单细胞蛋白(SCP)的生产

实验一单细胞蛋白（SCP）的生产一、实验目的1．了解单细胞蛋白的开发优势及技术现状。

2．掌握单细胞蛋白的液体深层培养法及工艺控制规律。

3．了解发酵过程中菌体浓度及生物量的一般检测方法。

二、实验原理所谓SCP（SingleCellProtein）就是指那些工厂化大规模培养、作为人类食品和动物饲料的蛋白质来源的酵母、细菌、放线菌、霉菌、藻类和高等真菌等微生物的干细胞。

SCP工业，主要是饲料酵母工业。

酵母是一种单细胞微生物，生长繁殖快，菌体营养丰富。

饲料酵母是一种营养价值很高的蛋白饲料，成品呈微黄色粉末状，具有酵母特殊香味。

酵母蛋白质含量一般都在70%左右，比大豆高1倍。

与肉蛋白、鸡蛋蛋白、大豆蛋白相比，单细胞蛋白所含的氨基酸组分齐全，有18-20种氨基酸，尤其是谷物中所缺乏赖氨酸含量较高。

此外，维生素含量也十分丰富。

每千克酵母类单细胞可使奶牛的产奶量增加6-7㎏，用含有10%单细胞蛋白饲料养鸡，产蛋提高21%-35%。

1吨单细胞蛋白可节约5-7吨饲料粮，可产1.5吨鸡肉或3万枚鸡蛋。

我国单细胞蛋白（酵母）年产量近3万吨，多用于医药、面包生产和饲料。

用于生产饲料酵母的原料来源广泛，有矿物资源（如石油、甲烷、泥炭等）、纤维资源（如秸杆、木屑等）、糖类资源（如糖蜜、红薯等）、石油二次制品、废弃资源（包括有机废水、废渣、动物粪便等）。

从我国目前的情况出发，生产饲料酵母等单细胞蛋白值得优先开发的原料有废糖蜜、薯干、纸浆废液，豆制品厂、味精厂、淀粉加工厂的废液等，用这些原料生产饲料酵母，首先是产品无毒性，另外也有利于解决工厂和城市的污染问题。

酵母细胞的发酵特点：目前，最广泛用于生产作为蛋白资源的酵母是假丝酵母，该酵母生长繁殖速度快，每2-4小时可繁殖一代，培养10小时左右就能繁殖到种子菌体量的15倍。

发酵过程中，要保证罐内的液体混合良好和较适当地提供氧气，还要控制好温度和pH。

采用流加间歇发酵可以保证糖被具有良好活性的酵母呼吸消耗，以达到最适产量。

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。

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。

微生物生产单细胞蛋白的技术研究单细胞蛋白，简称SCP，指的是采用微生物为原料，通过高温高压或者生物反应器等方式得到的富含蛋白质的食品，是一种富含营养、无污染、可循环利用的新型食品。

而制备SCP的主要方式之一就是利用微生物生产。

1. 微生物生产SCP的基本原理微生物生产SCP是利用合适的微生物菌种，将含有丰富营养成分的废弃物、油脂及其他天然有机物质等作为微生物的营养源，通过微生物的生长代谢，合成并积累蛋白质。

常用的微生物菌种包括真菌、细菌、酵母等。

微生物生产SCP的原理基于微生物菌种的特殊性质，通过培养条件的调控，可以调节微生物的代谢途径，促进蛋白质合成。

2. 微生物选材及菌种的实验室培养微生物的选材十分重要，只有选对优质的微生物菌种，才能生产出高品质的SCP。

首先需要明确自己需要什么性质的SCP，然后通过筛选找到合适的微生物菌种。

实验室培养是微生物生产SCP的基础，微生物的培养过程中要注意温度、酸碱度和氧气含量等因素的控制，保证微生物的正常生长。

此外，还要及时调整培养基环境，如控制 pH 值、添加必要的营养物质等，以保持微生物的健康生长。

3. 培养方法及条件的控制微生物生产SCP的关键是培养方法及条件的控制。

常见的方法包括静态培养法、摇瓶培养法和生物反应器培养法等。

在不同的培养方法中，需要注意控制好培养温度、氧气条件、培养液pH值、营养源供应等参数，并且要进行适当的搅拌、通气等处理，以保证微生物的健康生长。

4. SCP离子液体深度加工技术的研究SCP离子液体深度加工技术是指利用离子液体具有极低挥发性和良好的化学稳定性这一特性，将SCP悬浮液或SCP干粉在离子液体中进行加工处理，以改善SCP的品质和性能。

研究表明，SCP离子液体深度加工技术可以调节SCP的蛋白质含量、脂类组成、颜色、味道，从而优化SCP的食用性。

5. 微生物生产SCP的应用前景随着人类对食品的需求不断增加，微生物生产SCP也成为了未来的研究热点之一。

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。

单细胞蛋白SCP的生产引言单细胞蛋白是一种具有巨大潜力的生物资源，它能够广泛应用于医药、食品、化工等领域。

在过去的几十年中，单细胞蛋白的生产技术得到了长足的发展，其中最具代表性的就是单细胞蛋白SCP的生产。

本文将介绍单细胞蛋白SCP的生产工艺及其应用。

单细胞蛋白SCP的概述单细胞蛋白SCP（Single-cell Protein）是指通过利用微生物细胞进行发酵或培养得到的一种富含蛋白质的产物。

SCP具有高蛋白质含量、氨基酸组成均衡、营养价值丰富等特点，可用作饲料、食品添加剂、营养补充剂等。

单细胞蛋白SCP的生产工艺单细胞蛋白SCP的生产工艺主要包括菌种培养、发酵和提取等环节。

菌种培养菌种培养是单细胞蛋白SCP生产的关键环节。

首先选择适合生产SCP的微生物菌种，常用的包括酵母菌、蓝藻、真菌等。

然后将选定的菌种进行预处理和扩大培养，确保菌种的活力和数量达到要求。

发酵发酵是SCP生产的核心步骤。

通过给菌种提供适当的营养物质和环境条件，促使其进行充分的生长和代谢，产生大量的蛋白质。

发酵条件包括温度、pH值、氧气供应等，需要根据具体菌种和工艺进行调控。

提取提取是将发酵过程中产生的SCP从发酵液中分离出来的过程。

常用的提取方法包括沉淀法、离心法、过滤法等。

通过这些方法，可以获得高纯度的SCP产物。

SCP的应用领域单细胞蛋白SCP具有广泛的应用领域。

饲料领域由于SCP具有高蛋白质含量和良好的营养价值，它在饲料领域具有广泛的应用前景。

SCP可以用作动物饲料的蛋白质来源，提高饲料的蛋白质含量，增加动物的生长速度和抵抗力。

食品添加剂领域SCP可以提取得到多种氨基酸，这些氨基酸可以作为食品添加剂，提供食品的口感和营养价值。

另外，SCP还可以作为替代性蛋白质来源，用于制备素食产品和代餐食品。

化工领域SCP中的蛋白质可以通过加工处理，提取出特定的功能性物质。

这些功能性物质可以用于化工领域的合成反应、生物降解材料等方面，具有很高的应用潜力。