10、工业发酵过程实例-单细胞蛋白生产工艺
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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。
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。
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白质。
微生物细胞中含有丰富的蛋白质,例如酵母菌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%,而作物中含蛋白质最高的是大豆,其蛋白质含量也不过是35%~40%。
单细胞蛋白的氨基酸组成不亚于动物蛋白质,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白质外,还含有丰富的碳水化合物以及脂类、维生素、矿物质,因此单细胞蛋白营养价值很高。
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。
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。
微生物制药试题库含参考答案一、单选题(共40题,每题1分,共40分)1、用于谷氨酸发酵的培养基中需添加的生长因子是()A、碱基B、氨基酸C、核苷酸D、生物素正确答案:D2、为使淀粉和纤维素进行代谢而提供能量()A、它们必须第一步变成脂肪分子B、它们的葡萄糖单位必须被释放C、所有微生物都可以D、遗传密码必须起促进作用正确答案:B3、下面不属于抗生素的是()。
A、从植物蒜中制得的蒜素B、溶菌酶C、链霉素D、红霉素正确答案:B4、对于某种发酵,在工艺一定时,排气中二氧化碳含量变化是有规律的。
噬菌体污染后,糖耗减慢,二氧化碳含量()A、增加B、减少C、不变正确答案:B5、L–谷氨酸在水溶液中的等电点是( )A、3.22B、5.4C、6.5D、9.59正确答案:A6、个别发酵罐连续染菌,大都是由于()A、培养基灭菌不彻底B、种子带菌C、补料问题D、发酵罐渗漏正确答案:D7、下面哪种氨基酸不是人体必需氨基酸()A、丝氨酸B、苯丙氨酸C、亮氨酸D、缬氨酸正确答案:A8、微生物发酵培养中流加营养物质有以下作用除了()。
A、控制微生物生长B、控制微生物合成C、提高溶氧D、调节pH正确答案:C9、由于污染的杂菌好氧性不同,产生溶氧异常的现象也是不同的。
当杂菌是好氧性微生物时,溶氧的变化是()A、升高B、先降后升C、不变D、在较短时间内下降,直到接近于零正确答案:D10、自然界的氨基酸大都是()型。
A、L型B、D型C、L型和D型D、不确定正确答案:A11、配料较粗,营养丰富,完全,碳氮比合适,原料来源充足,质优价廉,成本低,有利于大量积累产物。
这些是()的一般特点。
A、保藏培养基B、种子培养基C、选择培养基D、发酵培养基正确答案:D12、微生物代谢的调节属于()A、基因调节B、激素调节C、神经调节D、酶的调节正确答案:D13、测定抗生素最低抑菌浓度的方法( )A、浊度法B、稀释法C、管碟法D、显微镜法正确答案:B14、下列微生物代谢产物中没有菌种特异性的一组是()A、氨基酸、维生素、色素、抗生素B、氨基酸、核苷酸、多糖、毒素、激素C、核苷酸、多糖、脂类、氨基酸D、氨基酸、维生素、抗生素、多糖正确答案:C15、种子罐培养时,二级种子罐又叫做()A、育种罐B、生产罐C、发芽罐D、繁殖罐正确答案:D16、青霉素发酵时,用于消泡的天然物质是()A、色拉油B、花生油C、大豆油D、玉米油正确答案:D17、青霉素易溶于()A、有机溶剂B、硫酸C、生理盐水D、水正确答案:A18、当感染噬菌体后,溶氧浓度很快()。
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