从被嫌弃到抢着要！水产饲料圈百万吨级新风口被意外引爆，让多少企业振奋不已
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文/ 水产前沿 唐东东
10月30日，中国农业科学院饲料研究所（简称“农科院饲料所”）与北京首钢朗泽科技股份有限公司（简称“北京首钢朗泽”）共同宣布，经多年联合攻关，在国际上首次实现了从一氧化碳到蛋白质的一步工业化生物合成，突破了蛋白质合成在资源、时间和空间上的限制，并已形成万吨级工业产能。基于研究成果及其创新性，乙醇梭菌蛋白成为中国第一个获得农业农村部批准的饲料新原料，能合法添加应用于鱼料中，改变了被嫌弃的“堆肥”命运。
对于长期以来高度依赖进口蛋白原料的中国饲料产业，具有“无中生有”、不与人争粮、不与粮争地，还能降低碳排放等产供优势的乙醇梭菌蛋白，属于非常理想的新型饲料蛋白源，拥有极大的想象空间，也意外带火了“一碳菌蛋白”的概念。据悉，已有众多能源巨头和资本纷纷入场布局。过去曾被当作废弃物的一碳菌蛋白，缘何能跃升为风口，又能否改观饲料蛋白原料被“卡脖子”的现状？日前，笔者采访了国内乙醇梭菌蛋白新原料的见证者和主要推动者，中国农业科学院饲料研究所饲料加工创新团队首席科学家薛敏研究员。
中国农业科学院饲料研究所饲料加工创新团队首席科学家薛敏 研究员
据了解，12月19日-20日（18日下午报到），在广东东莞举办的第六届国际饲料加工技术研讨会暨中国饲料生产技术创新高峰论坛，将设专题详细介绍单细胞蛋白的开发与应用。更多关于一碳菌蛋白的研究成果，请莅临现场交流、学习。（详情请点击：第六届国际饲料加工技术研讨会暨中国饲料生产技术创新高峰论坛（第三轮通知））
一碳菌蛋白产能有望迅速扩大
水产前沿：前段时间，一碳菌蛋白的概念非常火，您能否介绍下具体情况？
薛敏：一碳菌蛋白能够火起来，我们也有些意外。其实，我们在2018年时就跟业内介绍过一碳菌蛋白，蛮感叹那么多场学术报告都没有媒体一条快讯来得劲爆，让大家开始关注这类新蛋白原料。
与酵母、微藻这类传统的单细胞蛋白不同，一碳菌蛋白是一种全新的单细胞蛋白，通过微生物将一氧化碳、二氧化碳和甲烷等一碳气体固定，工业上主要的用途是处理工业废气并产生乙醇等作为生物燃料，而生产过程中所产生的大量剩余发酵液过去常当作废弃物处理，实际上经过一定的工艺流程处理后就能获取到单细胞蛋白。但是，从事能源研究的人往往只关注是否能生产能源物质；专注于蛋白研究的人面对单细胞蛋白，则主要集中在酵母、微藻、乳酸菌等传统的可食菌种上。所以，一碳菌蛋白在蛋白原料领域长期默默无闻。
目前，国内从事一碳菌蛋白研究和生产的企业主要有三家：一是北京首钢朗泽通过CO生物合成蛋白质（蛋白含量80%以上），实现万吨级产业化规模；二是恺迪苏（重庆）有限公司利用甲烷气体(天然气）生产FeedKind®（斐康）单细胞蛋白（蛋白含量72%以上），大工业装置已开始建设；三是巨鹏生物科技有限公司，获得CO合成气生物固碳产乙醇和蛋白的技术。
其中，北京首钢朗泽通过6年多的研究攻关突破了乙醇梭菌蛋白制备的核心关键技术，仅需22秒即可通过微生物转化出乙醇和菌体蛋白醪液，属于全球范围内首次实现了工业化从一氧化碳到蛋白质的一步合成，这是迄今国际上发现的最高效生物固碳/固氮生产模式。2021年8月27日，乙醇梭菌蛋白获得农业农村部颁发的新产品证书，这是我国首张饲料原料新产品证书。可以说，北京首钢朗泽推动了乙醇梭菌蛋白从未知菌体到饲料新原料的晋升之路。
水产前沿：北京首钢朗泽为什么能关注到一碳菌蛋白，您清楚吗？
薛敏：就跟牛顿被苹果砸了一样，乙醇梭菌蛋白的发现源于北京首钢朗泽与中国农业科学院饲料研究所的偶遇。六年前，北京首钢朗泽还是专注于气体生物发酵合成乙醇工艺研发。研究人员在中试产线上发现，在乙醇分离蒸馏过程中还有一种‘麻烦的黏稠物质’，便想弄清楚其成分。经人指点后，北京首钢朗泽把样品送到了农科院饲料所。我们对样品进行检测后发现，这种黏稠的物质主要成分为蛋白质，且粗蛋白含量高达80%以上，其中18种氨基酸占蛋白质比例达94%，10种必需氨基酸含量及其结构比例接近鱼粉，远优于豆粕，具有优异的饲料蛋白原料的特性。
于是，北京首钢朗泽就与饲料所合作开展乙醇梭菌蛋白营养价值评定与蛋白构效关系研究，再到2019年共同在国家重点研发计划——蓝色粮仓项目框架内推广该产品在饲料行业中的应用。因此，我们也跟踪了这个产品6年多的时间，证实它确实是个优质蛋白源。
水产前沿：万吨级产能对于产业需求来讲，还远远不够。
薛敏：其实，乙醇梭菌蛋白的产业化在2018年就实现了，随着今年北京首钢朗泽在宁夏的工厂落地（宁夏、河北分别建有5000吨的产线），产能扩增到了万吨级。之前的探索属于0到1，过程比较曲折和艰辛，后面从1到n的过程就会非常快了。
特别是碳中和的国家战略提出来后，钢厂、铁合金厂、电石厂等面临废气减排的压力，各方力量包括地方政府、资本对这个项目非常感兴趣。按照目前在全国所签的合作协议，应该达到10万吨级的产能规划，投产速度就看各工程的建设进度了，同时还有资本对项目前景的看好程度。据测算，中国每年至少可产生约1.2万亿立方米富含CO的工业尾气，如将20%的工业尾气采用生物发酵技术进行高效清洁利用，可年产乙醇2000万吨、乙醇梭菌蛋白200万吨。中国每年进口上亿吨的大豆，如果一碳菌蛋白能够形成产能，将一定程度缓解对进口大豆和鱼粉的依赖度。而且，像一碳菌蛋白这类“无中生有”、不与人争粮、不与粮争地的新型蛋白资源，未来的发展潜力可想非常巨大。
水产前沿：饲料企业在应用一碳菌蛋白时，要注意什么？
薛敏：由于一碳菌蛋白如乙醇梭菌蛋白的产能受限，目前供应量并不充足，因此饲料配方中的用量并不大，最多在3%的水平，可以替代5%的鱼粉。而且，乙醇梭菌蛋白是经发酵后获得，本身会含有部分益生物质，比如乙酸、核苷酸等。
不过，一碳菌蛋白具有非常独特的加工工艺特性，有些虽然同为一碳菌蛋白，但实质上工艺特性完全相反，所以饲料企业在应用一碳菌蛋白时要注意来源，并针对性地调整工艺参数。第六届国际饲料加工技术研讨会上，我会跟大家分享《新型一碳气体发酵单细胞蛋白质加工特性及精准加工参数数据库》的主题报告，介绍我们团队在这个研究方向上的一些发现。
加工会亮点预告与展望
水产前沿：国际饲料加工技术研讨会已经成功举办五届，能否回顾一下当初策划筹备加工会议的初衷？
薛敏：记得2016年，也就是筹备第一届加工会的时候，我曾经和大家分享过这个话题。算起来接触水产饲料的膨化加工已经有20年了，我曾经工作的饲料企业引进了第一台美国Wenger公司时产10吨的X185型单螺杆膨化机，当时我国还没有任何一家成熟的饲料膨化机生产商。
次年，有幸随美国大豆出口协会访问团前往美国，参加了TaxasA & M大学食品科学系主办的水产膨化饲料培训班。之前，我国每年都有来自企业和科研院所的骨干花重金前往美国参加这个培训班。由于美国的培训班主要受Wenger公司资助，并不对国内饲料设备制造企业开放，甚至是严格禁止的，而国内膨化饲料加工领域的资讯十分匮乏。
我在2004年，进入中国农业科学院饲料研究所开展水产动物营养与饲料研究工作之初，就利用第一笔设备费购买了一台干法挤压膨化机用于试验研究。然而，饲料膨化加工从理论到实践是一个艰难的过程，特别是应用于蛋白源替代实验的研究中，每一组饲料的蛋白源结构差异很大，操作工仅依靠经验很难达到膨化加工质量要求。所以，举办加工会的初衷就是建立一个我们自己的饲料加工技术交流平台，不用漂洋过海、千辛万苦去学习。“我们的饭碗要端在自己手里”，这是我们每一个从业者的初心，也是我们的责任。
现在加工会即将进入第六届，能够坚持办下去的动力来自于我们快速发展的水产养殖业对水产饲料工业的需求。有需求就有发展。我们经过5年的探索和方法学的改进，已经形成了一整套研究饲料原料加工特性与产品物理质量相关性的理论和实践体系，形成了原料加工特性数据库，实现了SAAS化。更重要的是，饲料加工创新团队培养了数名结合营养与加工领域的研究生，建立了广泛的国际与国内合作，将有力承载起我国水产饲料挤压膨化技术研究发展大业。
水产前沿：第六届国际饲料加工技术研讨会即将于今年12月在东莞举办，请您谈一谈本届研讨会与前几届有什么不同？设计了哪些新的内容？
薛敏：确实行业中有些同行每年都来参加加工会，特别是来自企业的代表占90%以上。最重要的原因应该是每一年都有创新的思想，接地气的应用技术在会上交流。对于企业来说，非常实际的一点就是经济效益，在自媒体时代，几乎每天都有行业会议举办。如果没有创新，炒剩饭就没意思。
今年，我们分别在“新原料”和“新工艺”两个主题都有所创新，且不仅仅是谈未来，是实实在在的可落地的新技术。其中应用先进的合成生物技术，构建高效一碳同化工程菌，转化一氧化碳、二氧化碳、甲烷气体“无中生有”制造饲料蛋白与乙醇，是一种颠覆传统蛋白生产的模式，可以实现从0 到1、从1 到N，不与人争粮、不与粮争地的高效新蛋白资源生产，具有碳减排、来源广泛、转化率高等优点，吸引了全球资本的关注。
我们分别邀请了中科院天津工业微生物研究所、首钢朗泽、恺迪苏、巨鹏生物等一碳生物制造领域的专家和企业家共同论道，将首次把全球利用一碳原料生产饲料蛋白这一颠覆性技术的发展进程及未来趋势呈现给大家。我相信本次会议之后，“资本”“一碳产业”“碳汇”等新词汇会成为饲料行业的关键词。
回归饲料加工技术，近年来最热的词汇就是“数字化、智能化”。如果说前几年绝大部分还是谈概念、展望未来，今年就已经是完整运行的工厂的全貌展示。与加工会结缘多年的丰尚、布勒、正昌、科润德、洋工、樱之花、思贝德等企业，以及今年的新伙伴深圳中兰海、广州天地等都会带来饲料加工技术的创新思想。
此外，我们特邀的上海富朗特可以说是业界智慧预混料工厂的传奇，我们也会深度“解密”。说者无心，听者有心，也许领跑者的一个想法或观点，就会给追随者带来巨大的价值。我希望加工会的参与者都是有心人，能够把会议带来的成果迅速落地转化，这就是加工会最大的利益。
水产前沿：请您展望一下加工会的未来，当举办到第10届甚至更久远时会是什么样子？
薛敏：加工会的未来一定是更加美好！我希望自己能够坚持到第10届，但更希望自己能够很快地隐退，能够有更多的院校轮流主办这个会议。只有大家一起齐心合力推动加工会的发展，才有未来，才能不断发展壮大。我希望这一届仍然会是比以往更好，而不是最好，因为最好意味着达到了顶峰，之后就只能是维持，甚至会衰落。
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