科学通报 | 毕赤酵母变身超级食物？揭秘它如何成为豆粕替代品并影响仔猪肠道健康

在全球蛋白资源供需矛盾日益突出、我国豆粕长期依赖进口的背景下，开发安全、高效、可持续的新型蛋白饲料资源已成为动物营养领域的迫切需求。单细胞蛋白（single-cell protein, SCP）凭借生产周期短、资源利用效率高、不占用耕地等优势，被视为未来替代传统植物蛋白的重要方向。

近日，中国科学院东北地理与农业生态研究所刘春龙研究员团队与中国科学院天津工业生物技术研究所团队合作，在《科学通报》发表了研究论文，首次系统揭示了毕赤酵母水解蛋白部分替代豆粕对断奶仔猪肠道菌群结构及代谢特征的影响，为新型单细胞蛋白饲料的开发应用提供了坚实的理论依据。文章收录于“单细胞蛋白生物制造”专题。

毕赤酵母（Pichia pastoris）作为典型的甲基营养型酵母，不仅蛋白含量高、氨基酸组成均衡，还富含小肽、核苷酸、β-葡聚糖和甘露寡糖等多种生物活性成分，在动物营养领域具有良好的应用前景。尽管毕赤酵母水解蛋白展现出良好的应用潜力，但其在改善幼龄仔猪肠道健康和调控宿主代谢方面的具体作用及机制，仍缺乏系统的研究数据支撑。

研究团队选取192头35日龄健康断奶仔猪开展为期28天的饲养试验，分别设置基础饲粮对照组以及1%、3%、5%毕赤酵母水解蛋白等量替代豆粕处理组，并选择3%替代组进行肠道菌群和代谢组联合分析。结果表明，不同添加水平的毕赤酵母水解蛋白均未显著影响断奶仔猪的平均日增重、平均日采食量及料重比，说明其能够替代部分豆粕蛋白而不降低动物生产性能。在代谢层面，血清非靶向代谢组学分析共筛选出83种差异代谢物。KEGG富集分析显示，这些差异代谢物主要涉及ABC转运蛋白、氨基酸代谢、核苷酸代谢、牛磺酸代谢、谷胱甘肽代谢以及蛋白消化吸收等通路。

在菌群层面，16S rRNA测序结果显示，毕赤酵母水解蛋白对断奶仔猪肠道菌群组成产生了一定影响：群落物种丰富度有所降低，但整体多样性保持稳定。布劳特氏菌属（Blautia）、粪杆菌属（Faecalibacterium）、罕见小球菌属（Subdoligranulum）、柯林斯菌属（Collinsella）、多尔氏菌属（Dorea）和戴阿利斯特杆菌属（Dialister）等菌属显著富集，这些菌群大多具有产生丁酸等短链脂肪酸、维持肠道屏障功能的作用。进一步联合分析发现，布劳特氏菌属、粪杆菌属和罕见小球菌属分别与氨基酸代谢、核苷酸代谢及抗氧化相关代谢物存在相关性。研究提示，毕赤酵母水解蛋白可能通过影响肠道菌群组成，进而对宿主营养代谢产生调节作用。

该研究从生长性能、肠道菌群、宿主代谢三方面，完善了毕赤酵母水解蛋白替代豆粕的相关研究数据。未来结合宏基因组学、转录组学和靶向代谢组学等多组学技术，有望进一步阐明毕赤酵母单细胞蛋白调控宿主健康的具体分子靶点与信号通路，推动其在绿色饲料中的产业化应用。

图1 毕赤酵母水解蛋白调控断奶仔猪肠道菌群与宿主代谢的作用模式图

黑龙江八一农垦大学/中国科学院东北地理与农业生态研究所硕士研究生刘璐和荆楚理工学院食品与生物学院张喜才副教授为文章共同第一作者，中国科学院东北地理与农业生态研究所刘春龙研究员和中国科学院天津工业生物技术研究所郜陆敏助理研究员为文章共同通讯作者。

本研究得到国家重点研发计划（2026YFF1500800）和国家自然科学基金（32571297）的资助。特别感谢中国科学院亚热带农业生态研究所为本研究提供动物实验平台及科研条件支持；感谢大北农玉田生猪科学试验中心在动物饲养管理、试验实施及样品采集过程中提供的支持；感谢课题组全体成员在试验设计、动物饲养、样品采集、实验检测、数据分析及论文撰写过程中给予的帮助。

文章信息

刘璐, 张喜才, 杨旭东, 等. 毕赤酵母水解蛋白部分替代豆粕对断奶仔猪肠道菌群结构及代谢特征的影响. 科学通报, 2026. DOI: 10.1360/CSB-2026-0457.

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