ПРОИЗВОДСТВО БЕЛКА ОДНОКЛЕТОЧНЫХ И МНОГОКЛЕТОЧНЫХ ОРГАНИЗМОВ Лектор: доцент кафедры БИОХ ТИМОЩЕНКО Л. В.
В странах ЕЭС производится белковых концентратов около 25 млн т в год. Эти цифры говорят о рентабельности предприятий. Корм для скота становится дорогим из-за ограничения земельных угодий и по ряду других причин. Белки одноклеточных организмов имеют огромные преимущества: высокую скорость воспроизводства, доступность сырьевых источников, решение проблем утилизации отходов многих предприятий и т. д. Кроме того, белки имеют постоянный и воспроизводимый состав, их легко витаминизировать, добавлять необходимые микроэлементы; их также легко изготовлять в виде гранул или таблеток, их хранение осуществляется намного легче, чем хранение растений или других кормов. Биотехнологическое производство белка не требует посевных площадей, не зависит от климатических условий, поддается высокому уровню механизации и автоматизации, позволяет получать продукцию стандартного качества при продолжительности процессов в сотни раз быстрее, чем в растениеводстве или в животноводстве. Тем не менее, производители белка не рассматривают свою продукцию как заменитель белка в рационе животных: белковые концентраты служат добавками к кормам, удешевляя их и повышая их качество. Следует отметить, однако, что производство белковых добавок развивается не столь быстро, как прогнозировалось в 60 -70 гг прошлого века. Дело в том, что в значительной степени ужесточились требования к безопасности технологий, которые должны учитывать результаты всех необходимых токсикологических и пищевых испытаний. 2
Бактерии: хорошо поддаются селекции, что позволяет получать высокопродуктивные штаммы; Дрожжи: легко выращивать в производственных условиях, они способны усваивать любые источники питания, легко отделяются, не загрязняют воздух спорами; Водоросли и микроскопические грибы: утилизируют самое разнообразное по составу органическое сырье, богаты белковыми веществами. 3
Парафины нефти: дешевый субстрат, богатый углеродом. Качество продукта зависит от степени чистоты парафинов. Метанол: процессы получения белка на метаноле достаточно экономичны, но затруднены из-за его химической структуры: Этанол; Растительное сырье; Отходы различных производств; Природный и углекислый газ 4
Использование бактерий для получения кормового белка Известно более 30 видов бактерий, которые могут быть применены в качестве источников полноценного кормового белка. Бактериальные белковые концентраты с содержанием сырого белка 60 — 80% (от сухой массы) — ценные препараты в кормопроизводстве. Бактерии очень быстро наращивают биомассу и, кроме того, белки бактерий содержат больше цистеина и метионина, что позволяет отнести их в разряд белков с высокой биологической ценностью. В России также разработана технология получения белкового препарата на метаноле под названием меприн. В этом препарате содержится до 74 % белков (от сухой массы), до 5 % липидов, 10 % минеральных веществ, 10 — 13 % нуклеиновых кислот. В настоящее время разрабатывается технология получения кормового белка на этаноле на основе культивирования бактерий рода Acinetobacter (препарат эприн). Кормовой белок бактериального происхождения добавляют в комбикорма в количестве 2, 5 — 7, 5 % от белка рациона сельскохозяйственных животных, а при кормлении взрослых свиней — до 15 %. 5
Культивирование на метаноле Преимущество этого субстрата – высокая чистота и отсутствие канцерогенных примесей, хорошая растворимость в воде, высокая летучесть, позволяющая легко удалять его остатки из готового продукта Продуцент, штаммы Оптимальные условия Аппараты Продукты Дрожжевые организмы, t=34 -37 C, р. Н=4, 2 -4, 6 Аппараты колонного или эрлтфитного типа производительностью 75 -100 т АСВ/сут при расходе метанола до 2, 63 т/т АСВ Бактерии t=32 -34 C, р. Н=6, 0 -6, 4 Проводится в в ферментерах эрлифитного или струйного типов производительностью 100 -300 т/сут и расходом метанола до 2, 3 т/т АСВ Дрожжи, сырой протеин 56 -62; липиды 5 -6; зола 7 -11; влага 8 -10; нуклеиновые кислоты 5 -6
Применение дрожжей для получения кормового белка 1. При выращивании дрожжей на н-парафинах нефти в приготовленную из них питательную среду добавляют макро- и микроэлементы, необходимые витамины и аминокислоты. Высушенная дрожжевая масса гранулируется и используется как белково- витаминный концентрат (БВК), содержащий до 50 — 60% белковых веществ, для кормления сельскохозяйственных животных. 2. Хорошим субстратом для выращивания кормовых дрожжей является молочная сыворотка — производственный отход при переработке молока. В 1 т молочной сыворотки содержится около 10 кг белка и 50 кг лактозы. Эти белки используют для приготовления сухого обезжиренного молока. 3. В некоторых странах пивные и пищевые дрожжи широко используют в качестве белковых добавок к различным пищевым продуктам. 4. Пивные дрожжи могут с успехом применяться при производстве колбас в качестве заменителя казеина. Пивные дрожжи применяют в пищевой промышленности для «ароматизации» мяса, творога и изделий из них. 7
Технология производства кормового дрожжевого белка Продуценты : мицелиальный гриб Endomycopsis fibuligera и дрожжи Candida tropicalis. Питательная среда: мелассная барда (содержит сахара, глицерин и органические кислоты; Стадии производства: 1) Освобождение сырья от металлических примесей и подача в гидролизаппарат, где происходит гидролиз сырья; 2) Полученный гидролизат подвергают инверсии (образование смеси сахаров под действием кислоты), добавляют фосфорное и азотистое питание и подкисляют до р. Н 4, 8 -5, 2. 3) Охлаждение и очищение гидролизата , далее подача его на выращивание кормовых дрожжей; 4) Ферментация - выращивания дрожжей проводят в дрожжерастильном чане при температуре 32 -34 о С при непрерывном продувании воздухом в течение 8 часов; дрожжевая бражка непрерывно поступает в деэмульгатор для удаления пены; 5) Флотация, и сепарирование для извлечения дрожжей из дрожжевой суспензии, промывание и концентрирование; 6) Упаривание дрожжевого концентрата до содержания 22 -25 % (на сухое 8 вещество), сушка до влажности 8 -10 % , обогащение витаминами; 8) Упаковка бумажные мешки и отправка на склад.
Технология производства кормового дрожжевого белка 9
Использование водорослей и микроскопических грибов для получения кормового белка 1. Для получения кормового белка используют одноклеточные водоросли Chlorella и Scenedesmus, сине-зеленые водоросли из рода Spirulina, способные синтезировать белки из диоксида углерода, воды и минеральных веществ за счет энергии солнечного света. Содержание белков в клетках Clorella и Scenedesmus составляет около 55 % (в расчете на сухую массу), а в клетках Spirulina — 65 %. Белки водорослей хорошо сбалансированы по содержанию незаменимых аминокислот, за исключением метионина. В клетках водорослей, кроме того, синтезируется довольно много полиненасыщенных жирных кислот и каротина (до 150 мг %). 2. В биомассе многих микроскопических грибов хорошо сбалансированы по аминокислотному составу белки; они включают также витамины и липиды. По своим питательным свойствам белки грибов приближаются к белкам сои и мяса, что позволяет использовать их не только для приготовления кормовых концентратов, но и как добавку в пищу человека. Содержание белков в грибной массе при использовании метода глубинного культивирования составляет 50 — 60 % от сухой массы. Для более полного использования сырья практикуется совместное культивирование грибов и бактерий.
ГРИБНОЙ БЕЛОК (МИКОПРОТЕИН) Микопротеин — пищевой продукт, состоящий из мицелия гриба. Продуцент: штамм гриба Fusarium graminearum, выделенный из почвы Установка: непрерывный ферментатор Субстрат: глюкоза, а источники азота - аммиак и аммонийные соли Средний состав микопротеина и сравнение его с составом говядины Компоненты Состав, % (на сухой вес) микопротеин бифштекс Белки 47 68 Жиры 14 30 Пищевые волокна 25 Следы Углеводы 10 0 Зола 3 2 РНК 1 Следы 11
Способ получения белка из растительного сырья В качестве растительного сырья используют соевые бобы. Стадии получения пищевого белка: очистка и помол растительного сырья растворение и суспендирование растительного сырья выделение сырца белкового изолята и шрота экстракция липидов, получение пищевого белка 12
Получение белковых веществ на углеводном сырье Субстрат Оптимальные условия гидролизатое растительное сырьё состоящий из смеси гексоз и пентоз р. Н 4, 2 -4, 6. Оптимальная температура от 30 до 40 С. Аппараты Ферментация осуществляется в эрлифтных аппаратах конструкции Лефрансуа-Марийе объемом 320 и 600 м 3 Продукты белок 43 -58; липиды 2, 3 -3, 0; углеводы 11 -23; зола – до 11; влажность – не более 10.
THANKS FOR YOUR ATTENTION! 14
Скачать презентацию ПРОИЗВОДСТВО БЕЛКА ОДНОКЛЕТОЧНЫХ И МНОГОКЛЕТОЧНЫХ ОРГАНИЗМОВ Лектор доцент
Производство белка_Тимощенко.ppt