第16章 单细胞蛋白生产
单细胞蛋白及其发酵生产与工艺流程
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
培养液总糖浓度3.0%； 培养液pH4.2—4.4；
培养液灰分10%—14%。
5、无菌空气制备
正如人生存需要空气，微生物好气性发酵也需要持续的空气供应。其中常见的液态深层纯种发酵，要求空气是无菌的，并具有一定的压力，以克服设备阻力和液层静压力。发酵无菌空气制备是一个十分重要的工艺环节，这一工艺环节的系统功能，是保证发酵生产过程中无菌空气的连续、可靠供应，控制染菌发生和降低生产制造费用(包括能量损耗和材料损耗)。发酵无菌空气制备系统所选用的介质及其组合方式直接反映该系统的技术水平，而系统的功能分析与分解是正确选择和优化组合过滤介质的重要理论基础。
酵母的三级培养过程
(2)发酵罐的特点：
酵母增殖罐(统称发酵罐)是液体发酵过程中构成微生物生长、繁殖和形成产物所需外部环境的装置。它是生产饲用酵母的最基本，最主要的设备。环状喷射自吸式发酵罐不需通风装置，即不需要鼓风机或空压机通风。
(3)酵母提取工艺的特点：
采用蒸发浓缩全干燥法生产工艺，即发浓缩到干物质浓度18—20％时，将此浓缩液用高速离心喷雾干燥机干燥或酵母粉。整个生产过程除汽凝水和洗刷发酵罐及冲地水外，没有废液排放。COD的去除率可达97％。
256000
7
17920
2.0
5120
玉米皮渣水解液
500000
7
35000
2.5
12500
单细胞蛋白的生产
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
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。
单细胞蛋白(SCP)的生产.pptx
2.4 1.3
3.9
1.5
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7.7
1.3
1.3 SCP 的特征
1.3.2原料来源广泛 农业副产品（糖渣、果渣、淀粉渣、饼粕）、
工业废液（酿酒工业、淀粉工业、味精工业、 柠檬酸工业副产品）、微型藻类（螺旋藻、小 球藻）等都可作为生产原料，利用这些原料来 生产SCP，不但变废为宝，增加经济效益，而 且还净化和保护了环境。
评价单细胞蛋白的营养价值, 主要考虑其营养成份、 氨基酸、维生素、核酸含量以及美味、口感、肠胃影 响等因素, 且长期使用SCP 还应考虑其毒性和致癌作 用。
细菌蛋白与鱼粉蛋白相似, 酵母蛋白类似于大豆蛋白, 真菌蛋白稍低于酵母蛋白。当然, 微生物蛋白在硫磺 氨基胱氨酸和蛋氨酸方面存在不足需补充,且赖氨酸比
由于微生物的整个生长期增殖速度并不恒定，比增殖 速度在诱导期及稳定期为0，对数生长期最大，加速 期和减速期一般依时间而变动，而仅在对数生长期内 有较长时间的恒定。
2.2稀释率
当连续培养时，培养槽内连续地一面进入培养基，一 面排出同量的培养液，槽内培养液的容量、组成、温 度等保持恒定状态。
稀释率是针对连续培养而言的。它是指单位时间内更 换的培养液所占总体积的百分比。
不论是分离出的细胞蛋白还是全部细胞物质都 称为SCP。
1.2 开发SCP的意义
动物和植物是人类食物的主要来源，由于当今世界人 口增加及生活水平的提高，社会对蛋白质食品的需求 越来越大。
单细胞蛋白
六、SCP 在食品中的应用前景
20 世纪80 年代中期，全世界的SCP 年产量已达200 万t ， 生产SCP 已为全世界所关注，它对于解决人类面临的粮食短 缺问题有着很重要的意义。其在食品中的应用有以下几方面： ①SCP 含有丰富的蛋白质及多种维生素和无机盐，是一种营 养较为全面的理想蛋白质来源,用它掺和在饼干、饮料、奶 制品中，能提高这些传统食品的营养价值； ②单细胞蛋白 质除直接作为食品应用外，还可作为一种食品蛋白质组分添 加到汤料或饮料中强化营养、增加食品的强度；③利用单细 胞蛋白质的蛋白质组织形成性可用于制造“人造肉”等新食 品；④SCP 还常作为食品添加剂，用以补充蛋白质或维生素、 矿物质等；⑤SCP 运用于肉制品和焙烤食品的制作中，可保 持食品水分、口感和风味等； ⑥SCP 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提高饼的延薄性能， 酵母浓缩蛋白具有显著的鲜味而广泛用作食品的增鲜剂。
用于SCP生产的原料 三、用于SCP生产的原料
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、 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， 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 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。
用于SCP生产的微生物 二、用于SCP生产的微生物
目前工业上生产SCP的微生物是酵母， 目前工业上生产SCP的微生物是酵母， 主要有酿酒酵母、产阮假丝酵母和脆壁克 鲁维酵母。产碱杆菌、假单胞菌、节杆菌、 短杆菌等细菌能够良好的利用烷烃生产 SCP，但是细菌容易感染噬菌体，而且核 SCP，但是细菌容易感染噬菌体，而且核 酸含量高，用于食用较困难。真菌用于生 产SCP也受到广泛关注，因为它含有丰富 SCP也受到广泛关注，因为它含有丰富 的木质素、纤维素降解酶系，可以利用廉 价的废弃碳水化合物原料进行SCP生产。 价的废弃碳水化产的一般工艺流程 SCP生产的一般工艺流程
微生物发酵和单细胞蛋白生产技术
微生物发酵和单细胞蛋白生产技术随着全球人口的增长和生活水平的提高，食品供应变得越来越紧张。
同时，传统的食品生产方式向环境和生态造成越来越大的负担。
为了解决这一问题，生物技术领域的研究者们通过微生物发酵和单细胞蛋白生产技术开发了一系列新型的食品生产方式。
微生物发酵是一种通过微生物代谢产生化学物质的过程。
在微生物发酵中，微生物利用可代谢的底物（如碳源和氮源）和其他条件，通过代谢产生目标产物。
这种方法被广泛应用于食品生产。
许多常见食品，如酸奶、面包和啤酒，都是通过微生物发酵生产的。
在微生物发酵中，不同的微生物对不同的底物和环境条件有不同的需求。
因此，在生产过程中需要选择合适的微生物种类和相应的生长条件以最大程度地增强目标产物的生产效率。
例如，在酸奶生产中，乳酸菌是最常用的微生物。
在生产过程中，需要控制发酵温度、乳酸菌种群和发酵时间等因素以使酸奶的质量保持一致。
除了传统的食品生产方式，人们还开始探索单细胞蛋白（SCP）生产技术。
SCP是一种由微生物合成的蛋白质，可以被用作人类和动物的食品。
SCP生产可以有效地利用食品生产过程中的副产物和废弃物，从而降低生产成本和环境负担。
SCP还可以作为一种替代性蛋白质来源，补充传统肉、鱼和大豆等蛋白质来源不足的缺陷。
在SCP生产中，微生物代谢产生的蛋白质需要进行后续的加工和提纯。
传统的SCP生产流程需要大量的能源和化学药品，而新型的SCP生产技术可以使生产过程更加环保和节约能源。
例如，新型SCP生产技术可以使用微生物固定化技术和低碳水化合物底物，从而减少化学药品的使用，提高生产效率。
近年来，微生物发酵和SCP生产技术得到了广泛的研究和应用。
这些技术可以有效地解决传统食品生产方式的瓶颈和环境问题。
未来，随着技术的不断革新和发展，这些技术将会得到更广泛的应用推广。
单细胞蛋白的生产
目录1 前言 (2)单细胞蛋白饲料的优点 (2)蛋白质含量丰富 (2)原材料来源广泛 (3)生长速度快 (3)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)液体深层发酵法[4] (4)固体发酵法 (4)单细胞蛋白饲料的应用 (4)2 菌种的选育 (4)菌种的选取及筛选 (5)菌种的选取 (5)菌种的采集 (5)培养菌 (6)菌种的初筛 (6)菌种的复筛[11] (6)诱变育种 (6)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)孢子培养基 (8)种子培养基 (8)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 (9)碳源 (9)氮源 (9)水 (10)无机盐及微量元素 (10)4 灭菌 (10)仪器灭菌 (10)培养基灭菌 (11)分批灭菌 (11)连续灭菌 (11)空气除菌 (11)发酵罐除菌 (12)5 种子扩大培养 (12)实验室种子的制备 (12)生产车间种子制备 (12)6 发酵罐的工艺设计 (13)发酵罐的结构 (13)发酵罐的工艺尺寸 (14)发酵罐的工艺计算 (15)物料衡算 (16)7 发酵工艺控制 (16)发酵过程温度的影响及控制 (16)pH对假丝酵母生长的影响 (17)KH2P04含量对假丝酵母生长的影响 (17)氧气对酵母菌生长的影响 (17)染菌的控制 (17)8下游加工 (18)预处理和固液分离 (18)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，其蛋白含量高，营养丰富。
单细胞蛋白蛋白质含量比豆粉高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]。
单细胞蛋白的生产
Hale Waihona Puke 目录页材料准备 操作步骤 注意事项
— 1—
1.实验材料
啤酒酵母、
材
麦芽汁液体培养基、
料 准
啤酒生产废液、
备
尿素、
磷酸二氢钾、
蔗糖。
— 2—
2.器材
接种环、
材
吸管、
料 准
磁力搅拌器、
备
离心机、
摇床、
超净工作台、
高压灭菌锅。
— 2—
1.菌种活化
用接种环将啤酒酵母
操 作
菌种接入盛有35mL麦
步 骤
芽汁液体培养基的
100mL三角瓶中，
30℃摇床17～19 h。
— 3—
2.大量培养
量取200mL啤酒生产废
操
液加入500mL锥形瓶中，
作
加入0.5 %的尿素和磷酸
步 骤
二氢钾，调节pH6.0。用
无菌吸管将活化的菌种
0.5～1 mL接入10 mL上
述废液溶液，30℃摇床
培养24 h。
— 3—
3.收集单细胞蛋白
将培养后的啤酒酵母悬
操
液在3000 r/min条件下
作 步
离心8 min，所得沉淀
骤
在95～105 ℃条件下
烘干2 h，即得产品，
称重，记录单细胞蛋白
的产量。
— 3—
食品微生物检验技术
单细胞蛋白的生产与应用
单细胞蛋白的生产与应用姚峰【期刊名称】《当代畜禽养殖业》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】3页(P7-9)【作者】姚峰【作者单位】安徽农业大学动物科技学院 230036【正文语种】中文传统蛋白质饲料主要是植物性蛋白饲料和动物性蛋白饲料。
植物性蛋白饲料的蛋白含量为20%～50%，包括大豆及其饼粕、棉籽饼粕、菜籽饼粕、花生饼粕、葵花饼粕、亚麻籽饼粕、玉米蛋白粉及其加工副产品玉米麸料和玉米胚芽粕。
动物性蛋白饲料的蛋白含量为40%～90%，包括鱼粉、肉骨粉、肉粉、血粉、羽毛粉、蚕蛹粉及蚕蛹饼、血浆蛋白粉、奶粉和酪蛋白。
20 世纪以来，随着人口的增加，传统蛋白质饲料产量已满足不了养殖需求，各国都在寻求其他的饲料蛋白源。
单细胞蛋白（SCP）饲料就是在这种背景下发展起来的。
1 单细胞蛋白的概念单细胞蛋白(SCP)是指利用各种基质大规模培养酵母菌、细菌、真菌和微藻等而获得的微生物蛋白。
SCP 的蛋白含量高达40%～80%。
酵母是最早广泛用于生产单细胞蛋白的微生物。
酵母中含蛋白质45%～55%，是一种接近鱼粉的优质蛋白。
细菌蛋白的蛋白含量占干重的3/4 以上，在补充含硫氨基酸以后，它的营养价值与大豆分离蛋白相近。
用于生产单细胞蛋白的细菌较多，研究较多的细菌为光合细菌和自养产碱杆菌。
自养产碱杆菌的菌体蛋白质含量高达60%～80%。
应用较多的真菌有曲霉和青霉。
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。
霉菌丝体蛋白质占干物质的30%～50%。
利用水域培养藻类获得蛋白质也是很好的途径。
开发利用较多的是小球藻和螺旋藻，产品蛋白含量可达55%～70%。
2 单细胞蛋白饲料的特点2.1 生产效率高比动植物高成千上万倍，这主要是因为微生物的生长繁殖速率快。
在适宜条件下细菌0.5～1h、酵母1～3h、微型藻类2～6h 即可增殖1 倍。
2.2 原料丰富工农业废物、废水，如秸秆、蔗渣、甜菜、木屑、废糖蜜、废酒糟水、亚硫酸纸浆废液等；石油、天然气及相关产品，如原油、柴油、甲烷、甲醇、乙醇、CO2、H2等，都可作为基质原料。
单细胞蛋白
单细胞蛋白概论单细胞蛋白是指通过特定的培养条件和生物工艺技术，在单细胞生物体中大量生产的蛋白质。
单细胞蛋白的生产过程可以利用微生物和真核细胞等单细胞生物体，通过基因工程、发酵、培养等方法进行。
单细胞蛋白具有丰富的营养成分和多样的功能，被广泛应用于食品工业、药品生产、医学研究等领域。
优点1. 高蛋白含量单细胞蛋白具有很高的蛋白质含量，通常在50%以上，比一般食物的蛋白质含量高出许多。
这使得单细胞蛋白成为高蛋白饮食的理想选择。
2. 丰富的营养成分单细胞蛋白中含有丰富的氨基酸、维生素、矿物质等营养成分。
这些成分对人体的健康发育和正常运作非常重要。
3. 可持续生产由于单细胞蛋白的生产过程利用微生物等单细胞生物体进行，可以实现可持续的生产。
与传统农业生产方式相比，单细胞蛋白的生产不需要大量的土地和水资源，对环境的影响也相对较小。
4. 抗污染性能强单细胞蛋白的生产是在控制环境下进行的，几乎没有外界的污染因素。
这使得单细胞蛋白具有较高的纯度和安全性，适合用于食品和药品生产等领域。
应用领域1. 食品工业由于单细胞蛋白具有高蛋白含量和丰富的营养成分，被广泛应用于食品工业。
单细胞蛋白可以作为食品的添加剂，增加其蛋白质含量和营养价值；也可以作为主要的食材，制成各种蛋白质食品，如肉类替代品、营养饮料等。
单细胞蛋白的应用不仅能满足人们对高蛋白饮食的需求，还能扩大食品的种类和供应量，解决粮食供应的问题。
2. 药品生产单细胞蛋白在药品生产中也有广泛的应用。
许多药物需要蛋白质作为主要成分，单细胞蛋白的高蛋白含量和纯度使其成为理想的药品原料。
通过基因工程技术，可以在单细胞生物体中大量表达药物的目标蛋白，并进行后续的提取和纯化，用于药品的制备。
3. 医学研究单细胞蛋白在医学研究中也扮演着重要角色。
研究人员可以利用单细胞蛋白来研究细胞的生物功能、代谢过程和信号转导等机制。
单细胞蛋白的高纯度和可控性使其成为研究的重要工具，有助于对复杂生物系统的理解和疾病的诊断和治疗。
酵母生产单细胞蛋白的工艺流程
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【最新资料】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。
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培养时，通常采用无机盐培养基，加入玉米 浆一类有机营养源，再补充所需要的维生素 即可。甲醇以低浓度加入，一般采用2％~3％ 以下的浓度。 以甲醇为原料生产单细胞蛋白，在美、英、 德、日等国和北欧都通过了中试，我国台湾 也正在开发，但开发较成功的目前只有英国 的ICI公司。 该公司自1968年开始，12年投资1亿英镑，于 1979年形成年产5万吨的甲醇蛋白工厂，产品 行销欧洲市场，其饲料应用效果很好。
2．利用纤维素生产单细胞蛋白的工艺过程
（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：
（3）所得产品与原料成分分析 原料与产品分析
16.3 以甲醇等醇类原料生产菌体蛋白
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。
利用纤维素原料生产SCP工艺流程
1．纤维素原料的预处理
预处理有物理、化学和物理化学等方法。 如磨碎、高压蒸煮、氧化处理、酸、碱或 酶水解等，使高结晶纤维素微粒化，以增 大纤维素的非结晶程度和反应表面积。 （1）粉碎：秸秆类6cm~7cm的碎片。 （2）水解：常压下2％~3％的硫酸，加压 下0.5％~1％的硫酸。2~4%的NaOH， 110~130℃加热30 ~60 min即可。
（5）利用乙醇原料生产单细胞蛋白。假丝 酵母、细菌、曲霉属。 （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。
世界上利用石油资源生产单细胞蛋白的企业
国内外以农业废物和食品工业废物为原料研 制单细胞蛋白的主要情况
（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。 甲烷不合芳香烃，无致癌物质，无毒害， 产品安全性高，原料蕴藏丰富，成本低。 但产生菌大多都生长较慢，菌体浓度低， 所以生产速率低，尾气中残留甲烷的利用 尚未完全解决。 （4）利用甲醇生产单细胞蛋白。甲烷单胞 菌属、甲基球菌属，假单胞菌。
16.2 用糖类原料生产菌体蛋白
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β1,4-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。
第16章 单细胞蛋白生产
单细胞蛋白（SCP）是通过培养单细胞生物 而获得的菌体蛋白质。 用于生产单细胞蛋白的单细胞生物包括微型 藻类、非病原细菌、酵母菌类和真菌等。 它们可利用各种基质在适宜的培养条件下生 产单细胞蛋白。 菌体中蛋白质含量随所用菌种及基质而异， 一般含量达40％~80％。
与传统食品营养成分比较，蛋白质含量高， 氨基酸组成较为齐全，含有人体必需8种氨 基酸，尤其是谷物中含量较少的赖氨酸。 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。 单细胞蛋白的开发与生产为解决人类食品 和饲料问题开辟了新的途径。
同化甲醇的细菌中，有的只同化甲烷和甲 醇（有假单胞菌、甲烷单胞菌、甲基球菌、 甲基单胞菌等属的一些种)，有的除甲醇外 还同化乙醇或葡萄糖类，但不同化甲烷(有 精朊杆菌、假单胞菌、无色杆菌及芽孢杆 菌属的一些种)。 只同化甲醇的细菌(解甲基甲烷单胞菌等)。 能够利用甲醇的酵母一般也能同化烃类。 研究酵母菌体生产比研究细菌更重要，采 用的酵母有克勒克酵母、毕赤氏酵母、汉 逊氏酵含量比较
单细胞生物的特性如下：
（1）营养丰富：蛋白质含量高达15％，可 利用氮比大豆高20％，如添加蛋氨酸则可 利用氮达95％以上。 （2）利用材料广。 （3）生产速率高。 （4）劳动生产率高。 （5）单细胞生物易诱变，比动、植物品种 容易改良。
16.1 作为蛋白质资源的微生物
甲醇蛋白生产工艺流程
以甲醇和乙醇为原料的食用单细胞蛋白生 产方面，目前世界上已有年产1000吨的中 间工厂。
（3）中和：水解液中除含有戊糖和己糖外， 还含有糠醛、萜烯、甲醇、醋酸、甲醛、 甲酸等挥发性物质。 添加石灰乳中和，使pH达到6.5~6.8，然后 静止、澄清、除去石膏等，添加硫酸亚铁 等以除去单宁及其衍生物，将中和液冷却 至30℃~40℃备用。 选用能产生纤维素酶和木质素酶的菌种， 与纤维素原料一起混合发酸，使木质纤维 素不必处理而作为碳源。