單細(xì)胞蛋白質(zhì)飼料

huang080808 · 發(fā)表于 2007-4-1 17:54:53

單細(xì)胞生物產(chǎn)生的細(xì)胞蛋白質(zhì)稱為單細(xì)胞蛋白（SCP）。由單細(xì)胞生物個(gè)體組成的蛋白質(zhì)含量較高的飼料，就稱為單細(xì)胞蛋白質(zhì)飼料。
一、概
述
（一）生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的微生物種類
用來(lái)生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的微生物種類很多，主要有以下4類：①酵母類，②細(xì)菌類，③霉菌類，④微型藻類。目前已工業(yè)化生產(chǎn)的單細(xì)胞蛋白幾乎都是酵母。
（二）生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的原料
生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的原料種類很多，大體分為3類。
1.工業(yè)廢液類
包括造紙廢液、酒精廢液、味精廢液、淀粉廢液、生產(chǎn)檸檬酸廢液、糖蜜廢液、木材水解廢液、豆制品廢液等。
2．工農(nóng)業(yè)糟渣類
包括白酒糟、啤酒糟、果酒渣、醋糟、醬油糟、豆渣、粉渣、玉米淀粉渣、藥渣、甜菜渣、甘蔗渣、果渣、飴糖渣等。
3．化工產(chǎn)品類
包括石油、石蠟、柴油、天然氣、正烷烴、甲醇、乙醇、醋酸等。
除以上所介紹的外，農(nóng)作物秸稈、批殼、餅粕類、畜禽糞便、有機(jī)垃圾、風(fēng)化煤等也可作為原料生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白。
(三)單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)特點(diǎn)
1.原料來(lái)源廣泛
如上所述，生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白可利用工農(nóng)業(yè)廢棄物與下腳料、石油化工副產(chǎn)品等作為原料，既可變廢為寶，又可獲得高層次的綜合經(jīng)濟(jì)效益，起到保護(hù)環(huán)境、減少農(nóng)田及江河污染的作用。
2.工業(yè)化生產(chǎn)
與有關(guān)工業(yè)產(chǎn)品配套生產(chǎn)，不與糧食和牧草爭(zhēng)地，不受季節(jié)和氣候條件的限制。同時(shí)，因單細(xì)胞生物的培養(yǎng)過(guò)程是生物學(xué)過(guò)程，所用菌種均安全無(wú)毒，不會(huì)引起環(huán)境污染。
3.生產(chǎn)周期快、效率高
在適宜條件下，細(xì)菌O.5~1h，酵母1~3h，微型藻2~6h即可增殖一倍。單細(xì)胞生物合成蛋白質(zhì)的速度比植物快數(shù)百倍，比動(dòng)物快數(shù)千倍。在良好培養(yǎng)條件下，接種100kg酵母菌種，一天之后可得2500kg干酵母，增長(zhǎng)競(jìng)達(dá)25倍。
4.單細(xì)胞蛋白營(yíng)養(yǎng)豐富
不僅蛋白質(zhì)含量高，而且品質(zhì)好，氨基酸種類齊全，還含有較多的維生素、礦物質(zhì)及其它的生物活性物質(zhì)。因此營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高。
總之，開(kāi)發(fā)利用單細(xì)胞蛋白質(zhì)飼料的前景廣闊，對(duì)緩解我國(guó)飼料原料緊張局面，推動(dòng)飼料工業(yè)和畜牧業(yè)的發(fā)展，具有深遠(yuǎn)的意義。
二、飼料酵母
將酵母繁殖在適當(dāng)?shù)墓まr(nóng)業(yè)副產(chǎn)品上而制成的一種飼料，稱為飼料酵母。酵母用作飼料始于20世紀(jì)20年代中期，最初是作為反芻動(dòng)物的蛋白質(zhì)補(bǔ)充飼料。近年來(lái)，我國(guó)飼料酵母工業(yè)發(fā)展很快，不斷涌現(xiàn)出飼料酵母生產(chǎn)廠家和產(chǎn)品，年產(chǎn)飼料酵母2萬(wàn)多t，有力的促進(jìn)了畜牧業(yè)的發(fā)展。
(一)分類
根據(jù)原料及生產(chǎn)干燥的方法不同，飼料酵母可分為以下幾種。
1．基本干酵母
指以培養(yǎng)基繁殖植物性非發(fā)酵性酵母后的產(chǎn)品，干燥后即得成品，粗蛋白質(zhì)含量不可低于40％。
2．活性干酵母
指以特殊方法干燥后的干酵母，所含大部分酵母仍具有發(fā)酵能力。本品不含有谷物或其它填充物，每克應(yīng)有1500萬(wàn)個(gè)以上的活酵母。
3．照射酵母
指非發(fā)酵性酵母經(jīng)紫外線干燥后，具有抗佝僂病效果的酵母產(chǎn)品。
4．蒸餾干酵母
指以谷物及酵母發(fā)酵所得的釀酒液，在蒸餾前后所得的植物性非發(fā)酵酵母，加以干燥后的產(chǎn)品，所含粗蛋白質(zhì)不低于40％。
5．紙漿廢液酵母
指以亞硫酸紙漿廢液作培養(yǎng)基，接種假絲酵母培養(yǎng)所得的產(chǎn)品。
6．啤酒酵母
指啤酒制造過(guò)程中接種酵母，所得大麥液中再將不能利用的殘?jiān)^(guò)濾除去，該殘?jiān)泻薪湍负铣傻牡鞍踪|(zhì)、維生素、礦物質(zhì)及其它養(yǎng)分，干燥后即得啤酒酵母，所含粗蛋白質(zhì)不低于35％。
（二）營(yíng)養(yǎng)特性
飼料酵母粗蛋白質(zhì)含量較高，液態(tài)發(fā)酵分離干制的純酵母粉粗蛋白質(zhì)含量達(dá)40％~60％，而固態(tài)發(fā)酵制得的酵母混合物，由于培養(yǎng)底物的不同而有較大差別，粗蛋白質(zhì)也在30％~45％左右。粗蛋白質(zhì)中含有部分核酸，核酸可提取出用作化學(xué)調(diào)味料，因此有些酵母屬于脫核酸酵母。飼料酵母的蛋白質(zhì)生物學(xué)價(jià)值介于植物性蛋白質(zhì)和動(dòng)物性蛋白質(zhì)之間。其氨基酸組成特點(diǎn)是賴氨酸、色氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸等幾種重要的必需氨基酸含量都較高。精氨酸含量相對(duì)較低，適合與餅粕類飼料配伍。但含硫氨基酸如蛋氨酸、胱氨酸的含量低，蛋氨酸為其主要的限制性氨基酸，使用時(shí)應(yīng)注意添加DL—蛋氨酸。關(guān)于各種酵母的蛋白質(zhì)與氨基酸含量見(jiàn)表6—33。

表6—33各種酵母的蛋白質(zhì)與氨基配含量(％)

種類	粗蛋白質(zhì)	賴氨酸	蛋氨酸	胱氨酸	色氨酸	精氨酸	組氨酸	蘇氨酸	苯丙氨酸	亮氨酸	異亮氨酸	纈氨酸
啤酒酵母飼用酵母面包酵母酵母屬菌串酵母屬假絲酵母屬	44.6 48.3 47.6 55 45 42	7.2 6.8 6.9 5.50 6.84 7.90	1.6 1.7 1.3 1.20 1.62 1.80	1.4 1.0 1.2	1.3 1.3 1.5 1.10 1.63 1.10	4.7 5.6 4.0 4.30 3.60 4.40	2.1 2.7 2.0 4.80 2.80 1.90	4.9 4.2 5.1 4.30 5.07 4.90	4.2 4.2 3.9 3.80 3.59 4.30	7.1 7.6 7.0 6.80 8.30 7.50	5.2 5.5 5.9 4.50 5.50 4.70	5.6 6.1 6.9 5.00 6.40 5.80

飼料酵母是很好的維生素來(lái)源。B族維生素含量豐富，煙酸、膽堿、核黃素、泛酸和葉酸的含量均高。啤酒酵母及酒精酵母的維生素B1，含量也不少，紫外線照射的干酵母中維生素D2含量高。但酵母中維生素A和維生素B12含量不高。礦物質(zhì)中鈣少，但磷、鉀含量高。此外尚含有未知生長(zhǎng)因子。
（四）飼用價(jià)值
1．雞
飼料酵母可代替部分蛋白質(zhì)來(lái)源用于雞飼料中，但作為唯一蛋白質(zhì)來(lái)源時(shí)效果并不好。由于缺乏蛋氨酸，應(yīng)予以補(bǔ)充或與魚(yú)粉并用。雛雞飼料中添加2％~3％的酵母，有促進(jìn)生長(zhǎng)的作用。因其適口性差，價(jià)格也較貴，在蛋雞和肉雞日糧中可使用3％左右，不宜超過(guò)5％。
2．豬
因飼料酵母含有未知生長(zhǎng)因子，用于仔豬飼料中，有明顯的促生長(zhǎng)效果，但需補(bǔ)充蛋氨酸。一般仔豬飼料中可使用3％~5％，肉豬飼料中使用3％。
3．反芻家畜
奶牛、肉牛精料中可使用25％~35％的飼料酵母，而且作為唯一蛋白質(zhì)來(lái)源并無(wú)不良影響，只是價(jià)格昂貴，多用于幼畜飼料中。
三、石油酵母
利用微生物以石油為碳源進(jìn)行微生物蛋白質(zhì)生產(chǎn)，經(jīng)干燥而制成的菌體蛋白稱為石油蛋白，也稱烴蛋白。由于目前生產(chǎn)上廣泛利用酵母菌來(lái)制造石油蛋白，故亦稱為石油蛋白酵母，簡(jiǎn)稱石油酵母。實(shí)際上，能利用石油的微生物種類很多，據(jù)現(xiàn)在所知包括有細(xì)菌、放線菌、酵母菌等30個(gè)屬左右的微生物。它們幾乎能利用所有的石油成分，或?qū)⑵渫删w或某些產(chǎn)物，或?qū)⑵溲趸纬纱?、醛、酸等物質(zhì)。
（一）營(yíng)養(yǎng)特性
石油酵母含粗蛋白質(zhì)一般在60％以上，比其它酵母高約10％。其氨基酸組成與其它酵母相似，賴氨酸含量較高，同魚(yú)粉接近，而含硫氨基酸則很低。粗脂肪含量可達(dá)10％以上，而且利用率高。從微量成分來(lái)看，含鐵比魚(yú)粉高，而維生素B12和碘則較少。研究表明，石油酵母的消化率同魚(yú)粉、大豆餅粕類似。
（二）飼用價(jià)值
石油酵母蛋白質(zhì)含量高，可作為各類畜禽的蛋白質(zhì)來(lái)源。試驗(yàn)表明其對(duì)肉豬、繁殖母豬、肉雞、蛋雞、犢牛及羔羊的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與大豆餅粕相似，可部分取代魚(yú)粉，但應(yīng)注意補(bǔ)充蛋氨酸及維生素B12。由于石油酵母有苦味，適口性差，對(duì)豬、雞應(yīng)限制在10%以下，雛雞、乳豬飼料中避免使用。
（三）安全性問(wèn)題
石油酵母中因含有重金屬及致癌物質(zhì)3，4—苯并芘，因而其安全性問(wèn)題十分重要。在日本、意大利爭(zhēng)議較大，幾乎已經(jīng)停產(chǎn)。為此，在世界衛(wèi)生組織及其他國(guó)際性組織倡導(dǎo)下，對(duì)石油酵母的安全性做了大量研究。安全性試驗(yàn)中對(duì)幾代動(dòng)物進(jìn)行了數(shù)千次的研究，包括白鼠、狗、免、荷蘭豬、猴、家畜和家禽。所有醫(yī)學(xué)、獸醫(yī)學(xué)及動(dòng)物學(xué)的研究以及慢性毒性、急性毒性試驗(yàn)都肯定了石油酵母的生物價(jià)值，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)致畸、胚胎中毒和誘變作用。對(duì)6~8代豬的試驗(yàn)表明，在增重、代謝、生產(chǎn)性能和妊娠質(zhì)量上均無(wú)明顯差異。對(duì)6代產(chǎn)蛋雞的試驗(yàn)證明，對(duì)代謝、孵化、雛雞生長(zhǎng)、雞蛋特性及雞肉的化學(xué)構(gòu)成均無(wú)負(fù)效應(yīng)。
我國(guó)研制生產(chǎn)的石油酵母，經(jīng)國(guó)內(nèi)許多試驗(yàn)證明其3，4—苯并芘的含量均末超過(guò)世界衛(wèi)生組織規(guī)定的5µg／kg（1/10億）標(biāo)準(zhǔn)。而且經(jīng)10余批次的畜禽飼養(yǎng)試驗(yàn)，也證明了對(duì)動(dòng)物是安全無(wú)毒的。
總之，石油酵母作為畜禽飼料的安全性，通過(guò)現(xiàn)代的科學(xué)方法，基本可以肯定。至于是否會(huì)象某些抗生素那樣，若干年后產(chǎn)生新問(wèn)題，那就不能斷言了，對(duì)此還有待于今后進(jìn)一步研究。
四、微型藻類
天然水域繁殖的微型藻類以天然無(wú)機(jī)物為培養(yǎng)基，陽(yáng)光、二氧化碳、氨為其熱能來(lái)源，是水產(chǎn)動(dòng)物的天然餌料，其蛋白質(zhì)含量高，氨基酸組成良好，并含有葉綠素及類胡蘿卜素等色素，但消化率和適口性稍差。目前已培養(yǎng)供作飼料用的主要有小球藻和螺旋藍(lán)藻。
（一）一般成分
小球藻為單細(xì)胞的微粒子，直徑5~10µm，是池塘、魚(yú)缸水呈綠色的主要物質(zhì)；而螺旋藍(lán)藻是多細(xì)胞的螺旋狀物，常與小球藻相連，但比小球藻大100多倍，長(zhǎng)達(dá)300~500µm。二者的成分見(jiàn)表6—35。
表6-35
小球藻與蛹旋藍(lán)藻的一般成分

	小球藻		螺旋藍(lán)藻
	平均值	范圍	平均值	范圍
水分粗蛋白質(zhì) 粗脂肪粗纖維粗灰分無(wú)氮浸出物	5 60 15 5 7 8	4~6 55~65 12~18 3~7 6~8 4~12	5 65 3 6 19	4~6 60~70 2~4 1~3 5~7 16~22

(二)營(yíng)養(yǎng)特性與飼用價(jià)值
1．小球藻
小球藻呈深綠色，略帶苦味。粗蛋白質(zhì)含量很高，可達(dá)60％，但消化率低，如對(duì)雛雞的消化率為65％~76％左右。消化率低的原因是其細(xì)胞壁較厚，阻礙消化酶的作用，而且粗蛋白質(zhì)中的葉綠粒難以消化。在氨基酸方面，精氨酸和賴氨酸含量多而蛋氨酸缺乏。近年來(lái)因其收獲困難，生產(chǎn)成本高，加之消化率低，故使用上趨于減少。
試驗(yàn)證明，用小球藻代替豆餅，以占日糧10％的比例飼喂雛雞，在生長(zhǎng)和飼料效率方面都很好，這與其含有未知生長(zhǎng)因子有關(guān)。但配合量超過(guò)20％，則引起腹瀉和生長(zhǎng)受阻。對(duì)蛋雞的試驗(yàn)也表明，當(dāng)以占日糧20％的比例飼喂時(shí)，采食量和產(chǎn)蛋率均下降。因此，對(duì)雞的喂量以不超過(guò)10％為宜。給豬飼喂小球藻時(shí)易引起腹瀉，對(duì)于幼豬尤為明顯。隨著豬的生長(zhǎng)，其利用率也在提高，成年豬用量可達(dá)15％。
2．螺旋藍(lán)藻
螺旋藍(lán)藻主要用作水產(chǎn)動(dòng)物飼料。與小球藻相比，脂肪及粗纖維含量較低，而無(wú)氮浸出物含量高，主要為一種分枝狀的多糖類。螺旋藍(lán)藻的粗蛋白質(zhì)含量很高，達(dá)65％，而且消化率高，約為85％左右。氨基酸組成中，精氨酸、色氨酸含量高，而含硫氨基酸較低。脂肪酸組成中約70％~80％為不飽和脂肪酸，以亞油酸和亞麻酸居多。所含礦物質(zhì)中以鉀含量高。維生素中除含維生素C少外，其它與小球藻類似。在色素方面，其富含β—胡蘿不素和玉米黃素，但不含葉黃素。
螺旋藍(lán)藻作為蛋白源添加于畜禽日糧中，能促進(jìn)生長(zhǎng)，提高生產(chǎn)性能和降低飼料消耗。肉豬飼料中即使添加到15％也不影響生長(zhǎng)，種豬適量使用有提高繁殖力的作用。對(duì)雞的使用效果不如豬，但適量添加能使肉雞皮膚變黃，蛋黃顏色加深。鮮螺旋藍(lán)藻添加食鹽后，可直接喂牛，或以干粉按10％的比例飼喂，肥育效果也好。
螺旋藍(lán)藻是水產(chǎn)動(dòng)物的優(yōu)良原料，尤其對(duì)鱒魚(yú)、鯉魚(yú)等淡水魚(yú)，可改善生長(zhǎng)，促進(jìn)性成熟，提高繁殖率。