單細胞蛋白生產(chǎn)及在水產(chǎn)飼料中的應用

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單細胞蛋白生產(chǎn)及在水產(chǎn)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(zhì)是生命的物質(zhì)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(zhì)需求是一個很嚴肅的話題和科學任務；

※全球人口蛋白質(zhì)需求大趨勢：到2050年，比目前增加75-100%；

全球80%的農(nóng)用地用于動物養(yǎng)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(chǎn)，中國是一個飼料大國，2018年商品飼料產(chǎn)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(xiàn)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(chǎn)養(yǎng)殖是飼料效率最高的動物蛋白食物生產(chǎn)方式（料肉比，1.1:1，同時水產(chǎn)養(yǎng)殖比畜禽養(yǎng)殖更節(jié)約糧食，更少污染環(huán)境）同時單細胞蛋白可以替代現(xiàn)在的魚粉，節(jié)約魚粉的用量

二、單細胞蛋白的生產(chǎn)

※優(yōu)勢：不與人爭地，不與人爭糧，循環(huán)經(jīng)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(chǎn)生的非營養(yǎng)物質(zhì)，比如甲烷，一氧化氮、氨氣、二氧化碳等反生快速反應，產(chǎn)生的物質(zhì)為蛋白質(zhì)和活性物質(zhì)，減少其他蛋白質(zhì)的浪費。

（一）單細胞蛋白作為水產(chǎn)飼料蛋白源的基本要求

1、適口性好，對攝入量不產(chǎn)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(chǎn)生負面影響

4、使用現(xiàn)用技術，利于配方設計和飼料加工

5、生產(chǎn)成本適宜，能為多數(shù)養(yǎng)殖動物飼料采用

6、不與糧食生產(chǎn)爭地、爭水、對空間、水需求量極低

7、生產(chǎn)不受季節(jié)、氣候影響

（二）“無中生有”的蛋白質(zhì)生產(chǎn)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(huán)境中，以甲烷為唯一碳源和能源，在溫室氣體循環(huán)中起重要作用；

通過莢膜甲基球菌發(fā)酵，把低值的天然氣轉(zhuǎn)化為價值提高20倍的蛋白質(zhì)、益生素、乳酸、生物活性等產(chǎn)品；

產(chǎn)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(chǎn)性能的對比得出以下結(jié)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(chǎn)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(xiàn)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(chǎn)高質(zhì)量的菌體蛋白）

（2）乙醇梭菌菌體蛋白的基本營養(yǎng)特性

1、蛋白質(zhì)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(yǎng)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(chǎn)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(shù)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(zhì)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(chǎn)性能沒有顯著影響。

乙醇梭菌蛋白改善生產(chǎn)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(jīng)生活了34億年，而人類只有700萬年，它們才是地球的主人；

現(xiàn)代生物技術、未來創(chuàng)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(yǎng)牛，也能夠吃上同樣的牛排，并且周期更短、成本更低，發(fā)揮你的想象力，用生物技術創(chuàng)造無盡可能。

原創(chuàng)： 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(xiàn)場整理