经过多年研究攻关，我国科学家突破了自然光合固碳、固氮系统利用太阳能、反应速度缓慢的局限，突破了天然蛋白质植物合成的时空限制，在国际上首次实现从一氧化碳到蛋白质的合成，创造了22秒工业化一步生物合成蛋白质获得率最高85%的世界奇迹。
项目首席科学家、中国农科院饲料所研究员薛敏博士介绍，蛋白质的天然合成通常要在植物或植物体内具有固氮功能的特定微生物体内，由自然光合作用形成碳水化合物的糖类，再经过三羧酸循环途径多个复杂的生物转换与酶促反应，形成蛋白质合成需要的氨基酸，进而合成为蛋白质。其中涉及复杂的遗传表达、生化合成、生理调控等生命过程，反应缓慢、物质和能量的转化效率较低，最终积累的蛋白质含量低。
该项研究以含一氧化碳、二氧化碳的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，将无机的氮和碳转化为有机的氮和碳，实现了从0 到1的自主创新，具有完全自主知识产权。
据悉，近年来我国大豆进口最高年份已超过1亿吨。进口大豆除制备食用油外，最大用途就是满足“史上、世上”最大规模养殖业饲用蛋白质需求。饲用蛋白原料对外依存度长期保持在80%以上，既成为我国农业的最大短板，亦是严重影响国家粮食安全和经济安全的风险所在。
乙醇梭菌蛋白颠覆了传统天然蛋白质生产的模式，物质和能量转化效率大幅度提升，既突破自然光合固碳、固氮系统利用太阳能、反应速度缓慢的局限，也突破了天然蛋白质植物合成的时空限制，开辟了一条低成本非传统动植物资源生产优质饲料蛋白质的新途径和工业化生产优质蛋白质的新纪元。为解决进口大豆蛋白饲料的卡脖子问题提供了国之利器，也有望成为实现温室气体零排放和工业流程绿色再造的国之重器。
中国农业科学院饲料研究所首席科学家薛敏研究员介绍，乙醇梭菌蛋白相比传统的植物种植生产蛋白质原料效率高70万倍，具有很高的营养价值，蛋白质含量高达80%以上，氨基酸结构平衡，易于消化；同时具有优异的饲料蛋白质原料加工特性，富含核苷酸等功能性物质，利于改善饲料品质，研究结果表明其是一类可广泛应用的优质饲料蛋白源。
那么作为动物饲料，乙醇梭菌蛋白的有效性和安全性如何呢？中国农业科学院饲料研究所与首钢朗泽合作研究发现，10%乙醇梭菌蛋白替代20%豆粕后大幅度提高了草鱼生长性能和肠道健康，饲料的营养有效性极佳，表明乙醇梭菌蛋白在动物饲料中与鱼粉的营养效价相当，优于豆粕。
安全性研究表明，当乙醇梭菌蛋白在饲料中的添加比例至3-4.5%时，能显著改善动物肠道和肝脏健康的功能。当添加比例增加到18-20%时，对养殖动物生长性能、饲料利用率、血液生化指标和肝肠组织形态等均未见有不良影响及损伤，是一种安全性较高的优质蛋白质饲料原料。
专家表示，我国作为世界饲料生产和消费大国，以自主创新研发新型非粮蛋白质，降低和逐步替代对大豆蛋白的依赖，战略意义重大。此举突破了天然蛋白质植物合成的时空限制，在我国大豆进口最高年份已超过1亿吨的大背景下，对弥补我国农业短板及对促进国家“双碳”目标达成具有深远意义。
来源：农民日报、人民日报、iplants
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