下载文档原格式
单细胞蛋白饲料的生产与应用
赵守贤
【期刊名称】《饲料工业》
【年(卷),期】1993(14)1
【摘要】单细胞蛋白饲料又称微生物蛋白饲料或菌体蛋白饲料,一般是指酵母、非病源细菌、微型菌、真菌等单细胞生物体内所含的蛋白质。
这种蛋白质和大豆蛋白质一样,都属于天然蛋白质。
利用农(工)产品加工的副产品、下脚料,通过微生物作用生产单细胞蛋白饲料是解决目前饲料紧缺的有效途径之一。
目前同内外均高度重视单细胞蛋白饲料的生产与应用。
原苏联是世界上单细胞饲料产量最高的国家,到1981年。
【总页数】2页(P49-50)
【关键词】饲料;单细胞;蛋白饲料
【作者】赵守贤
【作者单位】山西省农科院经作所
【正文语种】中文
【中图分类】S816.4
【相关文献】
1.单细胞蛋白饲料的研究及其在畜禽生产中的应用 [J], 王红;石宝明
2.利用饴糖糟生产单细胞蛋白饲料的试验研究与生产 [J], 刘伟
3.单细胞蛋白饲料在畜牧业生产上的应用 [J], 刘立秋;田培育
4.柑橘皮生产单细胞蛋白饲料的固态发酵工艺研究 [J], 李佳瑶;周珺;王媛;温宇婵;赵宝顶;张怡
5.以玉米粉和麸皮为主要原料生产单细胞蛋白饲料的研究 [J], 赵彩艳;朱肖亭;王二耀;徐照学;施巧婷
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
单细胞蛋白的开发及其在畜禽生产中的应用黄现青１，高晓平１，牛新生２，索江华３，崔艳红４（１．河南农业大学食品科学技术学院，河南郑州４５０００２；２．林州市第一职业高中，河南林州４５６５６４；３．郑州牧业工程高等专科学校，河南郑州４５００１１；４．河南科技学院动物科学系，河南新乡４５３００３）摘要：介绍了生产单细胞蛋白的微生物种类，阐述了单细胞蛋白的安全性评价和营养性评价，以及单细胞蛋白在畜禽生产中的应用效果，针对单细胞蛋白的存在问题提出了相应的解决方法。
关键词：单细胞蛋白；蛋白质饲料；畜禽中图分类号：Ｓ８１６．４文献标识码：Ａ文章编号：１００４－８７４Ｘ（２００８）０５－００７０－０３ＥｘｐｌｏｉｔｕｒｅａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｉｎｇｌｅｃｅｌｌｐｒｏｔｅｉｎｉｎｌｉｖｅｓｔｏｃｋｓＨＵＡＮＧＸｉａｎ－ｑｉｎｇ１，ＧＡＯＸｉａｏ－ｐｉｎｇ１，ＮＩＵＸｉｎ－ｓｈｅｎｇ２，ＳＵＯＪｉａｎｇ－ｈｕａ３，ＣＵＩＹａｎ－ｈｏｎｇ４（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｅｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｅｎｉｏｒＨｉｇｈＳｃｈｏｏｌｏｆｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌｏｆＬｉｎｚｈｏｕ，Ｌｉｎｚｈｏｕ４５６５６４，Ｃｈｉｎａ；３．ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｎｉｍａｌＨｕｓｂａｎｄｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００１１，Ｃｈｉｎａ；４．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｎｉｍａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＶｅｔｅｒｉｎａｒｙＭｅｄｉｃｉｎｅ，ＨｅｎａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉｎｘｉａｎｇ４５３００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｉｃｒｏｂｉａｌｖａｒｉｅｔｉｅｓｐｒｏｄｕｃｉｎｇｓｉｎｇｌｅｃｅｌｌｐｒｏｔｅｉｎ，ｓａｆｅａｎｄｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌａｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｓｉｎｇｌｅｃｅｌｌｐｒｏｔｅｉｎ，ａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｓｉｎｇｌｅｃｅｌｌｐｒｏｔｅｉｎｉｎｔｈｅｌｉｖｅｓｔｏｃｋｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｍｅｔｈｏｄｓｓｏｌｖｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｓｉｎｇｌｅｃｅｌｌｐｒｏｔｅｉｎｗｅｒｅａｌｓｏｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅｃｅｌｌｐｒｏｔｅｉｎ；ｐｒｏｔｅｉｎｆｅｅｄ；ｌｉｖｅｓｔｏｃｋｓ收稿日期：２００８－０２－１８作者简介：黄现青（１９７７－）男，博士，讲师，Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｘｑ８２１０＠１２６．ｃｏｍ通讯作者：崔艳红（１９７５－）女，硕士，讲师，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｙｈｈｎ９４９８＠１６３．ｃｏｍ目前，世界各国都在努力为畜禽养殖寻求廉价的蛋白质资源。
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白(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，它的生产占用土地甚少，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白资源。
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。
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）工农业糟渣类包括白酒糟、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、正烷烃、甲醇、乙醇、醋酸等。
除以上所介绍的外，农作物秸秆、批壳、饼粕类、畜禽粪便、有机垃圾、风化煤等也可作为原料生产单细胞蛋白。
二、饲料级酵母单细胞蛋白生产及其工艺流程1、单细胞蛋白饲料(Single Cell Protein)指通过发酵方法生产的酵母菌、细菌、霉菌及藻类细胞生物体等。
单细胞蛋白饲料营养丰富、蛋白质含量较高，且含有18～20种氨基酸，组份齐全，富含多种维生素。
除此之外，单细胞蛋白饲料的生产具有繁育速度快、生产效率高、占地面积小、不受气候影响等优点。
因此，在当今世界蛋白质资源严重不足的情况下，发展单细胞蛋白饲料的生产越来越受到各国的重视，其生产成本低，作为蛋白质含量较高的饲料已被养殖户接受。
2、基本原理单细胞蛋白(饲料酵母或称菌体蛋白)是利用食品发酵行业排放的有机废液，培养酵母菌细胞合成效价蛋白质，并能同化各种碳水化合物以及各种含氧化合物，在利用酵母菌迅速繁殖的生理特点，使废液通过发酵获得大量的菌体蛋白，采用高效节能的发酵设备，实现全废液饲料化，使发酵生产基本没有废液排出。
单细胞蛋白饲料的开发与利用摘要文章概述了单细胞蛋白生产原理,生产单细胞蛋白的微生物种类,以及单细胞蛋白的营养成分,介绍了单细胞蛋白生产的一般工艺,探讨了单细胞蛋白饲料的应用效果及应用中存在的问题及解决办法,最后展望了单细胞蛋白在饲料加工中的应用前景。
关键词单细胞蛋白饲料加工开发与利用单细胞蛋白( single cell protein) 亦称微生物蛋白、菌体蛋白,是指细菌、真菌和微藻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(microbialpro2tein) 。
随着经济的发展,人民生活水平的提高,人类对蛋白质尤其是营养价值高的动物蛋白质的需求愈来愈多。
大量的需求刺激了畜牧业和养殖业的发展,而依靠传统方式提供饲料已不能满足迅猛增长的饲料市场。
单细胞蛋白营养物质丰富,菌体中蛋白质含量高达40 %～80 % ,其中氨基酸组分齐全,赖氨酸等必需氨基酸含量较高,同时富含维生素,可作为维生素的替代品。
与豆粉相比,单细胞蛋白的蛋白质含量高出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) 开发和推广微生物生产单细胞蛋白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 单细胞蛋白的种类和来源目前,可用于单细胞蛋白生产的微生物的种类很多,在选择时从安全性、实用性、生产效率和培养条件等方面考虑,目前用于生产单细胞蛋白的微生物主要包括4 大类群,即非致病和非产毒的酵母菌、细菌、真菌和微藻。
1. 1 酵母菌酵母菌是当前生产单细胞蛋白的微生物类群中,最受关注的一类,也是应用最为广泛的一类。
酵母菌蛋白含量高达60 % ,几乎含所有的氨基酸,尤其是赖氨酸、苏氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸等必需氨基酸的含量高,而且维生素含量也比较丰富。
常用的酵母菌有啤酒酵母和假丝酵母。
单细胞蛋白饲料标准单细胞蛋白饲料是由非病原性微生物，如细菌、真菌、酵母和微型藻类等发酵生产的微生物蛋白质。
作为一种新型的蛋白质饲料资源，单细胞蛋白饲料具有较高的营养价值和生物活性。
针对单细胞蛋白饲料，以下是其主要的标准：1. 安全性：单细胞蛋白饲料应来源于非病原性微生物，且在生产、加工和储存过程中保持无菌状态。
确保饲料中的微生物不携带致病菌、 ** 和其他有害物质。
2. 营养价值：单细胞蛋白饲料应具有较高的蛋白质含量，同时富含氨基酸、维生素、矿物质和其他营养成分。
其营养价值应能满足动物生长、繁殖和健康的需要。
3. 消化性和可利用率：单细胞蛋白具有较高的消化性和可利用率，降低饲料浪费，提高饲料效益。
4. 环保性：单细胞蛋白饲料生产过程应符合环保要求，不产生或尽量减少产生环境污染物。
同时，饲料使用过程中对环境的影响应较小。
5. 饲料添加剂：单细胞蛋白饲料可以作为饲料添加剂，添加到传统饲料中，以提高饲料的营养价值和动物生产性能。
在添加过程中，应遵循相关法律法规和饲料添加剂使用标准。
6. 产品质量：单细胞蛋白饲料应具备稳定的产品质量，确保饲料的安全性、营养价值和生物活性。
7. 检测与监测：饲料生产、加工和销售过程中，应建立完善的检测和监测体系，确保饲料质量符合标准。
8. 储存和运输：单细胞蛋白饲料在储存和运输过程中，应保证饲料的完整性和卫生条件，防止污染和变质。
9. 饲料标签：单细胞蛋白饲料应有清晰的标签，标明产品名称、原料来源、生产厂家、生产日期、保质期、使用方法和注意事项等信息。
10. 行业规范和标准：单细胞蛋白饲料生产、研究和应用过程中，应遵循相关行业规范和标准，推动行业健康发展。
总之，单细胞蛋白饲料标准涵盖了安全性、营养价值、消化性和可利用率、环保性、饲料添加剂、产品质量、检测与监测、储存和运输、饲料标签以及行业规范和标准等方面。
这些标准旨在确保饲料的安全、有效和可持续发展，为动物生产提供优质饲料。
单细胞蛋白饲料的开发与利用
摘要文章概述了单细胞蛋白生产原理,生产单细胞蛋白的微生物种类,以及单细胞蛋白的营养成分,介绍了单细胞蛋白生产的一般工艺,探讨了单细胞蛋白饲料的应用效果及应用中存在的问题及解决办法,最后展望了单细胞蛋白在饲料加工中的应用前景。
关键词单细胞蛋白饲料加工开发与利用
单细胞蛋白( single cell protein) 亦称微生物蛋白、菌体蛋白,是指细菌、真菌和微藻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(microbial
pro2tein) 。
随着经济的发展,人民生活水平的提高,人类对蛋白质尤其是营养价值高的动物蛋白质的需求愈来愈多。
大量的需求刺激了畜牧业和养殖业的发展,而依靠传统方式提供饲料已不能满足迅猛增长的饲料市场。
单细胞蛋白营养物质丰富,菌体中蛋白质含量高达40 %～80 % ,其中氨基酸组分齐全,赖氨酸等必需氨基酸含量较高,同时富含维生素,可作为维生素的替代品。
与豆粉相比,单细胞蛋白的蛋白质含量高出
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) 开发和推广微生物生产单细胞蛋白成为补充饲料蛋白
质来源不足的重要途径,意义十分重大。
1 单细胞蛋白的种类和来源
目前,可用于单细胞蛋白生产的微生物的种类很多,在选择时从安
全性、实用性、生产效率和培养条件等方面考虑,目前用于生产单细胞蛋白的微生物主要包括4 大类群,即非致病和非产毒的酵母菌、细菌、真菌和微藻。
1. 1 酵母菌
酵母菌是当前生产单细胞蛋白的微生物类群中,最受关注的一类,
也是应用最为广泛的一类。
酵母菌蛋白含量高达60 % ,几乎含所有的氨基酸,尤其是赖氨酸、苏氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸等必需氨基酸的含量高,而且维生素含量也比较丰富。
常用的酵母菌有啤酒酵母和假丝酵母。
其中假丝酵母能够同化六碳糖和五碳糖,能忍耐高浓度的SO2 ,菌体中含有高量的蛋白质,并含有大量的赖氨酸和较多的维生素及许多微量元素。
1. 2 细菌
用于生产单细胞蛋白的细菌较多,包括光合细菌和氢细菌。
其原料主要为植物性纤维及石油衍生物(如甲醇和乙醇等) 。
与其他菌株相比,
由病原菌生产的菌体蛋白,含有毒物质的可能性较大,因此在加工过程
中必须经过处理,确保对食用动物的安全。
目前研究较多的细菌为红色光合细菌和自养产碱杆菌。
据报道,日本生产的PBS 菌液作为鱼类的饲料添加剂已经形成商品化生产。
日本海洋微生物株式会社菌种场用PBS 养鱼苗,成活率从69. 3 %提高到95. 5 % ,鱼苗生产率提高了1 倍。
1. 3 真菌
真菌菌丝生产慢,易受酵母污染,必须在无菌条件下培养,但是真菌的收获分离容易。
目前应用较多的有曲霉和青霉,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。
法国1985 年利用丝状真菌将香蕉转化为高蛋白饲料(发酵后蛋白质含量提高6～7 倍) ,德国科学家采用木屑和镰刀菌以甜菜渣为原料,获得粗蛋白为24 %的蛋白饲料。
1. 4 微藻
微藻是一类分布最广、蛋白质含量很高的微量光合水生生物,繁殖快,光能利用率是陆生植物的十几到二十倍。
目前,全世界开发研究较多的是螺旋藻与鱼腥藻。
其中螺旋藻繁殖快、产量高,蛋白质含量高达58.
5 %～71 % ,且质量优、核酸含量低,只占干重的2. 2 %～3. 5 % ,极易被消化和吸收。
2 单细胞蛋白的化学营养成分
单细胞蛋白的化学营养成分因培养条件和微生物种类的不同而存
在着差异。
3 单细胞蛋白生产的一般工艺
生产单细胞蛋白的一般工艺为:菌种→菌种扩大培养→发酵罐培养→培养液→分离→菌体→洗涤或水解→干燥→动物饲料各菌体蛋白的
生产工艺一般可概述为以下几点:
3. 1 菌种扩大培养
先在无菌室内或超净工作台内接种原种,然后转到斜面培养基上培养,再转到三角瓶中培养,最后由小种子罐到大种子罐。
培养基要求含碳源—单糖或分子多糖;氮源—原料中蛋白质不足时可添加硫酸铵或尿素;矿物质—过磷酸钙和硫酸亚铁等,也可添加一些有利于菌体生长的生长素。
3. 2 灭菌
所用的培养液以及所提供的空气都必须灭菌,前者多采用蒸气加热灭菌,后者常用陶瓷多孔过滤器去除细菌。
3. 3 培养
温度和pH 都应适宜,通风供氧,搅拌或翻滚料,并注意糖的浓度。
3. 4 分离过滤
冷却后用高速离心机或滤布过滤。
在生产中为了使培养液中的养分得到充分利用,可将部分营养液连续送入分离器中,分离后的上清液回
到发酵罐中循环使用。
对较难分离的菌种可加入絮凝剂,以提高其凝聚力便于分离。
3. 5 干燥
作为动物饲料的单细胞蛋白,一般把离心机收集的菌种经洗涤后进行喷雾干燥或滚筒干燥。
4 单细胞蛋白应用效果与存在问题
单细胞蛋白的营养物质丰富,富含动物生长和发育所必需的各种营养物质,如蛋白质、碳水化合物、脂肪、矿物质、维生素和激素,是当今世界积极研究的新蛋白质饲料资源。
它能够促进动物的新陈代谢,有利于充分发挥畜禽的生产潜力。
研究表明,蛋鸡饲料中添加3 %～ 7 %的酵母, 产蛋率提高20 %～30 % ,料耗下降10 %～ 20 %。
王立梅(2002) 利用淀粉副产物混合发酵得到的酵母菌蛋白对猪的饲喂试验表明,猪的抗病能力增强,日平均增重提高了5 % ,饲料利用率提高了50 %。
在水产养殖中,陈新喜(2000) 等研究发现,用螺旋藻饲喂网箱鲤鱼, 可增重12.
4 % , 鱼肉粗蛋白含量提高3. 14 % ,含脂率下降4. 86 % ,可食部分比例提高5. 1 %。
单细胞蛋白虽然营养丰富,是一种新型的蛋白质饲料资源,但是也存在许多问题。
主要表现为:第一,核酸含量过高。
细菌蛋白和酵母菌蛋白中RNA 含量分别为13 %～22 % ,6 %～41 % ,核酸在家畜体内消化后形成尿酸,因家畜体内无尿酸酶,尿酸不能分解,随血液循环在家畜体内的关节处沉淀或结晶,从而引起痛风症或风湿性关节炎症。
同时由于形成尿酸过程中,肝脏中嘌呤的代谢率增高,容易导致代谢失
衡和尿结石。
此种情况下,必须限制单细胞蛋白在日粮中的用量,不超过总蛋白补给量的15 % ,同时,还应大力发展脱核酸技术,生产脱核酸技术单细胞蛋白。
第二,某些单细胞蛋白含有对动物身体有害的物质,尤其是细菌蛋白。
因此要慎重的选择生产单细胞蛋白的微生物基质。
第三,含单细胞蛋白的饲料,其消化率比常规蛋白质低10 %～15 % ,原因为单细胞蛋白中含有有毒菌肽,能与饲料蛋白质结合,阻碍蛋白质的消化。
同时,单细胞蛋白中还含有一些不能被消化的物质如甘露聚糖,对饲料干物质的消化起副作用。
第四,饲喂单细胞蛋白也可带来氨基酸供应不平衡的弊端。
在单细胞蛋白的加工过程中可添加适量的精氨酸,使之与赖氨酸的比率合理,同时还应添加适量蛋氨酸以弥补单细胞蛋白中蛋氨酸含量的不足。
总之,只要合理的对单细胞蛋白的问题加以处理,就可充分发挥单细胞蛋白饲料的优越性。
5 单细胞蛋白在饲料加工中的应用前景
与传统农业生产蛋白质饲料相比,单细胞蛋白生产的突出特点在于能够进行大规模工业化生产。
具体表现为:第一,原料广泛,可以就近取材。
充分利用价格低廉的工农业废料、化工原料和废料。
第二,生产周期短、生产效率高。
在适宜的条件下,细菌需0. 5～1 h ,酵母1～3 h 即可增殖1 倍。
据估计,1 头500 kg 的牛,每天生产蛋白质0. 4 kg ,而质量相同的酵母每天至少要生产蛋白质500 kg ,生产效率提高了1 000 多倍。
第三,劳动生产率高。
单细胞蛋白生产不受季节气候制约,易于人工控制,同时利用大型发酵罐立式培养, 占地面积少。
如年产10 万t单细胞蛋白的工厂,1 年可产蛋白质45 000 t 。
大豆按1/ 15 公顷产计,可产大豆200 kg ,折算为蛋白质含量为80 kg ,因此一个单细胞蛋白所产的蛋白质相当于37 500 hm2 土地所产的大豆的蛋白质量。
在美国、德国、日本等发达国家,单细胞蛋白生产已经进入大规模化生产,利润十分可观。
目前,我国单细胞蛋白饲料的生产还处于发展阶段,与发达国家相比还存在一定的差距,生产技术有待进一步的研究和提高。
随着生物技术的不断发展,尤其是对单细胞蛋白产生菌的遗传改良技术的应用,不仅能提高单细胞蛋白的产量而且还可提高单细胞蛋白产生菌的蛋白质含量,并可获得具有增加细胞壁脆性,提高原料转化率的新菌株,相信我国单细胞蛋白饲料的生产将具有更加广阔的发展前景。
参考文献
1 杨贤桂,朱光富. 单细胞蛋白在家禽营养中的应
用. 中国家禽,1999 (10) :32～33
2 冯忠义. 单细胞蛋白在饲料中的应用前景. 江西
饲料,2001 (4) :11～12
3 王立梅,胡耀辉. 淀粉副产物混合发酵生产单细
胞蛋白. 吉林农业大学学报,2002 (4) :110～112
4 俞俊棠,唐孝宣. 生物工艺学(下) . 上海:华东理
工大学出版社,1992.。
