单细胞蛋白生产.doc
酵母生产单细胞蛋白的工艺流程
酵母生产单细胞蛋白的工艺流程 ## English.Yeast Single-Cell Protein Production Process.1. Raw Material Preparation.Yeast strains selection and preparation.Carbon source: molasses, sucrose, starch, etc. Nitrogen source: ammonium sulfate, urea, etc. Minerals and vitamins.2. Fermentation.Batch, fed-batch, or continuous fermentation. Temperature: 30-35°C.pH: 4.5-5.5。
Aeration: high oxygen demand.Agitation: to maintain cell suspension and oxygen transfer.3. Cell Harvesting.Centrifugation or filtration.Washing with water to remove residual fermentation media.4. Biomass Concentration.Drying: spray drying, fluidized bed drying.Pasteurization: to inactivate microorganisms.5. Product Processing.Milling: to reduce particle size.Blending: to obtain a uniform product. Packaging and storage.## Chinese.酵母单细胞蛋白生产工艺流程。
1. 原料准备。
酵母菌株选择和制备。
天然气发酵产单细胞蛋白
天然气发酵产饲用单细胞蛋白1.单细胞蛋白SCP（single-cell-protein）是指利用各种基质大规模培养细菌、酵母菌、霉菌、微藻、光合细菌等而获得的微生物蛋白，是现代饲料工业和食品工业中重要的蛋白来源。
1966年，麻省理工学院首次提出SCP的概念，1967年在第一次全世界蛋白会议上正式将微生物菌体蛋白统称为单细胞蛋白。
SCP营养丰富，蛋白质含量40％-80％不等，所含氨基酸组分齐全平衡，且有多种维生素，消化利用率高(一般高于80％)，其最大特点是原料来源广，微生物繁殖快，成本低，效益高。
细胞和酵母利用甲醇、乙醇、甲烷和多链烷烃生产单细胞蛋白(SCP)；利用废物中的许多物质转化为SCP，如稻秸、蔗渣、柠蒙酸废料、果核、糖浆、动物粪便和污物等；利用藻类(如小球藻、栅藻)生产SCP。
生产SCP的微生物有酵母、非病原性细菌、放线菌和真菌及藻类等，其中饲用酵母和藻类蛋白发展最快。
2.嗜甲烷细菌/甲烷氧化菌甲烷氧化菌（Methanotrophs 或 Methane-oxidizing bacteria）是甲基氧化菌的一个分支，它能够利用甲烷或甲醇等 C1 化合物作为唯一的碳源进行生长，在全球大气甲烷的平衡中有着十分重要的作用。
利用甲烷为原料生产单细胞蛋白的细菌种类，如甲烷假单胞菌，嗜甲烷单胞菌等。
甲烷不含芳香烃类，无致癌物质、无毒害，产品安全性高，原料蕴含丰富，成本低，曾被当作第二代石油蛋白进行研究。
但嗜甲烷生产菌往往生长缓慢，菌体浓度低。
所以其生产效率低，且尾气中的残留甲烷的利用是个问题。
3.甲烷蛋白发展史（1）20 世纪 60 年代，单细胞蛋白开始在各国引起重视，被称为单株蛋白或合成蛋白。
由于制造的原料是正构石蜡烃、粗柴油、甲烷、乙醇、甲醇等都属于石油产品或者石油衍生物，因此在当时单细胞蛋白又称为石油蛋白。
欧美等国家便在那时已经开始了以天然气作为原料生产单细胞蛋白的研究，已有年产千吨日产十吨的专利报告，其成分报导大约与鱼粉相当。
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％。
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玉米皮渣水解液
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单细胞蛋白
单细胞蛋白篇一：单细胞蛋白单细胞蛋白的研究及其发展前景摘要：阐述了单细胞蛋白的基本概念、单细胞蛋白的的特点、安全性以及单细胞蛋白的应用和发展前景•以期为更好地利用单细胞蛋白提供参考。
关键词：单细胞蛋白；特点;单细胞蛋白饲料；发展前景0引言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。
1单细胞的概念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。
单细胞蛋白饲料不仅蛋白质含量高（40%〜80%），还含有脂肪、碳水化合物、核酸、维生素、无机盐以及动物机体所必需的各种氨基酸，特别是植物饲料中缺乏的赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸含量较高，生物学价值大大优于植物蛋白饲料［1］。
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。
2单细胞蛋白的特点单细胞蛋白具有以下优点。
第一，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。
第二，生产原料来源广，一般有以下几类：①农业废物、废水，如秸秆、蔗渣、甜菜渣、木屑等含纤维素的废料及农林产品的加工废水；②工业废物、废水，如食品、发酵工业中排出的含糖有机废水、亚硫酸纸浆废液等；③石油、天然气及相关产品，如原油、柴油、甲烷、乙醇等；④H2、CO2等废气。
用于生产单细胞蛋白的微生物种类很多，包括细菌、放线菌、酵母菌、霉菌以及某些原生生物。
发酵工程应用实例 单细胞蛋白生产
纤维素类原料生产SCP
有三条路线： •一是预处理-酶解 •二是酸解 •三是混合发酵法
纤维素酶分解天然纤维的先决条件是酶与纤维素相互接触，形 成复合物，但天然纤维的纤维素和其它主要成分不溶于水，并 且在细胞壁中排列成紧密的复合结构，因此，必须设法使纤维 素酶分子扩散到细胞壁内，纤维素分子的表面才能使之相互接 触并进行反应。结晶度越高，纤维表面积越小，酶解越困难。 另外，纤维素原料中的木质素会阻碍酶与纤维素接触，是影响 酶反应敏感性的另一重要因素。
以木薯为原料采用深层发酵法生产SCP的流程图
➢在SCP生产中，发酵过程必须控制温度以利于菌体的大量增殖、 生长。可以通过发酵罐内部的冷却表面散发培养液的热量，当然 也可以在罐外通过热交换器来降低培养液的温度。
➢以甘薯、木薯、玉米等淀粉质原料发酵生产SCP得率一般可超 过50％，即2t原料可生产出1t多蛋白含量超过50％的产物。每 升发酵液中生物量约为37～40g。
单细胞蛋白生产
单细胞蛋白(SCP)
指适用于食品和动物饲料应用的微生物细胞，包括酵母菌、 细菌、霉菌和高等真菌。 这些微生物大多数是富含蛋白质的单细胞生物，可以认为是 单细胞蛋白质的重要来源。
应用微生物生产单细胞蛋白的优点：
（1）细胞蛋白质含量高达50%以上，含有多种氨基酸、维 生素、矿物质、粗脂肪等营养成分，易于消化吸收。 （2）微生物生长繁殖快，短时间可获得大量产品。
➢瑞典糖业有限公司在1973年便利用土豆加工的废渣以混合培 养方法生产饲料SCP。
糖蜜原料生产SCP
糖蜜是制糖工业的主要副产品。甜菜、甘蔗糖蜜中含有多 种可利用成分，是综合利用发酵生产酵母、酒精、核苷酸 等产品的宝贵资源，而且特别适用于SCP生产。
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。
【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。
利用酵母生产单细胞蛋白的工艺流程
利用酵母生产单细胞蛋白的工艺流程英文回答：Yeast Production of Single-Cell Protein: A Comprehensive Process.Single-cell protein (SCP) is a valuable source of nutrition due to its high content of essential amino acids and vitamins. Yeast, a type of fungus, has emerged as a promising organism for SCP production due to its rapid growth rate, high protein content, and ability to utilize a variety of substrates.Process Outline:The production of SCP from yeast typically involves the following steps:1. Strain Selection: The first step is to select a yeast strain that is suitable for SCP production. Thisinvolves screening for strains with high protein content, growth rate, and resistance to stress conditions.2. Substrate Preparation: The substrate for yeast growth can vary depending on the available resources. Common substrates include molasses, whey, and agricultural residues. The substrate is sterilized to ensure the purity of the culture.3. Fermentation: The yeast is inoculated into the sterilized substrate and allowed to grow under controlled conditions. The fermentation process is typically carried out in large bioreactors to maximize efficiency.4. Biomass Harvesting: Once the fermentation process is complete, the yeast cells are harvested by centrifugation or filtration. The resulting biomass is a rich source of protein and other nutrients.5. Product Purification: The harvested biomass can be further purified to remove any impurities or residual substrates. This may involve steps such as washing, drying,and extraction.6. Packaging and Storage: The purified SCP is packaged and stored under appropriate conditions to maintain its nutritional value and prevent spoilage.Advantages of Yeast-Based SCP:Yeast-based SCP offers several advantages over other SCP sources:High Protein Content: Yeast is a rich source of protein, containing up to 50% protein by weight.Essential Amino Acids: Yeast protein contains all ofthe essential amino acids required for human nutrition.Rapid Growth Rate: Yeast has a rapid growth rate, allowing for efficient SCP production.Substrate Versatility: Yeast can utilize a wide rangeof substrates, making it adaptable to different feedstocks.Sustainability: Yeast-based SCP is a sustainable source of protein that can help reduce the environmental impact of animal agriculture.Applications of SCP.Single-cell protein derived from yeast has a wide range of applications, including:Food Production: SCP can be incorporated into food products as a protein supplement or as a meat substitute.Animal Feed: SCP can be added to animal feed to enhance its nutritional value and reduce production costs.Pharmaceutical Industry: SCP can be used as a raw material for the production of enzymes, vitamins, and other pharmaceutical products.Industrial Applications: SCP can be processed into bioplastics and other industrial materials.中文回答：酵母生产单细胞蛋白的工艺流程。
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目录1 前言. ................................... 错误 ! 未定义书签。
单细胞蛋白饲料的优点 . .............................. 错误 ! 未定义书签。
蛋白质含量丰富 . .................................... 错误 ! 未定义书签。
原材料来源广泛 . .................................... 错误 ! 未定义书签。
生长速度快 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。
不受季节和气候等条件的影响 . ........................ 错误 ! 未定义书签。
细胞蛋白生产的菌种类型 . ............................ 错误 ! 未定义书签。
单细胞蛋白的生产工艺的类型 . ........................ 错误 ! 未定义书签。
液体深层发酵法[4] ................................... 错误 ! 未定义书签。
固体发酵法 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。
单细胞蛋白饲料的应用 . .............................. 错误 ! 未定义书签。
2 菌种的选育. .............................. 错误 ! 未定义书签。
菌种的选取及筛选 . .................................. 错误 ! 未定义书签。
菌种的选取 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。
菌种的采集 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。
培养菌 . ............................................. 错误 ! 未定义书签。
菌种的初筛 . ......................................... 错误 ! 未定义书签。
菌种的复筛[11] . ....................................... 错误 ! 未定义书签。
诱变育种 . .......................................... 错误 ! 未定义书签。
菌种的保藏 . ......................................... 错误 ! 未定义书签。
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孢子培养基 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。
种子培养基 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。
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热带假丝酵母菌的培养基及培养条件 . .................. 错误 ! 未定义书签。
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水 . ................................................ 错误 ! 未定义书签。
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仪器灭菌 . .......................................... 错误 ! 未定义书签。
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生产车间种子制备 . .................................. 错误 ! 未定义书签。
6 发酵罐的工艺设计. ......................... 错误 ! 未定义书签。
发酵罐的结构 . ...................................... 错误 ! 未定义书签。
发酵罐的工艺尺寸 . ................................... 错误 ! 未定义书签。
发酵罐的工艺计算 . .................................. 错误 ! 未定义书签。
物料衡算 . ........................................... 错误 ! 未定义书签。
7 发酵工艺控制............................. 错误 ! 未定义书签。
发酵过程温度的影响及控制 . ........................... 错误 ! 未定义书签。
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KH2P04含量对假丝酵母生长的影响 .................... 错误 ! 未定义书签。
氧气对酵母菌生长的影响 . ............................ 错误 ! 未定义书签。
染菌的控制 . ......................................... 错误 ! 未定义书签。
8 下游加工................................. 错误 ! 未定义书签。
预处理和固液分离 . ................................... 错误 ! 未定义书签。
提取和干燥 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。
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]。
本设计利用生产味精的废液为原料，采用热带假丝酵母液体发酵制取单细胞蛋白饲料，探索出具有工业化应用潜力的工艺路线。
味精废液是味精生产过程中发酵液中的谷氢改经冷冻等电后分离的残余发酵液。
这部分废液含有还原糖％，氨氮896mg／L，有机氮 76mg／L，COD 51216g/L，是当前污染环境、破坏水生生态平衡的污染源。
用此液培养假丝酵母，在30℃、1：1通气条件下， 12小时后菌体干物质达 20g/L 左右。
关键词：单细胞蛋白，酵母菌，味精废液，发酵1前言以味精废液为原料生产饲料酵母，废液不经过滤，只需加少量氨水，用热带假丝酵母酵母直接发酵，工艺简单，操作简便。
味精废液通过酵母发酵后，COD 去除率达 60％左右。
因此，利用味精废液生产饲料酵母，不仅能减轻污染，保护环境，同时又是一条开辟蛋白质饲料来源的新途径，对促进畜禽养殖业的发展具有重大的意义。
味精废液生产的饲料酵母，蛋白质含量高达60％，其中含有 18 种氨基酸，并合有丰富的B族维生素，因此是一种富含氨基酸、维生素的全效价蛋白质饲料。
经动物蛋白质利用试验表明，鸡、猪的消化吸收率分别达88．53％和％。
通过在猪、鸡粮中添加饲料酵母与鱼粉进行饲喂对比试验证明，词喂味精废液饲料酵母的经济效益比进口鱼粉高。
表 1 味精废液的主要成分单细胞蛋白饲料的优点1.1.1蛋白质含量丰富单细胞蛋白蛋白质含量一般在 40％以上 ( 细菌含蛋白质 50％～ 80％，酵母菌含蛋白质 40％～ 60％，藻类含蛋白质 40％～ 50％，霉菌含蛋白质 20％～ 30％ ) ，并且氨基酸的含量齐全，比一般蛋白质营养价值高，此外还含有丰富的维生素和未知因子[6]。
因此，单细胞蛋白饲料可称得上是一种全价的蛋白质饲料，可部分代替鱼粉饲喂动物。
表 2 饲料酵母、鱼粉、豆饼的化学成分1.1.2原材料来源广泛生产单细胞蛋白饲料的原料来源很广：农业副产品，如糖渣、果渣、淀粉渣、饼粕；工业废液，如酿酒工业副产品、淀粉工业副产品、味精工业副产品、柠檬酸工业副产品；造纸废液、味精废液、豆腐废水、甘蔗糖蜜废液、有机废水、啤酒混合废液等。
除此外还有植物纤维素如植物秸秆，皮、壳、芯、林业废弃物。
微型藻类，作饲料的藻类有螺旋藻和小球藻等单细胞藻类，其中钝顶螺旋藻和极大螺旋藻最理想，蛋白质含量一般为 60％～ 70％。
1.1.3生长速度快单细胞生物世代周期短，生长繁殖速度快，在良好的条件下，微生物干物质产量在 2～4 h内可增加 1倍以上，其富集蛋白质的能力远远高于动植物。