單細(xì)胞蛋白論文

1、單細(xì)胞蛋白莫希文摘要：單細(xì)胞蛋白，也叫微生物蛋白，它是用許多工農(nóng)業(yè)廢料及石油廢料人工培養(yǎng)的微生物菌體。因而，單細(xì)胞蛋白不是一種純蛋白質(zhì)，而是由蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、核酸及不是蛋白質(zhì)的含氮化合物、維生素和無機(jī)化合物等混合物組成的細(xì)胞質(zhì)團(tuán)。關(guān)鍵詞：微生物、食品、單細(xì)胞蛋白、營養(yǎng)、食用菌、食品添加劑微生物都是核酸和蛋白質(zhì)的實體，大多是單細(xì)胞，用發(fā)酵法生產(chǎn)這些單細(xì)胞微生物就可以得到極為豐富的單細(xì)胞蛋白。微生物的繁殖速度驚人，一頭體重千克的牛，每天只能合成.千克的蛋白質(zhì)。而千克的活菌體，只要有合適的條件，在小時內(nèi)能夠生產(chǎn)千克的單細(xì)胞蛋白質(zhì)。單細(xì)胞微生物制造出來的蛋白質(zhì)可以制造人造肉、人造魚、人造面粉

2、等食品。在日常生活中，我們不論有意無意，經(jīng)常直接食用微生物或含有微生物的食品。平常我們吃的蘑菇就是微生物的一種，令人難以置信，細(xì)菌和其他微生物含有和牛排一樣多的蛋白質(zhì)。微生物食品在人類食譜中的比例越來越重。目前，世界上還有2/3的人營養(yǎng)不良，缺少動物性蛋白，可見人類對蛋白質(zhì)的需要越來越大。畢竟地球上的動植物有限，產(chǎn)生的蛋白質(zhì)更是有限的，因此需要在微生物方面做文章，勢在必行。（一）單細(xì)胞蛋白概念1966年，在麻省理工學(xué)院召開的會議上，第一次提出單細(xì)胞蛋白的概念。單細(xì)胞蛋白又叫微生物蛋白、菌體蛋白。按生產(chǎn)原料不同，可以分為石油蛋白、甲醇蛋白、甲烷蛋白等；按產(chǎn)生菌的種類不同，又可以分為細(xì)菌蛋白、真菌

3、蛋白等。1967年在第一次全世界單細(xì)胞蛋白會議上，將微生物菌體蛋白統(tǒng)稱為單細(xì)胞蛋白。（二）單細(xì)胞蛋白含豐富營養(yǎng)物質(zhì)及其原料來源單細(xì)胞蛋白所含的營養(yǎng)物質(zhì)極為豐富。其中，蛋白質(zhì)含量高達(dá)40%80%，比大豆高10%20%，比肉、魚、奶酪高20%以上；氨基酸的組成較為齊全，含有人體必需的8種氨基酸，尤其是谷物中含量較少的賴氨酸。一般成年人每天食用1015 g干酵母，就能滿足對氨基酸的需要量。單細(xì)胞蛋白中還含有多種維生素、碳水化合物、脂類、礦物質(zhì)，以及豐富的酶類和生物活性物質(zhì)，如輔酶A、輔酶Q、谷胱甘肽、麥角固醇等。而且單細(xì)胞蛋白質(zhì)里氨基酸的種類比較齊全,有幾種在一般食物里缺少的氨基酸,再單細(xì)胞蛋白里卻

4、大量存在.另外,還含有多種維生素,這也是一般食物所不及.原料來源廣泛：可作為單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)原料的資源有：礦物(石油、液蠟、甲烷、泥炭等)、纖維資源(秸稈、木屑、糠稗、蔗渣等)、糖類資源(糖蜜、甘薯、木薯等)、工業(yè)有機(jī)廢液(味精廢液、淀粉廢液、豆制品廢液、酒精廢液等)等。既可變廢為寶，又可獲得高層次的綜合經(jīng)濟(jì)效益，解決環(huán)境污染問題。有些原料目前用于生產(chǎn)尚困難，但潛力很大，有廣闊開發(fā)前景。（三）單細(xì)胞蛋白優(yōu)點第一，生產(chǎn)效率高，比動植物高成千上萬倍，這主要是因為微生物的生長繁殖速率快。微生物世代間隔很短，生長速度比高等動、植物快得多。肉牛體重加倍周期，肉牛為2個月，肉雞為l0天，豆科牧草為2周，藻類

5、6小時，酵母13小時，細(xì)菌只有051小時。500公斤的奶牛，平均每天生產(chǎn)05公斤的蛋白質(zhì)；而500公斤酵母種，1天可生產(chǎn)1250公斤蛋白質(zhì)。單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)投資如按年產(chǎn)1噸100的蛋白質(zhì)計算，分別為近海漁業(yè)、養(yǎng)蛋雞和養(yǎng)豬業(yè)投資的56、47和127第二，生產(chǎn)原料來源廣，一般有以下幾類：農(nóng)業(yè)廢物、廢水，如秸稈、蔗渣、甜菜渣、木屑等含纖維素的廢料及農(nóng)林產(chǎn)品的加工廢水；工業(yè)廢物、廢水，如食品、發(fā)酵工業(yè)中排出的含糖有機(jī)廢水、亞硫酸紙漿廢液等；石油、天然氣及相關(guān)產(chǎn)品，如原油、柴油、甲烷、乙醇等；H2、CO2等廢氣。第三，可以工業(yè)化生產(chǎn)，它不僅需要的勞動力少，不受地區(qū)、季節(jié)和氣候的限制，而且產(chǎn)量高，質(zhì)量好。

6、工業(yè)化生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白，不與糧食和牧草爭土地，不受氣候的影響和約束，生產(chǎn)環(huán)境易控制，并能連續(xù)生產(chǎn)。微生物是在大型立體的發(fā)酵罐中培養(yǎng)，即是在小面積的土地上生產(chǎn)大量菌體，不受季節(jié)及陽光的限制，且生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)能力可達(dá)每時每立方米26公斤。（四）單細(xì)胞蛋白存在的問題單細(xì)胞蛋白含有較多的核酸(618)。這種核酸過多會抑制動物的生長，而且大多數(shù)動物和人代謝利用的能力有限，還可導(dǎo)致體內(nèi)尿酸積存。另外，細(xì)胞中有難于消化的類脂細(xì)胞膜，影響蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。因此在使用時要限量使用。但生產(chǎn)上發(fā)現(xiàn)在家禽業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中應(yīng)用效果很好，已經(jīng)廣泛應(yīng)用；在營養(yǎng)平衡的條件下，可以代替魚粉。隨著科學(xué)的發(fā)展，有可能辨認(rèn)

7、生產(chǎn)內(nèi)源性核糖核酸酶的微生物和酶解細(xì)胞膜的酶解物，上述問題是可以解決的。（五）用于生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的微生物種類用于生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的微生物種類很多，包括細(xì)菌、放線菌、酵母菌、霉菌以及某些原生生物。這些微生物通常要具備下列條件：所生產(chǎn)的蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)含量高，對人體無致病作用，味道好并且易消化吸收，對培養(yǎng)條件要求簡單，生長繁殖迅速等。單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)過程也比較簡單：在培養(yǎng)液配制及滅菌完成以后，將它們和菌種投放到發(fā)酵罐中，控制好發(fā)酵條件，菌種就會迅速繁殖；發(fā)酵完畢，用離心、沉淀等方法收集菌體，最后經(jīng)過干燥處理，就制成了單細(xì)胞蛋白成品。（六）單細(xì)胞蛋白的應(yīng)用早在第一次世界大戰(zhàn)期間，德國的科學(xué)家就提出了大

8、量培養(yǎng)微生物來補(bǔ)充人和動物的蛋白來源以解決食物短缺問題，并付諸實踐。他們不僅研制成功了大規(guī)模培養(yǎng)酵母以生產(chǎn)蛋白質(zhì)的方法，而且創(chuàng)造出了營養(yǎng)豐富、味道鮮美的人造肉，開創(chuàng)了利用微生物生產(chǎn)蛋白質(zhì)，造福于人類的先例。1、直接應(yīng)用食用蛋白，食用菌近幾十年來，人們逐漸認(rèn)識了食用菌的生長規(guī)律，改進(jìn)了古老的依靠孢子、菌絲自然傳播的生產(chǎn)方式。人工培養(yǎng)栽培種的菌絲，加快了食用菌的繁殖速度和獲得高產(chǎn)的可能性。有些國家還建成了年產(chǎn)鮮菇千噸以上的工廠。1950年，全世界較大面積的栽培食用菌約5類，產(chǎn)量約7萬噸，西歐一些生產(chǎn)蘑菇的國家，每平方米栽培面積的平均產(chǎn)量約為2000克左右。到1980年，栽培種類已超過12類，產(chǎn)量約

9、121萬噸、有的國家每平方米的產(chǎn)量已提高到27千克。近年來，還發(fā)展了既供觀賞又供食品的家庭種菇和用菌絲體液體發(fā)酵生產(chǎn)食品添加劑的技術(shù)。中國廣泛栽培的食用菌有蘑菇、香菇、草菇、木耳、銀耳、平菇、滑菇等7類，1982年總產(chǎn)量約15萬噸，在掌握選育優(yōu)良品種、改進(jìn)制種和栽培技術(shù)的基礎(chǔ)上，食用菌的發(fā)展速度正迅速提高?？茖W(xué)家們預(yù)言，21世紀(jì)食用菌將發(fā)展成為人類主要的蛋白質(zhì)食品之一。20世紀(jì)80年代中期，全世界的單細(xì)胞蛋白年產(chǎn)量已達(dá)2.0×106 t，廣泛用于食品加工和飼料中。單細(xì)胞蛋白不僅能制成“人造肉” ，供人們直接食用，還常作為食品添加劑，用以補(bǔ)充蛋白質(zhì)或維生素、礦物質(zhì)等。由于某些單細(xì)胞蛋白

10、具有抗氧化能力，使食物不容易變質(zhì)，因而常用于嬰兒粉及湯料、作料中。任何一種新型食品原料的問世，都會產(chǎn)生可接受性、安全性等問題。單細(xì)胞蛋白也不例外。例如，單細(xì)胞蛋白的核酸含量在4%18%，食用過多的核酸可能會引起痛風(fēng)等疾病。此外，單細(xì)胞蛋白作為一種食物，人們在習(xí)慣上一時也難以接受。但經(jīng)過微生物學(xué)家的努力，這些問題會得到圓滿解決。2、間接應(yīng)用食品添加劑20世紀(jì)80年代中期，全世界的單細(xì)胞蛋白年產(chǎn)量已達(dá)2.0×106 t，廣泛用于食品加工和飼料中。單細(xì)胞蛋白不僅能制成“人造肉”，供人們直接食用，還常作為食品添加劑，用以補(bǔ)充蛋白質(zhì)或維生素、礦物質(zhì)等。由于某些單細(xì)胞蛋白具有抗氧化能力，使食物不容易變質(zhì)，因而常用于嬰兒粉及湯料、作料中。干酵母的含熱量低，常作為減肥食品的添加劑。此外，單細(xì)胞蛋白還能提高食品的某些物理性能，如意大利烘餅中加入活性酵母，可以提高餅的延薄性能。酵母的濃縮蛋白具有顯著的鮮味，已廣泛用作食品的增鮮劑。單細(xì)胞蛋白作為飼料蛋白，也在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。任何一種新型食品原料的問世，都會產(chǎn)生可接受性、安全性等問題。單細(xì)胞蛋白也