中国农业科学院饲料研究所与北京首钢朗泽新能源科技有限公司10月30日联合宣布，经多年联合攻关，全球首次实现从一氧化碳到蛋白质的一步合成，并已形成万吨级工业产能。此举突破了天然蛋白质植物合成的时空限制，在我国饲用蛋白原料对外依存度长期保持在80%以上、大豆进口最高年份已超过1亿吨的大背景下，对弥补我国农业短板及对促进国家“双碳”目标达成具有深远意义。

　　A  “无中生有” 制造新型饲料蛋白资源

　　该项目首席科学家、中国农科院饲料所研究员薛敏博士介绍，蛋白质的天然合成通常要在植物或植物体内具有固氮功能的特定微生物体内通过自然循环实现，过程中涉及复杂的遗传表达、生化合成、生理调控等生命过程，反应缓慢，物质和能量的转化效率较低，最终积累的蛋白质含量低。而人工利用天然存在的一氧化碳和氮源（氨）大规模生物合成蛋白质，则不受此限，故人工合成蛋白长期以来被国际学术界认为是影响人类文明进程和对生命现象认知的革命性前沿科学技术。

　　首钢朗泽经六年多攻关，突破了乙醇梭菌蛋白制备核心关键技术，大幅度提高反应速度（22秒合成），创造了工业化条件下一步生物合成蛋白质获得率最高85%的世界纪录，并成功实现工业化应用；与中国农科院饲料研究所合作开展乙醇梭菌蛋白效价系统评定，共同在国家重点研发计划——蓝色粮仓项目框架内推广应用，已于2021年8月获得全球首份饲料和饲料添加剂新产品证书。

　　该项研究以含一氧化碳、二氧化碳的工业尾气和氨水为主要原料，“无中生有”制造新型饲料蛋白资源，将无机的氮和碳转化为有机的氮和碳，实现了从0到1的自主创新，具有完全自主知识产权。

　　以工业化生产1000万吨乙醇梭菌蛋白（蛋白含量83%）计，相当于2800万吨进口大豆（蛋白含量30%）当量，“不与人争粮、不与粮争地”，开辟了一条低成本非传统动植物资源生产优质饲料蛋白质的新途径，可减排二氧化碳2.5亿吨。

　　B  可替代豆粕、鱼粉 对保障粮食安全意义重大 

　　在为“工业废气作原料‘无中生有’产蛋白”的这一最新技术突破高兴和欣慰的同时，也有人对其中的一些技术环节提出疑问，该项目真的是“全球首次实现从一氧化碳到蛋白质的一步合成，并已形成万吨级工业产能”吗？

　　北京首钢朗泽负责技术研发的副总裁晁伟博士表示，乙醇梭菌是自然界存在的菌种，很多国家都在研究，但大多数研究集中在用一氧化碳生物发酵合成乙酸、乙醇、异丙醇等化学品，对菌体合成蛋白质及其功能性研究很少。他强调，“此次是国际上首次在工业条件下用含一氧化碳工业尾气合成菌体蛋白并实现规模化生产”，而且这个蛋白具有很好的功能特性，目前主要用作饲料蛋白原料，可替代豆粕、鱼粉，“对保障粮食安全意义重大”。

　　“粮食安全很大程度在于饲料粮安全。”薛敏博士解释，为支撑我国规模庞大的养殖业，我国饲料年产超过2亿吨，居世界首位，但优质蛋白源却极度缺乏，不得不大量进口；2020年我国大豆进口量超1亿吨，其中饲料消费8800万吨，占比85%，“可见饲料争粮现象之严重”。她表示，该项目的最大意义，就在于“不与人争粮、不与粮争地”，解决饲用蛋白短缺问题。

　　至于“功能特性”，薛敏介绍，中国农科院饲料所与首钢朗泽合作，在国家重点研发计划——蓝色粮仓项目框架内开展乙醇梭菌蛋白效价系统评定，结果显示，乙醇梭菌蛋白为功能性蛋白质，并具有良好的组织化特性，也就是说“作为饲料，既有营养价值又有很好的口感”。结论是10%乙醇梭菌蛋白可替代20%豆粕。

　　C  可利用的原料气很多 以工业尾气中的一氧化碳为主 

　　该项目碳的利用率如何？晁伟指出，乙醇梭菌蛋白是以乙醇梭菌为发酵菌种，以工业尾气中的一氧化碳为主要原料，采用液体发酵，生产乙醇后的剩余物，经分离、喷雾干燥等工艺制得。也就是说，乙醇梭菌在利用一氧化碳合成蛋白的同时，还会产出大量乙醇，每生产1吨蛋白会产生9—10吨乙醇，因此原料气中90%的碳转化为乙醇，10%左右的碳转化为蛋白，“所以碳的利用率并不是只有10%，相应的碳减排量也是结合乙醇一并考虑的”。综合计算，50万吨一碳菌蛋白（联产500万吨乙醇）产量相当于138万吨大豆，1500万吨玉米，减排1250万吨二氧化碳。

　　他介绍，该技术可利用的原料气很多，如钢铁、电石、铁合金、石化炼油、煤化工等工业尾气。以钢铁为例，我国每年钢产量10亿吨，含一氧化碳的转炉煤气+高炉煤气就超过1万亿立方，“当然不能实现100%的利用，但利用部分也是一个相当大的产能，这说明技术的适用性很强，具备大规模产业化的基础条件”。

　　综合新华网消息