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1、单细胞蛋白篇一：单细胞蛋白单细胞蛋白的研究及其发展前景 摘要：阐述了单细胞蛋白的基本概念、单细胞蛋白的的特点、安全性以及单细胞蛋白的应 用和发展前景以期为更好地利用单细胞蛋白提供参考。关键词：单细胞蛋白;特点;单细胞蛋白饲料；发展前景0 引言 我国饲料蛋白严重不足，每年需进口大量的鱼粉以满足需要。随着世界鱼类资源的减少， 国际鱼粉市场供应也日趋紧张，我国不可能长期依靠进口鱼粉来弥补饲料蛋白的不足。因此， 根据我国国情，加强单细胞蛋白的研究与开发，利用现代微生物技术开发无粮型高效能蛋白营 养饲料，争取早日实现工业化，其市场前景将十分广阔。1 单细胞的概念 单细胞蛋白亦称微生物蛋白、菌体蛋白，是指
2、细菌、真菌和微藻等在其生长过程中利用 各种基质，在适宜的培养条件下，培养细胞或丝状微生物的个体而获得的菌体蛋白。随着畜牧 业的发展，传统饲料已不能满足饲料市场需求。单细胞蛋白饲料不仅蛋白质含量高（40% 80），还含有脂肪、碳水化合物、核酸、维生素、无机盐以及动物机体所必需的各种氨基酸， 特别是植物饲料中缺乏的赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸含量较高，生物学价值大大优于植物蛋白饲 料1。与豆粉相比，用于生产单细胞蛋白的微生物蛋白质含量高出10%20%，可利用的氮比 大豆高 20%，在有蛋氨酸添加时可利用氮甚至能超过 95%。因此，利用非食用资源和废弃资 源（如农副产品下脚料和工业废液等），生产单细胞蛋白
3、，已成为补充饲料蛋白质来源不足的重 要途径。2单细胞蛋白的特点 单细胞蛋白具有以下优点。第一，生产效率高，比动植物高成千上万倍，这主要是因为 微生物的生长繁殖速率快。第二，生产原料来源广，一般有以下几类：农业废物、废水， 如秸秆、蔗渣、甜菜渣、木屑等含纤维素的废料及农林产品的加工废水；工业废物、废水， 如食品、发酵工业中排出的含糖有机废水、亚硫酸纸浆废液等；石油、天然气及相关产品， 如原油、柴油、甲烷、乙醇等；H2、CO2等废气。用于生产单细胞蛋白的微生物种类很多， 包括细菌、放线菌、酵母菌、霉菌以及某些原生生物。这些微生物通常要具备下列条件：所生 产的蛋白质等营养物质含量高，对人体无致病作用
4、，味道好并且易消化吸收，对培养条件要求 简单，生长繁殖迅速等。微生物可以利用酿造业的废水液、造纸业的木材水解液、亚硫酸废液、 玉米淀粉水、糖蜜以及石油天然气中的副产品进行生长繁殖2。第三，可以工业化生产，它不 仅需要的劳动力少，不受地区、季节和气候的限制，而且产量高，质量好。 3 单细胞蛋白的 安全性问题目前使用的微生物菌体蛋白产品为多菌种的混合物。所以，对微生物菌种的监控是保证 产品安全的关键。其次，基因重组等高新技术在菌种改良巾的应用，对该项技术的安全性评价 问题有待解决。第三，有害微生物、氨基酸、重金属（汞、铅）污染也是菌体蛋白饲料安全性问 题的重大隐患。利用转基因技术能够培育出高产、高
5、蛋白的菌株。由于我国转基因饲料安全性 评价的相关原则尚未建立。因此在应用这项技术时，安全性评价尚无据可依3。在选择工业废 品作为培养基时要把重金属含量控制在安全剂量以下，尽量选择薯渣、谷粉、酒精、糠饼等天 然农副产品作为培养基 4。4 单细胞蛋白的应用20世纪80年代中期，全世界的单细胞蛋白年产量已达2.0x106 t,广泛用于食品加工和 饲料中。单细胞蛋白不仅能制成“人造肉”，供人们直接食用，还常作为食品添加剂，用以补充蛋白质或维生素、矿物质等。由于某些单细胞蛋白具有抗氧化能力，使食物不容易变 质，因而常用于婴儿粉及汤料、作料中。干酵母的含热量低，常作为减肥食品的添加剂。此外， 单细胞蛋白还
6、能提高食品的某些物理性能，如意大利烘饼中加入活性酵母，可以提高饼的延薄 性能。酵母的浓缩蛋白具有显著的鲜味，已广泛用作食品的增鲜剂。单细胞蛋白作为饲料蛋白， 也在世界范围内得到了广泛应用。任何一种新型食品原料的问世，都会产生可接受性、安全性等问题。单细胞蛋白也不例 外。例如，单细胞蛋白的核酸含量在4%18%，食用过多的核酸可能会引起痛风等疾病。此 外，单细胞蛋白作为一种食物，人们在习惯上一时也难以接受。但经过微生物学家的努力，这 些问题会得到圆满解决。生产的单细胞蛋白饲料是运用微生物发酵技术，使菌体大量生长繁殖并生产单细胞蛋白 得以应用于饲料工业上5，由于原料及生产工艺的差异，单细胞蛋白饲料营
7、养成分变化较大， 一般风干制品中粗蛋白含量在 50 以上6。总的来说单细胞蛋白饲料营养价值很高，含较 多的粗蛋白、种类丰富的氨基酸和维生素及未知的促生长因子，且蛋白含量在4060， 氨基酸组分齐全，必需氨基酸组成和利用率与优质豆饼相似。此外，还含有丰富的微量元素如 铁、锌、锡等。 SCP 在反刍动物中的应用中， Wallance 等报道对奶牛饲喂酵母培养物可使产 奶量平均提高 787。酵母蛋白饲料对改善肠道菌群结构，提高饲料利用率与机体免疫力 有重要影响，并能很好地促进其生长繁殖。5单细胞蛋白的发展前景单细胞蛋白的发展是真正生物技术的开始，目前大多数国家生产的单细胞蛋白与大豆、 苜蓿或鱼粉等蛋
8、白产品相比没有竞争力。当前生产的蘑菇是单细胞蛋白使用中一种最经济和最 有发展前途的产品。单细胞蛋白要在未来大量推广应用，首先必须解决技术问题，其次与其他 蛋白生产相比要有较强的竞争力。单细胞蛋白饲料是新型绿色蛋白质饲料资源，充分利用工农业下脚料进行生产，不仅可 以得到价格低廉、营养丰富的优质蛋白饲料以缓解蛋白质资源的紧缺，而且还可以减轻和消除 工农业废弃物造成的环境污染问题8-12。单细胞蛋白在饲料和食品工业中有着极重要的作用。单细胞蛋白具有如此奇妙的功能， 其开发和生产在我国更具有广阔的前景。我国现在单细胞蛋白年产仅数千吨。上海酵母厂通过 特异生物技术培育成能富积微量元素的微生物，如硒酵母、
9、锌酵母等。我国是农业大国，食物 结构以植物蛋白为主，动物蛋白的摄入量与欧美各国相差悬殊，为了提高人民群众的体质， SCP 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。 单细胞蛋白作为当前比较尖端的科技产品，还处于刚刚起步阶段，尤其在我国还不成熟 其发展前景具有广阔的空间。参考文献1徐风华，孙冬梅，宋金柱.微生物制品技术及应用M.北京：化学工业出版社，2007： 223231.2黄青云畜牧微生物学M.北京：中国农业出版社.2009.3陈洪章纤维素原料微生物与生物量全利用J生物技术通报.2002(2)： 2529.4杨毓峰，薛澄泽，唐新保.畜禽废弃物的堆肥化处理和利用J.两北农业
10、学报，1999, 8(2)： 119 一 20.张建刚.单细胞蛋白饲料的开发及在动物生产中的应用J.饲料广角，2010，(21)：41 43.6王成章，王恬.饲料学M.北京：中国农业出版社，2003.7Judkins M. B.， Wallance J. D.， Galyean M. L.， et a1. Passage rates rumtn fermentation and weigh change inprotein supplemented grazing cattle . Journal of Range Manage， 1987， 40(2)： 100105.刘建静，杨曙明，宋海彬
11、.单细胞蛋白饲料的开发与利用J黑龙江畜牧兽医，2008(4)：21 一 23.栾玉静单细胞蛋白的开发利用J饲料博览，2004(2)： 4950.10阮南，周晓辉，冯惠勇.利用柠檬酸渣生产单细胞蛋白饲料的研究J11粮食与饲料 工业， 2003(IO)： 2628.11冯忠义.单细胞蛋白在饲料中的应用前景Jl_江西饲料，2001(4)： 1112.12王立梅，胡耀辉.淀粉副产物混合发酵生产单细胞蛋白J吉林农业大学学报，2002(4)：11O 一 112.篇二：单细胞蛋白的生产目录1 前言 21.1 单细胞蛋白饲料的优点 21.1.1 蛋白质含量丰富 21.1.2 原材料来源广泛 31.1.3 生长
12、速度快 31.1.4 不受季节和气候等条件的影响 31.2 细胞蛋白生产的菌种类型 31.3 单细胞蛋白的生产工艺的类型 41.3.1 液体深层发酵法4 41.3.2 固体发酵法 41.4 单细胞蛋白饲料的应用 42 菌种的选育 42.1 菌种的选取及筛选 52.1.1 菌种的选取 52.1.2 菌种的采集 52.1.3 培养菌 62.1.4 菌种的初筛 62.1.5 菌种的复筛11 62.2 诱变育种 62.3 菌种的保藏 7 3 培养基的配制 83.1 配置培养基的原则 83.2 培养基类型 83.2.1 孢子培养基 83.2.2 种子培养基 83.2.3 发酵培养基 93.3 热带假丝酵
13、母菌的培养基及培养条件 93.4 培养基的设计 93.4.1 碳源 93.4.2 氮源 93.4.3 水 103.4.3 无机盐及微量元素 10 4 灭菌 104.1 仪器灭菌 104.2 培养基灭菌 104.2.1 分批灭菌 114.2.2 连续灭菌 114.3 空气除菌 114.4 发酵罐除菌 12 5 种子扩大培养 125.1 实验室种子的制备 125.2 生产车间种子制备 12 6 发酵罐的工艺设计 136.1 发酵罐的结构 136.2 发酵罐的工艺尺寸 146.2.1 发酵罐的工艺计算 156.2.2 物料衡算 16 7 发酵工艺控制 167.1 发酵过程温度的影响及控制 167.2
14、 pH 对假丝酵母生长的影响 167.3 KH2P04 含量对假丝酵母生长的影响 177.4 氧气对酵母菌生长的影响 177.5染菌的控制 17 8 下游加工 188.1 预处理和固液分离 188.2 提取和干燥 18 参考文献 20摘要：单细胞蛋白（Single cell protein，简称SCP）指的是单细胞菌体蛋白，其蛋白含量高， 营养丰富。单细胞蛋白蛋白质含量比豆粉咼10%20%，可利用氮比大豆咼20%。因此，利 用非食用资源和废弃资源（如农副产品下脚料和工业废液等）开发和推广单细胞蛋白的生产，将 成为补充饲料蛋白质来源不足的重要途径，意义十分重大1。本设计利用生产味精的废液为原 料
15、，采用热带假丝酵母液体发酵制取单细胞蛋白饲料，探索出具有工业化应用潜力的工艺路线。味精废液是味精生产过程中发酵液中的谷氢改经冷冻等电后分离的残余发酵液。这部分 废液含有还原糖0.5%，氨氮896mg/L，有机氮76mg / L，COD 51216g/L，是当前污染环境、 破坏水生生态平衡的污染源。用此液培养假丝酵母，在30C、1： 1通气条件下，12小时后菌 体干物质达20g/L左右。关键词：单细胞蛋白， 酵母菌， 味精废液， 发酵1 前言以味精废液为原料生产饲料酵母，废液不经过滤，只需加少量氨水，用热带假丝酵母酵 母直接发酵，工艺简单，操作简便。味精废液通过酵母发酵后， COD 去除率达 60%左右。因 此，利用味精废液生产饲料酵母，不仅能减轻污染，保护环境，同时又是一条开辟蛋白质饲料 来源的新途径，对促进畜禽养殖业的发展具有重大的意义。味精废液生产的饲料酵母，蛋白质 含量高达60%，其中含有18种氨基酸，并
