在“双碳”目标与粮食安全战略背景下,我国饲料添加剂行业正加速推进绿色高效生产技术的升级。近日,多家生物技术企业披露,通过优化氮源配比,特别是将氨水与磷酸二氢铵进行科学组合,显著提升了维生素B12、核黄素(维生素B2)等关键营养性发酵产品的产率,标志着我国在高端饲料原料自主可控方面迈出坚实步伐。
在微生物发酵生产饲料级维生素的过程中,氮源的种类与供给方式直接影响菌株的代谢活性与产物合成效率。传统工艺多依赖玉米浆、蛋白胨等有机氮源,但存在成本高、成分波动大、易产生副产物等问题。近年来,以氨水和磷酸二氢铵为代表的无机氮源因其高纯度、低成本、易控性等优势,逐渐成为工业化生产的优选方案。
据某头部生物制造企业技术负责人介绍,在维生素B12的发酵体系中,采用氨水作为主氮源进行连续流加,可实现对菌体生长阶段的精准调控。其快速释放的铵离子(NH₄⁺)能迅速满足菌体增殖期的高氮需求,缩短发酵周期。而在进入产物合成期后,引入磷酸二氢铵,不仅补充了氮元素,更重要的是提供了稳定的磷酸盐缓冲体系,有效维持发酵液pH值稳定,避免因氨水过量导致的碱性冲击,从而保护关键合成酶的活性。
“磷酸二氢铵在此过程中扮演了‘双重角色’——它既是氮源,也是无机盐中的磷源,同时还能调节培养基渗透压,提升细胞抗逆性。”该负责人强调,“这种‘一物多用’的特性极大简化了培养基配方,降低了杂质引入风险,特别适合GMP级产品的生产。”
此外,研究还发现,合理搭配碳源(如葡萄糖或甘油)与上述氮源,并辅以微量生长因子(如生物素、钴离子)及特定前体物质(如δ-氨基乙酰丙酸),可进一步激活菌株的代谢通路,使维生素B12的产量提升15%以上。
业内专家指出,这一氮源组合策略的成功应用,不仅降低了生产成本,还减少了有机氮源使用带来的高COD废水排放,符合清洁生产要求。未来,随着对菌株营养需求的深入解析,更多基于促进剂、抑制剂调控的智能补料工艺将被开发,推动饲料添加剂产业向智能化、可持续化方向发展。
目前,相关企业已启动基于该技术的万吨级生产线扩建项目,预计将在2026年全面投产,进一步巩固我国在全球饲料添加剂市场的竞争优势。