酵母单细胞蛋白及其在动物生产中的应用

李茜茜，曹新农，刘国华

中国农业科学院饲料研究所，北京 100081

据估计，2050 年世界人口将达到97 亿，全球对动物源性蛋白质的需求正在稳步增长（Jach等，2022），畜禽养殖需要增加74 倍的土地面积和8 倍的淡水资源才能满足需求（Poore 等，2018）。然而，世界范围内（特别是发展中国家）植物饲料的种植受土地面积缩减影响最大，因此设计新的营养策略和寻找可供替代的蛋白质来源迫在眉睫。以发酵为基础的“细胞农业”是利用微生物获得单细胞蛋白（SCP）的新途径。SCP 也称作菌体蛋白或微生物蛋白，是从纯微生物细胞培养物（藻类、细菌、真菌等）中提取的干燥微生物细胞或总蛋白。SCP 除蛋白质含量高外（占细胞干重的60%～82%），还含有脂肪、碳水化合物、核酸、维生素以及赖氨酸、蛋氨酸等必需氨基酸（Thiviya 等，2022），营养价值可与豆粕、鱼粉相媲美。其中，酵母菌对底物、发酵产物和温度的耐受性使其在SCP 生产中具有巨大的潜力（Balakumar 等，2012）。利用酵母菌生产SCP 有助于解决重大的经济问题和环境问题。一方面，酵母可利用廉价而丰富的废弃物作为碳源和能量来源，高效转化为蛋白质含量高的产品；另一方面，酵母SCP 的生产具有可持续性和环保性，整个过程不受农业技术和地理因素的限制，降低了废弃物处理不当对环境的影响。因此，开发和推广酵母SCP 在解决人类粮食和动物饲料短缺的问题上具有重要意义。

1 生产SCP 常用的酵母菌

1.1 酿酒酵母

酿 酒 酵 母（Saccharomyces cerevisiae）涉及食品、化工、酿造、医药和饲料诸多领域，是目前应用最为广泛的单细胞真核微生物。酿酒酵母细胞富含蛋白质、B 族维生素、α-D- 甘露聚糖、β-D- 葡聚糖、几丁质以及钙、镁、锌等矿物质（Hoque 等，2021）。酿酒酵母世代周期相对较短（1.5～3 h），在温度为28～33 ℃、pH 为4～6的酸性条件下生长较好。研究发现，酿酒酵母发酵能力强，容易进行大规模培养，生产的SCP 含有44.4% 的粗蛋白质、1% 的粗脂肪、2.70% 的粗纤维、0.12% 的钙和1.40% 的磷，在肉鸡饲粮中的代谢能为1,990 kcal/kg（Moniruzzaman 等，2019）。

1.2 解脂耶氏酵母

解脂耶氏酵母（Yarrowia lipolytica）是一种非常规产油酵母，通过产生胞外乳化剂、增加疏水底物的混溶性来获取营养物质。解脂耶氏酵母具有以下生理特性：可利用底物范围广，不仅能以油作为主要碳源，还具有脂肪酸、烷烃和甘油三酯等疏水底物的代谢途径（Papanikolaou等，2010）；抗逆性强，能适应低温、低pH，对镉、钴、镍等重金属离子和高浓度的盐也有一定的耐受性（Gottardi 等，2021）；蛋白表达分泌能力强，是优越的蛋白质合成平台（Nasseri 等，2011）。

1.3 假丝酵母属

常用于生产SCP 的假丝酵母主要有产朊假丝酵母（Candida utilis）、热带假丝酵母（Candida tropicalis）、克鲁假丝酵母（Candida krusei）和近平滑假丝酵母（Candida parapsilosis）等。假丝酵母属（Candida spp.）以多边出芽方式进行无性繁殖，形成假菌丝，世代周期短。其中产朊假丝酵母细胞富含必需氨基酸（尤其是赖氨酸）、B 族维生素、麦角固醇、矿物质以及蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶，具有强大的发酵特性和吸收戊糖的能力，生产的SCP 营养特性优良、适口性好（Buerth等，2016）。

1.4 其他

甲醇酵母是一种以甲醇为唯一碳源和能量来源的甲基营养酵母，巴斯德毕赤酵母（Komagataellapastoris）、多形汉逊酵母（Ogataea polymorpha）和博伊丁假丝酵母（Candida boidinii）是3 种最具代表性的甲醇酵母（傅晓莹等，2023）。与酿酒酵母相比，甲醇酵母发酵过程中不易积累乙醇等代谢副产物，降低了对细胞的毒性作用，从而能够实现高密度生长（Fernández 等，2016）。其中，巴斯德毕赤酵母生产的重组蛋白类型超出5000 种，是研究最为广泛的重组蛋白表达宿主（Schwarzhans 等，2017）。食腺嘌呤芽生葡萄孢酵母（Blastobotrys adeninivorans）是一种利用各种含碳氮底物生长的耐热、耐渗透压的产SCP酵母（Malak 等，2016），其生物量可提供蛋白质、矿物质和维生素以及具有免疫刺激特性的β-葡聚糖和α- 甘露聚糖（Meena 等，2013）。海洋隐球酵母（Cryptococcus aureus）可以作为SCP的供体在多种碳源培养基上生长，并分泌大量菊粉酶（Zhao 等，2010）。此外，普鲁兰类酵母（Aureobasidium pullulans）、异常威克汉逊酵母（Wickerhamomyces anomalus）、马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus）等也可用于生产SCP（Aggelopoulos 等，2014 ；Sun 等，2012 ；Han 等，1976）。

2 生产酵母SCP 常用的原料

2.1 农作物副产品

我国是农林业生产大国，秸秆、玉米芯和稻壳等农作物加工副产品年产量高、价格低廉，是微生物生产SCP 的良好来源。木质纤维素原料由纤维素、半纤维素和木质素形成复杂的网状结构，阻碍了纤维素的有效释放，进而影响酶解速率。因此，发酵前需对原材料进行预处理，通过木质素再分配增加底物孔隙度，使糖化酶最大限度地暴露于纤维素和半纤维素表面，以最小的能量消耗提高酶解效率（Bajić 等，2022）。例如，Xu 等（2023）对稀硫酸预处理玉米秸秆中的纤维素进行酶水解合成人造淀粉，纤维素水解产生的葡萄糖再经酿酒酵母在有氧条件下发酵生成SCP，为玉米秸秆的高效利用开辟了新途径。粗纤维含量高的玉米皮经过酵母菌和枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）协同发酵后，粗蛋白质和真蛋白的提升率分别为32.47% 和50.42%，粗纤维降低率为14.19%（高俊杰等，2023）。通过薄层色谱法检测产朊假丝酵母和少孢根霉（Rhizopus oligosporus）发酵后的麦麸中必需氨基酸含量，结果显示，赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、苏氨酸和缬氨酸含量均高于未发酵麦麸（Yunus等，2015）。利用成本低的农作物副产品生产的酵母SCP 饲料质地柔软、气味酸香，营养价值和消化率大幅度提高，适合作为长期饲喂家畜的蛋白质饲料。

加工后的蔬菜和水果渣含有一定的膳食纤维、维生素、微量元素和抗氧化物质，能够支持微生物的生长和繁殖，但大多被当作废弃物处理，造成资源的极大浪费。以马铃薯渣、木薯渣、芋头渣等为代表的块茎类副产物纤维素含量高，含有部分淀粉和少量蛋白质，具有很高的开发利用价值。怀宝东等（2020）将热带假丝酵母、解脂假丝酵母（Candida lipolytica）、啤酒酵 母（Saccharomyces pastorianus）和 黑 曲 霉（Aspergillus niger）均按照1% 的接种量对马铃薯渣进行发酵，黑曲霉作为糖化功能菌株为酵母菌提供可溶性糖，发酵产物的粗蛋白质和真蛋白含量分别比未发酵物料高出59.2% 和194.4%。新鲜水果渣富含可发酵糖和其他必需营养素，也可以用作原料。Somda 等（2018）利用产朊假丝酵母FMJ12 单菌发酵芒果渣，发酵料中粗蛋白质含量可达到56.40%，其氨基酸谱与联合国粮食及农业组织（FAO）的标准相当。发酵时有必要控制培养基中糖的浓度，防止酵母菌因渗透压失衡脱水而引起细胞分裂减少（Mensah 等，2016）。酿酒后的葡萄渣蛋白质含量低，残留的乙醇、单宁、果胶和木质素导致其用作饲料的适口性差，经过酵母菌和乳酸菌协同发酵后产生大量活性和非活性有益微生物并降低了抗营养因子的含量，真蛋白提高43.83%（李祥等，2022）。值得注意的是，酿酒酵母能够吸收和降解霉菌毒素，含水量较高的原料在储存和运输过程中容易发霉变质，在被霉菌污染的水果或蔬菜废弃物中培养时可能会吸收霉菌毒素，因此必须将霉菌毒素含量作为产品品控指标。

2.2 养殖废弃物

养殖场产生的粪便和沼液也能用于SCP 的生产，目前研究较多的是家禽粪便。禽类的肠道短，摄入的饲料还未完全消化就被排出体外，故粪便营养物质的含量远高于猪粪、牛粪。家禽粪便中有机氮含量高、碳氮比低，未消化的蛋白质和尿酸是两种主要的氮源（Nie 等，2015）。产朊假丝酵母以干鸡粪为基质生产的SCP 中含有24.9% 的粗蛋白质，发酵后尿酸含量可降低至0.3%（El-Deek 等，2009）。何 凌（2010）发 现，将白地霉（Geotrichum Candidum）、酿酒酵母和米曲霉（Aspergillus oryzae）等比接种于混合鸭粪培养基，发酵产物的真蛋白含量大幅度提高。利用家禽粪便生产酵母SCP，不仅可用作蛋白质饲料饲喂家畜，还降低了对土壤、水源和空气的污染，但考虑到气味、适口性和粪便中潜在的病原体，用作饲料的饲养效果及安全性还需进一步的研究和验证。

2.3 废水

未经处理排放的工业废水和生活污水含有大量重金属、抗生素、氰化物、病原体等有毒有害物质，对生态环境构成了巨大威胁。各种类型的废水除了在化学成分和浓度方面存在差异外，还包括可溶性和颗粒物化学需氧量（COD）、生物降解性、生物利用度以及潜在的毒性（Vethathirri等，2021）。食品加工废水富含大量有机化合物，与其他类型的废水相比，病原体、重金属和其他有毒污染物的含量要低得多，发酵过程中生成的短链挥发性脂肪酸（VFAs）可以作为外加碳源，达到“以废治废”的目的（薛柯伲，2022）。除了碳源外，有时还需要在培养基中额外添加氮、磷等元素，以支持所选菌株的最佳生长条件，用于合成新的生物量。氮的缺乏导致酵母发酵迟缓，比生长速率和生物量均低于高氮水平，从而影响发酵进程（黄小晶，2016）；也会使细胞中的其他成分，如多糖和多羟基丁酸盐的累积增加，降低蛋白质合成量（Grau，1980）。酵母还需要磷以产生分解有机质的酶，K2HPO4和NaH2PO4是SCP生产的最佳磷源（Srividya 等，2014）。研究发现，利用嗜盐假丝酵母（Candida halophila）和粘红酵母（Rhodotorula glutinis）可有效去除高强度发酵废水中85%以上的有机污染物，同时产出蛋白含量为36% 的SCP（Yang 等，2003）。

3 酵母SCP 的生产工艺

3.1 酵母菌的筛选

酿酒酵母和产朊假丝酵母是经过美国食品和药物管理局（FDA）认证的可视为安全（GRAS）的食品添加剂酵母（Tropea 等，2022），也是我国饲料添加剂目录（2013）允许在动物饲料中使用的酵母种类。因此，筛选出发酵性能优良的酵母菌株用于单一或混合菌种生产SCP 饲料已得到广泛应用。存在于自然界的野生酵母菌经过长期选择，生长能力和适应性都优于人工诱变和长期转接的酵母菌，菌种的筛选直接决定发酵的成败与效果的优劣。木糖在木质纤维素原料中的含量仅次于葡萄糖，然而天然酿酒酵母缺乏木糖代谢途径，造成了酵母不能利用植物原料生产SCP 的经济损失。研究发现，通过基因组重排构建的酿酒酵母对亲本酿酒酵母无法利用的木糖、纤维二糖和阿拉伯糖利用能力强，在好氧条件下能够高效地将葡萄糖和木糖转化为大量SCP（任学良，2016）。基因修饰为酵母细胞工厂的高效蛋白质生产提供有用的靶点，对未折叠蛋白反应关键节点HAC1 相关基因进行细胞工程处理可显著增加蛋白分泌，最终工程菌株产生的α- 淀粉酶和人血清蛋白分别是对照菌株 的3.3 倍 和15.3 倍（Lin 等，2023）。诱 变 育种也能够提高酵母菌的活性，将生长速度快、非蛋白氮利用能力强且蛋白产量高的酵母菌株作为出发菌，经过紫外照射诱变或重离子诱变后，突变菌的SCP 产量大幅度提高（余静等，2022；马霞飞等，2018）。此外，倪巍洪等（2022）还从土霉素菌渣中筛选出一株希腊接合囊酵母菌（Zygoascus hellenicus）Y1，该菌株利用菌渣中的蛋白质等有机物进行二次生产，实现了抗生素菌渣的资源最大化利用，大幅度降低了菌渣的排放。在今后的研究工作中，利用基因工程、代谢组学和高通量筛选等现代生物技术可以在短时间内筛选出生长速度快、具有完整酶系且能稳定遗传的酵母菌，从根本上提高SCP 的产量和质量。

3.2 发酵工艺

固态发酵（SSF）和深层发酵（SmF）是生产酵母SCP 的两种常规方式。固态发酵的微生物可以是单一菌种或混合菌种，多以天然基质或废渣为培养基，微生物在含水量低的情况下通过有氧、无氧或兼性厌氧进行生物质的生产，同时也为其提供生长所需的碳源、氮源及其他营养物质（黎光杨，2022）。固态发酵的生物反应器设计和曝气工艺简单、成本和能耗低，不易受杂菌污染，局限性是只能选择对水分耐受性低的微生物，因而生长速度和产物受限；不能精确监测各项参数（O2、CO2和水分等），难以量化生产或设计合理的发酵流程；代谢热在高密度发酵下的移除等是很难解决的问题（Sun 等，2022）。

深层发酵过程中底物始终以液体形式存在，微生物在液体培养基表面或内部进行生命活动并生成代谢产物（Suman 等，2015），多用于工业或养殖废水的处理。一般用于深层发酵的菌种有酵母菌、曲霉菌、芽孢杆菌和乳酸菌（Liu 等，2020 ；官 小 凤 等，2020 ；Saharkhiz 等，2013；Cunha 等，2012）。Zhang 等（2021）利用蜂蜜酵母发酵鸡粪沼液生产SCP，在初始NH4+-N 浓度2000 mg/L、C/N 比6:1、pH 5.50、转速200 r/min的条件下，经过二次发酵后，培养基总细胞干重为12.58 g/L，蛋白质含量为35.96%，脯氨酸含量高达细胞干重的12.0%。与固态发酵相比，深层发酵可连续生产、机械化程度高，随着畜牧业对高效、环保的要求提高，深层发酵在饲料上的应用会更加广泛。

为了提高SCP 的产量，一般采用单因素试验、响应面法对不同酵母菌的培养基成分和培养条件（接种量、培养时间、培养温度、pH、转速等）进行优化，获得最佳培养参数。Jalasutram等（2013）对产朊假丝酵母分别利用未消化家禽粪便（UPL）和已消化家禽粪便（DPL）两种底物获得的SCP 进行比较，在单因素试验的基础上确定了UPL 是更加适用于生产SCP 的底物，并采用响应面法进一步提高了UPL 的SCP 产量。而Hezarjaribi 等（2016）则以全因子试验设计优化培养基，通过信噪比对酿酒酵母的生长情况进行评估，发现甘氨酸和葡萄糖浓度的变化对酿酒酵母的生长和增殖有显著影响，最佳培养基中的细胞数量和蛋白质含量显著增加。为了提高生物量或促进特定酵母菌株在高温、低pH 和碳源不足等非最优条件下生长，可采用混合菌种发酵培养基，混菌发酵的优势在于提高发酵效率的同时又能改善SCP 的产品质量。研究发现，将产朊假丝酵母、热带假丝酵母和白地霉作为优化酵母组合，按照9:5:1 的混合菌种比例发酵马铃薯淀粉加工废水，结果表明，接种量为12%、培养温度为24℃、转速为200 r/min、pH 为4.13 时，SCP生产率为3.06 g/L，水溶性蛋白含量为17.32%（Tian 等，2023）。虽然使用混合菌种提高了发酵的一致性和稳定性，但这个过程中菌群的结构变化和营养物质的消耗是极难控制的，同样也存在不确定性和随机性。因此，发酵前应结合底物的特点与不同菌株的生长条件、互补关系以及代谢能力，建立有效的 动态监测体系，以便及时发现并解决存在的问题。

4 酵母SCP 在动物生产中的应用

4.1 酵母SCP 在家禽上的应用

Khan 等（2020）研究发现，饲粮添加6 g/kg酿酒酵母SCP 替代豆粕饲喂肉鸡可提高新城疫抗体滴度、降低死亡率，而不会影响饲料转化率和肝脏谷丙转氨酶、谷草转氨酶和碱性磷酸酶的活性。Chand 等（2014）发现，在哈伯德肉鸡饲粮中使用不同比例的酿酒酵母SCP 替代豆粕不会影响肉鸡采食量，且体重和饲料转化率随着替代比例的增加呈线性提高的趋势。也有研究发现，酵母SCP 替代豆粕中10% 的粗蛋白质饲喂肉鸡后，其生长性能、营养物质消化率和肠道吸收能力未发生显著变化，但20% 和30% 的替代量对生长性能造成了负面影响（Cruz 等，2020）。Rodríguez 等（2013）认为，含产朊假丝酵母的发酵蛋白饲料替代豆粕不宜超出20%，否则不利于肉鸡维持正常的生长性能和胴体产量。这可能与饲粮氨基酸不平衡有关，蛋氨酸和精氨酸分别是酵母SCP 中对鸡生长和饲料利用率影响最大的氨基酸（Daghir 等，1982），在饲喂时需要特别注意限制性必需氨基酸的补充以保证饲粮氨基酸平衡。使用酵母SCP 替代大豆蛋白，还可以降低腿肌蒸煮过程中散发的难闻气味，提高冷藏鸡肉的脂质氧化稳定性（Grabež 等，2022）。研究表明，酵母SCP 可能通过影响肉鸡的吸收和代谢，在降低血液胆固醇方面发挥重要作用（Kumar 等，2019），其中的细胞壁成分（甘露聚糖和β- 葡聚糖）还能通过上调紧密连接相关蛋白基因的表达，调节微生物群落，改善肠道形态和完整性，从而促进肉鸡的肠道健康（Kyoung 等，2023）。经过产朊假丝酵母、植物乳酸杆菌和枯草芽孢杆菌等固态发酵的杂粕富含SCP，部分替代豆粕饲喂产蛋高峰期蛋鸡可显著增加蛋鸡的体增重和平均蛋重，并改善盲肠菌群结构（邓继辉等，2012）。动物体内缺乏水解甘露聚糖和β-葡聚糖的酶，坚硬的酵母细胞壁阻碍了肠道对营养物质的吸收，导致蛋白质和氨基酸的消化率较低，因此在家禽饲料中使用酵母作为蛋白质来源需要破坏细胞壁以释放细胞内容物。通常对酵母细胞壁进行高温干燥或机械（如粉碎、研磨、压力均质或超声波）破坏后，可以将胞内蛋白质、氨基酸、维生素和一些生理活性物质释放到细胞外，提高动物对SCP 的利用率。由于酵母菌的种类、发酵底物和生产工艺不同，酵母SCP 的产品质量参差不齐，因而在生产上可能表现出不同的饲喂效果。

4.2 酵母SCP 在猪上的应用

豆粕中存在抗营养因子如胰蛋白酶抑制剂、大豆凝集素、大豆抗原蛋白及植酸等，饲喂幼龄动物后容易引起免疫反应，损伤肠道功能。仔猪断奶后消化能力较弱，饲粮高比例的豆粕可导致断奶仔猪消化道功能紊乱，破坏机体新陈代谢，进而诱发腹泻和炎症。酿酒酵母和乳酸克鲁维酵母（Kluyveromyces lactis）发酵乳清产生的SCP适口性和风味较好，替代仔猪饲粮中60% 的豆粕可对仔猪的生长性能和氮代谢产生积极作用（Spark 等，2005）。马嘉瑜等（2022）在断奶仔猪饲粮中添加5% 的酵母SCP 等量替代发酵豆粕，不会影响仔猪的生长性能和腹泻率，但显著提高了粪便中总挥发性脂肪酸和丁酸的含量。研究发现，产朊假丝酵母SCP 替代40% 的传统蛋白饲喂仔猪提高了空肠和回肠的绒毛高度以及空肠绒隐比，仔猪肠道消化功能有所改善，并增加了粪便稠度（Cruz 等，2019）。Kaewtapee 等（2022）分别以豆粕、全酵母和自溶酵母作为饲粮蛋白质来源饲喂猪发现，豆粕和自溶酵母两者间粗蛋白质的表处观回肠消化率与标准回肠消化率相近，但由于细胞壁的存在导致全酵母的粗蛋白质和氨基酸消化率偏低，因此自溶酵母比全酵母更适合作为替代豆粕的蛋白质来源。植物性饲料中的磷主要以植酸磷的形式存在，难以被单胃动物利用，因此通常在饲粮中添加无机磷来满足动物对磷的需求。Kim 等（2014）研究表明，两种新型酵母SCP 在生长猪饲粮中的代谢能（分别为3952 kcal/kg 和4255 kcal/kg）接近甚至超出玉米、鱼粉和豆粕（分别为3879、4224 kcal/kg和4007 kcal/kg），替代传统蛋白质时无需补充额外的能量，且磷的标准消化道消化率高于豆粕，有助于减少无机磷的使用。酵母SCP 替代猪饲粮中的豆粕还能提高土地利用率，降低种植饲料对生物多样性和气候变化产生的影响（Møller等，2022）。

4.3 酵母SCP 在反刍动物上的应用

与单胃动物不同，饲粮60% 以上的植物蛋白会被反刍动物瘤胃微生物降解，造成能量和蛋白质的双重浪费。研究发现，酵母SCP 可部分甚至完全替代豆粕，用于反刍动物饲粮蛋白质补充并降低生产成本。Silva 等（2023）研究表明，使用酵母SCP 和尿素替代67% 的豆粕饲喂水牛对生长性能产生了积极影响，总增重和平均日增重分别显著提高了31.19% 和23.68%；完全替代豆粕时，水牛的代谢反应增强，血清甘油三酯、磷、钾含量和谷氨酰转肽酶、谷草转氨酶、碱性磷酸酶活性显著提高。在荷斯坦奶牛饲粮中添加酵母SCP（比例为干物质的2.28%）替代67%的豆粕显著提高了能量校正乳和4% 乳脂校正乳产量及总固形物含量，同时增加了血浆β- 羟丁酸和葡萄糖的浓度（Sabbia 等，2012）。利用体外产气技术研究发现，饲粮不同精粗比与酵母SCP 替代豆粕量之间不存在交互影响，酵母SCP理论上最高可替代奶牛精料中75% 的豆粕而不影响体外消化率、瘤胃发酵参数和产气动力学特性，但是尚需进行更多的体内试验确定在奶牛上的应用效果（Suriyapha 等，2021）。然而在划区轮牧制度下酵母SCP 替代豆粕饲喂奶牛会影响中性洗涤纤维采食量，产奶量和总固形物含量呈线性下降的趋势（Feitas 等，2019）。此外，酵母SCP 部分替代精料中的豆粕能够提高肉羊的营养物质消化率，完全替代豆粕时不仅对生长性能没有不良影响，还可以通过降低皮下脂肪和肌内脂肪来改善胴体特征和肉品质，增加养殖效益（Rufino 等，2013）。实际生产中，需要根据反刍动物的品种、饲粮类型、不同生理状态及饲养条件，确定适当的酵母SCP 替代比例。

5 小结

酵母SCP 代替动植物蛋白是解决“人畜争粮”矛盾的有效途径之一。目前，虽然酵母SCP在技术和应用方面已取得了较大的进展和突破，但要实现商品化生产仍然存在较大难度。首先，单一菌种不能适应多种环境，生产效率低、产物质量差，而混合菌种发酵体系下如果不能有效协调菌群间的关系同样达不到最佳生产水平；其次，酵母SCP 的颜色、气味和适口性还不能被广大消费者接受，核酸含量往往高于动植物蛋白，使用量过高可能不利于人和动物的健康。基于酵母SCP 的生产技术和安全性问题，发酵前需对底物进行高温灭菌以防引入杂菌，发酵过程中严格控制温度、时间、酸碱度等工艺参数，实时监测微生物的数量和生长状况，增加核酸脱除工艺，利用细胞破碎技术去除核酸。

酵母SCP 饲料应用研究表明，在单胃动物上使用酵母SCP 部分替代豆粕可能具有降低饲粮抗营养因子、提高生长性能和营养物质消化率以及改善肠道健康的作用，前提是要保证饲粮氨基酸的平衡，针对不同类型的动物需要适当添加某些限制性必需氨基酸，以期达到较好的饲喂效果。反刍动物上对奶牛的报道相对较多，部分或完全替代豆粕对奶牛的生产性能、乳品质和瘤胃发酵参数几乎不会产生负面影响，然而在特定的饲粮和饲养条件下是否具有相同的效果还需进行更加深入的研究。