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大肠杆菌生产饲用氨基酸的研究进展

2021-02-10郭亮高聪柳亚迪陈修来刘立明

合成生物学 2021年6期

郭亮 ,高聪 ,柳亚迪 ,陈修来 ,刘立明

(1江南大学食品科学与技术国家重点实验室,江苏 无锡 214122;2江南大学国际食品安全联合实验室,江苏 无锡214122)

随着畜牧业的快速发展,人们对畜牧饲料蛋白的需求日益剧增。非洲猪瘟、疯牛病目前没有疫苗,倒逼养殖企业加强生物防控,减少甚至不用动物性蛋白,避免携带病毒[1]。众所周知,蛋白质的营养实际上是由氨基酸提供,通过添加必要的氨基酸可以降低动物膳食中的粗蛋白水平,同时满足动物营养需求[2-4]。在动物饲料中添加适宜含量的氨基酸,不仅可以最大限度地满足动物的蛋白需求,调控动物的生长和饲料转化率,而且大大降低粗蛋白用量,提高饲料利用率,节约饲养成本[5-8]。因此,研究人员发展了利用饲用氨基酸作为氨基酸添加剂,替代天然蛋白成分,生产配合饲料的方法。饲用氨基酸主要是指植物性饲料缺乏的必需氨基酸(如赖氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、苏氨酸)和一些小品种氨基酸(如缬氨酸和精氨酸)[9-12]。目前饲用氨基酸的生产方法主要有3 种:动植物提取、化学炼制和生物炼制[13-14]。由于动植物提取的原料受限、生产工艺复杂、生产成本高、环境污染大等缺点,在工业上未得到广泛应用[15-16]。化学炼制具有原料不可再生、反应步骤多、伴有副反应发生、反应条件苛刻、安全性低差等问题,在实际生产中被逐渐淘汰[17]。依靠微生物为基础的生物炼制,不仅利用可再生生物质资源为原料,而且具有成本低廉、产品纯度高、反应条件温和、环境污染小等优势,为解决动植物提取和化学炼制中的问题提供了一种有效解决方案,因而被广泛应用于饲用氨基酸生产[18-27]。……

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