张贵花：单细胞蛋白饲料资源的开发 一３５一 暖墅重重蛋 薹 ｉ 早细肥蛋白饲料资源的开发 张贵花 （山西农业大学动物科技学院，山西太谷０３０８０１） 摘 要：单细胞蛋白质（ｓｉｎｇｌｅｃｅｌｌ ｐｒｏｔｅｉｎ，ＳＣＰ）是单细胞或具有简单构造的多细胞生物 的菌体蛋白统称。一般以多种废料为原料，进行物质循环，变废为宝，进行清洁生产，同时也 成为解决蛋白质饲料资源匮乏的一条重要途径。本文就单细胞饲料的营养特性、生产特点、 菌种来源及应用加以综述。 关键词：单细胞蛋白；营养特性；动物生产性能 Ｔｈｅ Ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｅｌｌ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｆｅｅｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｚｈａｎｇ Ｇｕｉｈｕａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｉｎｇｌｅｃｅｌｌ ｐｒｏｔｅｉｎ（ＳＣＰ）ｉｓ ｃａｌｌ ｏｆｅｄ ｓｉｎｇｌｅ ｃｅｌｌ ｏｒ ｓｉｍｐｌｅ ｃｅｌｌ ｐｒｏｔｅｉｎ ｏｒｇａｎｉｓｍｓ ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｅｌｙ ｗｉｔｈ ｍｕｈｉｃｅｌｌｕｌａｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｉｔ ｉｓ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｗａｓｔｅ ａｓ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ ｍａｔｅｒｉ－ ａｌ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ，ｔｕｒｎｉｎｇ ｗａｓｔｅ ｉｎｔｏ ｗｅａｌｔｈ，ｃｌｅａｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｉｔ ｂｅｃａｍｅ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｗａｙ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｌａｃｋ ｏｆ ｐｒｏｔｅｉｎ ｆｅｅｄ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｓｅｄ ｔｈｅ ｎｕｔｉｒｔｉｏｎａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｃｅｌｌ ｆｅｅｄ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅ ｃｅｌｌ ｐｒｏｔｅｉｎ；ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ａｎｉｍａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ １ 单细胞蛋白饲料的营养特性 木材水解液、亚硫酸废液、玉米淀粉水、糖蜜以及 单细胞蛋白饲料是运用微生物发酵技术，使 石油天然气中的副产品进行生长繁殖＿３ Ｊ，同时 菌体大量生长繁殖并生产单细胞蛋白得以应用 淀粉类农产品、纤维素等可再生资源、有机垃圾、 于饲料工业上 Ｊ，由于原料及生产工艺的差异， 石油产品等也可被作为生产单细胞蛋白饲料的 单细胞蛋白饲料营养成分变化较大，一般风干制 有效原料来源。这在一定程度上解决了废弃资 品中粗蛋白含量在５０％以上 Ｊ。总的来说单细 源开发与利用的问题，同时也成为补充蛋白质饲 胞蛋白饲料营养价值很高，含较多的粗蛋白、种 料来源不足的重要措施。 类丰富的氨基酸和维生素及未知的促生长因子， ２．２增殖速度快 且蛋白含量在４０％～６０％，氨基酸组分齐全，必 微生物个体生长速度快，代谢旺盛，故生产 需氨基酸组成和利用率与优质豆饼相似。此外， 周期短。与动植物相比，微生物的生长繁殖速度 还含有丰富的微量元素如铁、锌、锡等。 是他们无法比拟的。如：酵母在良好的条件下接 ２生产单细胞蛋白饲料的特点 种，其生长繁殖速度约为大豆的１３００倍，约为动 ２．１原料来源广 物的２０００倍，并且它们富集蛋白质的能力远远 微生物可以利用酿造业的废水液、造纸业的 高于动植物，故利用微生物生产蛋白质饲料可有 一３６一 中国饲料添加剂 ２０１１年第６期（总第１０８期） 效加快生产进程并提高产量。 ２．３环境适应能力强 ３．１非病原性细菌 用非病原性细菌生产的优点是生长速度快， 产量高，蛋白质含量高，必需氨基酸种类齐全，有 的细菌可利用ＣＯ 、光能、ＣＨ 等资源，例如：光 合细菌，其体内有丰富的蛋白质、必需氨基酸、Ｂ 族维生素等，鱼虾与家禽均可利用。但其菌体 小，不便于回收，而且适口性不好，易感染噬菌 体，在给动物食用时要格外注意卫生和防疫。 ３．２酵母菌 其优点是可利用资源较广，适口性好，因菌 体大而易于回收，蛋白质含量高，氨基酸齐全，Ｂ 族维生素含量丰富，同时还含有矿物质、微量元 自然界中存在着许多在高温、低温、高酸、高 碱、高盐、高辐射等极端环境下生活的菌种，它们 特殊的遗传特性、形态结构和生理功能具有巨大 的潜在的营养价值 Ｊ，微生物的这一特性对开 发新菌种和拓宽原料范围均是有利的。 ２．４可变异性大 与动植物相比，微生物的遗传物质结构相对 简单，故其变异性大 ，且变异后有的性状更有 益于人类生产和生活的应用。如：经过人类改造 的青霉菌产青霉素由原来的不到万分之一提高 到３５％以上，这为我们菌种的改良提供了有力 素、酶、未知促生长因子等，它能提高动物采食 量，促进有益微生物增殖，平衡动物体内胃肠道 的微生物区系，提高饲料利用率并增强动物机体 免疫力。 的理论依据。为此，我们可以利用物理、化学、生 物等多方面的诱变因素对菌种进行品种改良，然 后人为地筛选，使其能更好的为人类服务。 ２．５可控性好 ３．３霉菌 用于ＳＣＰ生产的有地霉属、曲霉属、镰刀菌 属等霉菌，它们有较强糖化力，可直接利用淀粉 质原料，但它的蛋白质含量不高，适口性差，同时 安全性也下降。因此，其在ＳＣＰ生产的应用中 受到。 ３．４藻类 用微生物生产单细胞蛋白饲料不受季节和 气候的影响，易于管理和控制，便于工业化生产， 同时它不与农业争地，与工业相比污染小，是新 兴产业之一。 ’ ２．６开发潜力大 蛋白质是细胞的重要组成成分，它参与了许 多与生命有关的化学反应。动物体从食物中必 须不断获取蛋白才能完成组织和器官的生长与 藻类可以ＣＯ，为碳源，以太阳光为能量，合 成自身结构物质和营养成分进行生长繁殖，其蛋 更新 ６ ，故蛋白质饲料显得尤为重要。但目前 蛋白质饲料是比较缺乏的饲料原料之一，而单细 白含量高，品质好，但基建费用高。 ４几种单细胞蛋白饲料 胞蛋白饲料凭借它的优势可加大它在蛋白质饲 料中的比重，具有开发前途。 ３ 菌种来源 ４．１ 味精渣单细胞蛋白饲料 经分析，ＳＣＰ含粗蛋白质７２．８％，粗脂肪 ３．４５％，同时纤维素、必需氨基酸、微量元素的含 量也丰富 。 许多微生物都可以作为生产ＳＣＰ的菌种， 它们都符合下列基本要求：菌体细胞产率与生长 速度要快，菌体以大为宜；最适温度以较高为佳， 最适ｐＨ以偏酸为佳；对高浓度的培养基有一定 程度的耐受性；使用菌种无毒性，并在培养期间 不产生有毒有害物质。目前可供用于生产菌体 蛋白饲料的菌种有：非病原性细菌、酵母菌、霉菌 和藻类。 ４．２藻类饲料 此类饲料蛋白质含量高，营养成分较全，尤 其是软脂肪酸、亚油酸、维生素ｃ，但氨基酸不平 衡，一般用于水产动物。绿藻类饲料因细胞壁 厚，用量受。 ４．３含金属元素的饲料 近来含硒酵母、含铬酵母、含锌酵母已成为 张贵花：单细胞蛋白饲料资源的开发 一３７一 商业化产品。他们为动物体提供的营养除了蛋 白质外还有微量元素等，这些特殊的营养功能使 ＳＣＰ生产中主要考虑的是经济问题，同时要提高 ＳＣＰ的使用价值，尤其考虑ＳＣＰ产品的蛋白质 含量、必需氨基酸的含量和便于人和动物直接消 化或易于细胞破裂而提取蛋白质的问题。可以 其成为当前的研究热点。据王巧莉等报道，在肉 鹅日粮中添加酵母硒可显著提高肉鹅血清和肝 脏中抗氧化能力（Ｔ—ＡＯＣ），降低丙二醛（ＭＡＤ） 相信，随着科学技术的进步和发展，单细胞蛋白 水平 。 ５应用及效果 ５．１ ＳＣＰ在单胃动物及家畜上的应用 屈广坡用单细胞蛋白饲料喂养汉普夏 （公）、大约克（公）和莱芜（母）二元杂交后代得 出，试验组和对照组二者差异虽不显著（Ｐ＞ ０．０５，ｔ检验），但日增重提高２．５％，就料重比提 高利用率达１２．０９％＿９ Ｊ。孟福智等用酵母单细 胞饲喂京白Ⅲ系６周龄小母鸡３２０只，得其采食 量明显提高 。而赵霞等的研究表明，在ＱＤＢ 单细胞蛋白粉饲喂宾白“５４８”蛋鸡的试验中， ＱＢＤ可代替鱼粉，且高达７５％ｌ１１］。这证明用单 细胞蛋白可以取代畜禽饲粮中部分蛋白质饲料， 并且效果很好。 ５．２ ＳＣＰ在反刍动物中的应用 Ｗａｌｌａｎｃｅ等报道对奶牛饲喂酵母培养物可 使产奶量平均提高７．８％［ａ２］。刘强等报道，酵 母蛋白饲料对改善肠道菌群结构，提高饲料利用 率与机体免疫力有重要影响，并能很好地促进其 生长繁殖¨ 。这为单细胞蛋白质饲料的推广提 供了更有力的证据。 ６前景展望 我国可用于生产的资源丰富，据不完全统 计，适于ＳＣＰ生产的工业废液达７２００万吨以 上，废渣７５００万吨，而且淀粉质类农产品、纤维 素等农副产品均为可再生资源，其成本低，污染 少，能变废为宝。利用工农业下脚料生产的单细 胞蛋白饲料，不仅可以获得物美价廉的蛋白饲 料，而且还可以减轻和消除下脚料对环境的污 染，具有较高的经济和社会效益 。同时随着 科学技术的不断更新，多种遗传育种方法都可用 来改良单细胞的生产菌，进而提高ＳＣＰ产量、蛋 白质含量、原料的转化率，增加细胞壁脆性。 质饲料的研究与开发将以更崭新的面貌出现。 参考文献 ［１］张建刚．单细胞蛋白饲料的开发及在动物生产中的 应用［Ｊ］．饲料广角，２０１０，（２１）：４１～４３． ［２］王成章，王恬．饲料学［Ｍ］．北京：中国农业出版社， ２００３． ［３］黄青云．畜牧微生物学［Ｍ］．北京：中国农业出版 社．２００９． ［４］江汉湖．食品微生物学［Ｍ］．北京：中国农业出版 社。２００５． ［５］沈萍，陈向东．微生物学［Ｍ］．北京：高等教育出版 社．２００６． ［６］杨凤．动物营养学［Ｍ］．北京：中国农业出版社， ２０１０． ［７］叶长兴．味精渣单细胞蛋白饲料喂猪试验［Ｊ］．福建 农业大学学报，１９９５，（２）：２１４—２１７． ［８］王巧莉，王宝维，范永存，等．酵母硒对肉鹅免疫和抗 氧化指标的影响［Ｊ］．动物营养学报，１９９０，（３）：３９８ —４ｏ４． ［９］屈广坡．单细胞蛋白饲料安全取代秘鲁鱼粉的喂猪 试验［Ｊ］．中国畜牧杂志，１９９４，３０（２）：３４～３５． ［１０］孟福智，孟春达，成含义．酵母单细胞饲料在蛋用 型鸡育成期日粮中应用研究［Ｊ］．山西农业科学， １９９０，（３）：２４～２５． ［１１］赵霞，唐诺，裴永元．ＱＤＢ单细胞蛋白饲料代替鱼 粉饲喂蛋鸡试验初报［Ｊ］．黑龙江畜牧科技，１９９２， （２）：１２～１４． ［１２］Ｊｕｄｋｉｎｓ Ｍ．Ｂ．，Ｗａｌｌａｎｃｅ Ｊ．Ｄ．，Ｇａｌｙｅａｎ Ｍ．Ｌ．，ｅｔ ａ１． Ｐａｓｓａｇｅ ｒａｔｅｓ ｒｕｍｔｎ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｅｉｇｈ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｐｒｏｔｅｉｎ ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｇｒａｚｉｎｇ ｃａｔｔｌｅ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒａｎｇｅ Ｍａｎａｇｅ，１９８７，４０（２）：１００—１０５． ［１３］刘强．反刍动物营养研究［Ｍ］．北京：中国农 业科学技术，２００８． ［１４］刘建静，杨曙明，宋海彬．单细胞蛋白饲料的开发 与利用［Ｊ］．黑龙江畜牧兽医，２００８，（４）：２１—２２．
