食品蛋白新資源

關(guān)于食品蛋白新資源第1頁，共17頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)14分，星期六一、微生物菌體蛋白(單細(xì)胞蛋白)的特點(diǎn)1單細(xì)胞蛋白(SingcellProtein,SCP):有稱為微生物蛋白或菌體蛋白，是指酵母菌、霉菌、非病原細(xì)菌等單細(xì)胞委身物體所含的蛋白質(zhì)。微生物細(xì)胞中含有豐富的蛋白質(zhì)，例如酵母菌蛋白質(zhì)含量占細(xì)胞干物質(zhì)的45％～55％；細(xì)菌蛋白質(zhì)占干物質(zhì)的60％～80％；霉菌絲體蛋白質(zhì)占干物質(zhì)的30％～50％；單細(xì)胞藻類如小球藻等蛋白質(zhì)占干物質(zhì)的55％～60％。第2頁，共17頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)14分，星期六2單細(xì)胞蛋白的優(yōu)點(diǎn)（1）原料廣泛：利用原料廣可就地取材，廉價(jià)大量地解決原料問題。生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的原料來源極為廣泛，一般分為四類：一是糖質(zhì)原料，如淀粉或纖維素的水解液、亞硫酸紙漿廢液、制糖的廢蜜等；二是石油原料，如柴油、正烷烴、天然氣等；三是石油化工產(chǎn)品，如醋酸、甲醇、乙醇等；四是氫氣和碳酸氣。最有前途的原料是可再生的植物資源，如農(nóng)林加工產(chǎn)品的下腳料、食品工廠的廢水下腳料等。這些資源數(shù)量多，而且用后可以再生，還可實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)。第3頁，共17頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)14分，星期六（2）營養(yǎng)豐富，除蛋白質(zhì)還有維生素、核酸、礦物質(zhì)等。SCP營養(yǎng)豐富與黃豆粉相比，蛋白質(zhì)含量高達(dá)15％，而可利用氮比大豆高20％，如添加蛋氨酸則可利用氮達(dá)95％以上。如單細(xì)胞蛋白的氨基酸組成不亞于動(dòng)物蛋白質(zhì)，如酵母菌體蛋白，其營養(yǎng)十分豐富，人體必需的8種氨基酸，除蛋氨酸外，它具備7種，故有“人造肉”之稱。一般成人每天吃干酵母10～15g，蛋白質(zhì)的需要量就足夠了。微生物細(xì)胞中除含有蛋白質(zhì)外，還含有豐富的碳水化合物以及脂類、維生素、礦物質(zhì)，因此單細(xì)胞蛋白營養(yǎng)價(jià)值很高第4頁，共17頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)14分，星期六（3）生產(chǎn)速率高一般蛋白質(zhì)生產(chǎn)速度同豬、牛、羊等體重的倍增時(shí)間成正比。微生物的倍增時(shí)間比牛、豬、雞等快千萬倍，如細(xì)菌、酵母菌的倍增時(shí)間為20～120h，霉菌和綠藻類為2～6h，植物1～2周，牛1～2個(gè)月，豬4～6周。據(jù)估計(jì)，一頭500kg~牛每天生產(chǎn)蛋白質(zhì)0．4kg，而500kg酵母至少生產(chǎn)蛋白質(zhì)500kg。第5頁，共17頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)14分，星期六（4）勞動(dòng)生產(chǎn)率高生產(chǎn)不受季節(jié)氣候的制約，易于人工控制，同時(shí)由于在大型發(fā)酵罐中立體式培養(yǎng)占地面積少。如年產(chǎn)10萬tSCP工廠，以酵母計(jì)，按含蛋白質(zhì)45％計(jì)算，一年所產(chǎn)蛋白質(zhì)為45000t。一畝大豆按畝產(chǎn)200kg計(jì)，含蛋白質(zhì)40％，則一年為80kg蛋白質(zhì)，所以，一個(gè)SCP工廠所產(chǎn)蛋白質(zhì)相當(dāng)于562500畝土地所產(chǎn)的大豆。第6頁，共17頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)14分，星期六（5）可以完全工業(yè)化生產(chǎn):單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)比農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要的勞動(dòng)力少，又不受地區(qū)、季節(jié)和氣候條件的制約，可在占地有限的小設(shè)備上進(jìn)行，不僅數(shù)量大，而且質(zhì)量好，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有糧食品種的蛋白質(zhì)。許多國家單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)已具有很大的規(guī)模，取得了豐碩成果。前蘇聯(lián)年產(chǎn)單細(xì)胞蛋白質(zhì)達(dá)數(shù)百萬噸以上，保加利亞也有幾十萬噸之多。德國、美國、前蘇聯(lián)、加拿大等國早已用單細(xì)胞高活性生物飼料代替了魚粉。第7頁，共17頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)14分，星期六（6）單細(xì)胞生物易誘變，比動(dòng)、植物品種容易改良可采用物理、化學(xué)、生物學(xué)方法定向誘變育種，獲得蛋白質(zhì)含量高、質(zhì)量好、味美，并易于提取蛋白質(zhì)的優(yōu)良菌種。第8頁，共17頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)14分，星期六二、單細(xì)胞蛋白應(yīng)用1在飼料業(yè)的應(yīng)用：單細(xì)胞蛋白作為飼料蛋白，已被世界廣泛應(yīng)用。例如用假絲酵母及產(chǎn)朊酵母作為菌種，利用亞硫酸廢液或石油生產(chǎn)酵母菌體，可用于牲畜飼料。用它喂養(yǎng)家禽、家畜，效果好、生長快，奶牛產(chǎn)奶多，雞產(chǎn)蛋率增高，并能增強(qiáng)機(jī)體免疫力。第9頁，共17頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)14分，星期六2在食品工業(yè)中的應(yīng)用：（1）直接作為食品：以酵母菌和假絲酵母菌生產(chǎn)的單細(xì)胞蛋白，可直接用作人的食品。（2）強(qiáng)化營養(yǎng)的添加劑：提高各類產(chǎn)品的蛋白質(zhì)生物價(jià)、補(bǔ)充許多食物所需全部或部分的維生素和礦物質(zhì)。（3）改變食品的風(fēng)味和理化性質(zhì)：例如：把活性干酵母加入意大利烘餅中可提高其延薄性能把食用酵母以1％～3％的比例加入肉制品中可提高肉與水及脂肪的結(jié)合能力。酵母的濃縮蛋白質(zhì)具有顯著的鮮味，已被廣泛作為飼料、肉汁等食品的增香劑。第10頁，共17頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)14分，星期六三、生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的微生物資源生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的基本要求：（1）對基質(zhì)的菌體產(chǎn)率高，生長速度快（2）菌體細(xì)胞以大的為好，并含較多的蛋白質(zhì)（3）培養(yǎng)的最適溫度較高，其生長pH以偏酸為佳（4）能耐濃度高的基質(zhì)（5）使用菌種應(yīng)無毒性，在培養(yǎng)期間不使基質(zhì)產(chǎn)生有害物質(zhì)。第11頁，共17頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)14分，星期六1酵母：特點(diǎn)：原料廣泛；生產(chǎn)上適應(yīng)于低pH下培養(yǎng)，不易污染；因個(gè)體大，比細(xì)菌更易從培養(yǎng)介質(zhì)中回收；容易被人接受2細(xì)菌：特點(diǎn)：生長速度快、生產(chǎn)效率高、蛋白質(zhì)含量高、必須氨基酸齊全等。但個(gè)體小，產(chǎn)品回收困難。核酸含量高作食品困難，適合做飼料第12頁，共17頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)14分，星期六3霉菌：特點(diǎn)：蛋白質(zhì)含量低，但糖化能力高，直接利用淀粉原料生產(chǎn)SCP.4藻類：能利用二氧化碳，陽光生產(chǎn)。蛋白質(zhì)高，品質(zhì)好，可供人食用。如螺旋藻、小球藻等。但成本高。第13頁，共17頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)14分，星期六單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)中常用的微生物種類示例微生物碳源微生物碳源啤酒酵母糖蜜、蛋粉糖化液甲基營養(yǎng)嗜甲基桿菌正烷烴假絲酵母的多個(gè)種紙漿、木材、乙醇廢液、糖蜜、淀粉、味精廢水等禾本科鐮孢菌蘑菇精蜜、淀粉糖液扣囊內(nèi)孢霉淀粉廢水淀粉核小球藻糖液胞壁克魯維酵母乳清液螺旋藻二氧化碳，水解脂假絲酵母正烷烴真養(yǎng)產(chǎn)堿桿菌氫第14頁，共17頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)14分，星期六四、單細(xì)胞蛋白安全性安全性評價(jià)是關(guān)系到單細(xì)胞蛋白能否作為飼料和食品的首要問題。聯(lián)合國蛋白質(zhì)咨詢組(PAG)對其安全性評價(jià)作出規(guī)定為：１生產(chǎn)用菌株不能是病原菌．２生產(chǎn)用菌株不產(chǎn)生毒素；３生產(chǎn)用資源和過程嚴(yán)格要求：例如重金屬和農(nóng)藥殘留含量，不能超過要求；在培養(yǎng)條件和產(chǎn)品處理中要求無污染、無溶劑殘留和熱損害；最終產(chǎn)品應(yīng)無病菌、無活細(xì)胞、無原料和溶劑殘留。對最終產(chǎn)品還必須進(jìn)行小動(dòng)物毒性試驗(yàn)(小白鼠和大白鼠)。等第15頁，共17頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)14分，星期六單細(xì)胞蛋白在我國的應(yīng)用近年來，我國先后對以石油、石蠟、甲烷、甲醇、乙醇、酸水解棉籽殼、酶解糖糟渣、酶水解蔗渣、酶水解木屑、酶水解秸稈纖維及食品、發(fā)酵工業(yè)等廢液為原料生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白飼料進(jìn)行了廣泛的研究，取得了不少研究成果?，F(xiàn)已建成單細(xì)胞蛋白主產(chǎn)工廠50多家，年產(chǎn)量達(dá)1萬多噸。如廣東微生物研究所利用固體發(fā)酵法生產(chǎn)蛋白草粉：南京林業(yè)大學(xué)將楊樹葉熱處理后發(fā)酵