单细胞蛋白2.

单细胞蛋白演讲人：刘易昊PPT制作：张亚琼刘司琪一、SCP的概念：•单细胞蛋白(Singlecellprotein,简称SCP),亦称微生物蛋白或菌体蛋白•主要是指利用各种基质，在适宜条件下,培养细菌、真菌和某些低等藻类等微生物个体而获得的菌体蛋白(Microbialprotein)。二、SCP的特点:1.SCP营养丰富:蛋白质含量很高氨基酸含量齐全SCP的消化率高达85％~90％。SCP中还含有多种维生素、碳水化合物、脂类、矿物质，以及丰富的酶类和生物活性物质。2.生产速率高:微生物的倍增时间快，合成蛋白量大。一头500kg公牛每天生产蛋白质0.4k如而500kg酵母至少生产蛋白质500kg。3.劳动生产率高，不受季节等因素影响:生产过程易控制，可工业化生产，不受气候、土壤和自然灾害的影响，可连续生产，成功率高。多种多样资源再生环境治理可再生的植物资源工农业生产的废水城市的纤维性垃圾石油化工产品原料和副产品主要有：4.原料来源广:5.单细胞生物易诱变，比动、植物品种容易改良:采用物理、化学、生物学方法定向诱变育种，获得蛋白质含量高、质量好，并易于提取的优良菌种。三、SCP的市场需求:1.缓解食物危机2.促进畜牧业发展3.作食品添加剂4.防止环境污染主要包括4大类群：酵母菌、细菌、霉菌和微藻四、SCP生产的微生物的种类：安全性、实用性、生产效率、培养条件也可根据需要选择适合的不同种类微生物共同发酵。非致病和非产毒的1、酵母菌蛋白含量高达60%几乎含所有的氨基酸尤其是赖氨酸、苏氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸等必需氨基酸的含量高。维生素含量较丰富常用：啤酒酵母和假丝酵母最受关注应用最为广泛2、霉菌霉菌的收获分离容易。生产慢且易受酵母污染，因此必须在无菌条件下培养。蛋白质含量为30%~60%缺乏蛋氨酸常用：曲霉和青霉常用：红色光合细菌和自养产碱杆菌3、细菌产物富含赖氨酸和蛋氨酸。有些病原菌（如大肠杆菌）也用于生产SCP，其产物含有毒物质的可能性较大，必须在加工过程中予以处理。生产原料广泛生产周期短4、微藻核酸含量低，只占干重的2.2%～3.5%蛋白质含量高达58.5%～71%极易被消化和吸收微藻光能利用率高、繁殖快、产量高常用：螺旋藻和鱼腥藻SCP的生产方法包括:固态、液态、吸附在固体表面的膜状培养以及其它形式的固定化细胞培养等。常规发酵以固态发酵和液体深层发酵为主。菌种、原料、设备及所需产品和技术等可行性和经济效益五、SCP的生产工艺一般工艺流程为：菌种菌种扩大培养发酵罐培养分离菌体洗涤或水解分离蛋白质提取纯化与干燥SCP(1)品种选择一般宜选择藻丝体较长的钝顶螺旋藻种，藻丝体长600～800μm，螺旋直径50～60μm，藻丝直径6～7μm，螺旋数5～8个。1、螺旋藻培养方法螺旋藻的生产流程(2)培养基常采用Zarrouk培养基作基础培养基药品规定量(g/L)药品规定量(g/L)碳酸氢钠16.80磷酸氢钾0.50硝酸钠2.50氯化钠1.00硫酸镁0.20硫酸铁0.01硫酸钾1.00一水合氯化钙0.04EDTA0.08pH值：钝顶螺旋藻生长的pH值范围为8.5~10.0最适生长pH值为9.0~9.6(3)3种植物激素对螺旋藻生长的影响提高螺旋藻生物量的最适激素浓度：6-BA:0.4mg/LNAA:0.4mg/LGA:0.5mg/L1提高螺旋藻比生长速率的最适激素浓度：6-BA:1.6mg/LNAA:0.4mg/LGA:1.0mg/L2提高螺旋藻胞内蛋白质含量的最适激素浓度：6-BA:0.2mg/LNAA:1.6mg/LGA:0.5mg/L3综合上述三种影响效果，钝顶螺旋藻产胞内蛋白质的最佳激素水平是：6-BA:1.6mg/LNAA:1.6rag/LGA:0.3mg/L在实验中，螺旋藻生长对GA最敏感。螺旋藻是光合自氧生物,光合作用促进剂能在一定程度上促进其光合作用，尤其是对生长对数期的螺旋藻效果明显。(4)光合作用促进剂•添加光合促进剂MTN浓度为500×10-6时,螺旋藻的量和品质有明显的提高，可增产10％左右；浓度增加到750×10-6时，对螺旋藻生长有抑制作用。(5)微量元素螺旋藻对微量元素有很强的生物富集作用，研究表明，螺旋藻对Cr、Zn、Se3种微量元素均有明显的富集作用，且它们之间存在吸附竞争。•通过富集适量的Se可以促进螺旋藻生长。Se的添加量在0~400mg/L浓度范围内，能够有效地刺激螺旋藻生长．并提高最大细胞浓度。(6)抗氧化剂高浓度的溶氧会导致色素白化，且对藻体生长有害。•Na2S2O3在常温下可吸收、消除过量的O2，对螺旋藻生物量的积累具有明显的促进作用。•VC能提高螺旋藻的藻胆蛋白含量，促进螺旋藻的生长。VC的最佳作用质量浓度为300mg/L，产量提高将近l倍。在34℃下时，螺旋藻的生物量最高，每升培养液中藻体干重达到2.39克。(7)温度和光照在光强为2500lux以下时，生物量会随光强的增加而提高，当光强达到4000lux时，藻体发黄，死亡，生物量迅速下降。最适条件：温度为34℃，光强为2000-3000lux，光暗比为12:12(8)日常管理，主要包括以下三个方面：①做好螺旋藻养殖日志。记录气温、水温、天气状况、降雨量，藻池pH值、OD值、藻体生长状况、营养成分监测情况、镜检情况等。②及时搅拌。使藻液受光均匀、气体交换充分、营养盐分布均匀。在天气晴朗、气温高时宜多搅拌，阴雨天气、气温低时搅拌次数可少一些。③去除杂物及泡沫。2、螺旋藻蛋白质的提取(1)破碎细胞破碎胞壁、胞膜使蛋白以溶解的状态溶于提取液中，在提取过程应保持蛋白的活性。•反复冻融法利用细胞内冰粒的形成和细胞液盐浓度增高引起溶胀，使细胞结构破碎。将螺旋藻粉溶于为CaCl2溶液，-20℃以下冰冻，再在5℃左右融解，反复3~5次。•溶胀法直接用蒸馏水或低盐溶液浸泡藻体细胞，使其溶胀、破裂，释放出藻胆蛋白。用15g/L的NaNO3或10mmol/LCaCl在40℃条件下浸泡螺旋藻3~4d，用蒸馏水要浸泡10d。•化学试剂处理法用蒸馏水稀释藻粉或藻泥，再以KCI和溶菌酶联合处理，30℃温育以破碎胞壁。使用十二烷基硫酸钠（SDS）处理提取率高达98%。也可0.2%NaNO3溶液浸泡4~5d。•组织捣碎法加磷酸盐缓冲液配成藻液比1g/ml的稀糊状液体，用高速组织捣碎机低温下按转10s停20s,重复捣碎40次。实际应用中，常常是两种或两种以上的方法同时使用才能收到较好的效果。•超声波法溶剂为磷酸缓冲液，超声波功率为900W，料液比为1:8.5(w:v)，超声作用时间25min。该方法常作辅助方法。(3)蛋白质沉淀(2)蛋白质粗提液将破碎的螺旋藻细胞悬浊液在4℃下于4000r/min离心20min，取上清液可得到含藻蛋白的粗提液。•盐析法用50％硫酸铵在较低温度下盐析24h，藻液比为5g/L时效果更佳，必要时可用多次分段盐析。•结晶法先用硫酸铵盐析，然后将沉淀在40℃，放置20d以上，再用15%饱和度硫酸铵沉淀可得蛋白，纯度较高。•等电点沉淀法螺旋藻蛋白pI值在3.5~3.8之间，此时蛋白质的溶解度为11.5％～12.5％。调节溶液pH至等电点，使蛋白溶解度下降，沉淀析出。(4)蛋白质纯化•羟基磷灰石柱层析法•EDTA-纤维素离子交换柱法•葡聚糖凝胶柱层析法2、螺旋藻片的生产：加入赋形剂与天然抗氧剂螺旋藻蛋白质粉赋形剂可为氧化镁、碳酸钙、硫酸镁、氢氧化铝、硫酸钙、磷酸氢钙或其混合物天然抗氧剂可为五味子浸膏、没食子酸丙脂、L—抗坏血酸、植物溶液或其混合物。干燥过10~20目筛压片制成颗粒混合均匀螺旋藻片谢谢观看欢迎鼓掌