常德领袖专场 | 大北农宋维平:蛋白饲料的生物工程创制与产业思考

尊敬的梅司长、秘书长、赵主任，各位企业家同行，下午好！

感谢大会的邀请，借这次机会向大家简要分享大北农在蛋白饲料生物工程创制方面的研究与思考。这个课题的起源，源于我国对进口大豆的高度依赖——每年约1亿吨的大豆进口量，主要用于国内食用油压榨及动物饲养所需的豆粕生产。总书记强调，粮食安全与这一赛道密切相关。2021年，科技部以“揭榜挂帅”方式启动生物工程蛋白饲料创制项目，我作为项目负责人，协调各团队在这几年开展了一些探索性工作，今天与各位同行分享几点体会。

在微生物蛋白（单细胞蛋白）领域，我们主要关注酵母、真菌、细菌、微藻及昆虫蛋白等方向。目前我国产业应用规模最大的是酵母类蛋白，安琪酵母等企业在酵母及其代谢产物的动物营养体系构建上贡献显著。截至2025年，我国应用的酵母类蛋白产量接近100万吨；中央农村工作会议进一步提出，未来五年力争再增加100万吨，实现200万吨以上的非耕地蛋白饲料补充。

为何将酵母作为重点发展方向？核心在于适口性、安全性与营养性的综合优势。研究发现，虽然某些细菌或真菌蛋白含量高，但动物采食意愿低——猪对异味极为敏感，可能拒食；而酵母类蛋白是目前动物接受度最高的微生物蛋白。藻类蛋白可利用光合作用与水体资源，具备独特优势，但规模化生产仍面临成本与技术挑战。细菌蛋白虽生长速度快、底物利用广，但适口性与安全性问题仍需系统攻关。

蛋白饲料的发展呈现清晰的演进轨迹：从压榨后直接饲用的天然蛋白，到通过物理化学处理去除抗营养因子的加工蛋白，再到利用酶制剂协同处理的优化蛋白。从合成生物赛道来讲，我们的终极目标是开发“理想蛋白”，即氨基酸平衡刚好满足某种动物在某个阶段的需要，实现利用率最大化。

· 天然蛋白：压榨后直接饲用的豆粕、菜籽粕等，历史数千年，年增量约1%；  

· 加工蛋白：通过物理化学处理去除抗营养因子（如大豆抗原），始于1980年代，年增量约5%； 

· 优化蛋白：利用酶制剂协同预消化处理，提升营养价值，年增量约50%；

·理想蛋白：通过合成生物学技术，精准设计氨基酸组成，使其完全匹配特定动物在特定生长阶段的营养需求，实现95%以上的消化利用率，代表未来发展方向。

开发“理想蛋白”的关键在于底盘菌选择。我们主张优先采用农业农村部《饲料原料目录》中已公布的动物益生菌菌种作为底盘，如酿酒酵母、产朊假丝酵母、枯草芽孢杆菌等，路径最简洁、安全性最高。这类菌株安全评价路径清晰、周期短，可大幅降低产业化门槛，避免基因工程菌株长达7–8年的安全评价周期带来的市场机遇流失。

在项目实施过程中，我们重点推进了两项代表性工作：

甲醇毕赤酵母蛋白：由中国科学院天津工业生物技术研究所吴信博士团队与宁夏未来生物科技有限公司合作开发。该技术利用煤炭资源转化的甲醇作为碳源，通过毕赤酵母高效转化生产高蛋白 biomass。这个产品蛋白含量高、适口性很好，已在宁夏建成中试车间并开展万吨级示范生产。尽管当前成本偏高，且关于不可再生资源利用路径存在讨论空间，但该技术路线展现了利用非粮碳源生产蛋白的战略价值。

秸秆蛋白：由中国科学院天津工业生物技术研究所张东远老师团队研发。该技术通过阶段变温连续爆破实现秸秆三素分离，再结合高产蛋白菌株、高产限制性氨基酸菌株及高产酶菌株的协同发酵，显著提升秸秆蛋白含量与氨基酸平衡性。目前已建成两个示范工厂，在玉米秸秆（粗蛋白23%、真蛋白20%）与甘蔗渣（粗蛋白27%、真蛋白22%）转化方面取得良好效果，为农业废弃物高值化利用提供了新路径。

创制出优质生物蛋白仅是第一步，真正的挑战在于下游推广与应用。完整的产业链应涵盖：菌种资源→原料创制→配合饲料配制→动物养殖→肉蛋奶产品。当前行业存在明显断层：前端研发团队在菌株创制与工艺开发上成果丰硕，但对下游如何在不同动物、不同生长阶段科学应用缺乏系统研究，导致“好原料难成好饲料”。

因此，我们必须加强营养价值评价体系建设，包括近红外光谱快速检测、仿生消化技术、毒素与抗营养因子测定、净能评价等，形成针对不同动物的适宜添加量推荐表与应用方案，最终通过大群饲养验证实现产业化推广。这需要饲料企业、养殖企业与科研机构的深度协同。

生物工程创制的饲用蛋白必须同时满足“五性”要求：安全性、适口性、营养性、经济性、可获得性。

1.适口性（排首位）：产品气味、口感、外观不影响动物采食。实践表明，适口性差则技术再先进也难以落地。如果动物不爱吃，技术就没法落地。比如某些细菌类蛋白，猪非常敏感，不爱吃，可能只能给味觉不太发达的水产鱼类吃。

2. 安全性：目前的管理路径非常严格。如果涉及基因工程菌株的改造，安全评价周期可能需要7到8年，因此开发时必须同步开启安全评价。

3. 营养性：蛋白含量>40%、消化率>80%、氨基酸组成平衡。

4. 经济性（成本控制，最大卡点）：目前生物蛋白成本大多在6000元/吨以上，甚至高达1万元，而豆粕价格通常在3000到5000元之间。虽然生物蛋白含量高，但养殖端对成本极其敏感。

5. 可获得性：底物来源稳定、产能达万吨级以上、不依赖耕地资源。

需要特别强调的是认知转变：我们不应盲目追求饲料成本“越低越好”。因为饲养动物最终产出的是供人类食用的肉蛋奶，过度压缩成本可能导致产品品质下降、安全隐患增加。我们要让行业认识到，生物蛋白除提供营养外，往往还兼具提升动物免疫力、改善畜产品品质等功能价值，行业需建立更全面的价值评价体系。

2025年1月由大北农牵头组建的“蛋白饲料生物制造创新联合体”已汇聚饲料添加剂企业、科研院所、生产企业等百余家单位，新型生物制造蛋白饲料生产规模超400万吨，配合饲料产量超1亿吨，初步形成产业生态。

未来，我们期待更多企业参与原料预处理、菌种开发、工艺优化等环节，共同破解成本高企、法规滞后、市场认知不足等瓶颈。尤其呼吁产业资本对通过中试验证的早期项目给予更积极支持——这些“早小”团队往往因融资断层而夭折，而早期介入对其生存与发展至关重要。

蛋白饲料的生物工程创制，关乎国家粮食安全战略，也关乎畜牧业绿色可持续发展。让我们携手努力，共同推动我国蛋白饲料产业迈向“不与人争粮、不与粮争地”的新阶段！