菌体蛋白在饲料生产中的应用研究进展

随着我国饲料加工业的快速发展，蛋白质饲料资源短缺现象越来越严重，特别是近年来豆粕和鱼粉等蛋白原料价格大幅上涨，给饲料加工业和养殖业带来了很大的成本压力。开发利用非常规蛋白饲料资源替代豆粕和鱼粉等蛋白饲料成为当务之急。菌体蛋白是在味精或赖氨酸生产过程中从谷物发酵母液中提取谷氨酸或赖氨酸后的废弃底物，经分离、干燥和粉碎后制成的一种高蛋白饲料，粗蛋白质含量高且价格低廉，具有非常广阔的开发前景( 董娜等，2012) ，开发利用菌体蛋白，不仅可缓解我国蛋白质饲料短缺现象，还可减轻对环境的污染，具有重大的经济效益和环境效益。

1· 菌体蛋白的资源状况

目前市场上的菌体蛋白主要有味精菌体蛋白和赖氨酸菌体蛋白，而以味精菌体蛋白较多。味精菌体蛋白主要来自味精生产过程中的废弃菌体，味精菌体蛋白占废水中有机成分的30% ～ 40%，若回收味精菌体蛋白，不但可变废为宝，还可减轻对环境的污染。每生产1 t 味精要排放20 t 左右的味精废水，废水中含有约4% 的湿菌体，提取干燥后可生产蛋白含量超过70% 的高蛋白饲料200 ～ 250 kg。我国目前约有味精厂200 家左右，味精年产量约170 万t，如果这些味精厂的废弃菌体蛋白都能实现回收，则每年可以生产出约34 ～ 43 万t 的味精菌体蛋白饲料( 董娜等，2012) ，可以为我国开辟出一种新的蛋白质饲料资源，在一定程度上缓解我国蛋白质资源紧张的状况。

2· 菌体蛋白的营养特性

2.1 菌体蛋白的营养含量

味精菌体蛋白是谷物发酵生产谷氨酸的副产物，呈粉末状，其颜色因发酵过程中使用的糖质原料不同而不同，通常为灰白色至土黄色或褐色，呈粉末状，无异味。味精蛋白粗蛋白含量因提取工艺的不同，差异较大，在50% ～ 75%。关于味精菌体蛋白的营养含量，国内学者进行了一些研究，取得了一定进展。对内蒙某味精厂的味精菌体蛋白样品进行检测，粗蛋白含量可达75%，真蛋白含量为55%，总能22. 18 MJ /kg，猪消化能17. 47 MJ /kg，氨基酸含量见表1。从表1 可见: 味精菌体蛋白谷氨酸含量高达10. 17%， 而胱氨酸含量很低，为0. 21%。

刘垒等( 2009) 测定味精蛋白各营养物质中粗蛋白质、真蛋白质、粗脂肪、粗纤维、粗灰分、无氮浸出物、钙和磷含量及总能分别为67. 78%、51. 80%、2. 90%、0. 70%、2. 94%、12. 82%、0. 41%、0. 28%和21. 00 MJ/kg; 氨基酸总量、赖氨酸、蛋氨酸、谷氨酸和半胱氨酸含量分别为46. 38%、2. 20%、2. 33%、5. 79% 和0. 79%; 真可消化总氨基酸、总必需氨基酸、赖氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸、苏氨酸和谷氨酸分别为38. 72%、24. 82%、1. 82%、1. 76%、0. 70%、1. 72%和5. 31%; 猪表观消化能和猪表观代谢能分别为6. 89 和5. 80 MJ/kg。赵叶( 2009)研究结果表明，菌体蛋白含粗蛋白79. 88%，总能19. 77 MJ/kg，总氨基酸47. 38%，其中赖氨酸2. 44%、蛋氨酸1. 60%、苏氨酸2. 66%、亮氨酸3. 84% 及异亮氨酸2. 26%，猪消化能12. 85 MJ /kg，猪代谢能11. 80 MJ /kg。

赵晓芳等( 2005) 对4 个味精菌体蛋白样品的部分营养指标进行了测定，结果表明: 鸡表观代谢能分别为6. 04、10. 62、6. 87 和12. 08 MJ /kg; 粗蛋白含量分别为70. 66%、76. 04%、76. 75% 和59. 16%; 真蛋白含量分别为54. 41%、54. 35%、58. 36%和51. 43%; 理想蛋白水平分别为26. 40%、31. 93%、27. 83%和32. 75%; 氨基酸平衡指数分别为0. 37、0. 42、0. 36 和0. 55。沈占红等( 2009)分析了赖氨酸菌体蛋白的营养成分，粗蛋白含量高达79%，真蛋白和氨基酸含量分别为50% 和47. 55%，核酸和硫酸铵分别高达8. 6%和10%，总体说来氨基酸组成不平衡，非蛋白氮含量高，钙和磷含量低。

2.2 菌体蛋白营养物质的消化率

菌体蛋白粗蛋白含量高，价格比豆粕便宜，可在动物日粮中替代部分豆粕，降低日粮配方成本。但相对于豆粕，菌体蛋白的营养物质消化率较低。刘垒等( 2009) 研究结果表明，味精蛋白常规营养物质中猪消化率最高的为无氮浸出物( 81. 32%) ，最低的为钙( 51. 66%) ，粗蛋白质表观消化率为58. 23%，可消化粗蛋白质为39. 47%，赖氨酸、蛋氨酸和谷氨酸表观消化率分别为81. 69%、80. 36%和89. 59%; 猪回肠总氨基酸、总必需氨基酸、赖氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸、苏氨酸和谷氨酸真消化率分别为83. 29%、83. 17%、82. 74%、75. 69%、88. 13%、85. 14% 和91. 65%。赵叶( 2009) 研究表明菌体蛋白粗蛋白对猪的表观消化率和真消化率分别为69. 62%和75. 20%，总氨基酸回肠表观消化率和真消化率分别为66. 95%和70. 52%。

赵晓芳等( 2005) 测定了鸡对4 个味精菌体蛋白样品营养物质的消化率，干物质代谢率分别为17. 5%、35. 1%、30. 1%和35. 5%; 能量利用率分别为8. 7%、50. 5%、35. 1% 和55. 8%。此外，4个样品表观氨基酸消化率都低于80%，而真氨基酸消化率只有第4 个样品在80%以上，其余3 个样品都低于80%。沈占红等( 2009) 试验发现赖氨酸菌体蛋白总氨基酸表观利用率和真利用率分别为52. 20%和57. 96%。杨桂琴等( 2009) 研究结果表明，味精菌体蛋白粉对肉仔鸡的氮校正能量利用率为( 36. 07 ± 2. 76) %; 回肠末端氨基酸的表观消化率分别为赖氨酸( 44. 45 ± 0. 04 ) %、蛋氨酸( 64. 66 ± 0. 11) %、苏氨酸( 45. 16 ± 0. 04) % 和胱氨酸( 90. 12 ± 0. 03) %; 对17 种氨基酸的平均回肠末端表观消化率为( 48. 23 ± 0. 62) %。李梦云等( 2009) 研究结果表明，味精菌体蛋白粗蛋白含量达71. 45%，分别比豆粕和玉米蛋白粉高64. 03%和22. 32%，但味精菌体蛋白粗蛋白表观消化率和真消化率，总氨基酸表观消化率和真消化率均极显著低于豆粕和玉米蛋白粉( P ＜ 0. 01) ; 而干物质表观消化率和真消化率( 味精菌体蛋白组、豆粕组和玉米蛋白粉组) 三组间无显著差异( P ＞ 0. 05) ; 在已测定的17 种氨基酸中，除甘氨酸外，味精菌体蛋白其他氨基酸表观消化率和真消化率均极显著低于豆粕和玉米蛋白粉( P ＜ 0. 01) 。这表明味精菌体蛋白的蛋白质和氨基酸利用率低于豆粕和玉米蛋白粉。

3· 菌体蛋白在饲料生产中的应用

菌体蛋白是一种高蛋白且安全的饲料原料。赵叶( 2009) 用小白鼠对菌体蛋白的安全性进行了评定，试验结果表明: 菌体蛋白的半数致死量( LD50) 大于20 000 mg /kg，属无毒级，可认为该菌体蛋白无毒。味精蛋白在饲料中的应用在一些饲料厂家已经取得成功。在猪浓缩料中添加6% ～8%，既降低了饲料成本，又没有影响产品质量，取得了较好的经济效益。建议在配合饲料中添加量如下，中大猪料2% ～ 3%，产蛋鸡料2% ～ 3%，鱼料3% ～ 5% ( 白志民等，2006) 。

3.1 在猪饲料中的应用

刘垒等( 2009) 对生长猪分别饲喂味精蛋白替代基础饲粮中20%、40%、60% 和80% 豆粕的饲粮，结果表明替代比例宜控制在低于20%。赵叶( 2009) 用菌体蛋白等蛋白替代基础日粮中10%、25%和50% 豆粕蛋白进行生长猪饲养试验。研究结果表明: 10% 和25% 替代组日增质量、采食量和料重比与对照组相当( P ＞ 0. 05) ，50%替代组的日增质量比对照组降低了12. 9% 和6. 6%，料重比升高了23. 3% 和13. 7% ( P ＜ 0. 05) ; 10%和25%替代组氮消化率和氮生物学效价与对照组相当( P ＞ 0. 05) ，50%替代组显著降低( P ＜ 0. 05) ;总蛋白、谷丙转氨酶和谷草转氨酶各组间差异不显著( P ＞0. 05) ，50% 替代组尿素氮比对照组高( P ＜0. 05) ; 尿液中嘌呤衍生物排出量随替代水平的增加而增加，其中50%替代组尿酸、尿囊素、黄嘌呤和次黄嘌呤均比对照组高( P ＜ 0. 05 ) ; 25% 和50%替代组血浆中黄嘌呤和尿酸的含量比对照组高( P ＜ 0. 05) ; 10%和25% 替代组对胴体性状和肉质无显著影响( P ＞ 0. 05) ，50%替代组背膘厚比对照组高7. 8% ( P ＜ 0. 05) ，眼肌面积和肌肉保水能力分别比对照组低16. 1% ( P ＜ 0. 05) 和33. 5% ( P ＜0. 05) 。

叶长兴( 1995 ) 在生长猪日粮中分别添加2%、3% 和4% 的味精渣单细胞蛋白饲料，饲喂120 d 后，各试验组日增质量和料重比均优于对照组，而以添加3%味精渣单细胞蛋白饲料组最好。邹优敬等( 2006) 研究味精废液酵母饲喂生长猪的效果，选择60 头体质量约25 kg 的( 杜× 长×大) 生长猪，随机分成4 组，对照组饲喂含进口鱼粉3% 日粮; 试验Ⅰ组日粮用1. 5% 的酵母等量代替进口鱼粉; 试验Ⅱ组日粮用3% 酵母全部代替鱼粉; 试验Ⅲ组日粮用5%酵母代替3%鱼粉和2%豆粕。经28 d 的饲养试验，结果表明，3 个试验组试验猪日增质量比对照组均有减少，但差异不显著( P ＞ 0. 05) ; 料重比试验Ⅱ组最低，其次是对照组、试验Ⅲ组和试验Ⅰ组; 消化试验表明，各试验组日粮主要养分消化率比对照组略有降低，但差异不显著( P ＞ 0. 05) 。

3.2 在禽饲料中的应用

沈占红等( 2009) 研究了赖氨酸菌体蛋白对肉鸡生长性能及肠道生理的影响。用正大科宝肉鸡的试验中赖氨酸菌体蛋白替代配方中20% 和40% 的豆粕，结果表明，菌体蛋白替代20%豆粕时，日增质量和采食量均优于对照组( P ＜ 0. 05) ; 但料重比试验组均比对照组高( P ＜ 0. 01) ，且随菌体蛋白用量加大而提高; 肠道pH 各试验组极显著高于对照组( P ＜ 0. 01) ; 屠宰率、胸肌率和腿肌率各组间无显著差异( P ＞ 0. 05) ; 当菌体蛋白替代40% 豆粕时，饲粮粗蛋白及氨基酸利用率均极显著降低( P ＜0. 01) 。在艾维茵肉鸡的试验中，分别用4% 和8%菌体蛋白替代等蛋白的豆粕。结果表明，与4% 菌体蛋白组和对照组相比，8% 菌体蛋白组日增质量和采食量极显著降低( P ＜ 0. 01) ，料肉比、肉鸡血氨质量浓度、回肠氨质量浓度、肠道pH 和22 d 回肠绒毛高度极显著提高( P ＜ 0. 01) ，; 此外，22 和43 d 肠隐窝深度极显著深于其他组( P ＜ 0. 01) ; 43 d回肠黏膜蛋白含量极显著低于其他组( P ＜ 0. 01) 。从试验结果来看，该菌体蛋白替代20%豆粕或饲粮用量4% 时，对肉鸡生产性能无显著影响( P ＞0. 05) ，但替代40% 豆粕或饲粮用量8% 时，则可降低肉鸡生产性能。

相对于鸡来说，鸭更加耐粗饲，对营养物质的消化率更高，因而在鸭料中可以适当加大菌体蛋白的使用量。侯学云等( 1992) 在产蛋鸭日粮配方中添加16. 7%的味精渣，结果产蛋率比对照组提高了9. 39%，差异显著( P ＜ 0. 01) 。

3.3 在其他动物饲料中的应用

近年来很多学者对菌体蛋白在其他动物饲料的应用也开展了一些研究。孙宇等( 2010) 在初生荷斯坦犊牛日粮中分别添加5% 和15% 的味精菌体蛋白，结果发现，味精菌体蛋白可改善饲料适口性，提高采食量; 日增质量等指标以5%组较好。此外，孙宇等( 2010) 还对泌乳荷斯坦奶牛进行了试验，也是在日粮中分别添加5% 和15% 的味精菌体蛋白，结果发现，味精菌体蛋白可改善饲料适口性，提高粗饲料采食量，而对牛奶的品质则影响不大。孙伯伦等( 2002) 在对虾配合饲料中分别添加5%、10%和15%的谷氨酸生产菌体蛋白替代动物蛋白进行了20 d 的饲养试验，试验结果表明，对虾体长增长率和增重率均随菌体蛋白使用量的加大而提高。