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单细胞蛋白

科普小知识2022-02-10 00:47:53
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    现在,地球上人口已增至53亿之多,而且,还以每分钟150人每天22万的速度在增长。人口剧增带来的粮食危机已日益困扰着人类,迫使人类去寻找新的食源。而微生物以其含蛋白量高,生长繁殖快的特点而日益为人类所重视,人们已开始在这方面作了有益的尝试。

    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有极为广阔的发展前景。

    用于单细胞蛋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。