第11屆營養創新與健康養殖大會
The 11th Nutrition Innovation and Healthy Breeding Conference
一、問題與思考
1、糧食安全是不是問題?
不是:
2010 年以來我國人均糧食( 谷物) 產量持續高于全球平均水平。我國“口糧”的自給水平足夠高。
我國看到的是被低估了的糧食自給率:剔除大豆+價格倒掛進口
糧食自給率具備減壓的國際糧食貿易環境
——張云華 國務院發展研究中心2017
又是:
百年未有之大變局;進口糧食+食品+油料=10億畝耕地
極限施壓必須突破能源與食物安全兩大瓶頸
2、糧食安全必須突破“糧食養殖業”模式
推動飼用主糧替代,建立有中國特色的應對糧食危機之策
飼用主糧替代
(1)開源增收
替代:深入貫徹落實大食物觀,高效利用非糧飼料、開發新型飼料來源(如:微生物蛋白、動物源蛋白等新型飼用蛋白,等)等。
(2)提質增效
減量:精準營養、科學飼養、健康環境、優質種源、疫病凈化等
2030年節糧目標
(1)開發優質非糧飼糧資源
微生物蛋白飼糧200萬噸、餐桌剩余物飼糧600萬噸、動物源蛋白飼糧200萬噸、優質飼草4000萬噸,合計5000萬噸。
(2)飼糧消耗減量
生豬減量1700萬噸、肉禽減量1200萬噸、蛋禽減量1000萬噸、肉牛肉羊減量100萬噸,合計減量4000萬噸。
農業農村部發布全國農業科技創新重點領域(2024-2028年),其中將“糧飼聯產增收”列入重點方向,這也是畜禽營養與飼養全國重點實驗室提出的。
二、開發潛力及案例探討
1、新型飼用蛋白應用價值
(1)增加蛋白原料的品種:優化飼料配方的氨基酸平衡,因時因地配制高效低成本飼料配方提供支撐
(2)拓展蛋白來源:減少經濟依賴,維護糧食和國家安全
(3)增強動物健康:菌體、次生代謝產物等活性成分,可以改善畜禽腸道健康,增強免疫力,減少疾病的發生
(4)清潔生產:改善養殖環境中有害氣體、條件性病原菌;減少氮、磷排放
2、替代蛋白——未來可持續蛋白供應的重要來源
(1)植物基蛋白
優勢:生產成本低、技術成熟應用廣
不足:生產原料占耕地、周期長
(2)微生物蛋白(細菌蛋白、真菌蛋白、微藻蛋白)
優勢:生產效率高、蛋白質含量高
不足:生產工藝要求較高
(3)昆蟲蛋白
優勢:可利用有機廢物、生產成本低、需要的土地和水資源少
不足:深加工程度低
(4)細胞培養蛋白
優勢:相對安全、可量身定制
不足:生產成本高、缺乏監管
案例探討1:昆蟲蛋白
(1)許多種類的昆蟲都具有開發成動物蛋白質飼料的潛力
(2)黃粉蟲、家蠅、蟑螂、黑水虻等都可以作為畜禽的優質蛋白質飼料
成分:
(1)粗蛋白質含量高,氨基酸比例平衡
(2)功能蛋白:抗凍蛋白、儲存蛋白、熱休克蛋白、抗菌肽、干擾素、類免疫球蛋白、信息素結合蛋白、滯育關聯蛋白、昆蟲幾丁質酶等
問題:
(1)生產量小,供應不穩定
(2)生產和應用銜接配套不夠
(3)缺乏工藝和產品標準化
(4)對安全性和生物活性評價不足
國際大糧商及食品巨頭紛紛布局昆蟲蛋白
Research and Markets公司報告:昆蟲蛋白市場價值在2020年~2027年間的復合年增長率為32.29%, 2027年將達到11.652億美元。各國爭相布局昆蟲蛋白產業,尤其是水虻產業。
案例探討2:微生物蛋白
微生物蛋白飼料/單細胞蛋白飼料:利用工農業副產品培養絲狀真菌、細菌等微生物,發酵獲得大量的微生物菌體。
酵母蛋白飼料——微生物蛋白的主要來源
(1)含有豐富的 B族維生素
(2)富含肌糖、谷氨酸酯以及水解蛋白質
(3)免疫促進劑:酵母細胞壁激發可增強動物機體免疫力
(4)不易受到沙門氏菌等有害菌的污染
(5)開發成本低廉
利用食品及輕工業副產品生產酵母的難點是原料衛生安全。
酵母蛋白飼料的應用
酵母不僅提供蛋白,還含有次生代謝產物,具有維護動物腸道健康、優化養殖環境微生物和降低有害氣體濃度的作用。
三、產朊假絲酵母蛋白
創新鏈與產業鏈深度融合
與糧食深加工、氨基酸生產企業融合
與合成生物學、動物營養與飼料科研優勢單位融合
產得出來——用得上去
1、產朊假絲酵母(Cyberlindnera jadinii)是一種單細胞真菌,屬于子囊菌門、隱球酵母科,具有高效利用多種碳源和氮源的特性;
2、其顯著特點是不具有葡萄糖效應,即在高濃度葡萄糖和有氧條件下仍能通過三羧酸循環高效代謝,不產生乙醇。此外,該菌株能同時利用戊糖(如木糖)和己糖(如葡萄糖),代謝途徑包括糖酵解、磷酸戊糖途徑和三羧酸循環;
3、產朊假絲酵母憑借其高效的碳氮代謝能力、廣泛的環境適應性和豐富的應用場景,成為工業微生物領域的重要菌株。隨著合成生物學和發酵工程技術的進步,產朊假絲酵母有望在解決全球蛋白質短缺、環境污染和能源危機中發揮更大作用。
產朊假絲酵母,是微生物蛋白生產中使用最廣泛的微生物之一。
產朊假絲酵母蛋白(NFP50)生產工藝
(1)菌種篩選、底物搭配
篩選優質產朊假絲酵母菌種、發酵底物選擇(含水量、碳氮比、酸堿度等)
(2)液態發酵
三級發酵關鍵控制點:發酵溫度、壓力、pH、發酵時間、接種量、溶氧濃度等
(3)濃縮與干燥
循環蒸發器、離心噴霧干燥(進風溫度、出風溫度、水分等)
產朊假絲酵母蛋白(NFP50)
原料組成:玉米浸泡液、葡萄糖、產朊假絲酵母菌等
酸溶蛋白/粗蛋白:89.2%,小肽占比(≤1000Da):82.02%
生產工藝:液態發酵
遇水后快速溶解,100%全水溶
主持人總結:張老師主要從糧食安全、現狀困境、機會、解決思路、方案和方法等方面做了系統地分析,介紹了他們團隊在產品開發方面所做的工作,從產、研、用角度,為我們中國原料替代尋找新的機會。
特別致謝以下合作單位:
好實沃生物
ADM動物營養
湖南鑫美龍生物科技集團有限公司
深圳新天合生物科技有限公司
上海美農生物科技股份有限公司
湖北藍谷中微生物技術有限公司
山東金之谷生物科技有限公司
哈姆雷特蛋白
未米生物科技(青島)有限公司
河南金大眾生物工程有限公司
內蒙古海鄰科技發展有限公司
山東維高生物科技有限公司
湖南普菲克生物科技有限公司
IFF丹尼斯克動物營養與健康
山東維度農牧科技有限公司
浙江誠緣生物科技有限公司
內蒙古愛牧動物保健品有限公司
湖南中聯生物技術有限公司
路德生物環保科技股份有限公司
廣東大澤農生物科技股份有限公司
溫州偉斯包裝供應鏈有限公司
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