单细胞蛋白(SCP)的生产53页PPT
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第六节单细胞蛋白生产工艺单细胞蛋白质(single-cell protein,SCP)是通过培养单细胞生物而获得的菌体蛋白质。
由于生产SCP的单细胞生物包括微型藻类、非病原细菌、酵母菌和真菌。
它们可利用各种基质如碳水化合物、碳氢化合物、石油副产品、氢气及有机废水等在适宜的培养条件下生产单细胞蛋白。
单细胞蛋白质的含量达40%~80%,单细胞蛋白中的赖氨酸含量高,但含硫氨基酸的含量较低。
由于世界人口急增,人口每年增加速度约为2%以上,但粮食方面仅靠高等植物的传统生产方法,其增长率已赶不上世界人口的增加率。
同时由于世界经济日趋富裕,生活水平的不断提高,对动物蛋白质的需求量增加很多。
然而,生产动物蛋白却需要消耗很多植物蛋白,如要获得牛蛋白1kg,需消耗植物蛋白3-4kg;要得家畜蛋白1kg,需植物蛋白7-10kg,很不经济。
并且某些家禽与人类争粮食。
由此可见,粮食不足中最严重的是蛋白质不足的问题。
人类认识到作为取代蛋白质资源的微生物具有的重要性,已有相当长的历史。
第一次世界大战中,苦于粮食不足的德国,将食用酵母投入了生产,最初是用糖生产酵母,后来发展到从造纸工业的亚硫酸废液制造饲料酵母。
各种农业森林或家畜工业的废料生产SCP也已开发。
目前对于生产SCP的廉价原料已成为研究的热点,如法国正在开发以木薯制造SCP的技术。
利用无限再生的二氧化碳为资源的自养微生物制造SCP的研究也受到重视,目前正在研究的无机物光能利用菌包括藻类、光合细菌。
另一类为无机物化能利用菌,以氢细菌为最有希望。
从工业观点来看,嗜热氢细菌可以减少污染的危险,节省冷却水用量,现已获得在较高温度下、生长速率高的菌株。
目前,我国已有近百家工厂生产饲料酵母、食用酵母和药用酵母,年产量为30多万吨,饲料酵母产量7.5万吨,主要出口,与实际需要近500万吨蛋白饲料还相差甚远。
近年来我国重视SCP的开发工作,据报道利用味精废水生产热带假丝酵母SCP,含蛋白质达60%,产品用作饲养禽畜,效果与鱼粉相同。
天然气发酵产饲用单细胞蛋白1.单细胞蛋白SCP(single-cell-protein)是指利用各种基质大规模培养细菌、酵母菌、霉菌、微藻、光合细菌等而获得的微生物蛋白,是现代饲料工业和食品工业中重要的蛋白来源。
1966年,麻省理工学院首次提出SCP的概念,1967年在第一次全世界蛋白会议上正式将微生物菌体蛋白统称为单细胞蛋白。
SCP营养丰富,蛋白质含量40%-80%不等,所含氨基酸组分齐全平衡,且有多种维生素,消化利用率高(一般高于80%),其最大特点是原料来源广,微生物繁殖快,成本低,效益高。
细胞和酵母利用甲醇、乙醇、甲烷和多链烷烃生产单细胞蛋白(SCP);利用废物中的许多物质转化为SCP,如稻秸、蔗渣、柠蒙酸废料、果核、糖浆、动物粪便和污物等;利用藻类(如小球藻、栅藻)生产SCP。
生产SCP的微生物有酵母、非病原性细菌、放线菌和真菌及藻类等,其中饲用酵母和藻类蛋白发展最快。
2.嗜甲烷细菌/甲烷氧化菌甲烷氧化菌(Methanotrophs 或 Methane-oxidizing bacteria)是甲基氧化菌的一个分支,它能够利用甲烷或甲醇等 C1 化合物作为唯一的碳源进行生长,在全球大气甲烷的平衡中有着十分重要的作用。
利用甲烷为原料生产单细胞蛋白的细菌种类,如甲烷假单胞菌,嗜甲烷单胞菌等。
甲烷不含芳香烃类,无致癌物质、无毒害,产品安全性高,原料蕴含丰富,成本低,曾被当作第二代石油蛋白进行研究。
但嗜甲烷生产菌往往生长缓慢,菌体浓度低。
所以其生产效率低,且尾气中的残留甲烷的利用是个问题。
3.甲烷蛋白发展史(1)20 世纪 60 年代,单细胞蛋白开始在各国引起重视,被称为单株蛋白或合成蛋白。
由于制造的原料是正构石蜡烃、粗柴油、甲烷、乙醇、甲醇等都属于石油产品或者石油衍生物,因此在当时单细胞蛋白又称为石油蛋白。
欧美等国家便在那时已经开始了以天然气作为原料生产单细胞蛋白的研究,已有年产千吨日产十吨的专利报告,其成分报导大约与鱼粉相当。
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,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:①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;②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;③石油、天然气及相关产品,如原油、柴油、甲烷、乙醇等;④H2、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。
目录1 前言 (2)单细胞蛋白饲料的优点 (2)1.1.1蛋白质含量丰富 (2)1.1.2原材料来源广泛 (3)1.1.3生长速度快 (3)1.1.4不受季节和气候等条件的影响 (3)细胞蛋白生产的菌种类型 (3)单细胞蛋白的生产工艺的类型 (4)1.3.1液体深层发酵法[4] (4)1.3.2固体发酵法 (4)单细胞蛋白饲料的应用 (4)2 菌种的选育 (5)菌种的选取及筛选 (5)2.1.1菌种的选取 (5)2.1.2菌种的采集 (6)2.1.3培养菌 (6)2.1.4菌种的初筛 (6)2.1.5菌种的复筛[11] (6)诱变育种 (7)菌种的保藏 (7)3 培养基的配制 (8)配置培养基的原则 (8)培养基类型 (8)3.2.1孢子培养基 (8)3.2.2种子培养基 (9)3.2.3发酵培养基 (9)热带假丝酵母菌的培养基及培养条件 (9)培养基的设计 (10)3.4.1碳源 (10)3.4.2 氮源 (10)3.4.3 水 (10)3.4.3无机盐及微量元素 (10)4 灭菌 (11)仪器灭菌 (11)培养基灭菌 (11)4.2.1分批灭菌 (12)4.2.2连续灭菌 (12)空气除菌 (12)发酵罐除菌 (12)5 种子扩大培养 (13)实验室种子的制备 (13)生产车间种子制备 (13)6 发酵罐的工艺设计 (14)发酵罐的结构 (14)发酵罐的工艺尺寸 (15)h-底封头或顶封头高度 (15)6.2.1发酵罐的工艺计算 (16)6.2.2物料衡算 (17)7 发酵工艺控制[16] (17)发酵过程温度的影响及控制 (17)pH对假丝酵母生长的影响 (18)KH2P04含量对假丝酵母生长的影响 (18)氧气对酵母菌生长的影响 (18)染菌的控制 (19)8下游加工 (19)预处理和固液分离 (19)提取和干燥 (20)参考文献 (22)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。
目录1 前言 (2)单细胞蛋白饲料的优点 (2)蛋白质含量丰富 (2)原材料来源广泛 (3)生长速度快 (3)不受季节和气候等条件的影响 (3)细胞蛋白生产的菌种类型 (3)单细胞蛋白的生产工艺的类型 (4)液体深层发酵法[4] (4)固体发酵法 (4)单细胞蛋白饲料的应用 (4)2 菌种的选育 (4)菌种的选取及筛选 (5)菌种的选取 (5)菌种的采集 (5)培养菌 (6)菌种的初筛 (6)菌种的复筛[11] (6)诱变育种 (6)菌种的保藏 (7)3 培养基的配制 (8)配置培养基的原则 (8)培养基类型 (8)孢子培养基 (8)种子培养基 (8)发酵培养基 (9)热带假丝酵母菌的培养基及培养条件 (9)培养基的设计 (9)碳源 (9)氮源 (9)水 (10)无机盐及微量元素 (10)4 灭菌 (10)仪器灭菌 (10)培养基灭菌 (11)分批灭菌 (11)连续灭菌 (11)空气除菌 (11)发酵罐除菌 (12)5 种子扩大培养 (12)实验室种子的制备 (12)生产车间种子制备 (12)6 发酵罐的工艺设计 (13)发酵罐的结构 (13)发酵罐的工艺尺寸 (14)发酵罐的工艺计算 (15)物料衡算 (16)7 发酵工艺控制 (16)发酵过程温度的影响及控制 (16)pH对假丝酵母生长的影响 (17)KH2P04含量对假丝酵母生长的影响 (17)氧气对酵母菌生长的影响 (17)染菌的控制 (17)8下游加工 (18)预处理和固液分离 (18)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高10%~20%,可利用氮比大豆高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]。