一石难尽千层浪：肉鸡系统中大豆蛋白的可持续替代方案评估与生命周期分析

本研究针对肉鸡饲料中大豆蛋白过度依赖的不可持续性问题，系统评估了八类循环生物经济衍生的替代蛋白对肉鸡生产性能、消化率及死亡率的影响，并结合生命周期评估（LCA）量化其环境足迹。研究发现替代效果受蛋白类型、添加水平和鸡种的三重交互影响，其中动物加工蛋白（PAPs）和微藻蛋白表现优异，但需权衡环境效益与生产性能。该研究为可持续家禽生产提供了数据驱动的决策依据，发表于《Poultry Science》。

　　

在全球粮食系统可持续转型的背景下，畜禽养殖业正面临严峻的资源与环境挑战。肉鸡生产作为动物蛋白供给的重要来源，虽然其温室气体排放强度低于反刍动物系统，却隐藏着另一个关键痛点：对大豆蛋白的深度依赖。据统计，全球大豆生产约75%用于动物饲料，其中肉鸡饲料配方中大豆占比常达20-30%。这种依赖不仅推高了饲料成本，更导致了一系列生态问题——南美等地为扩大大豆种植而进行的森林砍伐、长距离运输产生的碳足迹，以及化肥农药使用带来的水体富营养化等。更严峻的是，许多欧洲和非洲国家本土大豆产能有限，高度依赖进口，使得其畜牧业供应链变得脆弱。寻找大豆蛋白的可持续替代方案，已成为畜牧业绿色转型的核心议题。

然而，现有研究存在明显局限性：多数工作要么聚焦替代蛋白对肉鸡生产性能（如采食量、增重、饲料转化率）的影响，要么单独评估其环境效益，缺乏将两者结合的系统性分析。这种割裂视角可能导致决策偏差——某种替代蛋白或许在实验条件下表现良好，但其大规模生产过程中的资源消耗和环境排放可能抵消甚至超过其替代效益。正是为了破解这一难题，由英国贝尔法斯特女王大学全球食品安全研究所领衔的研究团队，开展了一项整合系统综述、荟萃分析（Meta-analysis）和生命周期评估（LCA）的多维度研究，旨在全面评估循环生物经济衍生的替代蛋白在肉鸡系统中的综合表现。该研究成果正式发表在畜牧领域权威期刊《Poultry Science》上。

研究团队通过系统检索Web of Science、PubMed和Scopus等数据库2004-2024年间发表的文献，最终纳入102项符合标准的研究。通过数据提取与聚类，将替代蛋白分为八类：水生蛋白（如微藻）、含可溶物的干酒糟（DDGS）、种子蛋白、叶蛋白、微生物蛋白、动物加工蛋白（PAPs，包括昆虫及屠宰副产物）、菜籽蛋白及混合蛋白。同时，根据肉鸡商业品种的普及度，将鸡种分为科宝500（Cobb 500）、罗斯（Ross）和“其他”三类。研究采用线性混合效应模型（LMER）分析蛋白类型、添加水平及鸡种对平均日采食量（ADFI）、平均日增重（ADG）、饲料转化率（FCR）、干物质与粗蛋白消化率及死亡率的影响，并以地区作为随机效应校正异质性。基于方差倒数加权的FCR斜率对替代蛋白进行排序，优选前三类进行LCA评估。LCA研究遵循ISO 14044:2006框架，采用SimaPro软件，以1000 kg胴体为功能单位，量化全球变暖潜能（GWP）、陆地酸化（TA）、淡水与海洋富营养化（FE/ME）、土地利用（LU）及水消耗（WC）等指标，系统边界限定于养殖场阶段。

描述性分析揭示地域与研究偏好差异

亚洲成为替代蛋白研究最活跃的地区（占42.2%），欧洲、非洲和北美紧随其后。地域间替代蛋白偏好鲜明：北美主导DDGS研究（50%），欧洲和亚洲聚焦PAPs（分别占44%和33%），非洲则以种子蛋白为主（56%）。罗斯鸡种在欧洲研究中使用率最高（73.9%），而非洲多采用地方品种（77.8%）。生长阶段研究分布不均，育肥期（finisher）研究最多（19%），但多数试验（32%）覆盖全周期。

替代蛋白对肉鸡生产性能存在阶段与品系特异性影响

starters阶段（孵化至10日龄）呈现蛋白类型、添加水平与鸡种的显著三重交互效应（p < 0.05）。罗斯鸡对蛋白变化最敏感，所有替代蛋白均降低其ADFI和ADG并提高FCR；科宝500使用PAPs可改善ADG并降低FCR；地方品种则耐受性更强，DDGS和混合蛋白甚至提升ADFI和ADG。growers阶段（至24日龄）ADFI受蛋白类型与添加水平交互影响，而ADG和FCR仍存在三重交互。至finishers阶段（至42日龄），仅ADG和FCR受蛋白类型与添加水平交互影响，表明随日龄增长，鸡只对蛋白替代的敏感性下降。

消化率与死亡率呈现差异化响应

所有替代蛋白在较高添加水平下均显著降低回肠干物质（DM）和粗蛋白（CP）消化率（p < 0.05）。DDGS的CP消化率最高（101%），显著优于微生物蛋白（97.9%）、PAPs（98.3%）和种子蛋白（97.6%）。死亡率仅受蛋白类型影响（p < 0.05），种子蛋白死亡率显著低于DDGS和微生物蛋白。

LCA揭示环境效益的复杂权衡

基于FCR斜率排名，优选微藻（MA）、PAPs和DDGS进行LCA评估。结果显示：

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  PAPs（添加10-15%）全面降低GWP、FE、LU和WC，但增加TA（+8%）；
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  DDGS（15-20%）降低所有功能单位环境影响，但粪便排放除GWP（-4%）外均增加；
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  微藻（10-15%）大幅增加GWP（+16-27%）、TA（+19-24%）和WC（+49-77%），但降低FE（-13-16%）、ME（-10-15%）和LU（-25-35%）。
  粪便排放分析进一步表明，PAPs实现最全面的环境减排，而微藻显著推高GWP和WC。

这项研究通过多维评估揭示了“一刀切”策略在替代蛋白应用中的局限性。不同蛋白类型在不同生长阶段、鸡种及地域背景下表现出迥异的性能与环境影响。PAPs展现出最优的综合效益，但其应用受限于法规与消费者接受度；微藻虽改善部分环境指标，但能源密集型生产模式导致碳足迹激增；植物蛋白虽易获取，但抗营养因子与低消化率制约其高效利用。研究强调，可持续替代方案需基于具体生产语境平衡性能与环境效益，而非寻求通用解方。

该研究的创新性在于首次将系统综述、荟萃分析与LCA深度融合，突破了传统单一维度评估的局限，为产业提供了数据驱动的决策工具。然而，研究亦存在若干限制：替代蛋白聚类可能掩盖组内异质性（如昆虫发育阶段与加工方式差异）；“其他”鸡种的遗传多样性可能混淆性能归因；LCA排除上游链条可能低估全周期影响；微藻数据依赖文献估算引入不确定性。未来研究需开发标准化LCA数据库，加强社会可持续性（如消费者接受度）评估，并探索酶处理、发酵等提质技术以提升植物蛋白利用效率。

最终，团队指出替代蛋白的选择是一场多维博弈——从鸡只育雏期的消化生理限制，到全球不同区域的资源禀赋与政策环境，再到环境排放的跨介质转移（如减少LU却增加TA），均需系统考量。唯有通过精准的营养策略、创新的加工技术和包容的政策框架，才能真正推动肉鸡系统走向可持续未来。