北京
近日，中国科学院成都生物研究所闫志英团队在《科学通报》发表了题为“农业副产物固态发酵生产蛋白饲料及其在动物养殖中的应用”的综述文章，系统梳理农业副产物固态发酵生产蛋白饲料技术体系及其在动物饲喂中的应用，为破解我国蛋白饲料短缺难题、推动农业副产物资源化循环利用提供重要参考。
随着我国现代畜牧业快速发展，肉蛋奶市场消费持续增长，蛋白饲料需求居高不下。数据显示，我国蛋白饲料2025年消费量约1.33亿吨，主要原料大豆对外依存度高达84%，“人畜争粮”矛盾突出。与此同时，我国年产玉米秸秆、果渣、酒糟等农业副产物超17亿吨，但受木质纤维素结构致密及植酸、单宁等抗营养因子限制，其消化利用率低，且粗放处置导致资源浪费与环境污染。农业副产物虽富含碳水化合物与矿物质，具备开发非粮蛋白饲料的潜力，但需突破抗营养障碍。固态发酵（solid-state fermentation, SSF）技术因底物适配广、能耗低、废水少及产物附加值高等优势，可有效降解抗营养因子并富集菌体蛋白，是实现农业废弃生物质向蛋白饲料高效转化的重要途径。
图1 农业副产物SSF生产蛋白饲料技术流程及其饲用价值评估
综述系统梳理秸秆类、加工副产物、菌渣等典型农业副产物的营养组分，剖析抗营养因子对微生物发酵及动物营养消化的抑制机理；在此基础上梳理原料预处理、功能菌株筛选与分子改良、发酵参数调控、反应器选型等全链条关键技术，对比酵母菌、霉菌、白腐真菌、细菌四类功能微生物的性能优劣，解析菌株面对高温、低pH、底物毒素的胁迫响应机制，介绍传统诱变、ARTP诱变、CRISPR‑Cas9基因编辑等技术在菌株选育方面的研究进展；同时对比浅盘式、转鼓式、转轴式等固态发酵反应器的适用条件，分析静态与动态反应器在传热传质、菌丝损伤、自动化程度上的利弊，为试验研究和工业化装备选型提供依据。此外，综述还讨论了不同农业副产物原料发酵蛋白饲料在反刍、猪、家禽及水产养殖中的应用效果，证实固态发酵可提升饲料粗蛋白、多肽与必需氨基酸水平，有效降解抗营养因子，饲喂后能够改善动物生长性能、提高营养消化率、调节肠道菌群并增强机体抗氧化及免疫能力，但不同动物种类和生长阶段对发酵饲料耐受性存在差异，过高替代比例易产生生长抑制，实际生产需配套科学的饲料配方。
目前，SSF技术规模化产业化仍面临多重现实挑战：预处理工艺存在能耗与药剂消耗偏高、酶制剂成本居高不下的问题，同时单一菌株难以兼顾木质纤维素高效降解、抗逆与菌体蛋白高产的综合性能，混菌协同代谢机制尚不明确，发酵产物品质稳定性不足，适配不同养殖模式的饲料添加标准与标准化评价体系仍有待健全。未来研究可通过诱变、基因组编辑创制多功能工程微生物，研发低成本复合预处理工艺，开发可在线监测调控的智能化固态发酵装备，解析混菌代谢网络并构建统一的产品品质评价及安全溯源体系，依靠原料、菌种、装备、评价体系多维度协同创新，加快农业副产物固态发酵蛋白饲料技术落地，拓宽我国非粮饲料供给渠道，保障国家饲料粮食安全，推动农业废弃物资源化与种养结合的绿色循环农业发展。
文章由中国科学院成都生物研究所刘涛博士后为论文第一作者，闫志英研究员为论文通讯作者。相关研究受到中国科学院战略性先导科技专项资助(XDC0110300)和四川省科技计划项目(2024ZDZX0058)资助。
文章信息
刘涛, 吕青阳, 田雪平, 等. 农业副产物固态发酵生产蛋白饲料及其在动物养殖中的应用[J]. 科学通报. DOI: 10.1360/CSB-2026-0901.
https://doi.org/10.1360/CSB-2026-0901
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