋白源的基本要求

1、適口性好，對攝入量不產生負面影響

2、對成活和生長不會造成負面影響

3、安全性好，對動物健康不產生負面影響

4、使用現用技術，利于配方設計和飼料加工

5、生產成本適宜，能為多數養殖動物飼料采用

6、不與糧食生產爭地、爭水、對空間、水需求量極低

7、生產不受季節、氣候影響

（二）“無中生有”的蛋白質生產范例（無機C\N+單細胞生物—有機C/N）

1、莢膜甲基球菌：廣泛分布于土壤等環境中，以甲烷為唯一碳源和能源，在溫室氣體循環中起重要作用；

通過莢膜甲基球菌發酵，把低值的天然氣轉化為價值提高20倍的蛋白質、益生素、乳酸、生物活性等產品；

產出的甲烷氧化菌蛋白，和魚粉相比，粗蛋白為69.5，核酸是魚粉的9倍，氨基酸平衡方面只有賴氨酸比魚粉低17個點（魚粉為48.6，甲烷氧化蛋白為31.5）

通過魚粉和甲烷氧化蛋白對大西洋鮭的生產性能的對比得出以下結論

※與魚粉對照組相比，用細菌蛋白取代魚粉，使得大西洋鮭的生長更好。

※大西洋鮭對細菌蛋白中的高含量銅和核酸沒有不良反應。

※大西洋鮭的生長性能改善表明該產品中存在生長刺激因子，但是需要進一步研究。

※甲烷氧化菌蛋白能夠預防有豆粕引起的的大西洋鮭腸炎（表現為細菌蛋白的抗炎作用）。

2、乙醇梭菌（由比利時Abrini等1994年從兔子糞便中分離得到。以一氧化碳為唯一碳源和能源，在合成乙醇的同時，生產高質量的菌體蛋白）

（2）乙醇梭菌菌體蛋白的基本營養特性

1、蛋白質含量高：粗蛋白含量80以上，同時富含多種微量元素，不含抗營養因子和動物源性成分；

2、氨基酸種類齊全，平衡性好，富含18種氨基酸（氨基酸組成接近魚粉），總氨基酸含量在75以上，其中賴氨酸含量7.5以上；

3、消化率高

胃蛋白酶消化率在90.2%，易于動物消化吸收；

（3）乙醇梭菌菌體蛋白的飼料加工特性

在膨化過程中，菌體蛋白的粘性高于低溫魚粉，加工性能良好；

（4）乙醇梭菌菌體蛋白在水產飼料中的應用

菌體蛋白替代魚粉0-20%，對大口黒鱸的攝氏、生長和飼料系數沒有明顯影響；

用菌體蛋白替代豆粕5-10%，對草魚的生長、飼料效率、蛋白質沉積率有正面的改善作用；

用菌體蛋白替代4.5%的魚粉，對黒鱸的生長性能有改善作用，使用量達到18%對生產性能沒有顯著影響。

乙醇梭菌蛋白改善生產性能和腸道健康、肝臟功能說明具有一定的益生作用，尚待進一步深入研究。

三、展望

地球微生物計劃披露：地球上大約有一萬億種微生物。它們在地球上已經生活了34億年，而人類只有700萬年，它們才是地球的主人；

現代生物技術、未來創新的生物技術讓微生物更好地為人類提供服務。

比如 基因編輯技術 合成生物學技術等；

也許將來我們不用養牛，也能夠吃上同樣的牛排，并且周期更短、成本更低，發揮你的想象力，用生物技術創造無盡可能。

原創： DDC     來源：大帝漢克
聽課筆記由成都大帝漢克生物科技有限公司營銷部王銀星、殷繼勛現場整理