单细胞蛋白原料在水产饲料中的应用研究进展

到2050年，世界人口估计达到97亿，粮食需求量预计将增加60%～100%，全球粮食安全面临的最大挑战之一是满足人类对蛋白质的需求（Zhang 等，2019）。水产养殖是增长速度最快的动物食品生产部门，水产品提供了全球17%的动物蛋白（Fry 等，2018）。在大多数集约化水产养殖系统中，饲料通常占总生产成本的50%～70%左右，在水产养殖行业中发挥着主导作用（FAO，2020）。鱼粉的蛋白质含量高，含有丰富的氨基酸、脂肪酸、维生素、矿物质、未知生长因子等，且具有良好的适口性和高消化率。作为水产饲料的主要蛋白原料，鱼粉的广泛使用导致其供应短缺和价格攀升（Tyapkova等，2016）。为了实现水产养殖业的可持续性发展，亟需开发鱼粉的可替代蛋白源。目前常用的可替代蛋白源主要有三类：动物蛋白源、植物蛋白源和单细胞蛋白源。其中，动物蛋白源可能存在沙门氏菌、疯牛病等生物安全风险。植物蛋白源存在氨基酸组成不平衡、含有抗营养因子、适口性差和占用耕地等问题。未来所需要的新型饲料原料需要具备安全、营养价值高、适口性好、消化率高、非转基因、几乎不占用耕地等特点。单细胞蛋白是从藻类、真菌和细菌等单细胞微生物中提取的一种蛋白质，与传统蛋白源相比，微生物来源的单细胞蛋白具有显著优势：微生物的生长迅速、生产力高、蛋白含量高，微生物新陈代谢的多样性允许它们利用各种可用能源（太阳能、人造光）和碳基质（农业和食品工业废弃物、甲烷、甲醇），生产不受季节条件的影响且可 以 连 续 运 行（Dewapriya 等，2014；Goodall 等，2016）。一些成熟的工业流程能够持续生产高生物量的微生物，包括微藻、真菌和细菌，这种生物质可能是特定工艺的最终产品，也可能是生产工艺的副产品。诸多研究表明单细胞蛋白是一种很有前景的可替代蛋白源，可广泛应用于水产养殖领域（Gamboa-Delgado等，2018；Glencross等，2020；Wang等，2022）。

目前主要有三类生产单细胞蛋白的微生物，分别是微藻、真菌和细菌（Glencross等，2020）。

1.1 微藻来源

微藻可以有效吸收富营养化水体中的营养物质进行废水处理，此外，微藻还可以合成蛋白质、脂肪和天然色素等营养成分。扁藻（Tetraselmis）、小球藻（Chlorella）、微拟球藻（Nannochloropsis）和螺旋藻（Spirulina）已被广泛用作水产饲料原料（Madeira 等，2017）。目前，约22 000～25 000 t微藻生物量用于人类和动物营养，其中约30%用于饲料生产（Levasseur等，2020）；然而，高成本限制了藻类养殖的商业化生产（Peter 等，2022）。此外，微藻的细胞壁及其可能受到生物或化学污染，限制了它们的可用性（Agboola等，2019）。

1.2 真菌来源

产单细胞蛋白的真菌分为两种，即酵母和丝状真菌，其中酵母在水产养殖中的应用研究更为广泛（Øverland 等，2017）。与传统的植物源饲料原料相比，酵母的蛋白质、氨基酸和微量元素含量较高，因此常被用作动物饲料的添加剂（Shurson 等，2018）。水产饲料中常用的酵母菌包括马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus）、异常威克汉姆酵母（Wickerhamomyces anomalus）、酿 酒 酵 母（Saccharomyces cerevisiae）、产朊假丝酵母（Candida utilis）等（Øverland等，2013）。然而，酵母厚而坚硬的细胞壁阻碍了其在水产饲料和工业生产中的应用。

1.3 细菌来源

细菌类单细胞蛋白富含粗蛋白和必需氨基酸，还含有磷脂、维生素和其他功能性化合物。产单细胞蛋白的细菌菌株可以利用多种原料进行发酵，例如甲醇、合成气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氢气和二代糖等（Jones等，2020）。甲烷氧化菌荚膜甲基球菌（Methylococcus capsulatus）可以利用甲烷作为碳源高效生产细菌类单细胞蛋白（Bothe等，2002）。诸多研究表明，荚膜甲基球菌蛋白可以用作动物饲料蛋白原料（Chama 等，2021；Øverland 等，2007；Øverland 等，2010；Zhang 等，2022）。使用甲醇作为碳源，嗜甲基菌（Methylophilus methylotrophus）可以生产细菌单细胞蛋白，然而由于生产成本高无法实现商业化生产（Øverland 等，2010）。乙醇梭菌（Clostridium autoethanogenum）是一种利用一氧化碳作为碳源的产乙醇菌（Abrini 等，1994）。乙醇梭菌蛋白是一种新的单细胞蛋白原料，来源于灭活乙醇梭菌生物质。许多研究表明乙醇梭菌蛋白是一种很有前景的水产饲料蛋白原料（Ma等，2022）。

单细胞蛋白的主要价值是提供蛋白质及其他具有特定功能特性的营养物质，许多单细胞蛋白的脂肪含量很低（＜5%）（Glencross等，2020）。

2.1 微藻类单细胞蛋白

微藻类单细胞蛋白具有良好的蛋白质含量和平衡的氨基酸组成。尽管它们的蛋白质含量差异较大（Goodall等，2016），但是大多数微藻类单细胞蛋白的蛋白质含量与传统植物蛋白相当甚至更高（Becker 等，2007）。周氏扁藻、小球藻和微拟球藻的总氨基酸含量分别为42.1%、47.8%和26.2%（Qazi 等，2021；Cabrita等，2022）。微藻类单细胞蛋白的氨基酸组成取决于微藻种类，此外，微藻类单细胞蛋白还提供ω-3脂肪酸、类胡萝卜素、碳水化合物（膳食纤维）、维生素、矿物盐和相对较低的核酸含量（3%～8%）（Gouveia等，2008）。

2.2 真菌类单细胞蛋白

真菌类单细胞蛋白的蛋白质水平通常在30%～50%（Ravindra 等，2000）。真菌类单细胞蛋白富含谷氨酸、赖氨酸和亮氨酸，而蛋氨酸和色氨酸含量低。真菌类单细胞蛋白的脂肪和碳水化合物含量相对较低。除了基本营养成分之外，真菌类单细胞蛋白还提供维生素（主要是B族维生素）、矿物质、葡聚糖和中等含量的核酸（7%～10%）（Lapeña等，2020；Ritala等，2017）。

2.3 细菌类单细胞蛋白

细菌类单细胞蛋白的蛋白质含量较高，一些产品的蛋白质含量高达80%，并且氨基酸含量相对较高，其中亮氨酸通常是最丰富的必需氨基酸，其次是赖氨酸和缬氨酸。荚膜甲基球菌单细胞蛋白中的磷脂含量较高。磷脂主要存在于细菌细胞壁和细胞膜中，而磷脂主要由磷脂酰乙醇胺（74%）和磷脂酰甘油（13%）组成，还含有少量的卵磷脂（8%）和心磷脂（5%）（Müller 等，2004）。细菌类单细胞蛋白具有高核酸含量（8%～16%），尤其是RNA，因此在用作饲料之前需要进行预处理。除此之外，细菌类单细胞蛋白还提供一些B族维生素。

目前已经开展了诸多试验来评估单细胞蛋白产品对水生动物生长性能和饲料转化率的影响。诸多有关单细胞蛋白的研究表明，一些微生物产品含有较高水平的免疫刺激分子，例如肽聚糖、核苷酸和β-葡聚糖，因此在水产饲料中使用单细胞蛋白可能会对不同水生动物的炎症反应、肠道微生物组成和免疫反应产生积极影响。

3.1 微藻类单细胞蛋白

微藻可作为水生动物的原始食物来源。螺旋藻已经广泛应用于各种鱼类饲料配方中，但是高水平添加通常会导致肉食性鱼类的生长性能下降和饲料转化率下降（Ragaza 等，2020）。栅藻（Scenedesmus almeriensis）的蛋白质含量高且生产效率高，在虹鳟鱼（Oncorhynchus mykiss）配方中添加1.3%～10.0%的栅藻会导致鱼的生长速度变慢，但整体的生长性能在正常范围内（Tomás-almenar 等，2018）。Valente 等（2019）研究表明，脱脂微拟球藻可以替代配方中高达15%的鱼粉而不影响欧洲鲈鱼（Dicentrarchus labrax）的全鱼体成分和生长性能。三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）和微拟球藻的混合物、微拟球藻和双眉藻（Amphora sp.）的混合物以及细柱藻（Cylindrothecatheca sp.）可以部分替代杂交条纹鲈鱼（Morone chrysops × M.saxatilis）配方中的鱼粉和大豆浓缩蛋白并提供配方中15%的粗蛋白，而不影响鱼类的全鱼体成分和生长性能（De等，2018）。据报道，不同品种的微藻类单细胞蛋白的消化率存在显著差异。Gong 等（2018）报道，含有30%微拟球藻的冷制粒饲料的干物质表观消化率（47.9% vs 31.8%）和蛋白质表观消化率（72.9% vs 54.1%）高于含有30%栅藻的饲料。此外，该作者还提出挤压膨化加工可以提高这两种微藻类单细胞蛋白的表观消化率。Tibbetts等（2017）研究了配方中添加6%～30%破壁前和破壁后的小球藻对大西洋鲑鱼幼鱼（Salmo salar L.）营养物质表观消化率的影响。结果表明，与破壁前的小球藻相比，破壁处理提高了必需氨基酸、脂肪和碳水化合物的表观消化率。

微藻中的多糖、植物甾醇、虾青素具有免疫调节、抗炎、抗氧化的作用，有研究者报道了微藻类单细胞蛋白对水生动物生理功能的影响。Kousoulaki 等（2015）的研究表明，配方中补充裂壶藻（1%～15%）对大西洋鲑鱼的诱导型一氧化氮合酶活性、黏液和杯状细胞的产生有积极影响。Lyons等（2017）研究了裂壶藻（Schizochytrium limacinum）对虹鳟鱼（Oncorhynchus mykiss）远端肠道微生物组成的影响，结果表明，配方中添加5%裂壶藻可以改善鱼远端肠道的微生物多样性、体重和肥满度。通过膳食补充微藻来调节鱼类肠道微生物的群落组成可能是一种改善鱼类肠道健康和营养成分利用率的新方法。Reyes-Becerril 等（2013）通过试验得出结论，饲喂青贮舟形藻（Navicula sp.）和沙克乳酸杆菌（Lactobacillus sakei）后金头鲷头肾中的白介素-8（IL-8）、白介素-1β（IL-1β）和β-防御素（β-def）的转录水平上调，但是肠道会出现轻微炎症。

3.2 真菌类单细胞蛋白

丝状真菌，例如具有较高蛋白分泌性能的黑曲霉（Aspergillus niger）被广泛用于生产高价值产品。Chakraborty等（2022）报道，配方中添加20%黑曲霉单细胞蛋白对里巴鲮（Cirrhinus reba）的生长性能没有不利影响。酿酒酵母可以完全替代尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）配方中的鱼粉（148.5 g/kg）（Yossa等，2021）。Øverland 等（2013）的研究表明，使用酿酒酵母替代40%的鱼粉蛋白会显著降低大西洋鲑鱼的生长性能和营养物质利用率；而产朊假丝酵母和马克斯克鲁维酵母对鱼的生长性能和消化率没有负面影响，可以替代40%的鱼粉蛋白。由于细胞壁的存在，配方中高含量的啤酒酵母会对鱼的采食量和生长产生负面影响。Sharma等（2018）报道，产朊假丝酵母在大西洋鲑鱼中的表观消化率仅为40.5%。在基于酵母类单细胞蛋白的研究中，蛋白质原料的消化率问题是众所周知的，因此需要通过改进单细胞蛋白的加工策略（如分馏和细胞裂解）来解决。在另一项有关北极鲑鱼（Salvelinus alpinus）的研究中，破壁后与破壁前面包酵母蛋白的粗蛋白表观消化率没有显著差异，破壁前酿酒酵母的干物质、总氨基酸和总能表观消化率显著低于破壁后。而在欧亚鲈鱼（Perca fluviatilis）中，破壁前和破壁后酿酒酵母的各营养物质和能量表观消化率没有显著差异，这些结果反映了不同水生动物对酵母类单细胞蛋白的消化能力存在差异（Langeland等，2016）。

越来越多的研究表明，饲喂真菌类单细胞蛋白会影响水生动物的免疫反应。许多酵母菌株含有多种生物活性成分，例如β-葡聚糖、甘露聚糖、几丁质和核苷酸，这些成分可以诱导免疫反应、防止细菌感染、改善胃肠道屏障功能和抗病能力（Mohan 等，2019。Suphantharika等（2003）证明，啤酒酵母中的β-葡聚糖显著增强了斑节对虾（Penaeus monodon）的酚氧化酶活性。Sahlmann等（2019）发现，配方中添加25%的产朊假丝酵母提高了大西洋鲑鱼的采食量和生长速度。此外，酵母可以缓解鲑鱼由于采食植物蛋白或生长银化期出现的胃肠道免疫抑制反应，减少胃肠道中干扰素-γ（IFN-γ）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素-1β（IL-1β）和白介素-8（IL-8）等细胞因子的分泌。大口黑鲈配方中高含量的可消化碳水化合物（＞10%）可能是诱导鱼类出现代谢性肝病的主要原因，Yu 等（2019）发现，在高淀粉配方（12%淀粉）中添加自溶啤酒酵母（1%）可以降低肝糖原含量并改善脂代谢相关基因的表达，进而抑制炎症和细胞凋亡反应。Chen等（2019）报道，在饲料中添加1%的水解胶红酵母（Rhodotorula mucilaginosa）可以使尼罗罗非鱼幼鱼生长免疫反应和抗氧化能力维持在更好的状态。

一系列研究表明，不同的细菌类单细胞蛋白对水生动物的生长和饲料消化率具有潜在的益处，但是也受添加量和物种差异的影响。Biswas 等（2020）研究表明，在鰤鱼（Seriola quinqueradiata）配方中添加20%的荚膜甲基球菌蛋白不会损害鱼的生长性能和饲料转化率。Chama等（2021）的研究结果显示，荚膜甲基球菌蛋白可以完全替代尼罗罗非鱼配方中的鱼粉（100 g/kg）而不影响鱼的生长性能。Guo 等（2022）发现，在大口黑鲈（Micropterus salmoides）的低鱼粉配方中用3%～6%的荚膜甲基球菌蛋白部分替代鱼粉可以改善鱼的生长性能。Zhang等（2022）调查了荚膜甲基球菌蛋白对大口黑鲈生长性能的影响，结果表明，菌体蛋白添加量达到129 g/kg 时对鱼的生长性能或饲料转化率没有显著影响，而当添加量超过129 g/kg时鱼的生长性能和饲料转化率下降。在黑鲷鱼（Acanthopagrus schlegelii）饲料配方中，使用荚膜甲基球菌蛋白替代饲料中4.13%～24.80%的鱼粉（基础配方中鱼粉含量为400 g/kg）不会对鱼的生长性能产生负面影响（Xu 等，2021）。Yu 等（2022）利用不同水平的荚膜甲基球菌蛋白部分替代幼建鲤（Cyprinus carpio var.Jian）饲料中的豆粕后发现，配方中添加6%、8%和10%的荚膜甲基球菌蛋白可以显著提高鱼的生长性能。在有关大菱鲆（Scophthalmus maximus L.）的研究中，Zheng 等（2023）发现，荚膜甲基球菌蛋白（添加量为183 g/kg）可以替代配方中30%的鱼粉而不会对鱼的生长性能产生负面影响。在含有250 g/kg 鱼粉的凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）配方中，荚膜甲基球菌蛋白可以替代配方中45%的鱼粉蛋白而不影响虾的生长性能（Chen 等，2022）。Chen 等（2022）的研究表明在含有230 g/kg鱼粉的凡纳滨对虾配方中，荚膜甲基球菌蛋白替代配方中28.40%、35.85%和43.46%的鱼粉可以显著提高虾的生长性能。上述两个有关凡纳滨对虾研究的结果差异可能与试验配方、养殖条件以及初体重的不同有关。多项研究表明，乙醇梭菌蛋白是良好的水生动物可替代蛋白源。Zhu 等（2022）建议，以乙醇梭菌蛋白（添加量为204 g/kg）替代配方中51%的鱼粉，不会对大口黑鲈的生长性能产生不利影响。类似地，Ma等（2022）的研究结果表明，乙醇梭菌蛋白（添加量为180 g/kg）替代配方中50%的低温蒸汽干燥鱼粉对大口黑鲈的生长性能没有负面影响。在含有560 g/kg鱼粉的凡纳滨对虾配方中，乙醇梭菌蛋白可以替代配方中30%的鱼粉而不损害对虾的生长性能和肉品质（Yao 等，2022）。Wu 等（2022）发现，配方中添加162.5 g/kg 的乙醇梭菌蛋白不会对皱纹盘鲍（Haliotis discus hannai）的生长性能产生影响。在黑鲷幼鱼的配方中，乙醇梭菌蛋白可以替代对照组（含有400 g/kg 鱼粉）中高达58.2%的鱼粉，而不会对鱼的生长性能产生不利影响（Chen 等，2020）。在有关幼建鲤的研究中，Li等（2021）发现随着配方中乙醇梭菌蛋白含量从0增加到200 g/kg，鱼的末体重、特定生长率、蛋白转化效率和肥满度显著提高。同样地，Maulu等（2021）报道，随着配方中乙醇梭菌蛋白含量（0～200 g/kg）的增加罗非鱼的生长性能显著提高。Biswas等（2020）研究表明，荚膜甲基球菌蛋白（添加量为204 g/kg）可以替代鰤鱼配方中30%的鱼粉，而不影响饲料中蛋白质（98.6%）、脂肪（89.2%）和磷（24.7%）的表观消化率。Guo 等（2022）发现，在大口黑鲈配方中补充3%～9%的荚膜甲基球菌蛋白可以提高饲料中干物质（75.9%～78.0%）、蛋白质（91.2%～92.0%）、能量（82.3%～83.0%）以及铜（53.3%～66.5%）的表观消化率。在黑鲷鱼饲料配方中添加15～90 g/kg的荚膜甲基球菌蛋白不会影响饲料中干物质（78.2%～81.8%）、粗蛋白（85.6%～88.4%）和粗脂肪（91.6%～95.0%）的表观消化率（Xu 等，2021）。Yu 等（2022）研究了幼建鲤对荚膜甲基球菌蛋白的原料表观消化率，结果表明原料干物质、蛋白质、脂肪和能量的表观消化率分别为70.9%、90.7%、67.7%和80.2%，必需氨基酸和非必需氨基酸的表观消化率在88.0%～91.2%范围内。在含有600 g/kg鱼粉的大菱鲆对照组配方中，随着荚膜甲基球菌蛋白替代鱼粉水平从0 增加到100%，饲料中干物质（69.3%～38.2%）、蛋白质（91.3%～64.4%）和脂肪（76.6%～18.4%）表观消化率随着菌体蛋白添加量的增加而显著降低（Zheng 等，2023）。Tlusty 等（2017）发现，使用甲基杆菌（Methylobacterium extorques）单细胞蛋白替代大西洋鲑鱼配方中55%的鱼粉对饲料表观消化率没有显著性影响。在大口黑鲈饲料中添加高达190 g/kg 的乙醇梭菌蛋白对粗蛋白的表观消化率（92.0%）没有不利影响；然而随着乙醇梭菌蛋白添加量从0 增加到190 g/kg，饲料中干物质的表观消化率显著下降（81.0%～79.4%）（Yang等，2023）。与之前的研究结果相反，Zhu 等（2022）报道，饲料中干物质（76.9%～80.6%）和蛋白质（90.6%～94.9%）的表观消化率随着乙醇梭菌蛋白含量的增加（0～300 g/kg）而显著提高，而饲料中脂肪（82.3%～86.0%）的表观消化率不受添加量的影响。

配方中添加荚膜甲基球菌蛋白有助于改善大西洋鲑鱼由于采食大豆引起的肠炎，这种益处可能与荚膜甲基球菌细胞壁中的脂多糖有关（Romarheim 等，2013；Romarheim 等，2011；Vasanth 等，2015）。Zhang等（2022）报道，荚膜甲基球菌蛋白（43～215 g/kg）替代大口黑鲈幼鱼配方中的鱼粉可以通过激活Toll 样受体2（TLR2），诱导炎症细胞因子的产生，增强免疫反应，这种免疫刺激作用可能是由菌体蛋白细胞壁中的脂蛋白、脂多糖和肽聚糖等成分引起的。此外，饲料中添加86 g/kg 的菌蛋白不会影响鱼的肠组织形态，而当添加量超过86 g/kg 后鱼的肠道发育受阻，表现为肠壁厚度和绒毛高度降低。Chama 等（2021）证明荚膜甲基球菌单细胞蛋白可以在不影响罗非鱼生长性能和抗氧化能力的情况下改善免疫反应。Jiang 等（2021）发现配方中添加137.5 g/kg乙醇梭菌蛋白对南美白对虾的肠组织形态和免疫力没有不利影响。然而，高含量的乙醇梭菌蛋白（≥206.3 g/kg）通过影响吞噬体和细胞凋亡的相关通路对南美白对虾的免疫功能产生负面影响。在幼建鲤中，配方中添加乙醇梭菌蛋白（50～200 g/kg）可以提高鱼的抗氧化能力（Li等，2021）。在含有500 g/kg鱼粉的大口黑鲈基础饲料中，使用乙醇梭菌蛋白替代配方中63%以内的鱼粉可以提高鱼的抗氧化能力和肠道健康（Zhu 等，2022）。Maulu 等（2021）报道，配方中添加乙醇梭菌蛋白（50～200 g/kg）可以增强尼罗罗非鱼的抗氧化能力和免疫反应。类球红细菌富含维生素和类胡萝卜素，具有作为功能性营养成分的潜力（Sasaki 等，1998）。Liao 等（2022）的研究表明，类球红细菌可维持南美白对虾的肠道健康并增强抗氧化能力和免疫力。Alloul 等（2021）报道，在南美白对虾（Penaeus vannamei）餐后攻毒试验中，光异养生长的紫色无硫细菌抑制了病原体的生长。

4.1 单细胞蛋白的理化特性

水产膨化饲料具有物理品质好和营养价值高等优点。鱼饲料配方，尤其是肉食性鱼类配方中最丰富的成分是蛋白质原料。蛋白质原料不仅可以提供营养物质，而且会对饲料的物理质量产生重要影响。蛋白质的理化特性，如溶解度、乳化性和黏度对于其在水产膨化饲料中的可用性至关重要，而目前对单细胞蛋白理化特性的研究有限。Razzaq等（2020）报道，酿酒酵母单细胞蛋白的容重为0.53 g/cm3，吸油性为1.72 g/g，吸水性为2.10 g/g，发泡性和泡沫稳定性分别为10.49%和17.4%，乳化性和乳化稳定性分别为52.36%和70.54%，这些良好的理化特性表明该蛋白可用作食品中常用蛋白质的替代物。Vananuvat 等（1975）研究了脆壁酵母的蛋白提取物的理化特性，研究结果表明，pH大于7.5时蛋白质的溶解度最高；酵母单细胞蛋白的发泡性高于大豆分离物，而酵母蛋白的泡沫稳定性较差；酵母蛋白的乳化活性高于大豆分离蛋白；酵母蛋白表现出比水更低的表面张力。Ma等（2022）的研究表明，乙醇梭菌蛋白的容重为0.59 g/cm3，吸油性为0.56 g/g，吸水性为3.88 g/g，蛋白质溶解度为6.04%，此外，该蛋白的发泡性和泡沫稳定性分别为120%和38.9%，乳化性和乳化稳定性分别为0.25 m2/g 和18.8 min。柳入铭等（2022）的研究结果表明，乙醇梭菌蛋白中的碱溶性蛋白占蛋白总含量的76.80%，水溶性蛋白占3.43%，盐溶性蛋白占0.21%，醇溶性蛋白占0.04%。为了提高单细胞蛋白在食品和饲料加工领域的使用效率，需要对单细胞蛋白的理化特性和结构特性进行深入研究。

4.2 单细胞蛋白对饲料加工的影响

有关单细胞蛋白对饲料加工影响的研究很少。现有的研究通常涉及在挤压膨化或颗粒制粒系统中测试不同配方对颗粒质量的影响。Samuelsen 等（2018）的研究表明，由于裂壶藻的脂肪含量高，添加高水平的裂壶藻会导致膨化饲料的硬度和耐久性下降。然而，适宜的裂壶藻添加水平（132 g/kg DM）不会影响以植物蛋白为基础的水产膨化饲料的物理质量。Alcaraz 等（2021）研究了添加3 种微藻（小球藻、扁藻和微拟球藻）对膨化饲料物理质量的影响，结果表明，膨化饲料的物理质量受微藻类型和微藻添加量的交互影响，添加微藻通常会提高膨化饲料的颗粒硬度和耐久性，并减少漏油率。Øverland 等（2007）研究了荚膜甲基球菌蛋白对膨化狗粮和鲑鱼饲料物理质量的影响，结果表明，在狗粮中添加荚膜甲基球菌蛋白会导致颗粒变短、膨化率增加、出粉率、下沉率和硬度下降。在鲑鱼饲料中，荚膜甲基球菌蛋白可以增加饲料的容重和硬度，但是降低了膨化饲料的耐久性。Ma等（2022）研究了乙醇梭菌蛋白添加量对水产低淀粉膨化浮性饲料物理质量的影响，结果表明乙醇梭菌蛋白可以显著降低饲料的容重、水溶性、溶失率和漏油率，并且可以显著提高饲料的膨化率、硬度、吸水性和吸油性。

单细胞蛋白作为水产饲料成分具有巨大的潜力，其主要优点之一是包含各种功能性成分，对水产动物的生长性能和健康状况有积极作用。此外，一些单细胞蛋白可以改善水产饲料的物理质量，进而减少饲料浪费并提高饲料利用率。更重要的是，单细胞蛋白的生产效率远高于植物性蛋白和动物性蛋白，是解决水产养殖业蛋白原料匮乏和实现水产养殖业可持续性绿色发展的重要策略之一。然而，目前单细胞蛋白的生产及其在水产饲料中的应用仍然存在一些问题。首先是单细胞蛋白的可接受性和安全性问题，尽管诸多研究验证了单细胞蛋白的安全性，但是人们对于单细胞蛋白存在的潜在安全风险，包括毒素、过敏原和核糖核酸等仍保持怀疑态度，因此，需开展大量研究以健全相关安全评价标准和法律法规。其次是单细胞蛋白存在产量低和成本高的问题，需要对单细胞蛋白的加工工艺，包括微生物来源的选择、原（辅）料的选择、培养/发酵流程、干燥条件等进行优化。在水产饲料的应用中，高水平添加单细胞蛋白会对水产动物的生长和健康产生负面影响，需从营养调控和遗传育种等多方面开展研究以消除高水平添加单细胞蛋白的不利影响。此外，单细胞蛋白中的功能性成分，包括多糖、核苷酸、磷脂等对水产动物生理功能影响的机制尚不明确，仍需开展深入研究。

参考文献及更多内容详见：

饲料工业，2023，44（6）：32-37

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