農業農村部部署推進豆粕減量替代行動，合成生物微生物降解或是綠色核心技術
近期，豆粕行情暴漲，給飼料養殖企業造成巨大壓力，也給國家造成了繁重的動物產品穩產保供任務和越來越緊的資源環境製約。
作者：羅曉春
來源：生輝Agri Tech
蛋白是飼料最昂貴的原料，主要來源於動物（魚粉、雞肉粉）、植物（豆粕、菜粕、棉仔粕、雜粕）。魚粉是稀缺原料，但其上漲周期已過。作為飼料中最大宗的蛋白原料，美國大豆的生產量和出口量分別占世界的 73% 和 95%，壟(long)斷(duan)全(quan)球(qiu)市(shi)場(chang)。中(zhong)國(guo)土(tu)地(di)資(zi)源(yuan)有(you)限(xian)，適(shi)合(he)大(da)豆(dou)生(sheng)長(chang)的(de)土(tu)地(di)更(geng)有(you)限(xian)，加(jia)之(zhi)豆(dou)類(lei)種(zhong)業(ye)技(ji)術(shu)被(bei)美(mei)國(guo)壟(long)斷(duan)，造(zao)成(cheng)中(zhong)國(guo)豆(dou)粕(po)極(ji)度(du)依(yi)賴(lai)進(jin)口(kou)，使(shi)國(guo)家(jia)的(de)糧(liang)食(shi)安(an)全(quan)和(he)肉(rou)類(lei)生(sheng)產(chan)供(gong)應(ying)安(an)全(quan)形(xing)成(cheng)巨(ju)大(da)壓(ya)力(li)。要(yao)解(jie)決(jue)“豆粕減量替代”，有幾個核心關鍵問題。第一，如何減量。養(yang)殖(zhi)動(dong)物(wu)有(you)效(xiao)快(kuai)速(su)生(sheng)長(chang)是(shi)飼(si)養(yang)企(qi)業(ye)最(zui)核(he)心(xin)的(de)追(zhui)求(qiu)，生(sheng)長(chang)周(zhou)期(qi)縮(suo)短(duan)是(shi)動(dong)物(wu)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)提(ti)升(sheng)，降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)的(de)關(guan)鍵(jian)，足(zu)量(liang)蛋(dan)白(bai)供(gong)應(ying)是(shi)快(kuai)速(su)生(sheng)長(chang)的(de)保(bao)障(zhang)。飼(si)料(liao)蛋(dan)白(bai)含(han)量(liang)成(cheng)為(wei)行(xing)業(ye)飼(si)料(liao)攀(pan)比(bi)的(de)金(jin)標(biao)準(zhun)，蛋(dan)白(bai)減(jian)量(liang)與(yu)行(xing)業(ye)需(xu)要(yao)的(de)快(kuai)速(su)生(sheng)長(chang)成(cheng)為(wei)一(yi)對(dui)很(hen)難(nan)平(ping)衡(heng)的(de)矛(mao)盾(dun)。減(jian)量(liang)的(de)唯(wei)一(yi)渠(qu)道(dao)在(zai)於(yu)提(ti)升(sheng)動(dong)物(wu)對(dui)蛋(dan)白(bai)原(yuan)料(liao)的(de)消(xiao)化(hua)吸(xi)收(shou)。目(mu)有(you)兩(liang)種(zhong)途(tu)徑(jing)，即(ji)體(ti)內(nei)和(he)體(ti)外(wai)提(ti)升(sheng)。
體內提升可以通過在飼料中添加蛋白酶等消化酶，提升動物消化道內的消化吸收。這一途徑催生了溢多利等飼料酶企業在前十年快速發展。但近年來，外加的酶不容易在動物消化道內有效工作（包括有胃動物的酸性環境、內源酶與外源酶的兼容性、內源酶對外源酶的降解等問題），靠該途徑在現有的飼料酶添加技術效率上，再往上提升效率的空間有限。體外預消化是目前還有很大空間的減量途徑。通過酶或者微生物在體外幫動物先預消化，把蛋白原料降解成氨基酸、tai，bujinkeyitishengtineixiaohualv，erqiekeyijiangyuanliaozhongdefuyingyangyinzijiangjiediao。tiwaixiaohuabushoutineishenglihuanjingzhiyue，keyijumeihuozheweishengwuzishendezuijiagongzuohuanjing（酸堿度、離子強度等）在體外降解，降解時長不受消化道消化時長限製（降解時長可以從動物體內消化時長的幾小時，提高到十幾小時，甚至幾天）。ranerwulunshizhijiezaisiliaozhongtianjiamei，haishizaitiwaiyongmeiyuxiaohua，meideshengchanchengbendouhengao。jiazhimeijiezaishuihuanjingzhongjinxing，youxiaodetiwaimeichedishuijieyaozaisiliaoyuanliaozhongtianjiadatijideshui（比如 1:5 的水分），消化的飼料原料後期幹燥成本極高（幹燥五噸水的成本 2000元），企(qi)業(ye)無(wu)法(fa)承(cheng)擔(dan)。用(yong)體(ti)外(wai)微(wei)生(sheng)物(wu)降(jiang)解(jie)，通(tong)過(guo)微(wei)生(sheng)物(wu)發(fa)酵(jiao)過(guo)程(cheng)產(chan)生(sheng)的(de)酶(mei)進(jin)行(xing)降(jiang)解(jie)，可(ke)略(lve)過(guo)酶(mei)的(de)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)，降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)是(shi)目(mu)前(qian)最(zui)有(you)前(qian)景(jing)的(de)飼(si)料(liao)消(xiao)化(hua)提(ti)升(sheng)策(ce)略(lve)。
目前市場新興的發酵豆粕成為眾多飼料企業的新寵。然而在微生物體外發酵上，還存在諸多問題，集中在發酵方式的選擇和發酵降解效率兩liang方fang麵mian。微wei生sheng物wu發fa酵jiao方fang式shi分fen固gu態tai發fa酵jiao和he液ye態tai發fa酵jiao。通tong常chang液ye態tai發fa酵jiao有you很hen高gao的de微wei生sheng物wu生sheng長chang量liang，並bing且qie在zai液ye體ti中zhong飼si料liao原yuan料liao能neng有you效xiao的de降jiang解jie。但dan液ye態tai發fa酵jiao需xu要yao通tong過guo攪jiao拌ban和he充chong氧yang來lai促cu進jin微wei生sheng物wu的de生sheng長chang，耗hao能neng大da，成cheng本ben高gao，且qie存cun在zai終zhong產chan品pin烘hong幹gan的de問wen題ti。固gu態tai發fa酵jiao不bu需xu要yao發fa酵jiao罐guan，發fa酵jiao和he烘hong幹gan成cheng本ben低di，然ran而er降jiang解jie效xiao率lv低di，不bu是shi所suo有you微wei生sheng物wu都dou能neng在zai相xiang對dui幹gan燥zao的de環huan境jing中zhong進jin行xing有you效xiao生sheng長chang，固gu態tai發fa酵jiao的de菌jun株zhu需xu很hen強qiang的de耐nai受shou高gao滲shen透tou壓ya的de能neng力li（水少滲透壓高）。muqianshichangshangdefajiaodoupo，jibentongguogutaifajiao，xingyeneidejishucanchabuqi，chanpinzhiliangwufayouxiaobaozheng。haodechanpinjiangjielvgao，danshifajiaochengbengao，cidechanpinshijijiangjielvyouxian。zaisuoyoudeguochengzhong，junzhongdexuanzeshizuihexindejishu，ranerzheyifangmiandehexinjishuquehenshaoyanjiudanweitupo。meiyoushizhixingdegaoxiaodanyijunzhu，muqianxingyeyongdejunzhongdoushichangguijunzhongdehunda，zaochengchanpinzhiliangpicizhijianbodongda，jiangjiexiaolvdi。第二、如何替代。替代的基本邏輯有兩點：一(yi)不(bu)能(neng)與(yu)人(ren)爭(zheng)糧(liang)，二(er)是(shi)以(yi)廉(lian)代(dai)貴(gui)。魚(yu)粉(fen)最(zui)貴(gui)，以(yi)往(wang)業(ye)內(nei)都(dou)在(zai)努(nu)力(li)用(yong)植(zhi)物(wu)蛋(dan)白(bai)替(ti)代(dai)動(dong)物(wu)蛋(dan)白(bai)，這(zhe)一(yi)時(shi)期(qi)已(yi)過(guo)。現(xian)在(zai)豆(dou)粕(po)價(jia)格(ge)上(shang)漲(zhang)，隻(zhi)能(neng)用(yong)更(geng)便(bian)宜(yi)的(de)菜(cai)粕(po)、棉籽粕、雜za粕po等deng，但dan動dong物wu難nan以yi消xiao化hua吸xi收shou利li用yong。跟gen豆dou粕po一yi樣yang，微wei生sheng物wu體ti外wai發fa酵jiao是shi最zui有you前qian景jing的de提ti升sheng其qi消xiao化hua吸xi收shou率lv的de綠lv色se途tu徑jing，但dan這zhe方fang麵mian同tong樣yang缺que乏fa有you效xiao菌jun株zhu和he高gao效xiao發fa酵jiao工gong藝yi。除chu了le現xian有you飼si用yong廉lian價jia原yuan料liao，新xin原yuan料liao開kai發fa和he替ti代dai迫po在zai眉mei睫jie。新(xin)原(yuan)料(liao)包(bao)括(kuo)動(dong)物(wu)來(lai)源(yuan)和(he)植(zhi)物(wu)來(lai)源(yuan)。動(dong)物(wu)來(lai)源(yuan)新(xin)原(yuan)料(liao)主(zhu)要(yao)來(lai)自(zi)動(dong)物(wu)加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)不(bu)可(ke)食(shi)用(yong)部(bu)分(fen)。動(dong)物(wu)攝(she)取(qu)飼(si)料(liao)蛋(dan)白(bai)原(yuan)料(liao)生(sheng)長(chang)過(guo)程(cheng)中(zhong)，隻(zhi)有(you)部(bu)分(fen)蛋(dan)白(bai)轉(zhuan)化(hua)成(cheng)了(le)人(ren)可(ke)食(shi)用(yong)部(bu)分(fen)。如(ru)一(yi)隻(zhi)雞(ji)可(ke)食(shi)用(yong)的(de)肉(rou)，其(qi)蛋(dan)白(bai)含(han)量(liang)跟(gen)不(bu)可(ke)食(shi)用(yong)的(de)雞(ji)毛(mao)蛋(dan)白(bai)量(liang)相(xiang)當(dang)；蝦蟹有超過 50% 的部分不可食用，將這些動物生長時消耗轉化的蛋白源，其中人不能吃的蛋白或者含氮多糖（幾丁質）重新變成動物能吃的蛋白，回流到動物養殖中，形成跟綠色的動物養殖閉環氮循環，是非常有前景的替代途徑。比如中國的羽毛產量有 500 萬噸，羽毛的蛋白含量是豆粕的兩倍，即羽毛可被動物食用的話，意味著能替代 1000 萬噸的豆粕。幾丁質是自然界中僅次於纖維素的第二大生物質，而且還是含氮生物質（多糖），每年產量超過 1000 億yi噸dun。然ran而er目mu前qian市shi場chang上shang還hai沒mei有you高gao效xiao降jiang解jie這zhe些xie不bu可ke食shi用yong動dong物wu原yuan料liao的de綠lv色se降jiang解jie技ji術shu，高gao溫wen高gao壓ya酸suan堿jian處chu理li會hui造zao成cheng對dui原yuan料liao的de破po壞huai，成cheng本ben也ye較jiao高gao。新xin的de植zhi物wu蛋dan白bai原yuan料liao，比bi如ru蛋dan白bai含han量liang高gao的de牧mu草cao，這zhe個ge方fang向xiang方fang興xing未wei艾ai，同tong樣yang的de問wen題ti，動dong物wu對dui植zhi物wu蛋dan白bai的de消xiao化hua吸xi收shou率lv偏pian低di。第三、合成生物微生物降解是“豆粕減量替代”行動的綠色核心技術。任何一種可能用於動物飼養的潛在蛋白原料，自然界中都有微生物能夠降解。微生物有優質氮源時（如蛋白質）時，通常不啟用氮源降解機製。但是從半衰期幾個月的羽毛到半衰期 15 天的蝦蟹殼，微生物都有武器和元件去對付，包括打開羽毛角蛋白中的二硫鍵，幾丁質酶的分泌等。
合成生物學菌株改造，可增強微生物相對較弱的元件，是把豆粕、雜粕、牧草蛋白、羽yu毛mao蝦xia蟹xie殼ke廢fei棄qi物wu等deng原yuan料liao實shi現xian高gao效xiao快kuai速su體ti外wai降jiang解jie，來lai進jin行xing昂ang貴gui蛋dan白bai原yuan料liao減jian量liang替ti代dai的de最zui有you前qian景jing的de綠lv色se解jie決jue方fang案an，也ye是shi全quan球qiu實shi現xian廢fei棄qi物wu資zi源yuan化hua利li用yong的de核he心xin方fang向xiang。然ran而er目mu前qian相xiang關guan科ke研yan單dan位wei和he企qi業ye較jiao少shao，國guo內nei知zhi識shi產chan權quan保bao護hu方fang麵mian力li度du不bu夠gou，研yan發fa周zhou期qi長chang成cheng本ben高gao，極ji大da限xian製zhi了le相xiang關guan新xin技ji術shu的de研yan發fa。就jiu現xian有you傳chuan統tong的de發fa酵jiao豆dou粕po技ji術shu也ye是shi各ge個ge企qi業ye競jing相xiang模mo仿fang，造zao成cheng飼si料liao行xing業ye無wu人ren願yuan意yi開kai發fa新xin技ji術shu，市shi場chang產chan品pin同tong質zhi化hua現xian象xiang非fei常chang嚴yan重zhong。基ji於yu以yi上shang分fen析xi，筆bi者zhe強qiang烈lie建jian議yi相xiang關guan部bu門men，加jia大da飼si料liao原yuan料liao降jiang解jie微wei生sheng物wu合he成cheng生sheng物wu學xue改gai造zao研yan究jiu的de投tou入ru，盡jin快kuai成cheng立li氮dan循xun環huan和he綠lv色se降jiang解jie飼si料liao研yan究jiu院yuan，研yan發fa針zhen對dui不bu同tong蛋dan白bai原yuan料liao的de降jiang解jie菌jun種zhong庫ku，提ti升sheng蛋dan白bai原yuan料liao的de消xiao化hua吸xi收shou率lv，提ti升sheng養yang殖zhi行xing業ye的de閉bi環huan氮dan循xun環huan效xiao率lv，降jiang低di環huan境jing氮dan排pai放fang，是shi綠lv色se養yang殖zhi的de未wei來lai；bingjixutigaosiliaoxingyedezhishichanquanbaohulidu。xiangguanfanganzaiquebaoguojialiangshianquandetongshi，tigongsiliaodanbaiyuanliaogongyingbaozhang，jiejuehaorenrenyaochiroudeminshengwenti。
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