两种非常有前景的、绿色的单细胞蛋白-毕赤酵母和空气蛋白
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单细胞蛋白(SCP):又称微生物蛋白,是利用培养基质生产的是酵母、真菌、藻类和细菌等蛋白含量较高的微生物。
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Solein® 是利用新能源获得的电能水解水获得的氢和氧气,再加上矿物质营养元素来发酵生产氢氧化细菌。Solein® 组成和大豆类蛋白和藻类蛋白相似。所获得的产品蛋白含量能够达到65%以上。
除了蛋白外,Solein® 还能够提供铁、纤维和维生素B。Solein® 具有较好的溶解性,在水中不产生沉淀,这种性质更有利于其用于食品的加工。因此Solein®的用处也非常广泛。Solein®能够作为食品添加剂用于制作饮料、蛋白棒、早餐食品。Solein®还可以用于制作人造肉、人造奶、调味剂、汤类等。
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甲醇毕赤酵母可以利用甲醇作为唯一碳源,利用氨水等铵态氮作为氮源。工业上常用其进行外源蛋白的诱导表达。但是毕赤酵母也是非常优良的单细胞蛋白。利用毕赤酵母可以进行高密度发酵生产单细胞蛋白,但是需要面对两个问题:甲醇的毒性和发酵产热问题。
天津工业生物技术研究所通过适应性进化提高了毕赤酵母的甲醇耐受性和温度的耐受性(33℃),减少了细胞用于甲醛解毒的碳损失,进而提高了毕赤酵母单细胞蛋白的生产水平。并通过进一步的代谢工程改造,加强了氮代谢,减弱细胞壁的合成。最终通过分批补料发酵获得了毕赤酵母菌体蛋白。
发酵工艺如下:
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500L发酵罐,装液量300L.
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第一阶段以甘油为碳源,以获得一定量的基础生物量。
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33h后,以甲醇作为碳源。
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经过72h发酵后干重可以达到63.37 g/L,甲醇的细胞得率为 0.43 g DCW/g。
毕赤酵母单细胞蛋白产品的蛋白含量可以达到40%以上,其中必需氨基酸和非必需氨基酸各占一半。
虽然甲醇是一种化工原料,成本相对较低。但是甲醇仍然会占一定的成本,而且当大量利用甲醇后,甲醇的价格必然会上升。而且化工原料并不符合当前的绿色环保的前瞻性要求。因此可以对毕赤酵母进行进一步的改造,使其能够直接利用二氧化碳作为碳源。目前该方面研究已经在起步,并取得一定的成果。
参考文献:
[1]Economical production of Pichia pastoris single cell protein from methanol at industrial pilot scale.
[2] The role of single cell protein in cellular agriculture
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