摘要：生物技术在生产饲料、燃料、食品、化工原料和药制品等微生物产品方面已经显现出巨大的潜能。本综述主要介绍了生物技术在生产蛋白饲料方面的研究进展，其中包括菌种、原料、发酵工艺等方面的进展；文章还总结了前人对菌体蛋白的研究报道，提出了几点存在的问题并做了前景展望。
关键词：生物饲料；菌体蛋白； 固态发酵
生物技术在饲料方面的应用极其广泛，目前开发的生物饲料[1]包括单细胞蛋白饲料、菌体蛋白饲料、发酵糖化饲料、秸秆微生物发酵饲料等；微生物添加剂包括酶制剂、真菌添加剂、抗生素添加剂、维生素添加剂、氨基酸类添加剂、多功能生物添加剂等。生物蛋白饲料[2]不仅蛋白质含量高，而且品质好，氨基酸种类齐全，同时还含有较多的维生素，矿物质及其它生物活性物质；同时具有生产周期短，不受时间限制，原料来源广泛等特点。
1 生物蛋白饲料开发技术进展
1.1 菌种应用进展 生产单细胞蛋白和菌体蛋白，菌株是非常关键的，筛选菌株应遵循的原则：同化力强，能高效利用原料中的碳源和氮源；生长繁殖旺盛，适应性强；安全可靠，即无毒副作用和致病性；菌株性能稳定。目前作为这类产品的生产菌株主要有酵母、细菌、真菌和藻类等，常用的酵母菌中，啤酒酵母可利用葡萄糖、蔗糖为碳源，假丝酵母类主要利用其它多糖类；细菌有乳酸菌、肠道杆菌、腐败菌等；霉菌中有毛霉、青霉、曲霉、白地霉等；藻类中有蓝藻、绿藻，其中，螺旋藻最重要；真菌除霉菌外还有担子菌等具有高的分解木质素能力。
菌种应用方向由单一菌株向多菌混合培养方向发展。混菌发酵主要是利用菌种之间协调互作关系，扩大对原料的适应性和防杂菌能力。在实践中人们使用最多的是酵母菌和真菌同步糖化发酵法[3]，真菌类可产生纤维素酶，从而利用培养料中的纤维素，淀粉等生成糖，而酵母类则可利用糖进行生长代谢，这样既减轻了产物抑制效应，又促进了酵母的生长，提高了发酵率。黄达明等（2003）采用霉菌和酵母菌混合培养，利用菌种的协同效应提高对底物的利用率，提高产品的蛋白质含量和营养功能；
1.2 原料开发进展 菌体蛋白之所以被人们关注的一个原因就在于它能变废为宝，既提供了丰富的饲料资源，又减轻了环境污染。菌体蛋白生产所需原料是十分广阔的，可以利用大部分的工农业废弃物与下脚料，石油化工副产品等。在实验研究中，除了基础发酵物外，还需添加无机盐营养液，提供氮、磷、钾、硫等。目前主要集中开发的是产量高，利用率低的秸秆、糟渣类：周晓兰等（2002）以大米渣为原料，分别用朊酵母、白地霉、啤酒酵母、进行发酵获得蛋白质含量最高可达69％，平均为63％，比对照组提高46％；司翔宇等（2005）采用黑曲霉单因子实验，获得了苹果渣发酵的适宜工艺条件，并获得了真蛋白含量达14.09％的发酵产物；林琳等（2005）以秸秆、大米渣为原料，最终通过发酵获得了比发酵前粗蛋白提高20％的产品；马纯艳等（2005）以热带假丝酵母为菌种，利用菌糠培养料中的营养物质生产菌体蛋白，结果表明粗蛋白含量由栽培平菇前的3.85％升为25.8％；潘天玲等（2004）用黑曲霉、绿色木霉、啤酒酵母、产朊假丝酵母混菌发酵豆渣，发酵产品中蛋白质达28.47％；吴晓英等（2004）用黑曲霉、产朊假丝酵母固态发酵酱渣，粗蛋白含量从17.28％提高到了25.79％，粗纤维从16.45％下降为13.68％，同时产品的氨基酸含量比原料提高了44.66％。
1.3 发酵工艺及其设备进展 发酵工艺分为液态发酵和固态发酵，在菌体蛋白生产中，人们研究较多的是固态发酵工艺，因为固态发酵具有高产、简易、低投资、低能耗、高回收等优点。目前多数的研究主要集中于固态发酵工艺参数测定与优化，尤其是混菌固态发酵技术。赵建国等（2002）考察了酵母菌和赖氨酸菌混种固态发酵酱醋渣的方法对蛋白质的影响，研究表明此法是一种制备优质蛋白饲料的有效途径，各氨基酸比例都高于FAO标准；李日强等（2003）以白酒糟为原料，进行单菌、混菌固态发酵实验，结果证实多菌发酵体系最佳，发酵产品的粗蛋白含量比原料本身高65.3％，氨基酸种类齐全；王素平等（2004）用热带假丝酵母、糖化酵母固态发酵玉米渣，洗糖废水，具体研究了菌种、培养基配比、接种量、发酵时间等对酵母蛋白的影响；赵建国等（2002）用热带假丝酵母固态发酵黄酒糟生产蛋白饲料，确立了培养基最佳配比，营养液添加量，初始水分等参数指标；富中菲（2002）专门研究了氮素在酵母固态发酵体系中的变化，并提出了关于计算蛋白质增量的见解。
关于固态发酵设备研究，近年来也取得了一些进展；理想的固态发酵[4]反应器应具备特征：设备建材性质稳定，安全防腐；设备封闭性能优良，能有效控制有害物质的出入；有效参数控制体系；保证基质内部均匀。现在研究的发酵设备有发酵机、发酵池、浅盘发酵器、传送带发酵器、转鼓发酵器等，但各种类型均存在不足，尚不能满足现代发酵技术向规模化、高效化，产品高品质的发展要求。随着固态发酵过程数学模型的逐步建立和完善，发酵反应器也会进一步发展，最终实现固态发酵系统工艺参数控制的最优化。
2 菌体蛋白生产尚需解决的问题与前景展望
菌体蛋白的开发还处于起步阶段，目前尚存在的需解决的问题如下为：（1）菌种与原料方面：应结合基因工程等先进技术，选育安全，高效的菌株并对其具体的生理特性形成系统理论，利用指导今后的实践；目前对同菌种发酵不同原料效果研究和不同菌株对同种原料发酵效果研究实验，缺乏系统化和对比性，各类实验数据相差显著。（2）在原料开发方面：面广而不深入，对具体实践还是缺乏可靠的指导。（3）菌体蛋白饲料产品质量检测标准及其作为蛋白饲料后饲喂效果研究均有待明了。
总之，生物蛋白作为一个新型开发的饲料资源，无论从理论上还是实践上均需要进一步发展和完善。随着微生物，饲料学等众多学科的交叉发展，菌体蛋白开发技术将会有所飞跃，菌体蛋白以其优质的高含量的蛋白和生物活性物质为优势，对缓解我国饲料原料紧张局面，推动饲料工业和畜牧业的发展具有广泛的前景。
参考文献
[1] 郭维烈，郭庆华著.新型发酵蛋白饲料[M].北京：科学技术文献出版社，2005.
[2] 白元生主编.饲料原料学[M].北京：中国农业出版社，1999.
[3] 梁新红，严天柱，李来泉.同步固态发酵玉米秸秆生产单细胞蛋白的研究[J].河南职业技术师范学院学报，2004.（1）：31－34.
[4] 廖春燕，郑裕国.固态发酵生物反应器[J].微生物学通报，2005，（1）：99－101.
[5] 张建江，周恩芳主编.饲料资源及利用大全[M].北京：中国农业出版社，2002.
[6] 黄达明，吴其飞，管国强等.固态发酵饲料工艺生产线的研究[J].饲料工业，2003，（10）：58－59.
[7] 司翔宇，葛蕾，李志西.苹果渣固态发酵生产饲料蛋白的研究[J].饲料研究，2005，（3）：35－37.
[8] 孙君社，苏东海，李雪.秸秆同步固态发酵法生产酒糟饲料蛋白的初步研究[J].饲料工业，2002，（9）：32－34.
[9] 赵文慧，吴绵斌，刘黎黎等.双菌种固态发酵木糖渣生产饲料蛋白[J].饲料工业，2002，（2）：12－13.
[10] 周晓兰，黄维锦，施巧琴等.大米淀粉渣固态发酵生产饲料蛋白的研究[J].福建轻纺，2002，（3）：1－6.
[11] 林琳，黄达明，姜松.固态发酵蛋白饲料生产工艺的研究[J].粮油加工与食品机械，2005，（7）：83－85.
[12] 马纯艳，王升厚.菌糠单细胞蛋白饲料生产技术的研究[J].食用菌，2005，（3）：56－58.
[13] 潘天玲，张东峰，赵昌盛等.混菌固态发酵豆渣生产菌体蛋白的研究[J].化学与生物工程，2004，（6）：35－36.
[14] 吴晓英，林影，吴国泛等.双菌种固态发酵酱渣生产蛋白死了的研究[J].粮食与饲料工业，2004，（12）：36－38.
[15] 赵建国，张明祥，袁身淑等.混种固态发酵酱醋渣生产赖氨酸强化的蛋白饲料研究[J].粮食与饲料工业，2002，（7）：28－29.
[16] 李日强，张峰，韩文辉等.不同菌株固态发酵废白酒糟生产饲料蛋白的研究[J].重庆环境科学，2003，（11）：63－64.
[17] 王素平，赵建国.利用柠檬酸厂玉米渣、洗糖废水固态发酵生产酵母蛋白饲料的研究[J].粮食与饲料工业，2004，（7）：34－35.
[18] 赵建国，钟世博，张明祥.热带假丝酵母固体发酵黄酒糟生产蛋白饲料的研究[J].粮食与饲料工业，2002，（2）：22－24.
[19] 富中菲.酵母单细胞蛋白固态发酵系统中氮素变化的研究[J].吉林农业大学学报，2002，（1）：92－97.
[20] 徐抗震，宋纪蓉，马海霞等.固态发酵生产单细胞蛋白的计量学和动力学[J].化学工程，2005，（2）：48－50.
