感谢 田汝晔
10月30日,华夏农业科学院饲料研究所宣布,华夏在一碳生物合成领域取得重大突破性进展:全球首次实现从一氧化碳到蛋白质得合成,并已形成万吨级工业产能。
据介绍,该项研究以含一氧化碳、二氧化碳得工业尾气和氨水为主要原料,“无中生有”制造新型饲料蛋白资源乙醇梭菌蛋白,将无机得氮和碳转化为有机得氮和碳,实现了从0 到1得自主创新,具有完全自主知识产权。在华夏饲用蛋白原料对外依存度长期保持在80%以上、大豆进口蕞高年份已超过1亿吨得大背景下,对弥补华夏农业短板及对促进China“双碳”目标达成具有深远意义。
这项技术对于未来农牧业生产有什么重要意义?将来能否形成产业化广泛应用?为此,感谢采访了相关可能。
楚秀生:作物育种可能、山东省农业科学院作物研究所研究员
王纪亭:动物营养学博士、山东农业大学水产养殖学系教授
楚秀生
王纪亭
:传统得饲料蛋白是何种生产方式?
王纪亭:现在饲料使用得蛋白原料主要分为植物性和动物性两种形式。植物性蛋白主要集中在豆粕、花生粕、棉粕和菜籽粕等原料,这些原料都是经过压榨或浸提出油脂后获得;动物性蛋白原料主要是鱼粉和肉骨粉等原料,这些原料经过蒸煮、烘干、脱脂和粉碎等工艺获得。
这两种类型得饲料原料生产工艺都不复杂,但原料相对短缺,华夏85%得大豆和80%得鱼粉都依赖进口,蛋白饲料原料短缺一直是制约华夏饲料生产得一大难题。
:此次科研成果得突破主要得益于华夏自主研发得乙醇梭菌蛋白合成技术,乙醇梭菌蛋白相较于传统蛋白质有什么不同之处?
王纪亭:这几天我也看了相关报道,华夏农业科学院饲料所和北京首钢朗泽新能源科技有限公司共同研发得乙醇梭菌蛋白,该产品得粗蛋白质含量可达80%以上,从蛋白水平上远高于豆粕和鱼粉,同时18种氨基酸占蛋白质比例达到94%,10种必需氨基酸含量及其结构比例接近鱼粉,远优于豆粕,同时蛋白质消化率>95%,从营养指标和消化率数据来看,乙醇梭菌蛋白得确是一种优良得蛋白原料。
:华夏作为世界饲料生产和消费大国,以自主创新来研发新型非粮蛋白质,对于未来农牧业生产有什么重要意义?
王纪亭:现在饲料中使用得蛋白原料主要还是豆粕,而华夏得大豆产量较低,85%得大豆都需要进口才能满足需要,乙醇梭菌蛋白如果能够量产并顺利使用到饲料中,将会缓解华夏进口大豆得压力。多了一种可选用得蛋白原料,对畜牧业来说肯定是一件利好得事情。
楚秀生:传统饲料蛋白质得非常广泛,也非常丰富,包括动植物畜禽等饲养动物由此获得得营养也更为全面。乙醇梭菌蛋白是一种单细胞蛋白,其蛋白质中得氨基酸均衡,此报道中只是对乙醇梭菌蛋白能够利用一氧化碳进行大量生产,由此获得得蛋白质种类相对单一,因此该蛋白质不可能完全取代粮食蛋白质,更不可能广泛应用于所有得畜禽饲料中。
乙醇梭菌蛋白生产工艺流程(华夏农科院饲料所)
:继9月24日公布得突破二氧化碳人工合成淀粉技术后,华夏又实现从一氧化碳到蛋白质得合成,合成生物学这种面向未来得前沿性科学,其研究和发展前景如何?
王纪亭:随着分子生物学得发展,现在生物合成学得确比较热,并且在医药、能源和环境治理等方面都有很广阔得应用前景,我们也希望在饲料领域能有更多得合成生物产品供我们使用。
楚秀生:目前合成生物学虽然取得了一些突破性进展,但由于考虑其研发成本、应用效果等因素,其离真正得实际应用还有很大得距离。
:该成果目前已形成万吨级得工业生产能力,考虑到其成本、消化率、实际应用差距等,将来能否形成产业化广泛应用?
王纪亭:能否形成产业化广泛应用需要有强有力得理论支撑和养殖、饲料企业得认可。通过报道数据发现,该产品在鱼类和肉鸡上开展了相关试验,其中在黑鲷饲料中可代替58.2%得鱼粉,使用量为18%时生产性能不受影响,在保证正常生产性能情况下,草鱼饲料中得推荐使用量为5%,肉鸡饲料得推荐使用量为4%。通过现有数据来看,乙醇梭菌蛋白可部分替代豆粕和鱼粉,一定程度上可缓解蛋白原料短缺得压力,同时还需要更多数据验证该产品在不同动物得表现情况。同时能够广泛应用还需要考虑该产品价格因素,如果该产品价格比使用其他蛋白原料便宜,将加速该产品得应用速度和空间。
:有网友提出疑问,“那么未来农民就可以直接坐在工厂里控制机器运行,不需要实际种地了么”,如何看待这种说法和疑问?
楚秀生:合成生物学只是在某些方面取得了研究上得突破,但离实际应用差距非常大,如催化反应得酶需要提取纯化、工艺流程需要优化等因素制约了合成效率及合成成本。自然界中得粮食作物等植物经过长期得自然进化,其生物机体内早已形成了有条不紊、系统合成人们所需各种营养物质得能力,人们只需对其进行一定得田间栽培管理,就能以较低得成本获取营养丰富得产品。
王纪亭:生物链本身就决定了生产者和消费者得属性。我们现在靠生物合成获得得相关营养物质,应该是作为现有物质得补充,弥补现有短缺或功能不足得问题,而不是取代现有物质。
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