当前位置：
纪实传记
> 天之骄子——帝王风采（上）
> 七、菌体蛋白质的生产与利用
七、菌体蛋白质的生产与利用
随着世界人口的增加和耕地面积的逐渐减少， 粮食的短缺已成为当今世界面临的三大难题之一( 另两大难题是环境问题和能源问题) 。十分值得庆幸的是， 微生物为我们解决粮食问题提供了充满希望的可靠的途径。
科学研究证明， 酵母菌和很多霉菌的菌体含有丰富的蛋白质、碳水化合物、核酸、脂肪类物质、无机盐和维生素等营养物质， 是人类和家畜的良好食物来源。例如每100 公斤干的酒精酵母中含有粗蛋白53 公斤、脂肪7. 0 公斤、纤维素5. 5 公斤。特别是在蛋白质营养方面， 菌体细胞几乎可以和我们食用的任何食物相媲美， 例如大豆的蛋白质含量为40 % 左右， 而菌体的蛋白质含量高达50 ～60 %， 有的酵母菌的蛋白质含量竟高达60 % 以上。
菌体蛋白质又叫单细胞蛋白， 简称SCP 。单细胞蛋白在饲料工业上被用来替代鱼粉， 因为它的氨基酸含量和鱼粉相当， 仅赖氨酸和蛋氨酸略少于鱼粉。在制造各种饲料时可添加20 % 左右的单细胞蛋白质。用这种菌体蛋白制造的饲料来喂养奶牛、猪、肉牛和鸡等具有很好的效果。例如， 当用菌体饲料喂养奶牛时比用青草喂养每天多产牛奶6 ～7 公斤， 而且牛奶的脂肪含量更高。用菌体饲料来喂猪， 猪长得又肥又壮。除此之外， 菌体饲料还可以用来喂鱼和养蚕。最近十几年来， 菌体蛋白在饲料工业中的应用得到很快的发展， 它不仅为我们节约了很多粮食， 缓解了世界上粮食紧张的局面， 而且极大地促进了畜牧业的发展， 为我们提供了丰富的食品， 真是一举多得。
由于酵母菌等微生物的菌体含有丰富的蛋白质和其他营养成份， 由农副产品发酵生产的酵母菌菌体是人类潜在的食物来源。但由于菌体蛋白具有特有的臭气而且消化性较差， 必须通过适当的处理除去臭气和提高消化性能后方可应用于制作各种食品， 目前这方面的技术已取得突破， 国外已有由菌体蛋白制造的人造肉出售。值得指出的是， 当人类发生大的饥荒或战争时， 菌体蛋白有可能成为人类的重要食物之一。
和我们生产食物的其他方式相比较， 单细胞蛋白质和生产具有很多的优点。首先， 我们生产大豆等植物蛋白质食品时受气候和各种病虫害的影响， 而单细胞蛋白质的生产不受气候等环境条件的影响。其次， 单细胞蛋白质的生产是在立体的发酵罐中进行， 可以节约占地面积， 在小面积的土地上可以生产出大量的产品。例如35 个容积为250 立方米的发酵罐每天可生产300 ～400 吨的干酵母， 一年以300 个工作日计算， 每年可以生产出60000 吨左右的优质蛋白质， 若作为饲料则相当于400 万平方米耕地每年产出的大豆。再次， 微生物由于生长繁殖快， 它合成蛋白质的速度也是动物和植物无法比拟的。例如在牧场中体重500 公斤的牛， 每天合成的蛋白质约0. 5 公斤， 而在发酵罐中的500 公斤制菌体每天可以产生1250 公斤蛋白质， 因此微生物合成蛋白质的速度比牛快2500 倍！
由于单细胞蛋白质的广泛用途和优越性， 70 年代以后， 世界各国都十分重视它的开发应用。目前世界已经建成的单细胞蛋白工厂有几十家， 其中年产量在10 万吨以上的就有近10 家。全世界每年的单细胞蛋白总产量在100 万吨以上， 为人类节约了大量的蛋白质原料， 并极大地促进了全球畜牧业的发展。
目前在工业生产上用于发酵生产单细胞质的原料主要是一些农副产物和石油化工产物。小麦的桔杆、水稻的谷壳等农业废弃物是生产单细胞蛋白的最理想原料， 因为它们的来源广、产量大而且价格低， 是变废为宝的好途径。近年来有关这方面的研究进展迅速。例如我国科研人员通过多年研究， 建立了从稻壳生产单细胞蛋白的试验工厂， 取得了很好的效果。所生产的单细胞蛋白营养全面， 被用于制作多种猪饲料。
以甲醇、正烷烃、柴油等石油化工产品为原料生产单细胞蛋白质是过去几十年研究的重点。70 年代以来， 英国、原苏联、意大利、日本、西班牙、委内瑞拉和原东德等近10 个国家相继建立了年产10 万吨以上的工厂， 都是以石油化工产品为原料的。例如， 在原油加工时经过分馏后可得约10 % 的粗柴油， 但粗柴油中含有很多的蜡， 使它的凝固点很高， 使用和运输都不方便， 因此使用前必须进行脱蜡处理。以前大多采用尿素脱蜡或机械脱蜡， 现在则找到了更好的微生物方法。将微生物培养在粗柴油中， 利用微生物把柴油中的蜡吃掉， 可使柴油的凝固点下降30 ～40 ℃， 同时还可以获得大量的单细胞蛋白。一般每100 公斤柴油发酵可得10 公斤菌体蛋白和90 公斤高质量的柴油， 达到了一箭双雕的效果。
令人十分惊奇的是， 有一类细菌的培养只要供给它们氢气、氧气、二氧化碳和少量的无机盐与无机氮就行了， 它们可使氢进行氧化而获得能量， 从而将二氧化碳、氢气、氧气和无机氮轻变为蛋白质等有机物质。我们把这类细菌叫作氢细菌。氢细菌的菌体组成成分与我们前面介绍的酵母菌和霉菌相似， 蛋白质含量高达50 % 。由于它们基本上不要吃什么东西， 因此是生产单细胞蛋白质的最理想微生物。目前利用这类氢细菌生产单细胞蛋白的研究正在进行之中， 而且许多技术难题已得到了解决。因此可以预见， 它们今后将是生产单细胞的主角之一。
大千世界无奇不有。1971 年一位日本科学家发现了一种更神奇的细菌， 它们在二氧化碳、N2 O2 和H2 的混合气体中旺盛生长繁殖， 不需光照， 也不需要加入碳、氮化合物。因此， 它们是真正的只吃空气为生的细菌， 这种细菌以前没有发现过。很多科学家对这一发现感到震惊和喜悦， 他们希望有朝一日这种细菌能成为饲料蛋白的重要来源之一， 目前这方面的研究正在进行之中。
科学研究证明， 酵母菌和很多霉菌的菌体含有丰富的蛋白质、碳水化合物、核酸、脂肪类物质、无机盐和维生素等营养物质， 是人类和家畜的良好食物来源。例如每100 公斤干的酒精酵母中含有粗蛋白53 公斤、脂肪7. 0 公斤、纤维素5. 5 公斤。特别是在蛋白质营养方面， 菌体细胞几乎可以和我们食用的任何食物相媲美， 例如大豆的蛋白质含量为40 % 左右， 而菌体的蛋白质含量高达50 ～60 %， 有的酵母菌的蛋白质含量竟高达60 % 以上。
菌体蛋白质又叫单细胞蛋白， 简称SCP 。单细胞蛋白在饲料工业上被用来替代鱼粉， 因为它的氨基酸含量和鱼粉相当， 仅赖氨酸和蛋氨酸略少于鱼粉。在制造各种饲料时可添加20 % 左右的单细胞蛋白质。用这种菌体蛋白制造的饲料来喂养奶牛、猪、肉牛和鸡等具有很好的效果。例如， 当用菌体饲料喂养奶牛时比用青草喂养每天多产牛奶6 ～7 公斤， 而且牛奶的脂肪含量更高。用菌体饲料来喂猪， 猪长得又肥又壮。除此之外， 菌体饲料还可以用来喂鱼和养蚕。最近十几年来， 菌体蛋白在饲料工业中的应用得到很快的发展， 它不仅为我们节约了很多粮食， 缓解了世界上粮食紧张的局面， 而且极大地促进了畜牧业的发展， 为我们提供了丰富的食品， 真是一举多得。
由于酵母菌等微生物的菌体含有丰富的蛋白质和其他营养成份， 由农副产品发酵生产的酵母菌菌体是人类潜在的食物来源。但由于菌体蛋白具有特有的臭气而且消化性较差， 必须通过适当的处理除去臭气和提高消化性能后方可应用于制作各种食品， 目前这方面的技术已取得突破， 国外已有由菌体蛋白制造的人造肉出售。值得指出的是， 当人类发生大的饥荒或战争时， 菌体蛋白有可能成为人类的重要食物之一。
和我们生产食物的其他方式相比较， 单细胞蛋白质和生产具有很多的优点。首先， 我们生产大豆等植物蛋白质食品时受气候和各种病虫害的影响， 而单细胞蛋白质的生产不受气候等环境条件的影响。其次， 单细胞蛋白质的生产是在立体的发酵罐中进行， 可以节约占地面积， 在小面积的土地上可以生产出大量的产品。例如35 个容积为250 立方米的发酵罐每天可生产300 ～400 吨的干酵母， 一年以300 个工作日计算， 每年可以生产出60000 吨左右的优质蛋白质， 若作为饲料则相当于400 万平方米耕地每年产出的大豆。再次， 微生物由于生长繁殖快， 它合成蛋白质的速度也是动物和植物无法比拟的。例如在牧场中体重500 公斤的牛， 每天合成的蛋白质约0. 5 公斤， 而在发酵罐中的500 公斤制菌体每天可以产生1250 公斤蛋白质， 因此微生物合成蛋白质的速度比牛快2500 倍！
由于单细胞蛋白质的广泛用途和优越性， 70 年代以后， 世界各国都十分重视它的开发应用。目前世界已经建成的单细胞蛋白工厂有几十家， 其中年产量在10 万吨以上的就有近10 家。全世界每年的单细胞蛋白总产量在100 万吨以上， 为人类节约了大量的蛋白质原料， 并极大地促进了全球畜牧业的发展。
目前在工业生产上用于发酵生产单细胞质的原料主要是一些农副产物和石油化工产物。小麦的桔杆、水稻的谷壳等农业废弃物是生产单细胞蛋白的最理想原料， 因为它们的来源广、产量大而且价格低， 是变废为宝的好途径。近年来有关这方面的研究进展迅速。例如我国科研人员通过多年研究， 建立了从稻壳生产单细胞蛋白的试验工厂， 取得了很好的效果。所生产的单细胞蛋白营养全面， 被用于制作多种猪饲料。
以甲醇、正烷烃、柴油等石油化工产品为原料生产单细胞蛋白质是过去几十年研究的重点。70 年代以来， 英国、原苏联、意大利、日本、西班牙、委内瑞拉和原东德等近10 个国家相继建立了年产10 万吨以上的工厂， 都是以石油化工产品为原料的。例如， 在原油加工时经过分馏后可得约10 % 的粗柴油， 但粗柴油中含有很多的蜡， 使它的凝固点很高， 使用和运输都不方便， 因此使用前必须进行脱蜡处理。以前大多采用尿素脱蜡或机械脱蜡， 现在则找到了更好的微生物方法。将微生物培养在粗柴油中， 利用微生物把柴油中的蜡吃掉， 可使柴油的凝固点下降30 ～40 ℃， 同时还可以获得大量的单细胞蛋白。一般每100 公斤柴油发酵可得10 公斤菌体蛋白和90 公斤高质量的柴油， 达到了一箭双雕的效果。
令人十分惊奇的是， 有一类细菌的培养只要供给它们氢气、氧气、二氧化碳和少量的无机盐与无机氮就行了， 它们可使氢进行氧化而获得能量， 从而将二氧化碳、氢气、氧气和无机氮轻变为蛋白质等有机物质。我们把这类细菌叫作氢细菌。氢细菌的菌体组成成分与我们前面介绍的酵母菌和霉菌相似， 蛋白质含量高达50 % 。由于它们基本上不要吃什么东西， 因此是生产单细胞蛋白质的最理想微生物。目前利用这类氢细菌生产单细胞蛋白的研究正在进行之中， 而且许多技术难题已得到了解决。因此可以预见， 它们今后将是生产单细胞的主角之一。
大千世界无奇不有。1971 年一位日本科学家发现了一种更神奇的细菌， 它们在二氧化碳、N2 O2 和H2 的混合气体中旺盛生长繁殖， 不需光照， 也不需要加入碳、氮化合物。因此， 它们是真正的只吃空气为生的细菌， 这种细菌以前没有发现过。很多科学家对这一发现感到震惊和喜悦， 他们希望有朝一日这种细菌能成为饲料蛋白的重要来源之一， 目前这方面的研究正在进行之中。
