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乙醇梭菌蛋白通过先进的发酵技术，实现了工业废气中一氧化碳（CO）的高效转化，转化效率高达85%，表现出较高的转化效能。不仅富含超过80%的优质蛋白质，且氨基酸配比均衡，特别是必需氨基酸含量与鱼粉相当，易于被动物体吸收利用，从而被视为一种极具潜力的饲料蛋白质来源。
本文梳理了乙醇梭菌蛋白的特点、在动物饲料中的应用以及面临的挑战。
图源：中国科协之声
乙醇梭菌蛋白的特点
01 乙醇梭菌蛋白的生产工艺
在生产工艺方面，乙醇梭菌蛋白的制备依托于乙醇梭菌的独特代谢机制，该菌种能够利用CO作为碳源，结合氨水提供的氮元素进行发酵生产。此外，合成气（含有CO、CO2、H2、N2）也可作为碳源，通过补充H2进一步提升发酵效率。这一技术的应用不仅有助于缓解蛋白质源短缺问题，还促进了工业废气的资源化利用，推动了可持续发展。
02 乙醇梭菌蛋白的营养特性
表1 乙醇梭菌蛋白、豆粕、秘鲁超级鱼粉、荚膜甲基球菌蛋白的营养成分(干物质）/%
乙醇梭菌蛋白粗蛋白含量高达80%以上，远超传统蛋白源（如豆粕和鱼粉，见表1）。同时，乙醇梭菌蛋白的必需氨基酸含量丰富且配比合理，与鱼粉相比具有明显优势。乙醇梭菌蛋白的粗脂肪含量较低，仅为0.19%，相比之下，超级鱼粉和荚膜甲基球菌蛋白的粗脂肪含量较高，分别为8.84%、8.17%。然而，乙醇梭菌蛋白的精氨酸含量较低，仅为鱼粉的75.74%。乙醇梭菌蛋白在非必需氨基酸含量上表现出优势，超过鱼粉和荚膜甲基球菌蛋白。
03 乙醇梭菌蛋白加工特性
颗粒饲料的质量受原料种类的影响，例如原料的细度、纤维含量和蛋白质水平。选择原料时，需综合考虑其营养价值和理化特性。虽然菌体蛋白具有高黏性，但在膨化过程中显示出良好的加工性能。膨化过程促使蛋白质变性，增加了蛋白质消化酶与蛋白质的接触面积，进而提高了动物的消化吸收效率。
乙醇梭菌蛋白的特点在于其高蛋白、高溶解度、低脂肪和低纤维。具有以下优点：
蛋白溶解度高、吸水性强，能显著提升颗粒饲料的硬度（130.95 N）和修正耐久性（MPDI 90.57%），颗粒饲料稳定性好，适合长期储存和运输；
高硬度、高蛋白和吸水性的共同作用增强了颗粒的结构稳定性；
高淀粉糊化度，有助于提升整体饲料质量，适合用作动物饲料。
乙醇梭菌蛋白制粒过程能耗高，但通过工艺优化可有效降低。综上，乙醇梭菌蛋白在制粒特性上具有显著优势，适用于高品质颗粒饲料的生产。
04 乙醇梭菌蛋白消化特性
乙醇梭菌蛋白在水产鱼类与肉鸡中的消化特性与鱼粉、豆粕效果相当，但必需氨基酸的消化水平因物种而异，在配方设计时需充分考虑此差异。
乙醇梭菌蛋白在饲料中的应用
水产动物：
凡纳滨对虾饲料中的推荐添加量为6~13.5%；
红沼泽鳌虾饲料中的推荐添加量为2%；
皱纹盘鲍饲料中的推荐添加量为4%；
肉食性鱼类饲料中的推荐添加量为5~20%。
畜禽动物：
畜禽动物乙醇梭菌蛋白添加水平限制在4%以内，对动物的生长性能与养殖经济效益均较佳。在断奶仔猪饲料中的推荐添加量为1~4%，在肉鸡饲料中的推荐添加量为1.6~4%。
此外，乙醇梭菌蛋白在改善肉品质方面具有较大潜力，但其应用需根据具体物种与养殖目标进行精细调控，以避免对肝脏健康造成不利影响。
乙醇梭菌蛋白在不同动物中可以通过调节免疫酶活性、抗氧化能力和炎症反应来影响免疫功能，但其作用效果与替代比例、动物种类及生理状态密切相关。
乙醇梭菌蛋白还可以通过调节微生物平衡、抑制有害菌、促进有益菌维持肠道稳态，增强肠道屏障，减少炎症风险，调节免疫反应，增强抗感染能力。
乙醇梭菌蛋白应用面临的挑战
乙醇梭菌蛋白的口感不佳及氨基酸组成不均衡是影响其广泛应用的重要因素，其氨基酸比例的不均衡也可能导致饲料整体营养价值下降，进而影响动物的生长性能。特别是与传统鱼粉相比，乙醇梭菌蛋白在赖氨酸和含硫氨酸方面较为丰富，但在精氨酸和组氨酸方面则表现不足。
乙醇梭菌蛋白中的菌体细胞固有元件还可能对饲料的消化吸收产生不利影响，如其高含量的核酸、矿物质（如游离嘌呤、铁、铜）可能会降低动物食欲。相比之下，鱼粉中富含的小分子多肽、牛磺酸、胆固醇、未知生长因子及特殊氨基酸等促生长物质则是乙醇梭菌蛋白所缺乏的。
为克服这些挑战，近年来研究者尝试添加食欲刺激剂、必需氨基酸和活性成分等，以提高摄食活性和蛋白质合成效率。
通过科学配比乙醇梭菌蛋白与猪肉粉，实现了降本增效和促进生长、增强免疫力及抗氧化能力，成功替代部分鱼粉；
棉籽浓缩蛋白与乙醇梭菌蛋白在氨基酸上互补，可有效替代虹鳟饲料中的鱼粉，不影响其生长和健康；
添加三丁酸甘油酯能缓解高比例乙醇梭菌蛋白质的潜在问题，加强肠道抗氧化屏障，调节炎症因子至正常水平；
乙醇梭菌蛋白脂肪和磷含量不足，适量增加豆油和鱼油比例，调整磷含量至适宜水平，能提升对虾生长速度和肠道健康；
补充胆汁酸能有效缓解高比例乙醇梭菌蛋白替代引发的动物肝脏应激，促进生长和维持肠道健康。
小结与展望
凭借高效的生物合成技术和高营养价值，乙醇梭菌蛋白在家禽、家畜及水产动物饲料中的应用已证实可有效提升生长性能、优化肠道健康、改善肉品质，且安全性良好。然而，其大规模应用仍面临适应性差异、作用机制不明、成本较高及供应稳定性不足等挑战。为促进乙醇梭菌蛋白应用，需进一步优化生产工艺，保障稳定供应并提升利用效率；深入研究其营养组分（包括有益及潜在不利成分）及核心作用机制；探索其与其他饲料原料的协同效应；通过生物工程技术，开发更符合动物特定营养需求的定制化产品。
