??2月17日，記者從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所了解到，該所研究員李付廣團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了將棉花秸稈轉(zhuǎn)化為微生物蛋白的技術(shù)突破，這一成果為棉花秸稈的高值化利用以及飼料蛋白資源的開發(fā)開辟了全新路徑。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在了學(xué)術(shù)期刊《生物資源技術(shù)》上。

??根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部畜牧獸醫(yī)局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在2023年，我國(guó)飼料用量在糧食消耗中所占比例達(dá)到了53%，飼用蛋白資源短缺的問題較為突出。把豐富的農(nóng)業(yè)秸稈資源轉(zhuǎn)化為飼用蛋白飼料，成為解決這一問題的可行辦法。

??棉花是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，常年種植面積約4500萬(wàn)畝。棉花生物質(zhì)主要由纖維、棉籽和棉稈構(gòu)成，三者的比例大致為1∶1.5∶5，其中秸稈的生物量占比最大。統(tǒng)計(jì)顯示，2024年我國(guó)棉纖維產(chǎn)量為616.4萬(wàn)噸，按照上述比例計(jì)算，棉花秸稈的產(chǎn)生量約為3000萬(wàn)噸。目前，棉花秸稈主要的處理方式是還田和焚燒，這在很大程度上造成了資源的浪費(fèi)。

??李付廣表示：“和其他禾本科類農(nóng)作物秸稈相比，棉花秸稈的木質(zhì)化程度更高，其轉(zhuǎn)化利用的難度也更大。”棉花秸稈主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成，其中纖維素和半纖維素約占65% - 85%。纖維素、半纖維素經(jīng)過水解后會(huì)產(chǎn)生葡萄糖和木糖，這兩種糖可以被微生物轉(zhuǎn)化為多種高附加值產(chǎn)物。不過，在自然界中，多數(shù)微生物能夠利用葡萄糖，但可以有效利用木糖的微生物卻比較少。所以，篩選出能夠同時(shí)高效利用葡萄糖和木糖的菌株，是將秸稈水解后轉(zhuǎn)化為微生物蛋白的關(guān)鍵所在。

??研究團(tuán)隊(duì)對(duì)棉花秸稈不同部位木質(zhì)纖維素的基本特征進(jìn)行了解析，進(jìn)而評(píng)估了這些部位作為生物質(zhì)原料的潛力，為棉花秸稈的原料化利用奠定了基礎(chǔ)。通過對(duì)多種微生物進(jìn)行篩選，團(tuán)隊(duì)獲得了一種能夠高效利用葡萄糖和木糖合成蛋白質(zhì)的酵母菌。經(jīng)過發(fā)酵，微生物將秸稈水解液轉(zhuǎn)化為微生物蛋白，每升發(fā)酵液中的微生物蛋白量達(dá)到了5.74克，并且氨基酸含量豐富。每噸棉花秸稈可產(chǎn)生約84公斤微生物粗蛋白和36公斤碳水化合物。

??中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所副研究員蔡成固介紹：“按照這一工藝，我國(guó)每年產(chǎn)生的棉花秸稈可轉(zhuǎn)化為約250萬(wàn)噸微生物蛋白和約100萬(wàn)噸碳水化合物。剩余的秸稈殘留物質(zhì)主要為木質(zhì)素，還可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為腐殖酸和化肥緩釋劑等，從而實(shí)現(xiàn)棉稈的全組分利用，提升棉稈轉(zhuǎn)化的整體經(jīng)濟(jì)性。”通過生物轉(zhuǎn)化技術(shù)，將原本難以處理的棉花秸稈轉(zhuǎn)化為微生物蛋白，不僅能夠?yàn)樾竽翗I(yè)提供充足的蛋白飼料，還將有力地推動(dòng)棉花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。