单细胞蛋白的生产.docx

目录1 前言 21.1 单细胞蛋白饲料的优点 21.1.1 蛋白质含量丰富 21.1.2 原材料来源广泛 31.1.3 生长速度快 31.1.4 不受季节和气候等条件的影响 31.2 细胞蛋白生产的菌种类型 31.3 单细胞蛋白的生产工艺的类型 41.3.1 液体深层发酵法[4] 41.3.2 固体发酵法 41.4 单细胞蛋白饲料的应用 42 菌种的选育 42.1 菌种的选取及筛选 52.1.1 菌种的选取 52.1.2 菌种的采集 52.1.3 培养菌 62.1.4 菌种的初筛 62.1.5 菌种的复筛[11] 62.2 诱变育种 62.3 菌种的保藏 73 培养基的配制 83.1 配置培养基的原则 83.2 培养基类型 83.2.1 孢子培养基 83.2.2 种子培养基 83.2.3 发酵培养基 93.3 热带假丝酵母菌的培养基及培养条件 93.4 培养基的设计 93.4.1 碳源 93.4.2 氮源 93.4.3 水 103.4.3 无机盐及微量元素 104 灭菌 104.1 仪器灭菌 104.2 培养基灭菌 104.2.1 分批灭菌 114.2.2 连续灭菌 114.3 空气除菌 114.4 发酵罐除菌 125 种子扩大培养 125.1 实验室种子的制备 125.2 生产车间种子制备 126 发酵罐的工艺设计 136.1 发酵罐的结构 136.2 发酵罐的工艺尺寸 146.2.1 发酵罐的工艺计算 156.2.2 物料衡算 167 发酵工艺控制 167.1 发酵过程温度的影响及控制 167.2 pH 对假丝酵母生长的影响 167.3 KH2P04 含量对假丝酵母生长的影响 177.4 氧气对酵母菌生长的影响 177.5 染菌的控制 178 下游加工 188.1 预处理和固液分离 188.2 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 蛋白含量咼，营养丰富。

单细胞蛋白蛋白质含量比豆粉咼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］ 本设计利用生产味精的废液为原料，采用热带假丝酵母液 体发酵制取单细胞蛋白饲料，探索出具有工业化应用潜力的工艺路线 味精废液是味精生产过程中发酵液中的谷氢改经冷冻等电后分离的残余发酵液 这部分废液含有还原糖0.5%，氨氮896mg/L,有机氮76mg / L, COD 51216g/L, 是当前污染环境、破坏水生生态平衡的污染源用此液培养假丝酵母，在30°C、 1： 1通气条件下，12小时后菌体干物质达20g/L左右关键词： 单细胞蛋白, 酵母菌, 味精废液, 发酵1 前言 以味精废液为原料生产饲料酵母，废液不经过滤，只需加少量氨水，用热带 假丝酵母酵母直接发酵，工艺简单，操作简便味精废液通过酵母发酵后，COD 去除率达60％左右因此，利用味精废液生产饲料酵母，不仅能减轻污染，保护 环境，同时又是一条开辟蛋白质饲料来源的新途径，对促进畜禽养殖业的发展具 有重大的意义味精废液生产的饲料酵母，蛋白质含量高达 60％，其中含有 18 种氨基酸，并合有丰富的B族维生素，因此是一种富含氨基酸、维生素的全效价 蛋白质饲料。

经动物蛋白质利用试验表明，鸡、猪的消化吸收率分别达88．53％ 和85.7％通过在猪、鸡粮中添加饲料酵母与鱼粉进行饲喂对比试验证明，词喂 味精废液饲料酵母的经济效益比进口鱼粉高分靳项口 1分析值迷加状（騎）总固呢拗（^）2-24荻仆（%）Cl, 12府机吻（^）3. 12就眷物（狩）L-0盘化物（笑）I.匚(mg/L)36 H 2nig/100m L)1玮・5表1 味精废液的主要成分1.1 单细胞蛋白饲料的优点1.1.1 蛋白质含量丰富单细胞蛋白蛋白质含量一般在40%以上（细菌含蛋白质50%〜80%,酵母菌 含蛋白质40%〜60%，藻类含蛋白质40%〜50%，霉菌含蛋白质20%〜30%）, 并且氨基酸的含量齐全，比一般蛋白质营养价值高，此外还含有丰富的维生素和 未知因子［6］ 因此，单细胞蛋白饲料可称得上是一种全价的蛋白质饲料，可部分 代替鱼粉饲喂动物饲料醉母水瞬陕及酒蓿废液糖蠶騎!石幣原料氐 a-*io,o蛋白就NX6, 25(按绝干詢计) 碳水化合物(%)1.1类原材料来:43^5811^23表2饲料酵两企 砂!眉广泛4山 裁分生产单细胞46 〜5648--&210,0—22,010.。

〜18・ 0母、鱼粉、豆饼的化学成分5~2・0蛋白饲料的原料来源很广汕农业1.0^5>0p副461-S23I」产品如糖渣、果渣、淀粉渣、饼粕；工业废液，如酿酒工业副产品、淀粉工业副产品、味精工业副产品、 柠檬酸工业副产品；造纸废液、味精废液、豆腐废水、甘蔗糖蜜废液、有机废水、 啤酒混合废液等除此外还有植物纤维素如植物秸秆，皮、壳、芯、林业废弃物微型藻类，作饲料的藻类有螺旋藻和小球藻等单细胞藻类，其中钝顶螺旋藻和极 大螺旋藻最理想，蛋白质含量一般为60%〜70%1.1.3 生长速度快单细胞生物世代周期短，生长繁殖速度快，在良好的条件下，微生物干物 质产量在2〜4 h内可增加1倍以上，其富集蛋白质的能力远远高于动植物因此, 以工业方式生产单细胞蛋白能比较快地提高饲料蛋白的产量1.1.4 不受季节和气候等条件的影响单细胞蛋白的生产不受季节和气候、土壤、自然灾害的影响，可以在工厂里进行 与传统的农业生产方式相比，过程易于控制，可以节省耕地、人力和能源1.2 细胞蛋白生产的菌种类型可用于生产单细胞蛋白的菌种类别很多大致可以分为酵母菌、细菌、真 菌和微藻［2］其中，酵母菌主要包括白地霉、热带假丝酵母、产朊假丝酵母、啤酒酵目等等［3］。

常用的酵母菌有啤酒酵母、产院假丝酵母和热带假丝酵母菌等， 前者只能利用己糖，而后者能利用戊糖和己糖，在缺乏营养的培养基中生长很快 饲料酵母应用广泛，是将酵母菌繁殖在适当的工农业副产品上而制成的一种饲 料酵母菌核酸含量较低，容易收获，且在偏酸环境下(PH4.5-5.5)能够生长, 可减少污染［4］虽然真菌的蛋白质含量为30%〜60%，但缺乏蛋氨酸，这可在加 工过程中添加0．2%蛋氨酸加以解决用藻类生产单细胞蛋白已有很长的历史， 但藻类不易消化和代谢主要原羁主要应用菌种主聲研究机关情况摘要纤维质锻草、废料绿色木霉康氏木曙（美）Misouri大学日本60年代初就开始（美）通用电业公阐畜类及垫草等废物髙温敝线菌危地马拉ICA1T1正进行中试试验蔗 渣米曲霉菌西德和法国进行固体培养酒辆蒸憎废液酵母厲酵母二次丸战中已生厅表3：外农产品加工废料为原料研制单细胞蛋白饲料主要情况1.3 单细胞蛋白的生产工艺的类型1.3.1 液体深层发酵法［4］液体深层发酵法是将糟液分离得到的废糟水，添加营养盐和适当玉米浆，调节pH至4.4，接种假丝酵母等多株菌种混合发酵，再经分离、干燥得到成品液 体深层发酵法产量大、机械化程度高、易于监控，适合于工业化生产，但投资大、 生产成本较高。

1.3.2 固体发酵法固体发酵是指微生物在没有或几乎没有游离水的固态的湿培养基上的发酵 过程固态态的湿培养基一般含水量在30%-70% ，而无游离水流出，此培养基通 常是“手握成团，落地能散”一般只在麦麸、棉菜柏、次粉、玉米蛋白粉及其 他非常规饲料中加适量废渣水，适度灭菌后，接种假丝酵母、黑曲霉、米曲霉等 进行发酵，烘干后制成蛋白饲料［5］1.4 单细胞蛋白饲料的应用在饲料工业上的应用：单细胞蛋白作为饲料蛋白，已被世界广泛应用例 如用假丝酵母及产朊酵母作为菌种，利用亚硫酸废液或石油生产酵母菌体，可用 于牲畜饲料用它喂养家禽、家畜，效果好、生长快，奶牛产奶多鸡产蛋率增 高，并能增强机体免疫力稻壳可生产单细胞蛋白饲料在食品工业上的应用： SCP蛋白特别是由农副产物原料生产的酵母菌和假丝酵母及最近美国用乙醇为 原料生产的SCP可用作人类食品，是食品工业的重要蛋白质来源酵母蛋白具有 黏性和凝胶性、起泡性、水合性、成纤性和组织成型性等功能特性，因此，除可 作为食品直接食用外，还可广泛应用于食品加工中2 菌种的选育一般菌种分离纯化和筛选的步骤如下：生产菌种斜面生产试验保藏进一步选育或制备单抱子悬浮液分离出单菌落斜面种子移种斜面种子（初筛）T 高产菌株＞沙土管菌株2.1 菌种的选取及筛选2.1.1 菌种的选取本设计选用热带假丝酵母，热带假丝酵母在28°C —30°C的麦芽汁中培养图 1 热带假丝酵母的形态2.1.2 菌种的采集24h,原本清澈的麦芽汁以十分混浊，瓶底有白色菌体沉淀。

在400倍显微镜下, 观察在麦芽汁培养基中接种48h后菌种的形态图可见，菌种正处在生长旺盛期, 成熟的酵母细胞长出芽体，母细胞的细胞核分裂成两个子核，一个随母细胞的细 胞质进入芽体内，当芽体接近母细胞大小时，自母细胞脱落成为新个体，如此继 续出芽酵母菌生长旺盛，在芽体尚未自母细胞脱落前，即可在芽体上又长出新 的芽体，最后形成假菌丝状土壤是微生物的大本营，种类多，数量广在那里几乎可以找到各种有用的 微生物，因而是最常采集的样品采集土样时应注意土坡的肥瘦、采土深度、伞 坡湿度、pH值、采土季节、植被等条件采土后要尽快分路否则要影响微生物 种类的组成本设计使用的热带假丝酵母在土壤中选取2.1.3 培养菌菌种还需要纯化筛选每个250 mL三角瓶加100 mL种子培养基，灭菌后接人 斜面菌种1环培养条件：摇床转速160 r/min,培养温度3O°C，培养时间20 h, 备用［11］将得到的菌株，挑取生长状况良好的,菌落乳白色，平滑，有或无光泽， 边缘整齐或菌丝状菌落重新接入富集培养基上培养2.1.4 菌种的初筛用常规微生物分离方法， 将抽块样品进行稀释，分别从活化的斜面上用无 菌水洗下，制成菌悬液，稀释至10-6后，取lml涂布于平皿，划线分离，静止培养 2d,观察固体平板上各菌株的生长情况，以菌落大小，颜色，凸起程度。

生长速 度为评价标准挑选出生长迅速，菌落大且凸起的酵母菌作为酵母复筛的初始菌 株［11］2.1.5 菌种的复筛［11］将分离到的热带假丝酵母，接种到发酵培养基中，30C静止培养.24h倒瓶1 次，发酵培养60h，并在发酵过程中每隔12h监控1次真蛋白质含量用凯氏定 氮法、氮基酸分析法等进行复筛， 选出高蛋白含量的酵母菌株2.2 诱变育种诱变育种是利用物理、化学等诱变因素处理微生物群体诱发基因发生突变， 然后根据育种目标，从无定向的突变抹中，筛选出我们所需要的菌种诱变育种的理论基础是突变，大致步骤如下：出发菌种 I^原种特性考察斜面 ►或摇瓶培养24h诱变处理斜面摇瓶初筛对照组比较2.3 菌种的保藏优良菌种被分离选育出来后，必须尽可能保持其原来性状和活力不变异， 不死亡，不被污染但在自然条件下，菌种的污。