备课素材：单细胞蛋白及其生产流程-2022——2023学年高二下学期生物人教版选择性必修三

单细胞蛋白及其生产流程 2019版高中生物学选择性必修3提到了单细胞蛋白： 那么，单细胞蛋白是如何生产出来的？ 单细胞蛋白是近年来备受关注的一种替代性食品原料，具有高蛋白、低能耗、环保等特点。随着人们对单细胞蛋白需求的增长，相信这一领域的研究和应用将会越来越广泛。 研究表明，微生物含有丰富的蛋白质，如细菌的蛋白质含量含量占细胞干重的60%－80%，而且细菌生长繁殖速率很快。因此许多国家以淀粉或纤维互的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的微生物菌体，即单细胞蛋白（Single—Cell—Protein，简称SCP）。 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。单细胞蛋白中重要的是酵母蛋白、细菌蛋白和藻类蛋白，它们的化学组成中，除含有蛋白质外，还含有丰富的碳水化合物以及脂类、维生素、矿物质，因此单细胞蛋白营养价值很高。 单细胞蛋白广泛用于食品加工和饲料中，不仅能制成“人造肉”，供人们直接食用，还常作为食品添加剂，用以补充蛋白质或维生素、矿物质等。 由于某些单细胞蛋白具有抗氧化能力，使食物不容易变质，因而常用于婴儿粉及汤料、作料中。干酵母的含热量低，常作为减肥食品的添加剂。此外，单细胞蛋白还能提高食品的某些物理性能，如意大利烘饼中加入活性酵母，可以提高饼的延薄性能。酵母的浓缩蛋白具有显著的鲜味，已广泛用作食品的增鲜剂。 单细胞蛋白作为饲料蛋白，已被世界广泛应用。例如用假丝酵母及产朊酵母作为菌种，利用亚硫酸废液或石油生产酵母菌体，可用于牲畜饲料。用它喂养家禽、家畜，效果好、生长快，奶牛产奶多，鸡产蛋率增高，并能增强机体免疫力。 单细胞蛋白生产工艺单细胞蛋白质是通过培养单细胞生物而获得的菌体蛋白质。生产流程一般有经下三条： 菌种——菌种扩大培养——发酵罐培养——培养液——分离——菌体；菌体——洗涤或水解——干燥——动物饲料；菌体——水解——分离——蛋白质提取——纯化——干燥——食品。 单细胞蛋白的生产工艺流程主要包括原料准备、发酵、提取、精制和干燥。具体而言，可以按照以下步骤进行生产加工： 1.原料准备：将葡萄糖、麦芽糊精、玉米糖蜜等原料按照一定比例混合，制成液体基础培养基。在基础培养基中添加氮、磷、硫等微量元素，为单细胞菌种提供养分。下图是酵母的三级培育过程： 2.发酵：将基础培养基与单细胞菌种混合后进行发酵。可以选择批量发酵或连续发酵，对发酵环境进行控制，包括调节温度、pH值、氧气流量等。 3.提取：发酵结束后，可以采用超声波法、离心法、过滤法等方法对单细胞进行提取。选择合适的提取方法可以提高单细胞蛋白的纯度和产量。 4.精制：将提取得到的单细胞蛋白通过酸碱沉淀等方法进行精制，提高单细胞蛋白的纯度和稳定性。 5.干燥：将精制后的单细胞蛋白通过喷雾干燥、真空干燥等方法进行干燥，使其更容易保存和储运。 了解单细胞蛋白的生产加工方法和注意事项，能够更好地指导单细胞蛋白的研究和生产实践。生产单细胞蛋白需要注意以下几个方面： （1）发酵条件是影响单细胞蛋白产量和品质的关键因素，要重视控制发酵温度、pH值、氧气流量等环节。 （2）针对不同原料的养分含量，需要适量调整基础培养基成分比例，以提高单细胞的生产效率。 （3）提取和干燥环节也是影响单细胞蛋白成品的重要环节，应该根据实际情况选择合适的提取和干燥方法。 （4）保证生产过程的卫生和无菌是防止细菌污染的关键措施，必须注意做好清洁和消毒。 例1、下列关于单细胞蛋白的叙述,正确的是(    ) A.单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的一类蛋白质 B.单细胞蛋白是以淀粉或纤维素的水解液等为原料,通过发酵工程生产的微生物菌体 C.单细胞蛋白作为食品添加剂,能使家禽家畜增重快、产奶(蛋)高 D.单细胞蛋白制成的微生物饲料,可以提高动物的免疫力 解析：单细胞蛋白是以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵工程生产的微生物菌体,A错误、B正确；单细胞蛋白制成的微生物饲料，能使家禽家畜增重快、产奶(蛋)高，C错误；在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，动物食用后能提高免疫力，D错误。故答案为B。 例2、下列不属于发酵工程应用的是（　　） A.利用工程菌生产人生长激素 B.利用啤酒酵母酿造啤酒 C.用培养的人细胞构建人造皮肤 D.用酵母菌生产作为食品添加剂的单细胞蛋白 解析：利用工程菌生产人生长激素属于发酵工程应用，A错误；利用啤酒酵母酿造啤酒属于发酵工程应用，B错误；用培养的人细胞构建人造皮肤不属于发酵工程应用，C正确；用酵母菌生产作为食品添加剂的单细胞蛋白属于发酵工程应用，D错误。故答案为C。 学科网（北京）股份有限公司 $