单细胞蛋白的开发及在饲料业中的应用
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列举10个生物化学知识在畜牧生产中应用的例子(不少于800字生物技术(biotechnology)是指用活的生物体(或生物体的物质)来改进产品,改良植物和动物,或为特殊用途而培养微生物的技术。
现代生物技术是在传统生物技术基础上发展起来的,以DNA重组技术的建立为标志,以现代生物学研究成果为基础,以基因或基因组为核心,生物技术产业以基因产业为核心,并辐射到各个生物科技领域。
利用生物特定功能通过现代生物技术的设计方法和手段,改变动物体内生理生化反应和物质代谢过程。
生物技术包括基因工程、酶工程、细胞工程、发酵工程和蛋白质工程。
1生物技术研究领域1.1基因工程基因工程是利用DNA重组技术进行生产或改造生物产品的技术。
是将外源的或是人工合成的基因即DNA片段(目的基因)与适宜的载体DNA重组,然后将重组DNA转入宿主细胞或生物体内,以使其高效表达,而获得基因产物。
基因工程技术是现代生物技术的主体。
1.2酶工程酶工程就是利用酶、细胞器或是细胞所具有的催化作用,在一定的生物反应器中,将相应的原料转化成所需要的产品。
它是酶学理论与化工技术相结合而形成的一种新技术。
包括酶的固定化技术、细胞固定化技术、酶的修饰改造技术及酶的反应技术等。
1.3细胞工程细胞工程是生物工程的一个重要方面。
它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法,以细胞为基本单位,在体公进行培育、繁殖新品种或是人为按照人们的设计蓝图,进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。
细胞工程包括细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等。
1.4发酵工程发酵工程是指利用微生物特定功能通过现代工程技术在生物反应器中生产有用物质的一种技术系统,是生物产业化过程的技术核心,无论基因工程、酶工程、细胞工程、蛋白质工程均通过发酵工程获得具体产品。
1.5蛋白质工程蛋白质工程是以蛋白质结构功能关系的知识为基础,通过周密的分子设计,把蛋白质改造为合乎人类需要的新的突变蛋白质。
单细胞蛋白名词解释单细胞蛋白是一种由微生物製造的蛋白质制品,用于作为食品和饲料的替代品。
它是利用微生物(如细菌、酵母、微藻等)在发酵过程中生产大量蛋白质。
这种蛋白质具有高度的营养价值和可持续性,可以提供人体所需的多种氨基酸,而无需传统农业生产方式中的大面积农田、水资源和化肥农药等资源。
单细胞蛋白的制备过程通常包括菌种培养、发酵和分离纯化。
首先,选用合适的微生物菌种进行培养,提供适当的营养条件,如碳源、氮源等,以促进其生长和繁殖。
然后,在适当的温度、pH值和氧气含量条件下,进行大规模的发酵过程,产生大量的细胞生物量。
最后,通过离心、过滤等方法将细胞分离出来,去除其他杂质物质,最终得到纯净的单细胞蛋白。
单细胞蛋白具有许多优点。
首先,它具有高蛋白质含量,通常可以达到50%以上,远高于传统食物中的蛋白质含量。
其次,它富含多种必需氨基酸,适合作为植物和动物蛋白质的替代品,可以满足人体对蛋白质的需求。
此外,它不含胆固醇、转基因成分和抗生素等有害物质,对人体健康无负面影响。
此外,单细胞蛋白的生产过程相对简单,占用空间小,使用水资源和化肥农药量少,对环境影响较小,具有良好的可持续性。
单细胞蛋白具有广阔的应用前景。
首先,它可以作为高蛋白饲料添加剂用于畜牧养殖,代替传统的鱼粉、骨粉等饲料原料。
这不仅可以降低饲料成本,还可以减少对海洋资源的压力。
其次,单细胞蛋白可以作为人类食品的重要组成部分。
在未来的食品供应中,单细胞蛋白可以作为替代肉类和植物蛋白质的有效选择,有助于解决全球食物供应和安全性的问题。
尽管单细胞蛋白在营养和可持续性方面具有许多优势,但仍然存在一些挑战。
首先,其成本相对较高,需要进一步降低生产成本才能在市场上竞争。
其次,公众对于新型食品的接受度和食品安全性的关注度较高,需要加强相关政策法规和公众宣传教育,促进单细胞蛋白的广泛应用。
此外,与传统食品相比,单细胞蛋白的口感和风味可能存在差异,需要进一步改进技术,提高其食用的可接受性。
浅析单细胞蛋白在食品工业中的生产及应用【中图分类号】r155 【文献标识码】a 【文章编号】1672-3783(2011)11-0416-01单细胞蛋白(singlecellprotein简称scp)就是从酵母或细菌等微生物中获取的蛋白质。
酵母菌体中蛋白质含量占细胞干物质的45%-55%;细菌蛋白质占干物质的60%~80%;霉菌菌丝体蛋白质占干物质的30%~50%;单细胞藻类如小球藻等蛋白质占干物质的55%~60%。
同时微生物细胞中还有丰富的碳水化合物及脂类、维生素、矿物质,所以微生物菌体可以作为食品和饲料。
scp的生产在农业、畜牧、及渔业歉收时,可补充蛋白质供应的不足。
当今世界人口迅速增长,要确保充足的蛋白质供给是一个十分严峻的问题。
大力发展农业,增加粮食产量,至关重要。
同时有了粮食,可以提供饵料和饲料,使养殖业和畜牧业发展,促使蛋白质量增加。
因此发展scp生产工业,有极其重要的意义。
一生产单细胞蛋白的微生物生产scp的微生物应从食用安全性、加工难易、生产率和培养条件等方面进行选择。
其中实用安全是重要条件,首先,选用的微生物必须是无毒的,不致病的。
目前生产scp的微生物有四大类:即非致病和非产毒的酵母、细菌、真菌和藻类。
酵母菌千百年来,一直就用在烤制面包、酿酒等方面。
所以酵母菌是容易被接受生产scp的微生物。
同时酵母菌核酸含量较低,容易收获。
在偏酸环境下(ph4.5~5.5)能够生长,可减少污染。
常用的酵母菌有啤酒酵母和产脘假丝酵母。
啤酒酵母只能利用己糖,而产脘假丝酵母能利用戊糖和己糖,在营养贫脊的培养基中生长很快。
另外解脂假丝酵母可利用烷烃和汽油。
细菌的生产原料广泛,生产周期短但细菌个体小,收获分离难,核酸含量高,同时消化性差。
藻类的生产需要足够的阳关和一定的温度细胞壁不易被消化,食味不好,核酸含量高对人的健康不利。
真菌菌丝生产慢,易受酵母污染,必须在无菌条件下培养。
二在食品中的用途大批量的scp是以全细胞形式消费的,而且是用作饲料蛋白源。
工艺 技术单细胞蛋白及其在食品工业中的应用 郭小鹏 刘涛 徐慧 刘鑫 徐海涛 黄岛海关 青岛市食品药品检验研究院单细胞蛋白(Single cell protein 简称SCP)是指从酵母或细菌等微生物中获取的蛋白质。
酵母菌体中单细胞蛋白质含量占细胞干物质的45 %~55 %;细菌蛋白质占干物质的60 %~80 %;单细胞藻类如小球藻等蛋白质占干物质的55 %~60 %;霉菌菌丝体蛋白质占干物质的30 %~50 %。
此外,微生物细胞中含有丰富的碳水化合物及脂类、维生素、矿物质等营养物质,所以微生物菌体可以作为食品和饲料的原料。
单细胞蛋白的种类和特点真菌蛋白。
(1)酵母蛋白。
①菌种:酵母属中绝大多数菌种都能够用来生产SCP,主要包括:酵母属、假丝酵母属、球拟酵母属、红酵母属、圆酵母属等。
②特点:酵母属的特点是营养丰富。
如粗蛋白质45%~60%含有几乎所有的必需氨基酸,尤其是赖氨酸、亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸等含量高,其中赖氨酸5%~7%,蛋氨酸+胱氨酸2%~3%,还含有丰富的VB1、Vnz、Ve6、VB12和泛酸、烟酸、糖类等。
(2)其他真菌蛋白。
①菌种:地霉属、根霉属、木霉属、曲霉属、镰刀菌属和伞菌目的霉菌等。
②特点:营养价值接近酵母蛋白,但没有酵母蛋白口感好和安全性高,大规模生产受到限制。
藻类蛋白。
(1)藻类种类:主要有小球藻属、栅列藻属和螺旋藻属等。
其中研究、利用最多的是螺旋藻。
(2)特点:小球藻为绿藻门自养型单细胞藻类,是第一种人工培养的微藻。
小球藻富含蛋白质、脂质、多糖、食用纤维、维生素、微量元素和活性代谢产物,具有很好的保健和药理作用。
细菌蛋白。
(1)菌种:常见的有甲烷极毛杆菌属、氢极毛杆菌属以及放线菌属中的分枝杆菌、小球菌、甲基极毛杆菌等非病原性细菌和光合细菌。
目前,生产细菌蛋白的菌种主要以光合细菌为主,包括似真细菌的红螺细菌、绿硫细菌、着色细菌及似藻的蓝细菌。
(2)特点:光合细菌能进行光合作用,营养丰富,含有60%以上的蛋白质以及多种维生素,特别是维生素B2、叶酸、生物素的含量是酵母的几十倍。
单细胞蛋白及其在食品工业中的应用作者:郭小鹏刘涛徐慧刘鑫徐海涛来源:《食品界》2019年第02期单细胞蛋白(Single cell protein 简称SCP)是指从酵母或细菌等微生物中获取的蛋白质。
酵母菌体中单细胞蛋白质含量占细胞干物质的45 %~55 %;细菌蛋白质占干物质的60%~80 %;单细胞藻类如小球藻等蛋白质占干物质的55 %~60 %;霉菌菌丝体蛋白质占干物质的30 %~50 %。
此外,微生物细胞中含有丰富的碳水化合物及脂类、维生素、矿物质等营养物质,所以微生物菌体可以作为食品和饲料的原料。
单细胞蛋白的种类和特点真菌蛋白。
(1)酵母蛋白。
①菌种:酵母属中绝大多数菌种都能够用来生产SCP,主要包括:酵母属、假丝酵母属、球拟酵母属、红酵母属、圆酵母属等。
②特点:酵母属的特点是营养丰富。
如粗蛋白质45%~60%含有几乎所有的必需氨基酸,尤其是赖氨酸、亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸等含量高,其中赖氨酸5%~7%,蛋氨酸+胱氨酸2%~3%,还含有丰富的VB1、Vnz、Ve6、VB12和泛酸、烟酸、糖类等。
(2)其他真菌蛋白。
①菌种:地霉属、根霉属、木霉属、曲霉属、镰刀菌属和伞菌目的霉菌等。
②特点:营养价值接近酵母蛋白,但没有酵母蛋白口感好和安全性高,大规模生产受到限制。
藻类蛋白。
(1)藻类种类:主要有小球藻属、栅列藻属和螺旋藻属等。
其中研究、利用最多的是螺旋藻。
(2)特点:小球藻为绿藻门自养型单细胞藻类,是第一种人工培养的微藻。
小球藻富含蛋白质、脂质、多糖、食用纤维、维生素、微量元素和活性代谢产物,具有很好的保健和药理作用。
细菌蛋白。
(1)菌种:常见的有甲烷极毛杆菌属、氢极毛杆菌属以及放线菌属中的分枝杆菌、小球菌、甲基极毛杆菌等非病原性细菌和光合细菌。
目前,生产细菌蛋白的菌种主要以光合细菌为主,包括似真细菌的红螺细菌、绿硫细菌、着色细菌及似藻的蓝细菌。
(2)特点:光合细菌能进行光合作用,营养丰富,含有60%以上的蛋白质以及多种维生素,特别是维生素B2、叶酸、生物素的含量是酵母的几十倍。
单细胞蛋白及其发酵生产与工艺流程单细胞蛋白及其发酵生产与工艺流程一、单细胞蛋白1、单细胞概述单细胞生物产生的细胞蛋白质称为单细胞蛋d (single cell protein简称SCP),这一词是1966 年在美国麻省理工学院命名的。
它所包含的产品有饲用酵母,食用酵母和药用酵母三大类。
单细胞蛋白是解决世界蛋白质不足的一个重要途径。
与用农牧业生产的蛋白质相比,它的生产占用土地棋少,投资较省。
它的营养丰富.售价亦较适宜,是良好的饲用和食用蛋口资源。
对于人多地少的我国来说,建立单细胞蛋白产业对改善人民食物构成和生物技术的开发,都具有重要的意义。
2、单细胞蛋白的含义及氨基酸组成单细胞蛋白(Single-Cell-Protein,简称SCP)是从酵母或细菌等微生物菌体中获取的蛋口质。
微生物细胞中含有丰富的蛋口质,例如酵母菌蛋口质含量占细胞干物质的45%〜55%;细菌蛋白质占干物质的60%〜80%;霉菌丝体蛋白质占干物质的30%〜50%;单细胞藻类如小球藻等蛋白质占干物质的55%〜60%,而作物中含蛋口质最高的是大豆,其蛋口质含量也不过是35%〜40%。
单细胞蛋口的氨基酸组成不亚于动物蛋口质,如酵母菌体蛋白,其营养十分丰富,人体必需的8种氨基酸,除蛋氨酸外,它具备7种,故有“人造肉”之称。
一般成人每天吃干酵母10〜15g,蛋白质的需要量就足够了。
微生物细胞中除含有蛋口质外,还含有丰富的碳水化合物以及脂类、维生素、矿物质,因此单细胞蛋口营养价值很高。
3、生产单细胞蛋白的原料生产单细胞蛋白的原料种类很多,大体分为3类。
(1)工业废液类包括造纸废液、酒精废液、味精废液、淀粉废液、生产柠檬酸废液、糖蜜废液、木材水解废液、豆制品废液等。
(2)工农业糟渣类包括口酒糟、啤酒糟、果酒渣、醋糟、酱油糟、豆渣、粉渣、玉米淀粉渣、药渣、甜菜渣、甘蔗渣、果渣、饴糖渣等。
(3)化工产品类包括石油、石蜡、柴油、天然气、正烷烧、甲醇、乙醇、醋酸等。
微生物制造单细胞蛋白的技术路线和产业挖掘前景随着全球人口的不断增长和生活水平的提高,食品供应的问题日益突出。
传统的农田耕作和畜牧业生产已经无法满足人们对高质量蛋白质的需求。
在这样的背景下,微生物制造单细胞蛋白成为了一种有望解决食品供应问题的革新技术。
本文将深入探讨微生物制造单细胞蛋白的技术路线和其在产业挖掘方面的前景。
微生物制造单细胞蛋白技术是指利用微生物生产蛋白质的方法。
与传统的农业生产方式相比,微生物制造单细胞蛋白具有多项优势。
首先,微生物制造单细胞蛋白具有高生产效率。
微生物的繁殖速度快,生产周期短,以大肠杆菌、酵母等常见微生物为材料,能够在短时间内大规模生产蛋白质,满足人们对食品的需求。
其次,微生物制造单细胞蛋白无需大面积土地和大量的水资源。
相比之下,传统农业生产蛋白质需要大量土地用于种植作物或放牧,并且需要大量的水来灌溉。
微生物制造单细胞蛋白摆脱了对土地和水资源的依赖,在缓解土地资源紧张、节约水资源方面具有明显的优势。
此外,微生物制造的蛋白质具有较高的纯度和合成特性可调控。
通过基因工程等技术手段,可以控制微生物产生特定类型、纯度高的蛋白质,在满足人们对营养需求的同时,还能满足特殊人群对特定蛋白质的需求。
制造单细胞蛋白的技术路线主要包括菌种筛选、菌种培养、发酵工艺优化和蛋白质提取四个步骤。
首先是菌种筛选,常用的微生物菌种有大肠杆菌、酵母等,根据生产需求和菌种的适应性选择合适的菌种。
接下来是菌种培养,通过悬浮培养或固定化培养,利用适当的培养基和条件,使菌种快速繁殖并合成蛋白质。
发酵工艺优化是提高蛋白质产量和纯度的关键步骤,包括调整培养基成分、优化环境条件和进一步改良菌株。
最后是蛋白质提取,通过离心、超滤、纯化等方法将微生物中的单细胞蛋白提取出来,然后进行结构分析、功能研究和安全性评价。
微生物制造单细胞蛋白产业的挖掘前景巨大。
首先,单细胞蛋白可以广泛应用于食品工业和饲料工业。
由于其高蛋白含量、高营养价值和可调控性,单细胞蛋白可以作为肉制品、乳制品以及各类加工食品的替代品。
单细胞蛋白的生产与应用姚峰【期刊名称】《当代畜禽养殖业》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】3页(P7-9)【作者】姚峰【作者单位】安徽农业大学动物科技学院 230036【正文语种】中文传统蛋白质饲料主要是植物性蛋白饲料和动物性蛋白饲料。
植物性蛋白饲料的蛋白含量为20%~50%,包括大豆及其饼粕、棉籽饼粕、菜籽饼粕、花生饼粕、葵花饼粕、亚麻籽饼粕、玉米蛋白粉及其加工副产品玉米麸料和玉米胚芽粕。
动物性蛋白饲料的蛋白含量为40%~90%,包括鱼粉、肉骨粉、肉粉、血粉、羽毛粉、蚕蛹粉及蚕蛹饼、血浆蛋白粉、奶粉和酪蛋白。
20 世纪以来,随着人口的增加,传统蛋白质饲料产量已满足不了养殖需求,各国都在寻求其他的饲料蛋白源。
单细胞蛋白(SCP)饲料就是在这种背景下发展起来的。
1 单细胞蛋白的概念单细胞蛋白(SCP)是指利用各种基质大规模培养酵母菌、细菌、真菌和微藻等而获得的微生物蛋白。
SCP 的蛋白含量高达40%~80%。
酵母是最早广泛用于生产单细胞蛋白的微生物。
酵母中含蛋白质45%~55%,是一种接近鱼粉的优质蛋白。
细菌蛋白的蛋白含量占干重的3/4 以上,在补充含硫氨基酸以后,它的营养价值与大豆分离蛋白相近。
用于生产单细胞蛋白的细菌较多,研究较多的细菌为光合细菌和自养产碱杆菌。
自养产碱杆菌的菌体蛋白质含量高达60%~80%。
应用较多的真菌有曲霉和青霉。
主要利用糖蜜、酒糟、纤维类农副产品下脚料生产单细胞蛋白。
霉菌丝体蛋白质占干物质的30%~50%。
利用水域培养藻类获得蛋白质也是很好的途径。
开发利用较多的是小球藻和螺旋藻,产品蛋白含量可达55%~70%。
2 单细胞蛋白饲料的特点2.1 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。
在适宜条件下细菌0.5~1h、酵母1~3h、微型藻类2~6h 即可增殖1 倍。
2.2 原料丰富工农业废物、废水,如秸秆、蔗渣、甜菜、木屑、废糖蜜、废酒糟水、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、甲醇、乙醇、CO2、H2等,都可作为基质原料。