第19讲-单细胞蛋白的生产.ppt

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1、第19讲单细胞蛋白的生产教学目的与要求了解单细胞蛋白的生产现状；熟悉生产用菌种的特性、原料种类及特点;3.掌握单细胞的工艺过程及关键工艺控制;主要内容1概述2生产SCP的微生物3生产SCP的基质4SCP的生产5生产及使用注意事项1概述1.1单细胞蛋白的概念单细胞蛋白（Single-Cell-Protein,简称SCP)一词是由美国麻省理工学院（MIT)的CarrollWilson教授于1966年首先提出的。通常SCP是指通过培养单细胞生物而获得的生物菌体蛋白质，又称微生物蛋白。用于生产单细胞蛋白的单细胞生物包括微型藻类、非病原细菌、

2、酵母菌类和真菌等。它们可利用各种基质在适宜的培养条件下生产单细胞蛋白。菌体中蛋白质含量随所用菌种及基质而异，一般含量达40％-80％。1.2.开发SCP的意义1)、微生物蛋白的营养价值微生物菌体的70％～85％为水分，干物质中的主要成分是糖类、蛋白质、核酸、脂类及灰分。粗蛋白的含量：细菌：40％～80％酵母菌：35％～60％丝状真菌：15％～50％SCP与传统食品营养成分比较，蛋白质含量高，氨基酸组成较为齐全，含有人体必需8种氨基酸，尤其是谷物中含量较少的赖氨酸。还含有多种维生素、碳水化合物、脂类、矿物质，以及丰富的酶类和生物活性物质

3、。单细胞蛋白的开发与生产为解决人类食品和饲料问题开辟了新的途径。单细胞蛋白与传统食品的各种主要营养成分含量比较2）、用途广泛作为人类食品作为饲料作为工业原料（微生物培养基成分、合成纤维的亲水剂、各种填料、增稠剂、乳化剂及稳定剂等）世界上利用石油资源生产单细胞蛋白的企业1.3SCP生产的现状及其发展趋势国内外以农业废物和食品工业废物为原料研制单细胞蛋白的主要情况2.1单细胞生物的特性如下：（1）营养丰富：蛋白质含量高达15％，可利用氮比大豆高20％，如添加蛋氨酸则可利用氮达95％以上。（2）利用材料广。（3）生产速率高。（4）劳动生产率

4、高。（5）单细胞生物易诱变，比动、植物品种容易改良。2、生产SCP的微生物根据利用原料种类的不同分类：（1）利用糖类原料发酵生产单细胞蛋白。如酿酒酵母、假丝酵母、木霉、青霉等。（2）利用石油原料生产单细胞蛋白。如酵母菌，细菌中的诺卡氏菌、假单胞菌、棒状杆菌等。尽管已经证明烃类蛋白质没有毒性和致癌性，但人们还是担心其安全性。2.2微生物种类（3）利用甲烷为原料生产单细胞蛋白。以细菌为主，如甲烷假单胞菌、嗜甲烷单胞菌等。甲烷不合芳香烃，无致癌物质，无毒害，产品安全性高，原料蕴藏丰富，成本低。但产生菌大多都生长较慢，菌体浓度低，所以生产速率

5、低，尾气中残留甲烷的利用尚未完全解决。（4）利用甲醇生产单细胞蛋白。甲烷单胞菌属、甲基球菌属，假单胞菌。（5）利用乙醇原料生产单细胞蛋白。假丝酵母、细菌、曲霉属。（6）利用二氧化碳为碳源，氢为能源的细菌为氢细菌，多为氢单胞菌属。（7）利用太阳光能生产单细胞蛋白。单细胞藻类，如小球藻、螺旋藻属及光合细菌等。细菌：生长速度快，蛋白质含量高，能利用糖类和烃类，但个体小，分离困难，且蛋白质不如酵母菌易于消化吸收。丝状真菌：易于回收，但生产速度慢，蛋白质含量较低。藻类：纤维质的细胞壁不易为人体消化，且具有富集重金属的问题。酵母菌：个体大，易于分

6、离、回收，且蛋白质易于吸收，目前生产上采用较多。2.3生长特性3、生产SCP的基质3.1适于生产SCP的有机物需满足的条件：价廉易于被微生物降解原料能常年可靠地供应并能够安全、经济地储存能经济地将原料运往工厂质量稳定且可预测3.2用于生产SCP的常见废弃物：农业废弃物，需经粉碎、碱处理以提高可消化性。烃类及其衍生物高浓度有机废水固体废弃物工业废气4.1单细胞蛋白生产中应该考虑的问题：（1）菌种应增殖速度快，营养要求低，易于培养，可连续发酵，菌体收量大；（2）原料低廉，能大量供给，或直接利用工农业废料；（3）菌体分离回收容易；（4）不易

7、被杂菌污染；（5）生产过程排放废水少；（6）菌体蛋白质含量高，氨基酸组成好；4、SCP的生产（7）无毒性、病原菌及致癌物质；（8）适口性好；（9）易于储藏、包装。4.2SCP生产的工艺单细胞蛋白生产的一般工艺过程发酵车间一角发酵车间4.3用糖类原料生产菌体蛋白1）原料：生产单细胞蛋白的糖类原料非常丰富，如糖蜜，甘薯粉、玉米粉、土豆粉、麦粉、稻草、麦秆、玉米茎和叶。其中纤维素类是生产单细胞蛋白的最佳原料之一。其优点是：原料来源丰富，价廉，没有毒性疑虑，可附带解决城市垃圾问题，可提高纤维质粗饲料的使用价值。天然纤维素的聚合度、结晶度很高。

8、由β-1,4-糖苷键连接的D-葡萄糖残基组成的高分子聚合物的聚合度从几百到一万五千。据X衍射测定，多种植物纤维素的相对结晶度在30-40之间，而棉花纤维高达70-80，且植物纤维被木质素包蔽着，是一种具有高度抵抗生物降解