单细胞蛋白
单细胞蛋白
生产单细胞蛋白的糖类原料非常丰富，如糖蜜， 甘薯粉、玉米粉、土豆粉、麦粉、稻草、麦秆、 玉米茎和叶。 其中纤维素类是生产单细胞蛋白的最佳原料之 一。 其优点是：原料来源丰富，价廉，没有毒性疑 虑，可附带解决城市垃圾问题，可提高纤维质 粗饲料的使用价值。
天然纤维素的聚合度、结晶度很高。由β-1,4糖苷键连接的D-葡萄糖残基组成的高分子聚合 物的聚合度从几百到一万五千。 据X衍射测定，多种植物纤维素的相对结晶度 在30~40之间，而棉花纤维高达70~80，且植物 纤维被木质素包蔽着，是一种具有高度抵抗生 物降解的高分子聚合物。 因此，纤维素在用作碳源前必须进行预处理， 这也是该原料的不足之处，因而也促使人们加 以研究改进处理技术，以适用廉价生产的要求。
中国广泛栽培的食用菌有蘑菇、香菇、草菇、 木耳、银耳、平菇、滑菇等7类，1982年总产 量约15万吨，在掌握选育优良品种、改进制种 和栽培技术的基础上，食用菌的发展速度正迅 速提高。科学家们预言，21世纪食用菌将发展 成为人类主要的蛋白质食品之一。
2、间接应用——食品添加剂 20世纪80年代中期，全世界的单细胞蛋白年产 量已达2.0×106 t，广泛用于食品加工和饲料中。 单细胞蛋白不仅能制成“人造肉”，供人们直 接食用，还常作为食品添加剂，用以补充蛋白 质或维生素、矿物质等。
（1）生产菌种：中温好气性细菌，主要属于纤维单胞 菌属、假单胞菌属、纤维粘菌属和芽孢杆菌属等。 （2）工艺流程：
以甲醇为原料的优点是价格低，熔于水，缺点 是同化甲醇的微生物比较有限，菌体收率较低、 甲醇本身及其代谢产物甲醛有毒。 但菌体分离容易，用水洗涤菌体就能将有毒物 质除去。 若能提高菌体收率，那么甲醇则是一种极好的 原料。
单细胞蛋白的前世今生
饲料与添加剂6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。
一、什么是单细胞蛋白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。
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。
二、单细胞蛋白的来源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.酵母菌酵母菌应用最为广泛，其蛋白含量高达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。
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，能忍抚顺市农业特产学校刘海杰毛治安耐高浓度的二氧化硫，菌体中蛋白质含量高，并含有大量的赖氨酸和较多的维生素及许多微量元素。
2.细菌用于生产单细胞蛋白的细菌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，确保食用动物安全。
目前研究较多的细菌为红色光合细菌和自养产碱杆菌。
单细胞蛋白ppt课件
2.2劳动生产率高
生产不受季节气候的制约，易于人工控制，同 时由于在大型发酵罐中立体式培养占地面积少。 如年产10万t SCP工厂，以酵母计，按含蛋白质 45%计算，一年所产蛋白质为45000t。一亩大 豆按亩产200kg计，含蛋白质40%，则一年为 80kg蛋白质，所以，一个SCP工厂所产蛋白质 相当于562500亩土地所产的大豆。
4.作为蛋白质资源的微生物
（1）利用糖类原料发酵生产单细胞蛋白。如 酿酒酵母、假丝酵母、木霉、青霉等。
（2）利用石油原料生产单细胞蛋白。如酵母 菌，细菌中的诺卡氏菌、假单胞菌、棒状杆菌 等。
尽管已经证明烃类蛋白质没有毒性和致癌性， 但人们还是担心其安全性。
（3）利用甲烷为原料生产单细胞蛋白。以细 菌为主，如甲烷假单胞菌、嗜甲烷单胞菌等。
（6）利用二氧化碳为碳源，氢为能源的细菌 为氢细菌，多为氢单胞菌属。
（7）利用太阳光能生产单细胞蛋白。单细胞 藻类，如小球藻、螺旋藻属及光合细菌等。
这些微生物通常要具备下列条件：所生产的蛋 白质等营养物质含量高，对人体无致病作用， 味道好并且易消化吸收，对培养条件要求简单， 生长繁殖迅速等。单细胞蛋白的生产过程也比 较简单：在培养液配制及灭菌完成以后，将它 们和菌种投放到发酵罐中，控制好发酵条件， 菌种就会迅速繁殖；发酵完毕，用离心、沉淀 等方法收集菌体，最后经过干燥处理，就制成 了单细胞蛋白成品。
2.6易改良
单细胞蛋白质研究发展的实验要比研究农作物 或家畜的实验易於进行，而且在极短的时间内 就可得到有价值的数据与结果。
3.单细胞蛋白存在的问题
单细胞蛋白含有较多的核酸(6～18％)。这种核酸 过多会抑制动物的生长，而且大多数动物和人代 谢利用的能力有限，还可导致体内尿酸积存。另 外，细胞中有难于消化的类脂——细胞膜，影响蛋 白质等营养物质的消化吸收。因此在使用时要限 量使用。但生产上发现在家禽业和水产养殖业中 应用效果很好，已经广泛应用；在营养平衡的条 件下，可以代替鱼粉。随着科学的发展，有可能 辨认生产内源性核糖核酸酶的微生物和酶解细胞 膜的酶解物，上述问题是可以解决的。
微生物与单细胞蛋白
单细胞蛋白不仅能制成“人造肉”，供人们直接食用， 还常作为食品添加剂，用以补充蛋白质或维生素、矿物质等。 由于某些单细胞蛋白具有抗氧化能力，使食物不容易变质， 因而常用于婴儿米粉及汤料、作料中。由于酵母的含热量低， 也常作为减肥食品的添加剂。此外，单细胞蛋白还能提高食 品的某些物理性能，如意大利烘饼中加入活性酵母，可以提 高饼的延薄性能。酵母的浓缩蛋白具有显著的鲜味，已广泛 用作食品的增鲜剂。
生物反应器：利用酶或生物体（如微生物）所具有的 生物功能，在体外进行生化反应的装置系统。
根据生物反应过程中所使用的生物催化剂 不同可将生物反应器分为：
酶反应器和细胞生物反应器。 生物反应器应具备的条件： 能维持一定的温度、pH、反应物(如营养物质、 溶解氧等)浓度 应具备良好的传质、传热和混合性能，以便为 生物反应的顺利进行提供适宜的环境条件。 细胞生物反应器除具备上述特性外，还要求有 一定的除菌及密封设备，以防止生产过程中因微 生物侵入造成的杂菌污染。
3、发酵过程反应的专一性强，可以得到较 为单一的代谢产物。 4、发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。
除了必须对设备进行严格消毒处理和空 气过滤外，反应必须在无菌条件下进行。如 果污染了杂菌，生产上就要遭到巨大的经济 损失，要是感染了噬菌体，对发酵就会造成 更大的危害。因而维持无菌条件是发酵成败 的关键。
纤维质原料发酵前需经合适的预处理，冷却后即可进行 酶解。参与酶解的纤维素酶系有羧甲基纤维素酶、纤维素二 糖酶和葡萄糖苷酶。三种酶的协同作用，将纤维素水解成葡 萄糖单体，为生产SCP酵母菌提供可发酵性的糖。 随着世界人口的不断增长，粮食和饲料不足的情况日益 严重。面对这一严峻的现实，开发利用单细胞蛋白已成为许 多国家增产粮食的新途径。
单细胞蛋白及其在食品工业中的应用
工艺 技术单细胞蛋白及其在食品工业中的应用 郭小鹏 刘涛 徐慧 刘鑫 徐海涛 黄岛海关 青岛市食品药品检验研究院单细胞蛋白（Ｓｉｎｇｌｅ ｃｅｌｌ ｐｒｏｔｅｉｎ 简称ＳＣＰ）是指从酵母或细菌等微生物中获取的蛋白质。
酵母菌体中单细胞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 ％；单细胞藻类如小球藻等蛋白质占干物质的５５ ％～６０ ％；霉菌菌丝体蛋白质占干物质的３０ ％～５０ ％。
此外，微生物细胞中含有丰富的碳水化合物及脂类、维生素、矿物质等营养物质，所以微生物菌体可以作为食品和饲料的原料。
单细胞蛋白的种类和特点真菌蛋白。
（１）酵母蛋白。
①菌种：酵母属中绝大多数菌种都能够用来生产ＳＣＰ，主要包括：酵母属、假丝酵母属、球拟酵母属、红酵母属、圆酵母属等。
②特点：酵母属的特点是营养丰富。
如粗蛋白质４５％～６０％含有几乎所有的必需氨基酸，尤其是赖氨酸、亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸等含量高，其中赖氨酸５％～７％，蛋氨酸＋胱氨酸２％～３％，还含有丰富的ＶＢ１、Ｖｎｚ、Ｖｅ６、ＶＢ１２和泛酸、烟酸、糖类等。
（２）其他真菌蛋白。
①菌种：地霉属、根霉属、木霉属、曲霉属、镰刀菌属和伞菌目的霉菌等。
②特点：营养价值接近酵母蛋白，但没有酵母蛋白口感好和安全性高，大规模生产受到限制。
藻类蛋白。
（１）藻类种类：主要有小球藻属、栅列藻属和螺旋藻属等。
其中研究、利用最多的是螺旋藻。
（２）特点：小球藻为绿藻门自养型单细胞藻类，是第一种人工培养的微藻。
小球藻富含蛋白质、脂质、多糖、食用纤维、维生素、微量元素和活性代谢产物，具有很好的保健和药理作用。
细菌蛋白。
（１）菌种：常见的有甲烷极毛杆菌属、氢极毛杆菌属以及放线菌属中的分枝杆菌、小球菌、甲基极毛杆菌等非病原性细菌和光合细菌。
目前，生产细菌蛋白的菌种主要以光合细菌为主，包括似真细菌的红螺细菌、绿硫细菌、着色细菌及似藻的蓝细菌。
（２）特点：光合细菌能进行光合作用，营养丰富，含有６０％以上的蛋白质以及多种维生素，特别是维生素Ｂ２、叶酸、生物素的含量是酵母的几十倍。
单细胞蛋白
生产单细胞蛋白的微生物类群
（一）酵母菌 是最早用于单细胞蛋白的生产菌。酵母菌的生长率比藻 类和霉菌高。由于酵母细胞中含有丰富的蛋白质，其氨 基酸组成同动物蛋白质相当，可以作为饲料添加剂，以 提高饲料的营养价值。在大量饲养家禽时尤其有用。同 时，酵母菌核酸含量低，色、香、味易为人们接受，便 于加工成维生素、氨基酸类的食物强化剂。
生产单细胞蛋白的原理及工艺
单细胞蛋白的生产实质是以工业方式培养微生物菌体， 工艺过程如下：
水、基质营养物、氨 ↓ 斜面菌种→种子扩大培养→发酵罐培养→培养液 ↗ ↖ 上清液 通气搅拌 ↗ →分离菌体→水解→蛋白质抽取→纯化→干燥→食品 ↘ 洗涤或水解→干燥→动物饲料
由正烷烃生产SCP
云南永胜程海湖纯天然螺旋藻， 特点是： 1.营养丰富：含有1人 体需要的全部18种氨基酸； 2.绿色纯天然：来自中国唯一的天然 螺旋藻湖泊——程 海 湖，无任何工业污染； 3.容易吸收：细胞 壁结构的纤维素极少而且其蛋白质为水溶性蛋白，所含的18种氨 基酸之间含量的比例又与人体吸收的比例非常接近， 消化吸收 率可达90%-95%，是其它蛋白产品所无法企及的。
2．营养丰富
除含有丰富的蛋白质，组成蛋白质的氨基酸种类 齐全外，还含有丰富的碳水化合物、多种维生素 （B2、B6）与无机盐（P、K），同时胡萝卜素 与麦角甾醇含量也很高，这些都是人与动物不可 少的营养物质。
3．生产速率高 单细胞蛋白是靠微生物快速繁殖积累的。 由于微生物 生产速度快，其生产速率是动、植物不可比拟的。
李氏木霉产生的纤维素酶能分解不溶性的结晶纤维素。 可发酵生产真菌蛋白，
利用农作物秸杆，通过真菌生产的单细胞蛋白可能是人 类未来蛋白质的主要来源。此外英国国会已批准用禾赤 镰孢菌制造单细胞蛋白投入生产。
单细胞蛋白及其发酵生产与工艺流程
单细胞蛋白及其发酵生产与工艺流程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d (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，它的生产占用土地棋少，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口资源。
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口质。
微生物细胞中含有丰富的蛋口质，例如酵母菌蛋口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%,而作物中含蛋口质最高的是大豆，其蛋口质含量也不过是35%〜40%。
单细胞蛋口的氨基酸组成不亚于动物蛋口质，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口质外，还含有丰富的碳水化合物以及脂类、维生素、矿物质，因此单细胞蛋口营养价值很高。
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)工农业糟渣类包括口酒糟、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、正烷烧、甲醇、乙醇、醋酸等。
单细胞蛋白
单细胞蛋白(SCP)蛋白质是维持生命的基本物质，它是组成人体器官、组织和体内酶、激素以及免疫球蛋白的主要成分。
全世界蛋白质缺乏的问题已存在多年，开发单细胞蛋白，正是用生物技术解决这一问题的一条重要途径。
单细胞蛋白营养价值高，含有40—80％粗蛋白质。
氨基酸组成齐全，配比良好。
尤为可贵的是赖氨酸含量多，可与植物性蛋白质配合强化作用。
此外还含有丰富的B类维生素。
单细胞蛋白的氨基酸组成不亚于动物蛋白质，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％。
微生物细胞中除含蛋白质外，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。
微生物是以“分”和“秒”的水平计算年龄的，而动植物则是以“季”或“年”来衡量的。
粮食，每年只能收获1次或2次。
1头500公斤的牛，每24小时只能合成0.5公斤蛋白质；而500公斤活菌体，在24小时内，只要条件合适，就能生产出1250公斤蛋白质。
生产单细胞蛋白的原料来源极为广泛，一般有四类：一是糖质原料，如淀粉或纤维素的水解液、亚硫酸纸浆废液、制粮的废蜜等；二是石油原料，如柴油、正烷烃、天然气等；三是石油化工产品，如醋酸、甲醇、乙醇等；四是氢气和碳酸气。
最有前途的原料是可再生的植物资源，如农村加工产品的下脚料、食品工厂的废水下脚料等。
这些资料数量多，而且用后可以再生。
单细胞蛋白的生产可以完全工业化。
它比农业生产需要的劳动力少，又不受地区、季节和气候条件的制约，可在占地有限的小设备上进行，不仅数量大，而且质量好，远远超过现有粮食品种的蛋白质。
单细胞蛋白在饲料和食品工业中有着极重要的作用。
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，鸡产蛋率高，并能增强机体免疫力。
以酵母菌和假丝酵母菌生产的单细胞蛋白，可直接用作人的食品。
单细胞蛋白
单细胞蛋白四川省工业贸易学校(610081) 魏 瑶摘 要 介绍了生产单细胞蛋白的微生物,生产原料和条件,评价单细胞蛋白质的营养价值和安全性,列举生产实例和食品中的用途。
关键词 单细胞蛋白 微生物细胞 氨基酸组成 蛋白质生物价 浓缩蛋白质 单细胞蛋白(Single cell protein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。
单细胞蛋白生产有70年的历史。
早在“二战”期间,德国因缺乏蛋白质和维生素食品,建立起生产单细胞蛋白的工厂。
战后,许多国家都建立了生产SCP的工厂。
1973年第二次国际SCP讨论会上,英国、苏联、意大利、美国、法国和日本等国家生产SCP 的公司参加。
英国的ICI公司,以甲醇为原料生产的饲用SCP,商品名为“布鲁丁”,年产量7万t。
西德黑斯伍公司也以甲醇为原料,培养细菌生产食用SCP。
由于细菌含有15%～25%核酸,作为食用SCP,所以将细胞中的蛋白与核酸分离开,蛋白(含核酸1%以下)可供人类食用;核酸在5‘———磷酸二脂酶降解作用后产生出核苷酸,作为助鲜剂、调味品;去核酸的蛋白可添加在面包等食品中,作为强化剂。
该公司已中试规模生产,年产量1000t。
SCP的生产不仅可以应付战时蛋白质供应的短缺,而且在农业、畜牧、及渔业歉收时,也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。
但是以传统方法发展农业、养殖业和畜牧业,要使蛋白质量飞跃增长是不容易的,特别是当耕地减少,水资源枯竭的情况下,就更加困难。
单细胞蛋白
一、营养价值
细胞蛋白所含的营养物质极为丰富。其中，蛋白 质含量高达40%～80%，比大豆高10%～20%，比肉、 鱼、奶酪高20%以上；氨基酸的组成较为齐全， 含有人体必需的 8 种氨基酸，尤其是谷物中含 量较少的赖氨酸。一般成年人每天食用10～15 g 干酵母，就能满足对氨基酸的需要量。单细胞蛋 白中还含有多种维生素、碳水化合物、脂类、矿 物质，以及丰富的酶类和生物活性物质，如辅酶 A、辅酶Q、谷胱甘肽、麦角固醇等。
味道好并且易消化吸收，对培养条件
要求简单，生长繁殖迅速等。
1、准备好所需要的原料和菌种 2、清洗干净，除掉杂质，把异物排出、填 埋，废水可用于提取甘油。 3、滚筒清洗破碎 4、第二次除杂，进行固液分离 5、对固体物进行灭菌，得到发酵原料 6、加入微生物菌种 7、搅拌均匀，发酵，要注意控制发酵的理 化条件。 8、对所得样品进行调制，制成各种产品。
什么是单细胞蛋白？ 它是不是只是一种蛋白质呢？
一、 单细胞蛋白的概述
二、 单细胞蛋白的分类
三、 单细胞蛋白的生产
1、生产单细胞蛋白的原理
2、生产单细胞蛋白的原料 3、生产单细胞蛋白的方法步骤 营养价值 成品
四、 单细胞蛋白的应用 五、 需要注意的问题
单细胞蛋白，简称SCP。也叫微生物蛋 白，它是用许多工农业废料及石油废料
一、原料满足条件
（1）价廉
（2）易降解
（3）安全、经济储存，不间断供应
（4）运输费用低
（5）质量稳定且可预测
二、常用原料
1、工农业废料 2、石油废料 3、烃及其衍生物 4、固体废弃物
包括细菌、放线菌、酵母菌、霉菌以
及某些原生生物。这些微生物通常要
具备下列条件：所生产的蛋白质等营
将单细胞蛋白从发酵液分离的方法
将单细胞蛋白从发酵液分离的方法
将单细胞蛋白从发酵液中分离的方法有以下几种：
1. 超滤法：利用超滤膜进行分离，选择合适的孔径超滤膜，将发酵液通过超滤膜，使单细胞蛋白和较大分子物质（如细胞碎片、菌体等）被滤除，较小分子物质（如蛋白质）通过滤膜，实现分离。
2. 蛋白质沉淀法：利用化学药剂（如盐酸、硫酸等）或有机溶剂（如醇类）将单细胞蛋白沉淀下来，然后通过离心等方法将沉淀物与上清液分离。
3. 聚丙烯酰胺凝胶电泳法：将发酵液样品施加在聚丙烯酰胺凝胶电泳上进行电泳分离，通过移动电场的作用，使不同分子质量的蛋白质在凝胶中移动，实现分离。
4. 逆流凝胶过滤法：将发酵液通过特殊的过滤介质，利用逆流的方式进行过滤，将单细胞蛋白与其他物质分离。
5. 有机溶剂抽提法：利用有机溶剂（如醇类）的溶解性差异，将单细胞蛋白与其他组分进行分离，然后通过溶剂的蒸发和回收，得到单细胞蛋白。
以上方法可以根据具体的实验条件和要求进行选择和优化，以实现高效的单细胞蛋白分离。
微生物与单细胞蛋白
若需要进一步提高单细胞蛋白的纯度，可采用溶剂 提取、色谱分离等纯化方法进行处理。
04
微生物发酵生产单细胞蛋白实例分析
04
微生物发酵生产单细胞蛋白实例分析
酵母菌发酵生产SCP过程剖析
酵母菌选育
选择高产、优质、耐高渗透压的酵母菌 株，如酿酒酵母、面包酵母等。
发酵条件优化
控制温度、pH值、溶氧等发酵参数， 提高酵母菌生长速度和SCP产量。
培养基配制
采用富含碳源、氮源及生长因子的培 养基，如葡萄糖、酵母浸出物等。
产物分离纯化
通过离心、过滤等方法分离酵母菌体， 再经干燥、粉碎等处理得到SCP产品。
酵母菌发酵生产SCP过程剖析
酵母菌选育
选择高产、优质、耐高渗透压的酵母菌 株，如酿酒酵母、面包酵母等。
发酵条件优化
控制温度、pH值、溶氧等发酵参数， 提高酵母菌生长速度和SCP产量。
微生物与单细胞蛋白
目
CONTENCT
录
• 微生物概述 • 单细胞蛋白简介 • 微生物发酵生产单细胞蛋白技术 • 微生物发酵生产单细胞蛋白实例分
析 • 微生物和单细胞蛋白在食品和医药
行业应用 • 总结与展望
目
CONTENCT
录
• 微生物概述 • 单细胞蛋白简介 • 微生物发酵生产单细胞蛋白技术 • 微生物发酵生产单细胞蛋白实例分
03
微生物发酵生产单细胞蛋白技术
发酵原料选择与预处理
原料选择
选用碳源丰富、氮源适中、无机盐及 生长因子等营养全面的原料，如工农 业废弃物、石油废料等。
预处理
对原料进行粉碎、浸泡、蒸煮等处理， 以破坏原料中的抗营养因子，提高营 养物质的利用率和可消化性。
【最新精选】单细胞蛋白生产工艺
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。
单细胞蛋白 饲料标准
单细胞蛋白饲料标准全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：单细胞蛋白是一种由微生物菌株产生的高蛋白成分，常用于动物饲料中作为蛋白质来源。
由于其良好的蛋白质含量和营养价值，单细胞蛋白在畜牧业和水产养殖业中得到了广泛应用。
为了规范单细胞蛋白饲料的生产和使用，制定了相应的饲料标准，以确保动物获得合适的营养和生长条件。
1. 单细胞蛋白的特点单细胞蛋白是来源于微生物的一种天然蛋白质，通常由酵母、藻类或细菌等微生物生产。
它具有高蛋白质含量（通常在40%-80%之间）、易于消化吸收和营养均衡等特点，能够提供动物所需的蛋白质和营养物质，促进动物的生长和发育。
与传统蛋白质来源相比，单细胞蛋白具有以下几个优势：（1）高蛋白质含量：单细胞蛋白的蛋白质含量较高，能够有效提供动物所需的蛋白质，满足其生长发育的需要。
（2）优质蛋白：单细胞蛋白中的蛋白质组成精良，含有丰富的必需氨基酸，具有高生物利用率，有利于动物的生长发育。
（3）易于消化吸收：单细胞蛋白颗粒小，表面积大，易于动物消化吸收，避免浪费和大量的粪便排泄。
（4）绿色环保：单细胞蛋白的生产需要较少的资源和能源，减少了对环境的影响，是一种绿色环保的蛋白质来源。
为了确保单细胞蛋白饲料的质量和安全性，制定了相关的饲料标准，包括以下几个方面：（1）蛋白含量：单细胞蛋白饲料的蛋白含量应符合国家标准，一般在40%以上。
（2）氨基酸含量：单细胞蛋白饲料中必需氨基酸的含量应符合动物的需求，保证其营养均衡。
（3）微生物检测：单细胞蛋白饲料应定期进行微生物检测，确保生产过程中没有受到外部微生物的污染。
（4）添加剂使用：单细胞蛋白饲料生产中使用的添加剂应符合国家规定，避免对动物造成不良影响。
（5）产品质量检测：单细胞蛋白饲料出厂前应经过质量检测，确保其符合标准和要求。
单细胞蛋白饲料广泛应用于畜牧业和水产养殖业中，可以作为鱼饲料、鸡饲料和猪饲料的替代品。
在提高动物的生长速度和生产效益的也有助于减少对传统蛋白质来源的依赖，节约资源和保护环境。
单细胞 蛋白质学质谱
单细胞蛋白质学质谱单细胞蛋白质学质谱是一种基于质谱技术的研究方法，旨在分析和识别单个细胞内的蛋白质组成和表达水平。
相比于传统的蛋白质组学研究，单细胞蛋白质学质谱具有高度灵敏性和高通量的优势，可以揭示细胞个体之间的蛋白质异质性和功能差异，为生物学、医学和疾病研究提供了全新的视角。
单细胞蛋白质学质谱的主要挑战之一是如何获取足够数量的蛋白质样本，以满足质谱分析的需求。
传统的分析方法通常需要大量的蛋白质样本，而单细胞只含有极少量的蛋白质。
为了解决这个问题，研究人员发展出了一系列高灵敏度的质谱技术，包括单细胞蛋白质捕获和富集、低容积标本前处理、高分辨质谱仪等。
这些技术的应用使得单细胞蛋白质学质谱成为可能。
在单细胞蛋白质学质谱中，首先需要将单细胞裂解并提取蛋白质。
通常使用酸性或碱性缓冲液，以破坏细胞膜并释放内部的蛋白质。
随后，可以使用各种方法富集和分离蛋白质，如抗体结合法、电泳法和质谱法。
其中，质谱法是最常用的分析手段，可以通过测量蛋白质分子的质量和电荷比来确定其在样本中的存在和表达水平。
单细胞蛋白质学质谱的一个关键步骤是蛋白质的分离和纯化。
常用的方法包括二维凝胶电泳和液相色谱。
在二维凝胶电泳中，蛋白质样本首先通过等电聚焦分离，然后经过SDS-PAGE进行分子量分离。
液相色谱则是基于蛋白质在不同固定相上的亲和性、电荷性和大小的差异进行分离。
这些分离方法可以将复杂的蛋白质样本分成几十甚至上百个谱峰，方便后续的质谱分析。
质谱分析是单细胞蛋白质学质谱的核心环节，其基本原理是将蛋白质样本转化为气态离子，并通过质谱仪进行鉴定和定量。
最常用的质谱技术包括质子转移反应区域时间飞行质谱（PTR-TOF-MS）、电喷雾质谱（ESI-MS）、飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）等。
这些技术的共同之处就是能够实现高灵敏度、高精确度和高分辨率的蛋白质分析。
单细胞蛋白质学质谱在生物医学研究中具有广阔的应用前景。
通过分析单细胞的蛋白质组成和表达水平，可以揭示细胞发育、分化和疾病发生发展的机制。
单细胞蛋白质组流程
单细胞蛋白质组流程细胞是生物体的基本单位，而蛋白质是细胞内最为重要的分子之一。
单细胞蛋白质组研究着眼于探索单个细胞中蛋白质的组成和功能，以揭示细胞的生命活动和调控机制。
下面将介绍单细胞蛋白质组研究的流程。
1. 细胞的采集与处理单细胞蛋白质组研究的第一步是采集细胞样品。
研究者通常选择细胞培养物或体液中的细胞进行采集。
采集后，需要对细胞进行处理，如洗涤、离心等，以获得纯净的细胞样品。
2. 细胞的裂解与蛋白质提取为了获得细胞内的蛋白质，需要将细胞进行裂解。
裂解的方法有多种，如超声波法、高压法等。
裂解后，可通过离心等方法将细胞碎片与其他细胞成分分离开来，从而得到蛋白质。
3. 蛋白质的分离与富集由于细胞中蛋白质的丰富性和复杂性，为了更好地研究蛋白质组，需要对蛋白质进行分离和富集。
常用的方法包括凝胶电泳、液相色谱等。
这些方法可以将蛋白质按照大小、电荷、亲疏水性等性质进行分离，从而得到不同的蛋白质组分。
4. 蛋白质的消化与鉴定蛋白质组中的蛋白质通常是由多肽链组成的，为了进一步研究蛋白质的结构和功能，需要将蛋白质进行消化，将其分解为肽段。
常用的消化方法是胰蛋白酶消化。
消化后的肽段可以通过质谱仪等设备进行鉴定和分析，以确定蛋白质的序列和修饰等信息。
5. 数据分析与解读单细胞蛋白质组研究产生了大量的数据，这些数据需要进行分析和解读。
数据分析的方法包括生物信息学分析、统计学分析等，通过比对数据库、寻找差异表达等，可以揭示细胞中蛋白质的功能和相互作用等重要信息。
6. 结果的验证与应用研究者需要对研究结果进行验证和应用。
验证可以通过实验室外部的合作实验室进行，也可以通过基因敲除等方法进行内部验证。
应用方面，单细胞蛋白质组研究可以为疾病诊断、药物研发等领域提供重要的参考信息。
通过以上流程，单细胞蛋白质组研究可以揭示细胞的生命活动和调控机制，为生物学研究和医学应用提供重要的支持。
希望未来在单细胞蛋白质组研究领域取得更多的突破，为人类健康和生命科学的发展做出更大的贡献。
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单细胞蛋白也叫微生物蛋白，它是用许多工农业废料及石油废料人工培养的微生物菌体。因而，单细胞蛋白不是一种纯蛋白质，而是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸及不是蛋白质的含氮化合物、维生素和无机化合物等混合物组成的细胞质团。
由于世界人口暴增，同时动物饲养量也在大增，每年，全人类食物及动物饲料之所需的蛋白质总量将是几十亿到几百亿吨，传统的农业生产根本满足不了人和动物对蛋白的需求。目前，全世界就人而言有10多亿人缺乏蛋白质营养，所以，开发新的蛋白来源势在必行。而微生物作为一种蛋白来源已日见其优势：首先，微生物生长速度比任何高等动植物都要快得多。据估计，利用微生物合成同等量的蛋白质比利用植物来生产要快五百倍，比动物快两千倍。其次，微生物所含的营养价值高，菌体中50％以上是蛋白质，含量远高于一般植物所含的蛋白，甚至超过鱼粉含量，如一种丝状螺旋蓝细菌，蛋白质含量高达65％～70％，白地霉的蛋白含量也在60％左右。而且，菌体蛋白的氨基酸种类齐全，有些人和动物所必需的氨基酸比例高，如氢细菌含有人体所必需的氨基酸（赖氨基、色氨酸）比牛肉、鸡蛋中所含的量还要多，此外，菌体还含有各种维生素和矿物元素，如酵母富含 b族维生素，这些都是人体、动物体所不可缺少的营养。再次，可以利用多种廉价原料进行生产，用于生产 sCP的微生物营养要求都不高，有些还是自养型的微生物，它们可以利用许多废料，如淀粉厂废水，豆制品厂废水，酒精蒸馏废液，味精废料，榨糖厂的下脚料及农副产品下脚料，造纸厂纸浆废液及石油炼制后的废液、废气（甲醇、乙醇、甲烷、天然气等）及工厂排放的废气（CO2、CO）等，这些东西排放到自然中往往会造成污染环境，但我们用它们来生产 sCP却可以变废为宝，为我们解决粮食危机。
单细胞蛋白，在世界上一些经济发达的国家已有一定生产规模。80年代初，欧洲、美国和日本的一些企业主要采用石油烃类原料，以酵母菌来生产SCP。如德国赫希斯特医药集团，1982年生产了1000吨 sCP，1983年英国帝国化学工业有限公司一座年产5～15万吨单细胞蛋白，全电脑控制的连续发酵塔正式投入生产，产品销往10多个国家。美国菲利浦石油公司利用自己的专利菌种，每年生产75吨含60％蛋白的 sCP，销往中东地区作为饲料。到80年代中期，全世界年产 sCP已达200万吨，被广泛用于食品加工和饲料。仅欧洲每年营销酵母蛋白就达100万吨。在美国，用微生物蛋白生产的“肉”食品已有60多种，这些食品含蛋白高，含脂肪低，不含胆固醇，在市场上很受欢迎，现在世界上许多国家都相继投资建厂生产 sCP。
在我国，自1922年上海建立了第一家酵母厂起，至今已有酵母厂几十家，产量数吨，大部分用于医药和面包生产，而用于饲料很少。但事实上，我国蛋白饲料年需要量在500万吨以上，因此，单细胞蛋白在我国将白生产的微生物种类很多，有小球藻、栅列藻等蓝细菌，霉菌、酵母等真菌和细菌，如氢细菌、光合细菌等。随着人们对微生物的认识的深入和扩展，可用于生产单细胞蛋白的微生物资源开发将越来越广泛。