2019年度國家技術發明獎二等獎新型飼用氨基酸與豬低蛋白質飼料創制技術

主要完成人：

譙仕彥（中國農業大學）

王德輝（長春大成實業集團有限公司）

岳隆耀（遼寧禾豐牧業股份有限公司）

曾祥芳（中國農業大學）

王春平［亞太興牧（北京）科技有限公司］

馬 曦（中國農業大學）

提名單位：北京大北農科技集團股份有限公司

中國農業大學動物科學技術學院教授譙仕彥主持完成的“新型飼用氨基酸與豬低蛋白質飼料創制技術”項目獲得2019年度國家技術發明獎二等獎。該項目獨創賴氨酸硫酸鹽低成本生產工藝；國際首創蘇氨酸、色氨酸無離子交換的結晶提取新技術；發明了精氨酸內源合成激活劑NCG生產新工藝；創建了豬不同生理階段低蛋白質飼料技術體系。項目研制的產品出口到35個國家和地區，創建的低蛋白質飼料體系累計節約大豆1200萬噸。項目成果有效緩解了我國對大豆為主的蛋白質飼料的進口依存度，顯著減少了養豬業氮排放，降低了飼料配方成本，促進了我國養豬業的可持續發展，提升了我國氨基酸產業的國際競爭力，產生了明顯的社會、經濟和生態效益。

一、項目簡介

我國養豬產業規模世界第一，但長期存在蛋白質飼料資源短缺，以大豆為主的飼用蛋白質大量依賴進口；高蛋白質飼料配制及利用技術落后，造成氮排放過多污染嚴重等問題。但國內外低蛋白質飼料配制技術又存在種豬繁殖性能低、育肥豬胴體品質下降的難題。針對上述問題，項目歷經16年，在新型飼用氨基酸創制、內源氨基酸合成與氮高效利用、新型低蛋白質飼料制備等方面進行了系統研究，取得了系列重要發明。

1.發明了賴氨酸硫酸鹽制備工藝和蘇氨酸與色氨酸直接結晶新技術，實現了規?；a，扭轉了我國飼用氨基酸依賴進口的被動局面，為新型低蛋白質飼料的創制奠定了基礎。獨創霧化造粒、成型選別和流化包衣制備賴氨酸硫酸鹽工藝，創制出賴氨酸硫酸鹽系列新產品，較傳統賴氨酸鹽酸鹽生產污水排放減少90%，成本降低45%；產品占全球賴氨酸市場份額近40%，年出口量超過100萬噸。創建了高滲發酵與連續補料相結合以及無離子交換直接結晶蘇氨酸和色氨酸的新技術，較傳統技術成本分別降低48%和60%。

2.發明了氨基酸內源合成激活劑N-氨甲酰谷氨酸（NCG）新工藝，首創畜禽內源氨基酸合成與氮高效利用新途徑，為減少氮排放和改善種豬繁殖性能提供了技術支撐。創建了以甲酸銨、氫氧化鈉和谷氨酸為原料制備NCG母液以及母液微波處理新工藝，替代了歐美以氰酸鉀等有毒物質為原料的生產工藝，實現了飼用NCG安全高效生產，填補了國內外促進畜禽氨基酸內源合成產品的空白。NCG通過激活N-氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ促進精氨酸、瓜氨酸、鳥氨酸和脯氨酸等氨基酸體內合成，氮沉積效率提高10%以上，窩產仔數平均提高1.2頭。

3.發明了新型低蛋白質氨基酸平衡飼料技術與系列產品，突破了胴體品質下降的技術瓶頸，有效緩解了大豆高度依賴進口和養豬業氮排放污染的問題。解析了低蛋白質飼料中關鍵氨基酸在豬體內的代謝轉化與調控機制，揭示了凈能體系配制豬低蛋白質飼料增加氮利用率、減少體脂肪沉積的機制，創建了新型低蛋白質飼料中多種氨基酸相互平衡和凈能賴氨酸平衡新模式。創制了種豬、仔豬和育肥豬系列新型低蛋白質飼料產品16種。與高蛋白質飼料相比，新型低蛋白質氨基酸平衡飼料可提高豬肉中風味物質的含量，瘦肉率提高10%以上，養殖全程豆粕平均用量減少20%以上，氮利用率提高10%～15%，糞尿排泄、氮排放和豬舍氨氣濃度分別減少15%～20%、25%～35%和20%～30%。

項目獲國家發明專利17件，飼料添加劑新產品證書2個，歐盟飼料添加劑安全認證證書3個；制修訂國家標準2項、團體標準1項；發表論文122篇，其中SCI論文70篇。項目成果曾獲神農中華農業科技獎一等獎和大北農科技獎一等獎。

二、應用情況

1.社會效益。

（1）促進了我國氨基酸產業的迅速發展，提高了產品國際競爭力。飼用氨基酸工業化高效環保生產工藝的攻克，徹底扭轉了我國飼用氨基酸多年依賴進口的局面。自2000年項目執行以來，項目創制的賴氨酸硫酸鹽產品已占據我國賴氨酸市場份額的50%，全球賴氨酸市場份額的30%，年出口量超過100萬噸。在項目組帶動下，近3年，國產賴氨酸硫酸鹽已占據全球賴氨酸市場份額約40%，產品銷售到歐美日韓等35個國家和地區。2016年和2017年，賴氨酸硫酸鹽、蘇氨酸、色氨酸分別獲得歐盟飼料添加劑安全證書，使我國的飼用氨基酸產業迅速發展成為一個經濟效益顯著、國際競爭力不斷增強的新型產業，同時帶動了全球氨基酸產業的綠色生產。項目組研發的國內外首個飼用NCG在短短的3年內產生了明顯的經濟效益，產品已出口到韓國、馬來西亞、烏茲別克斯坦、泰國等9個國家和地區。

（2）促進了我國養豬業可持續發展。養豬業年排放氮200余萬噸，約占全國氮排放總量的28%，同時面臨蛋白質飼料資源的嚴峻挑戰。項目研發了低蛋白質飼料配制技術體系，發明的各生理階段豬低蛋白質系列飼料產品，近3年累計推廣1.1億噸，占我國豬飼料年產銷量的20%，使用后年減少豆粕用量500萬噸以上，減少氮排放超過35萬噸，緩解了我國蛋白質飼料資源短缺、減少了蛋白質飼料資源浪費及氮排放嚴重污染環境的問題，為我國養豬業的可持續發展提供了技術支撐。

（3）推動了學科發展和國家級創新平臺建設。項目對低蛋白質飼料下關鍵氨基酸在豬體內的代謝規律和轉化機制的深入解析，對低蛋白質飼料中氨基酸的限制性順序、飼料氮降低程度與補充氨基酸種類、順序和數量的關系的研究，推動了我國動物營養與飼料學科的發展。項目成果的順利完成和應用，提升了國家飼料工程技術研究中心、動物營養學國家重點實驗室等國家級創新平臺的科技創新能力。

（4）培養了一大批飼料業和養豬業各層次的技術及管理人才。項目實施以來，累計培養博士及碩士研究生60余名，舉辦新型氨基酸應用技術、低蛋白質飼料技術培訓班300多次，培訓人員超過15萬人次，提高了我國飼料業和養豬業一線技術和管理人員的整體水平。

2.經濟效益。近3年，項目完成單位累計新增銷售額44.08億元，新增利潤4.66億元。其他主要應用單位如雙胞胎（集團）股份有限公司、廣東溫氏食品集團有限公司、廣西揚翔股份有限公司、四川鐵騎力士實業有限公司、播恩生物技術股份有限公司、四川省畜科飼料有限公司、湖南正虹科技發展股份有限公司、湖南偉業動物營養集團股份有限公司、北京英惠爾生物技術有限公司、南寧賽嘉種豬有限公司和ME NON PRODUCTION TRADE CO. LTD等11個企業累計新增銷額229.01億元，新增利潤28.58億元。

3 生態效益。項目成果的一個主要方面是從養豬業源頭上減少氮排放。近3年，項目的推廣應用共減少氮排放45萬噸，有效緩解了養豬業排泄物的污染。豬舍中氨氣濃度的大幅降低，既減少了氨氣等對豬和養豬生產一線工人的危害，同時減少了對豬場周邊空氣的污染。