Sadržaj
Uzgoj velikih razmjera mikroorganizama kao izravnog izvora proteina za prehranu ljudi i životinja smatrao se načinom rješavanja problema nestašice hrane u Njemačkoj već tijekom Prvog svjetskog rata. Razvijeni su tehnološki procesi za uzgoj pivskog kvasca koji se nakon prerade i sušenja dodavao juhama i kobasicama. Tijekom Drugog svjetskog rata ti su procesi već bili dobro uspostavljeni.
Izraz "proteini jednostaničnih organizama" pojavio se 60 -ih godina. u odnosu na bakterijsku biomasu (uglavnom kvasac), koja se koristi kao sastojak hrane životinja i ljudi. Posebno je privlačna činjenica da je hranjivi medij za uzgoj bakterija često poljoprivredni otpad: pogača od šećerne repe u proizvodnji šećera, kolač od suncokreta u proizvodnji biljnog ulja, surutka u proizvodnji sira, drvna sječka i piljevina itd. .
Zanimanje za ovaj problem rasplamsalo se nakon objavljivanja rezultata istraživanja koji pokazuju mogućnost proizvodnje takvih proteinskih koncentrata na bazi ugljikovodika. Naftne tvrtke financirale su razvoj ovih studija, ne samo zbog uporabe ugljikovodika, već i zbog povoljnih rezultata ispitivanja hrane i marketinških izgleda.
Prva velika tvornica koncentrata proteina razvijena je zajedničkim ulaganjem između British Petroleuma (UK) i Italproteina (Italija) 1975., s kapacitetom od 100.000 t / godišnje; sirovina su bili normalni parafini. Japan se također pozabavio ovim problemom, izgrađeno je 8 pogona kapaciteta 1500 tona proteina godišnje. Međutim, interes za proizvodnju proteina u jednostaničnim organizmima 70-ih godina. blago se smanjila; dijelom zbog povoljne poljoprivredne situacije tih godina, ali uglavnom zbog nesavršenih tehnologija koje ne uklanjaju neke otrovne tvari iz konačnog proizvoda.
U 80 -ima. Njemačka tvrtka "Hoechst", koja se na tržištu ističe po visokim tehnologijama, razvila je postupke za dobivanje visokokvalitetnih proteinskih koncentrata. U 80 -ima. jedan od vodećih svjetskih proizvođača proteina bio je SSSR sa svojom neiscrpnom sirovinskom bazom. U Finskoj je izgrađena tvornica koja koristi Paecilomyces u izlučivanju sulfita iz tvornica papira; tvornički kapacitet - 10.000 tona proteina / godišnje.
U zemljama EEZ -a godišnje se proizvede oko 25 milijuna tona proteinskih koncentrata. Ove brojke govore o profitabilnosti poduzeća. Stočna hrana postaje skupa zbog ograničenog posjeda zemljišta i zbog niza drugih razloga. Proteini jednostaničnih organizama imaju ogromne prednosti: visoka stopa reprodukcije, dostupnost sirovina, rješavanje problema zbrinjavanja otpada mnogih poduzeća itd.
Osim toga, proteini imaju stalan i ponovljiv sastav, lako ih je ojačati, dodati potrebne mikroelemente; lako ih je napraviti i u obliku granula ili tableta te ih je puno lakše skladištiti od biljaka ili druge hrane za životinje.
Međutim, proizvođači proteina ne smatraju svoje proizvode zamjenom za proteine u prehrani životinja: proteinski koncentrati služe kao dodaci hrani, čineći ih jeftinijima i poboljšavajući njihovu kvalitetu. Valja napomenuti, međutim, da se proizvodnja proteinskih dodataka ne razvija tako brzo kao što je predviđeno 60 -ih i 70 -ih godina.Činjenica je da su zahtjevi za sigurnost tehnologija postali znatno stroži, što mora uzeti u obzir rezultate svih potrebnih toksikoloških ispitivanja i ispitivanja hrane.
Posebno biste trebali biti oprezni pri upotrebi proteinskih koncentrata u prehrani ljudi. Međutim, njihova upotreba za rješavanje problema prehrane svjetskog stanovništva nema alternativu, jer prognoze ukazuju da se rast stanovništva ne podudara s rastom prehrambenih proizvoda. Može se sa sigurnošću reći da razvoj mikroorganizama u prehrani ljudi tek počinje.
Mikroorganizmi su se počeli koristiti u proizvodnji proteinskih proizvoda mnogo prije pojave mikrobiologije. Dovoljno je spomenuti sve vrste sira, kao i proizvode dobivene fermentacijom soje. I u prvom i u drugom slučaju protein je nutritivna osnova. Tijekom razvoja ovih proizvoda, uz sudjelovanje mikroba, dolazi do duboke promjene svojstava sirovina koje sadrže bjelančevine.
Rezultat su prehrambeni proizvodi koji se mogu duže skladištiti (sir) ili prikladnije za konzumaciju (skuta od graha). Mikrobi igraju ulogu u proizvodnji nekih proizvoda od mesa za skladištenje. Dakle, u proizvodnji nekih sorti kobasica koristi se kisela fermentacija, obično uz sudjelovanje kompleksa bakterija mliječne kiseline. Dobivena kiselina doprinosi očuvanju proizvoda i doprinosi stvaranju njegovog posebnog okusa.
To, možda, ograničava uporabu mikroorganizama u obradi proteina. Mogućnosti suvremene biotehnologije u tim industrijama male su, s izuzetkom proizvodnje sira. Uzgoj i sakupljanje mikrobne mase prerađene u hranu druga je stvar: ovdje se biotehnologija može manifestirati u cijelosti.
Proizvodnja bjelančevina jednostaničnih organizama
Za mnoge važne pokazatelje, biomasa mikroorganizama može imati vrlo visoku hranjivu vrijednost. U velikoj mjeri tu vrijednost određuju proteini: kod većine vrsta oni čine značajan udio suhe mase stanica. Desetljećima se aktivno raspravljalo i istraživalo izglede za povećanje udjela mikrobnih proteina u ukupnoj bilanci proteina proizvedenih u svijetu.
Proizvodnja takvog proteina uključuje opsežni uzgoj određenih mikroorganizama koji se skupljaju i prerađuju u hranu. Da bi se ostvarila što potpunija transformacija supstrata u mikrobnu biomasu, potreban je višestrani pristup. Uzgoj mikroba za hranu zanimljiv je iz dva razloga. Prvo, rastu mnogo brže od biljaka i životinja: vrijeme udvostručenja njihovog broja mjeri se u satima. Time se skraćuje vrijeme potrebno za proizvodnju određene količine hrane.
Drugo, ovisno o uzgojenim mikroorganizmima, različite vrste sirovina mogu se koristiti kao podloge. Što se tiče podloga, ovdje možete ići u dva glavna smjera: preraditi nekvalitetne otpadne proizvode ili se usredotočiti na lako dostupne ugljikohidrate i iz njih dobiti mikrobnu biomasu koja sadrži visokokvalitetne proteine.
Dobivanje mikrobnih proteina na metanolu
Glavna prednost ove podloge je visoka čistoća i odsutnost kancerogenih nečistoća, dobra topljivost u vodi, velika hlapljivost, što olakšava uklanjanje njegovih ostataka iz gotovog proizvoda. Biomasa dobivena na metanolu ne sadrži nepoželjne nečistoće, što omogućuje isključivanje stupnja pročišćavanja iz tehnološke sheme.
Međutim, tijekom procesa potrebno je uzeti u obzir takve značajke metanola kao što su zapaljivost i mogućnost stvaranja eksplozivnih smjesa sa zrakom.
Sojevi kvasca i bakterija proučavani su kao proizvođači koji koriste metanol u konstruktivnom metabolizmu.Od kvasca, za proizvodnju su preporučeni Candida boidinii, Hansenula polymorpha i Piehia pastoris, čiji optimalni uvjeti (temperatura 34-37 ° C, pH 4,2-4,6) omogućuju izvođenje procesa uz ekonomski koeficijent asimilacije podloge do 0,40 pri brzini protoka u rasponu 0,12-0,16 h-1.
Među bakterijskim kulturama koriste se Methylomonas clara, Pseudomonas rosea i druge, sposobne za razvoj pri temperaturi od 32-34 ° C, pH 6,0-6,4 s ekonomskim koeficijentom asimilacije supstrata do 0,55 pri protoku do 0,5 h -1.
Značajke procesa uzgoja uvelike su posljedica korištenog soja proizvođača (kvasca ili bakterija) i uvjeta asepse. Brojne strane tvrtke nude korištenje sojeva kvasca i uzgoj u nedostatku stroge asepse. U ovom slučaju tehnološki proces odvija se u fermentoru tipa izbacivanja s produktivnošću od 75 tona proteina dnevno, a specifična potrošnja metanola je 2,5 tone / tonu proteina.
Pri uzgoju kvasca u aseptičnim uvjetima preporučuje se aparat sa stupcem ili aerifitnim kapacitetom kapaciteta 75-100 tona proteina / dan s potrošnjom metanola do 2,63 tone / toni proteina. U oba slučaja, proces uzgoja provodi se u jednoj fazi, bez stupnja "sazrijevanja", s niskom koncentracijom supstrata (8-10 g / l).
U brojnim se zemljama bakterijski sojevi koriste kao proizvođači, proces se provodi u aseptičnim uvjetima u aerofilitnim ili mlaznim fermentatorima kapaciteta 100-300 tona / dan i potrošnje metanola do 2,3 tone / toni protein. Fermentacija se provodi u jednom koraku pri niskim koncentracijama alkohola (do 12 g / l), s visokim stupnjem iskorištavanja metanola.
Najperspektivniji po svom dizajnu je mlazni fermentor Instituta za tehničku kemiju (Njemačka). Fermentor volumena 1000 m sastoji se od dijelova koji se nalaze jedan iznad drugog i međusobno su povezani preljevima osovina.
Fermentacijski medij iz donjeg dijela fermentatora kroz tlačni cjevovod dovodi se centrifugalnim cirkulacijskim pumpama do gornjih preljeva vratila, kroz koje prolazi do donjeg dijela, usisavajući zrak iz plinovoda. Dakle, medij teče iz odjeljka u odjeljak, konstantno usisavajući nove porcije zraka. Padajući mlazovi u preljevima rudnika omogućuju intenzivnu ventilaciju medija.
Hranjivi medij kontinuirano se dovodi u područje prelijevanja gornje osovine, a mikrobna suspenzija uklanja se iz udaljenih krugova. U fazi izolacije za sve vrste proizvođača predviđeno je odvajanje granulacije kako bi se dobio gotov proizvod u granulama.
Krmni kvasac dobiven na metanolu ima sljedeći sastav (u%): sirovi protein 56-62; lipidi 5-6; pepeo 7-11; vlaga 8-10; nukleinske kiseline 5-6. Bakterijsku biomasu karakterizira sljedeći sastav (u%): sirovi protein 70-74; lipidi 7-9; pepeo 810; nukleinske kiseline 10-1h; vlaga 8-10.
Osim metanola, etanol se koristi kao visokokvalitetna sirovina koja ima nisku toksičnost, dobru topljivost u vodi i malu količinu nečistoća.
Kvasac (Candida utilis, Sacharomyces lambica, Hansenula anomala, Acinetobacter calcoaceticus) može se koristiti kao mikroorganizmi koji proizvode protein na etilnom alkoholu kao jedini izvor ugljika. Postupak uzgoja provodi se u jednoj fazi u fermentorima s visokim svojstvima prijenosa mase pri koncentraciji etanola ne većoj od 15 g / l.
Kvasac uzgojen etanolom sadrži (u%): sirovi protein-60-62; lipidi - 2-4; pepeo - 8-10; vlaga - do 10.
Dobivanje proteinskih tvari iz ugljikohidratnih sirovina
Povijesno gledano, jedan od prvih supstrata koji se koristio za dobivanje stočne biomase bili su hidrolizati biljnog otpada, prehidralizati i sulfitni lužine - otpadni proizvodi iz industrije celuloze i papira.
Interes za ugljikohidratne sirovine kao glavni obnovljivi izvor ugljika također se značajno povećao sa stajališta okoliša, jer može poslužiti kao osnova za stvaranje tehnologije bez otpada za preradu biljnih proizvoda.
Zbog činjenice da su hidrolizati složeni supstrat koji se sastoji od mješavine heksoza i pentoza, vrste kvasca C. utilis, C. scottii i C.tropicalis, koji su zajedno s heksozama sposobni asimilirati pentoze, kao i prenijeti prisutnost furfurala u mediju.
Sastav hranjivog medija, u slučaju uzgoja na sirovini ugljikovodika, značajno se razlikuje od onog koji se koristi za uzgoj mikroorganizama na ugljikovodičnoj podlozi. U hidrolizatima i sulfitnoj lužini postoji mala količina gotovo svih elemenata u tragovima neophodnih za rast kvasca. Nedostajuće količine dušika, fosfora i kalija uvode se u obliku opće otopine soli amofosa, kalijevog klorida i amonijevog sulfata.
Fermentacija se provodi u uređajima za podizanje zraka dizajna Lefrancois-Marillet zapremine 320 i 600 m3. Postupak uzgoja kvasca provodi se kontinuirano pri pH od 4,2-4,6. Optimalna temperatura je od 30 do 40 ° C.
Krmni kvasac dobiven uzgojem na hidrolizatima biljnih sirovina i sulfitnih lužina ima sljedeći sastav (u%): bjelančevine - 43-58; lipidi - 2,3-3,0; ugljikohidrati - 11-23; pepeo - do 11; vlaga - ne više od 10.
Jedan od obećavajućih supstrata u proizvodnji krmne biomase su hidrolizati treseta koji sadrže veliku količinu lako probavljivih monosaharida i organskih kiselina. Osim toga, samo male količine superfosfata i kalijevog klorida dodaju se hranjivom mediju. Izvor dušika je voda amonijaka.
Što se tiče kvalitete, stočna biomasa dobivena iz hidrolizata treseta nadmašuje kvasac uzgojen na biljnom otpadu.
L.V. Timoščenko, M.V. Chubik
Zahtjevi za hranjive podloge,
koristi u biotehnološkim procesima. Prirodno
sirovine biljnog podrijetla. Gubljenje
razne industrije kao sirovine za biotehnološke procese.
Kemijske i petrokemijske podloge koriste se kao
sirovine za biotehnologiju.
Industrijska biotehnologija Proizvodnja proteina mikroorganizama
Supstrati za uzgoj mikroorganizama radi dobivanja proteina
Mikroorganizmi koriste različite podloge kao izvore tvari i energije - normalni parafini i uljni destilati, prirodni plin, alkoholi, biljni hidrolizati i industrijski otpad.
Za uzgoj mikroorganizama zbog proteina, bilo bi lijepo imati supstrat bogat ugljikom, ali jeftin. Ovaj zahtjev u potpunosti zadovoljavaju normalni (nerazgranati) uljni parafini. Prinos biomase može doseći kada se koristi do 100% mase supstrata. Kvaliteta proizvoda ovisi o čistoći parafina. Kada se koriste parafini dovoljne čistoće, dobivena masa kvasca može se uspješno koristiti kao dodatni izvor proteina u prehrani životinja. Prva svjetska velika tvornica stočnog kvasca s kapacitetom od 70.000 tona godišnje. lansiran je 1973. u SSSR -u. Kao sirovina korišteni su n-alkani izolirani iz ulja i nekoliko vrsta kvasca sposobnih za brzi rast na ugljikovodicima: Candida maltosa, Candida guilliermondii i Candida lipolytica. U budućnosti je otpad od prerade nafte služio kao glavna sirovina za proizvodnju bjelančevina kvasca, koji je brzo narastao do sredine 1980-ih. premašilo 1 milijun tona godišnje, a u SSSR -u krmni protein primio je dvostruko više nego u svim ostalim zemljama svijeta zajedno. Međutim, kasnije se opseg proizvodnje proteina kvasca iz naftnih ugljikovodika naglo smanjio. To se dogodilo i kao posljedica gospodarske krize 90 -ih, i zbog niza specifičnih problema s kojima je ova proizvodnja povezana. Jedan od njih je potreba čišćenja gotovog stočnog proizvoda od ostataka ulja koji imaju kancerogena svojstva.
U našoj zemlji malo je područja pogodnih za uzgoj soje koja su glavni izvor proteinskih dodataka. Stoga uspostavljenvelika proizvodnja stočnog kvasca na n-parafinima... Postoji nekoliko tvornica kapaciteta od 70 do 240 tisuća tona godišnje.Tekući rafinirani parafini koriste se kao sirovine.
Metilni alkohol smatra se jednim od obećavajućih izvora ugljika za uzgoj visokokvalitetnih proizvođača proteina. Može se dobiti mikrobnom sintezom na podlogama poput drva, slame, komunalnog otpada. Korištenje metanola kao supstrata otežano je zbog njegove kemijske strukture: molekula metanola sadrži jedan atom ugljika, dok se sinteza većine organskih spojeva provodi putem molekula s dva ugljika. Oko 25 vrsta kvasca, uključujući Pichia polymorpha, Pichia anomala, Yarrowia lipolytica, može rasti na metanolu kao jedinom izvoru ugljika i energije. Bakterije se smatraju najboljim proizvođačima na ovoj podlozi, jer mogu rasti na metanolu uz dodatak mineralnih soli. Postupci proizvodnje proteina na bazi metanola prilično su ekonomični. Prema koncernu ICI (Velika Britanija), cijena proizvoda proizvedenog na metanolu je 10-15% niža nego u sličnoj proizvodnji na bazi visoko pročišćenih n-parafina. Visoko proteinske proizvode iz metanola dobivaju tvrtke iz niza razvijenih zemalja svijeta: Velike Britanije, Švedske, Njemačke, SAD-a, Italije. Proizvođači proteina su bakterije iz roda Methylomonas. Uzgoj metilotrofnih bakterija, poput Methylophilus methylotrophus na metanolu, koristan je jer učinkovitije koriste spojeve s jednim ugljikom. Kad rastu na metanolu, bakterije proizvode više biomase od kvasca. Prvu oksidacijsku reakciju metanola u kvascu katalizira oksidaza, a u metilotrofnih prokariota - dehidrogenaza. U tijeku su genetski inženjering za prijenos gena metanol dehidrogenaze s bakterija na kvasac. To će kombinirati tehnološke prednosti kvasca s učinkovitošću rasta bakterija.
Korištenje etanola kao supstrata uklanja problem pročišćavanja biomase iz abnormalnih metaboličkih proizvoda s neparnim brojem ugljikovih atoma. Cijena takve proizvodnje nešto je veća. Biomasa na bazi etanola proizvodi se u Čehoslovačkoj, Španjolskoj, Njemačkoj, Japanu i SAD-u.
U SAD -u, Japanu, Kanadi, Njemačkoj, Velikoj Britaniji razvijeni su tehnološki postupci za proizvodnju proteina pomoću prirodnog plina. Prinos biomase u ovom slučaju može iznositi 66% mase supstrata. Postupak, razvijen u Velikoj Britaniji, koristi mješovitu kulturu bakterija Methylomonas koje metaboliziraju metan, Hypomicrobium i Pseudomonas koje metaboliziraju metanol, te dvije vrste ne-metilotrofnih bakterija. Kulturu karakterizira visoka stopa rasta i produktivnost. Glavne prednosti metana (inače, glavna komponenta prirodnog plina) su dostupnost, relativno niska cijena, visoka učinkovitost pretvorbe u biomasu pomoću mikroorganizama koji oksidiraju metan, značajan sadržaj proteina u biomasi, uravnotežen u aminokiselinskom sastavu. Bakterije koje rastu na metanu dobro podnose kiselo okruženje i visoke temperature te su stoga otporne na infekcije.
Mineralni ugljik - ugljični dioksid također može biti supstrat za sintezu mikroba. Oksidirani ugljik u ovom slučaju uspješno se reducira mikroalgama pomoću solarne energije i bakterijama koje oksidiraju vodik pomoću vodika. Suspenzija algi koristi se za stočnu hranu. Za rad postrojenja za uzgoj algi potrebni su stabilni klimatski uvjeti - stalne temperature zraka i intenzitet sunčeve svjetlosti.
Najviše obećava proizvodnja proteina pomoću bakterija koje oksidiraju vodik, a koje se razvijaju oksidacijom vodika atmosferskim kisikom. Energija oslobođena u ovom procesu koristi se za asimilaciju ugljičnog dioksida. U pravilu se za dobivanje biomase koriste bakterije iz roda Hydrogenomonas. U početku se interes za njih pojavio tijekom razvoja zatvorenih sustava za održavanje života, a zatim su se počeli proučavati sa stajališta njihove uporabe kao proizvođača visokokvalitetnih proteina.Na Institutu za mikrobiologiju Sveučilišta u Göttingenu (Njemačka) razvijena je metoda uzgoja bakterija koje oksidiraju vodik, a u kojoj je moguće dobiti 20 g suhe tvari po 1 litri stanične suspenzije. Možda će u budućnosti ove bakterije postati glavni izvor prehrambenih mikrobnih bjelančevina.
Biljna biomasa iznimno je pristupačan i prilično jeftin izvor ugljikohidrata za proizvodnju mikrobnih bjelančevina. Svaka biljka sadrži razne šećere. Celuloza je polisaharid sastavljen od molekula glukoze. Hemiceluloza se sastoji od ostataka arabinoze, galaktoze, manoze, fruktoze. Problem je u tome što su drveni polisaharidi povezani čvrstim oksifenilpropanskim jedinicama lignina, polimera koji je gotovo neuništiv. Stoga se hidroliza drva događa samo u prisutnosti katalizatora - mineralne kiseline i pri visokim temperaturama. U tom slučaju nastaju monosaharidi - heksoze i pentoze. Kvasac se uzgaja na tekućini koja sadrži šećernu frakciju hidrolizata. Tijekom kisele hidrolize drva nastaju brojni nusproizvodi (furfural, melanini), a zbog visokih temperatura može doći do karamelizacije šećera. Ove tvari ometaju normalan rast kvasca, odvajaju se od hidrolizata i koriste se kad god je to moguće. Sojevi Candida scotti i C. tropicalis koriste se kao proizvođači.
Najveći proizvođači sirovina za hidroliznu industriju su drvoprerađivačka poduzeća, čiji otpad dosegne desetke milijuna tona godišnje. Nažalost, otpad od proizvodnje lišća (od lana i konoplje), proizvodnje krumpirovog škroba, pivovarstva, voća i povrća, konzerviranja, pulpe repe ne racionalno se koristi ili se uopće ne koristi.
Posebnu pozornost zaslužuju metode izravne biokonverzije fotosintetskih proizvoda i njihovih derivata u proteine pomoću gljiva. Ovi organizmi, zbog prisutnosti moćnih enzimskih sustava, mogu koristiti složene biljne supstrate bez prethodne obrade. Istraživanja uvjeta za biokonverziju biljnih supstrata u mikrobni protein aktivno se provode u SAD -u, Kanadi, Indiji, Finskoj, Švedskoj, Velikoj Britaniji, u našoj zemlji i drugim zemljama svijeta. Međutim, u literaturi je malo podataka o velikoj proizvodnji proteina mikrobnog podrijetla. Najpoznatiji i najnapredniji u fazi industrijske implementacije je proces "Waterloo", razvijen na Sveučilištu Waterloo u Kanadi. Taj se postupak, temeljen na uzgoju gljivica Chaetomium cellulolyticum koji uništavaju celulozu, može provesti i u potopljenoj kulturi i površinskom metodom. Sadržaj bjelančevina u konačnom proizvodu (micelij suhih gljiva) je 45%. Finska tvrtka "Tampella" razvila je tehnologiju i organizirala proizvodnju proteinskog stočnog proizvoda "Pekilo" na otpadu industrije celuloze i papira. Proizvod sadrži do 60% proteina s dobrim profilom aminokiselina i značajnom količinom vitamina B.
U većini zemalja proizvođača mlijeka, tradicionalni način korištenja sirutke je hranjenje životinja. Stupanj pretvorbe proteina sirutke u proteine životinjskog podrijetla vrlo je nizak (1700 kg sirutke potrebno je za proizvodnju 1 kg životinjskog proteina). U posljednjih 10-15 godina iz sirutke su ultrafiltracijom izolirani visokokvalitetni proteini na temelju kojih se izrađuju zamjene za obrano mlijeko u prahu i druge proizvode. Koncentrati se mogu koristiti kao dodaci hrani i komponente dječje hrane. Sirutka se također koristi za proizvodnju mliječnog šećera - laktoze, koja se koristi u prehrambenoj i medicinskoj industriji. Uz sve to, obujam industrijske prerade sirutke iznosi 50-60% ukupne proizvodnje. Posljedično, dolazi do velikog gubitka najvrjednijih mliječnih bjelančevina i laktoze. Štoviše, postoji problem zbrinjavanja otpada, budući da je proces prirodnog razlaganja sirutke iznimno spor.Laktoza sirutke može poslužiti kao izvor energije za mnoge vrste mikroorganizama, kao sirovina za proizvodnju produkata mikrobne sinteze (organske kiseline, enzimi, alkoholi, vitamini) i proteinske biomase. Od svih poznatih mikroorganizama, kvasac ima najveću stopu konverzije proteina sirutke u mikrobni protein. Sposobnost asimilacije laktoze nalazi se u oko 20% svih poznatih vrsta kvasca. Laktoza koja fermentira kvascem mnogo je rjeđa. Aktivni katabolizam laktoze osobito je karakterističan za kvasac iz roda Kluyveromyces. Ovaj se kvasac može koristiti za dobivanje krmnih proteina, etanola, β-glukozidaznih pripravaka na sirutki.
Prvi put, kvasac na bazi sirutke uzgajan je u Njemačkoj. Kao proizvođači korišteni su različiti sojevi saharomiceta. Razvijene su metode za dobivanje mikrobnih proizvoda temeljene na upotrebi laktoze kao monokulture i mješavine kvasca i bakterija. Trenutno se kao proizvođači koriste kvasci iz rodova Candida, Trichosporon, Torulopsis. Što se tiče biološke vrijednosti, sirutka s kvascem koji se uzgaja značajno premašuje izvornu sirovinu i može se koristiti kao zamjena za mlijeko. Gornji popis mikroorganizama i procesa za dobivanje proteina u jednostaničnim organizmima nije iscrpan. Međutim, potencijal ove nove industrije daleko je od potpunog iskorištavanja. Osim toga, još ne znamo sve mogućnosti djelovanja mikroorganizama kao proizvođača proteina, ali kako se naše znanje bude produbljivalo, proširivat će se.
Sirovine i sastav medija za kulturu za biotehnološka proizvodnja Hranjivi medij osigurava vitalnu aktivnost, rast, razvoj biološkog objekta, učinkovitu sintezu ciljnog proizvoda. Sastavni dio hranjivog medija je voda, hranjive tvari koje tvore prave otopine (mineralne soli, aminokiseline, karboksilne kiseline, alkoholi, aldehidi itd.) I koloidne otopine (bjelančevine, lipidi, anorganski spojevi - željezov hidroksid). Pojedine komponente mogu biti u čvrstom agregatnom stanju, mogu plutati, biti ravnomjerno raspoređene po volumenu kao suspenzija ili oblikovati donji sloj.Sirovine za kulturne podloge u biotehnološkoj proizvodnji
Sirovine koje se koriste za dobivanje ciljnog proizvoda trebale bi biti oskudne, jeftine i što je moguće lakše dostupne: melasa-nusproizvod proizvodnje šećera, komponenti nafte i prirodnog plina, poljoprivredni otpad, drvoprerađivačka i papirna industrija itd. Najčešće se otpadna hrana koristi kao sastavni dio medijuma za kulturu. Melasa od repe - otpadni proizvod proizvodnje šećera iz repe, bogata je organskim i mineralnim tvarima neophodnim za razvoj mikroorganizama. Sadrži 45-60% saharoze, 0,25-2,0% invertnog šećera, 0,2-3,0% rafinoze. Osim toga, melasa sadrži aminokiseline, organske kiseline i njihove soli, betain, minerale i neke vitamine. Koristi se za industrijsku proizvodnju limunske kiseline, etanola i drugih proizvoda. Kolaž melase otpad je proizvodnje proizvodnje melase. Kemijski sastav vinasse ovisi o sastavu izvorne melase i uvelike varira. Prema kemijskom sastavu, melasa je punopravna sirovina za proizvodnju stočnog kvasca, koja ne zahtijeva dodavanje tvari za rast, budući da sadrži dovoljnu količinu vitamina. Sadržaj suhe tvari u prirodnom slogu je 8-12%, u isparljivom slogu - 53%. Žitarice i krumpir otpad su proizvodnje alkohola. Sadržaj topljivih suhih tvari obično je 2,5-3,0%, uključujući 0,2-0,5% reducirajućih tvari, postoje izvori dušika i elemenata u tragovima. Koristi se za dobivanje mikrobnih proteina. Otpad od piva (zrna piva i klice slada) i otpad od neslanog ječma prikladan su, ali mali izvor probavljivih ugljikohidrata za proizvodnju mikrobnih bjelančevina. Za proizvodnju stočnog kvasca, ova sirovina se prikladno hidrolizira i unosi u hranjivi medij u omjeru 8: 0,2: 0,05 (pelet: klice: otpad ječma). Pšenične mekinje otpad su proizvodnje mlinova, koriste se za pripremu hranjivih medija u krutofaznoj kultivaciji. Imaju bogat kemijski sastav i mogu se koristiti kao jedina komponenta hranjivog medija. Budući da su pšenične mekinje skup proizvod, miješaju se s jeftinijim komponentama: piljevinom, sladnim klicama, plodovim kominima itd. Sirutka je otpad iz proizvodnje sira, svježeg sira i kazeina. S tim u vezi pravi se razlika između sira, svježeg sira i kazeinske sirutke. Što se tiče kemijskog sastava i energetske vrijednosti, ovaj se proizvod smatra "pola mlijeka". Mliječna sirutka vrlo je bogata raznim biološki aktivnim spojevima, njezin suhi ostatak sadrži u prosjeku 70-80% laktoze, 7-15% proteinskih tvari, 2-8% masti, 8-10% mineralnih soli. Osim toga, sirutka sadrži značajnu količinu hormona, organskih kiselina, vitamina i elemenata u tragovima. Prisutnost izvora ugljika koje lako asimiliraju mnoge vrste mikroorganizama u mliječnoj sirutki, kao i različiti faktori rasta, čini ga jednim od najvrjednijih hranjivih medija za dobivanje produkata mikrobne sinteze, na primjer, za proizvodnju proteinskih pripravaka na industrijske razmjere. Od velike je važnosti činjenica da uporaba mliječne sirutke ne zahtijeva posebnu složenu pripremu, a tekućina iz kulture nakon rasta mikroorganizama može se koristiti u hranu i hranu za životinje bez prerade.
Proizvodnja mikrobne biomase najveća je mikrobiološka proizvodnja. Mikrobna biomasa može biti dobar proteinski dodatak za kućne ljubimce, ptice i ribe. Proizvodnja mikrobne biomase posebno je važna za zemlje koje ne uzgajaju soju u velikim razmjerima (sojino brašno koristi se kao tradicionalni proteinski dodatak hrani).
Prilikom odabira mikroorganizma uzimaju se u obzir specifična stopa rasta i prinos biomase na danom supstratu, stabilnost tijekom kontinuiranog uzgoja i veličina stanica. Stanice kvasca veće su od bakterija i lakše se odvajaju od tekućina centrifugiranjem. Mogu se uzgajati mutanti poliploidnog kvasca velikih stanica. Trenutno su poznate samo dvije skupine mikroorganizama koje posjeduju svojstva potrebna za veliku industrijsku proizvodnju: to su kvasac Candida na n-alkanima (normalni ugljikovodici) i bakterije Methylophillus methylotrophus na metanolu.
Mikroorganizmi se mogu uzgajati na drugim hranjivim podlogama: na plinovima, nafti, otpadnom ugljenu, kemijskoj, prehrambenoj, vinskoj i votkarskoj industriji. Ekonomske koristi od njihove uporabe su očite. Dakle, kilogram ulja koji obrađuju mikroorganizmi daje kilogram proteina, a, recimo, kilogram šećera - samo 500 grama proteina. Sastav aminokiselina proteina kvasca praktički se ne razlikuje od onog dobivenog od mikroorganizama uzgojenih na konvencionalnim medijima ugljikohidrata. Biološka ispitivanja pripravaka od kvasca uzgojenih na ugljikovodicima, koja su provedena u našoj zemlji i inozemstvu, pokazala su da im u potpunosti nedostaje bilo kakav štetan učinak na organizam ispitivanih životinja. Pokusi su provedeni na mnogim generacijama desetaka tisuća laboratorijskih i domaćih životinja. Neprerađeni kvasac sadrži nespecifične lipide i aminokiseline, biogene amine, polisaharide i nukleinske kiseline, a njihov utjecaj na tijelo još uvijek je slabo shvaćen. Stoga se predlaže izoliranje proteina iz kvasca u kemijski čistom obliku.Oslobađanje od nukleinskih kiselina također je postalo lako.
U suvremenim biotehnološkim procesima koji se temelje na upotrebi mikroorganizama, kvasac, druge gljive, bakterije i mikroskopske alge služe kao proizvođači proteina.
S tehnološkog gledišta, kvasac je najbolji od njih. Njihova prednost prvenstveno leži u proizvodnosti: kvasac je lako uzgajati u proizvodnim uvjetima. Odlikuje ih velika stopa rasta, otpornost na vanjsku mikrofloru, sposobni su asimilirati sve izvore hrane, lako se odvajaju i ne zagađuju zrak sporama. Stanice kvasca sadrže do 25% suhe tvari. Najvrjednija komponenta biomase kvasca je protein, koji prema sastavu aminokiselina nadmašuje bjelančevine žitarica i samo je nešto lošiji od proteina mliječnog i ribljeg brašna. Biološka vrijednost proteina kvasca određena je prisutnošću značajne količine esencijalnih aminokiselina. Po sadržaju vitamina, kvasac nadmašuje svu proteinsku hranu, uključujući i riblje brašno. Osim toga, stanice kvasca sadrže elemente u tragovima i značajnu količinu masti u kojoj dominiraju nezasićene masne kiseline. Pri hranjenju stočnog kvasca kravama povećava se prinos mlijeka i sadržaj masti u mlijeku, a kod krzna se poboljšava kvaliteta krzna. Zanimljivi su kvasci koji posjeduju hidrolitičke enzime i sposobni su rasti na polisaharidima bez njihove prethodne hidrolize. Korištenje takvog kvasca izbjeći će skupu fazu hidrolize otpada koji sadrži polisaharide. Poznato je da više od 100 vrsta kvasca uspijeva na škrobu kao jedinom izvoru ugljika. Među njima se posebno ističu dvije vrste koje tvore i glukoamilaze i β-amilaze, rastu na škrobu s visokim ekonomskim koeficijentom i mogu ne samo asimilirati, već i fermentirati škrob: Schwanniomyces occidentalis i Saccharomycopsis fibuliger. Obje su vrste obećavajući proizvođači proteina i amilolitičkih enzima na otpadu koji sadrži škrob. U tijeku je potraga za kvascem koji bi mogao razgraditi izvornu celulozu. Celulaze su pronađene u nekoliko vrsta, na primjer, u Trichosporon pullulans, ali je aktivnost tih enzima niska i nema potrebe govoriti o industrijskoj uporabi takvih kvasca. Kvasac iz roda Kluyveromyces dobro uspijeva na inulinu, glavnoj tvari za skladištenje u gomoljima artičoke, važnoj krmnoj kulturi koja se također može koristiti za dobivanje proteina kvasca.
Nedavno su se kao proizvođači proteina počele koristiti bakterije koje imaju visoku stopu rasta i sadrže do 80% proteina u biomasi. Bakterije se dobro podvrgavaju odabiru, što omogućuje dobivanje visoko produktivnih sojeva. Njihovi su nedostaci teško sedimentiranje zbog malih veličina stanica, značajne osjetljivosti na fazne infekcije i visokog sadržaja nukleinskih kiselina u biomasi. Ova posljednja okolnost nepovoljna je samo ako je predviđena upotreba proizvoda u hrani. Nema potrebe za smanjenjem sadržaja nukleinskih kiselina u biomasi koja se koristi za stočnu hranu, jer se mokraćna kiselina i njezine soli nastale uništavanjem dušikovih baza u tijelu životinje pretvaraju u alantoin koji se lako izlučuje urinom. Kod ljudi, višak soli mokraćne kiseline može pridonijeti razvoju niza bolesti.
Sljedeća skupina proizvođača bjelančevina su gljive. Oni privlače pozornost istraživača zbog svoje sposobnosti korištenja najrazličitijih organskih sirovina: melase, mliječne sirutke, soka biljnog i korjenastog povrća, lignina i čvrstog otpada koji sadrži celulozu iz prehrambene, drvoprerađivačke i hidrolizne industrije. Micelij gljiva bogat je bjelančevinskim tvarima, koje su po sadržaju esencijalnih aminokiselina najbliže proteinima soje. Istodobno, protein gljiva bogat je lizinom, glavnom aminokiselinom koja nedostaje u bjelančevinama žitarica.To omogućuje formuliranje uravnotežene mješavine hrane i hrane za životinje na temelju biomase žitarica i gljiva. Bjelančevine gljiva imaju prilično visoku biološku vrijednost i tijelo ih dobro apsorbira.
Vlaknasta struktura uzgojene kulture također je pozitivan čimbenik. To vam omogućuje da oponašate teksturu mesa, a uz pomoć raznih dodataka, njegovu boju i miris. Micelij gljiva obično se skladišti smrznut.
Gljive koriste glukozu i druge hranjive tvari kao supstrat, a amonijak i amonijeve soli uobičajeni su izvor dušika. Nakon završetka faze fermentacije, kultura se podvrgava toplinskoj obradi kako bi se smanjio sadržaj ribonukleinske kiseline, a zatim se micelij odvaja vakuumskom filtracijom.
Alge mogu poslužiti i kao izvori proteinskih tvari. Fototrofnom metodom hranjenja i stvaranja biomase koriste atmosferski ugljikov dioksid. Alge se uzgajaju, u pravilu, u površinskom sloju ribnjaka, gdje se s površine od 0,1 hektara može dobiti toliko proteina kao i s 14 hektara graha. Protein algi prikladan je ne samo za hranu za životinje, već i za prehranu.
Konačno, dobri proizvođači bjelančevina su patka, koje akumuliraju proteine do 45% suhe težine, kao i do 45% ugljikohidrata. Međutim, unatoč svojoj maloj veličini, ne pripadaju gore spomenutim proizvođačima proteina (mikroorganizmi), budući da nisu samo višestanični organizmi, već pripadaju i višim biljkama.
MINISTARSTVO PROSVJETE DRŽAVNOG SVEUČILIŠTA RUSKE FEDERACIJE SYKTYVKAR Odjel za botaniku Sažetak na temu: PROIZVODNJA PROTEINA
Izvođač: student 243 gr.
Aniskina Maria
Predavač: dr. Sc., Izvanredni profesor,
Shergina N.N.
Syktyvkar 2000
SADRŽAJ _______ 2
UVOD __________ 3
1. Protein jednostaničnih organizama 4
1.1. Dobivanje mikrobnih proteina na nižim alkoholima__ 4
1.2. Dobivanje proteinskih tvari iz ugljikohidratnih sirovina ____ 7
2. Protein gljive (mikoprotein) ________ 8
LITERATURA _______ 10
UVOD
Mikroorganizmi su se počeli koristiti u proizvodnji proteinskih proizvoda mnogo prije pojave mikrobiologije. Dovoljno je spomenuti sve vrste sireva, kao i proizvode dobivene fermentacijom sojinog zrna. I u prvom i u drugom slučaju protein je nutritivna osnova. Kada se ti proizvodi razviju uz sudjelovanje mikroba, dolazi do duboke promjene svojstava sirovina koje sadrže bjelančevine. Rezultat su prehrambeni proizvodi koji se mogu duže skladištiti (sir) ili prikladnije za konzumaciju (skuta od graha). Mikrobi igraju ulogu u proizvodnji nekih proizvoda od mesa za skladištenje. Dakle, u proizvodnji nekih sorti kobasica koristi se kisela fermentacija, obično uz sudjelovanje kompleksa bakterija mliječne kiseline. Dobivena kiselina doprinosi očuvanju proizvoda i doprinosi stvaranju njegovog posebnog okusa.
To, možda, ograničava uporabu mikroorganizama u obradi proteina. Mogućnosti suvremene biotehnologije u tim industrijama male su, s izuzetkom proizvodnje sira. Uzgoj i sakupljanje mikrobne mase prerađene u hranu druga je stvar: ovdje se biotehnologija može manifestirati u cijelosti.
Za mnoge važne pokazatelje, biomasa mikroorganizama može imati vrlo visoku hranjivu vrijednost. U velikoj mjeri tu vrijednost određuju proteini: kod većine vrsta oni čine značajan udio suhe mase stanica. Desetljećima se aktivno raspravljalo i proučavalo izglede za povećanje udjela mikrobnih proteina u ukupnoj bilanci proteina proizvedenih u cijelom svijetu.
Proizvodnja takvog proteina uključuje opsežni uzgoj određenih mikroorganizama koji se skupljaju i prerađuju u hranu. Da bi se ostvarila što potpunija transformacija supstrata u mikrobnu biomasu, potreban je višestrani pristup. Uzgoj mikroba za hranu zanimljiv je iz dva razloga.Prvo, rastu mnogo brže od biljaka i životinja: vrijeme udvostručenja njihovog broja mjeri se u satima. Time se skraćuje vrijeme potrebno za proizvodnju određene količine hrane. Drugo, ovisno o uzgojenim mikroorganizmima, različite vrste sirovina mogu se koristiti kao podloge. Što se tiče podloga, ovdje možete ići u dva glavna smjera: preraditi nekvalitetne otpadne proizvode ili se usredotočiti na lako dostupne ugljikohidrate i iz njih dobiti mikrobnu biomasu koja sadrži visokokvalitetne proteine.
1.1. Dobivanje mikrobnih proteina na nižim alkoholima
Uzgoj u metanolu. Glavna prednost ovog supstrata je njegova visoka čistoća i odsutnost kancerogenih nečistoća, dobra topljivost u vodi, velika hlapljivost, što olakšava uklanjanje njegovih ostataka iz gotovog proizvoda. Biomasa dobivena na metanolu ne sadrži nepoželjne nečistoće, što omogućuje isključivanje stupnja pročišćavanja iz tehnološke sheme.
No, pri izvođenju procesa potrebno je uzeti u obzir i takve značajke metanola kao što su zapaljivost i mogućnost stvaranja eksplozivnih smjesa sa zrakom.
Sojevi kvasca i bakterija proučavani su kao proizvođači koji koriste metanol u konstruktivnom metabolizmu. U kvascu su za proizvodnju preporučeni Candida boidinii, Hansenula polymorpha i Piehia pastoris čiji optimalni uvjeti (t = 34-37 ° C, pH = 4,2-4,6) omogućuju izvođenje procesa uz ekonomski koeficijent asimilacije supstrata do 0,40 pri protoku u rasponu 0,12-0,16 h-1. Među bakterijskim kulturama koriste se Methylomonas clara, Pseudomonas rosea i druge, sposobne za razvoj pri t = 32-34 ° C, pH = 6,0-6,4 s ekonomskim koeficijentom asimilacije supstrata do 0,55 pri protoku do 0,5 h ; 1.
Značajke procesa uzgoja uvelike su posljedica korištenog soja proizvođača (kvasca ili bakterija) i uvjeta asepse. Brojne strane tvrtke nude korištenje sojeva kvasca i uzgoj u nedostatku stroge asepse. U tom slučaju tehnološki proces odvija se u fermentoru tipa izbacivanja kapaciteta 75 tona ACW-a dnevno, a specifična potrošnja metanola je 2,5 t / t ACW.
Prilikom uzgoja kvasca u aseptičnim uvjetima, preporučuju se stupičasti uređaji ili uređaji sa čepićem kapaciteta 75-100 t ACV / dan pri potrošnji metanola do 2,63 t / t ACV. U oba slučaja, proces uzgoja provodi se u jednoj fazi, bez faze "sazrijevanja" s niskom koncentracijom supstrata (8-10 g / l).
U nizu zemalja, bakterijski sojevi koriste se kao proizvođači; proces se provodi u aseptičnim uvjetima u aerofilitnim ili mlaznim fermentatorima kapaciteta 100-300 t / dan i potrošnje metanola do 2,3 t / t ASB. Fermentacija se provodi u jednom koraku pri niskim koncentracijama alkohola (do 12 g / l) s visokim stupnjem iskorištavanja metanola.
Najperspektivniji po svom dizajnu je mlazni fermentor Instituta za tehničku kemiju Akademije znanosti Njemačke Demokratske Republike. Fermentor zapremine 1000 m3 sastoji se od odjeljaka koji se nalaze jedan iznad drugog i međusobno su povezani preljevima vratila. Fermentacijski medij iz donjeg dijela fermentatora kroz tlačni cjevovod dovodi se centrifugalnim cirkulacijskim crpkama do gornjih preljeva vratila, kroz koje prolazi u donji dio, usisavajući zrak iz plinovoda. Dakle, medij teče iz odjeljka u odjeljak, konstantno usisavajući nove porcije zraka. Padajući mlazovi u preljevima rudnika omogućuju intenzivnu ventilaciju medija.
Hranjivi medij kontinuirano se dovodi u područje prelijevanja gornje osovine, a mikrobna suspenzija uklanja se iz udaljenih krugova. U fazi izolacije za sve vrste proizvođača predviđeno je odvajanje granulacije kako bi se dobio gotov proizvod u granulama.
Stočni kvasac dobiven na metanolu ima sljedeći postotni sastav: sirovi protein 56-62; lipidi 5-6; pepeo 7-11; vlaga 8-10; nukleinske kiseline 5-6.Bakterijsku biomasu karakterizira sljedeći sastav: sirovi protein 70-74; lipidi 7-9; pepeo 8-10; nukleinske kiseline 10-13; vlaga 8-10.
Osim metanola, etanol se koristi kao visokokvalitetna sirovina koja ima nisku toksičnost, dobru topljivost u vodi i malu količinu nečistoća.
Kvasac (Candida utilis, Sacharomyces lambica, Hansenula anomala, Acinetobacter calcoaceticus) može se koristiti kao mikroorganizmi koji proizvode protein na etilnom alkoholu kao jedini izvor ugljika. Postupak uzgoja provodi se u jednoj fazi u fermentorima s visokim svojstvima prijenosa mase pri koncentraciji etanola ne većoj od 15 g / l.
Kvasac uzgojen etanolom sadrži (%): sirovi protein 60-62; lipidi 2-4; pepeo 8-10; vlaga do 10.
1.2. Dobivanje proteinskih tvari iz ugljikohidratnih sirovina
Povijesno gledano, jedan od prvih supstrata koji se koristio za dobivanje krmne biomase bio je hidrolizat biljnog otpada, prehidralizati i sulfitni likeri - otpadni proizvodi iz industrije celuloze i papira. Interes za ugljikohidratne sirovine kao glavni obnovljivi izvor ugljika također se značajno povećao sa stajališta okoliša, jer može poslužiti kao osnova za stvaranje tehnologije bez otpada za preradu biljnih proizvoda.
Zbog činjenice da su hidrolizati složeni supstrat koji se sastoji od mješavine heksoza i pentoza, vrste kvasca C.utilis, C.scottii i C.tropicalis postale su raširene među sojevima industrijskih proizvođača koji su, uz heksoze, sposobni asimiliranja pentoza, kao i prijenos prisutnosti furfurala u okoliš.
Sastav hranjivog medija u slučaju uzgoja na ugljikovodičnoj sirovini značajno se razlikuje od onog koji se koristi za uzgoj mikroorganizama na ugljikovodičnoj podlozi. U hidrolizatima i sulfitnoj lužini postoji mala količina gotovo svih elemenata u tragovima neophodnih za rast kvasca. Nedostajuće količine dušika, fosfora i kalija uvode se u obliku opće otopine soli amofosa, kalijevog klorida i amonijevog sulfata.
Fermentacija se provodi u uređajima za podizanje zraka dizajna Lefrancois-Marillet zapremine 320 i 600 m3. Postupak uzgoja kvasca provodi se kontinuirano pri pH od 4,2-4,6. Optimalna temperatura je od 30 do 40 ° C.
Stočni kvasac dobiven uzgojem na hidrolizatima biljnih sirovina i sulfitnih lužina ima sljedeći sastav (%): protein 43-58; lipidi 2,3-3,0; ugljikohidrati 11-23; pepeo - do 11; vlaga - ne više od 10.
Jedan od obećavajućih supstrata u proizvodnji krmne biomase su hidrolizati treseta koji sadrže veliku količinu lako probavljivih monosaharida i organskih kiselina. Osim toga, samo male količine superfosfata i kalijevog klorida dodaju se hranjivom mediju. Izvor dušika je voda amonijaka. Što se tiče kvalitete, stočna biomasa dobivena iz hidrolizata treseta nadmašuje kvasac uzgojen na biljnom otpadu.
Mikoprotein je prehrambeni proizvod koji se sastoji uglavnom od micelija gljive. U njegovoj proizvodnji koristi se soj Fusarium graminearum izoliran iz tla. Mikoprotein se danas proizvodi u pilot postrojenju metodom kontinuiranog uzgoja. Glukoza i drugi hranjivi sastojci koriste se kao supstrat, a amonijak i amonijeve soli izvori su dušika. Nakon završetka faze fermentacije, kultura se podvrgava toplinskoj obradi kako bi se smanjio sadržaj ribonukleinske kiseline, a zatim se micelij odvaja vakuumskom filtracijom.
Usporedimo li proizvodnju mikoproteina sa sintezom životinjskih bjelančevina, tada će se otkriti niz njegovih prednosti. Osim što je ovdje stopa rasta veća, transformacija supstrata u protein neusporedivo je učinkovitija nego kada hranu usvajaju domaće životinje. To se odražava u tablici 1.
Vrijedno je podsjetiti da bi hrana za životinje trebala sadržavati određenu količinu proteina, do 15-20%, ovisno o vrsti životinja i načinu njihovog držanja.Vlaknasta struktura uzgojene kulture također je pozitivan faktor; tekstura mase micelija bliska je teksturi prirodnih proizvoda, pa se u proizvodu može oponašati tekstura mesa, a zbog dodataka i njegov okus i boja. Gustoća proizvoda ovisi o duljini hifa uzgojene gljive, koja je određena brzinom rasta.
Tablica 1. Učinkovitost pretvorbe za stvaranje proteina za različite životinje i Fusarium graminearum.
| Originalni proizvod | Proizvodi i usluge | ||
| Proteini, g | Ukupno, g | ||
| Krava | 1 kg hrane | 14 | 68 govedine |
| Svinja | 1 kg hrane | 41 | 200 svinjetine |
| Kokoš | 1 kg hrane | 49 | 240 mesa |
| Fusarium graminearum | 1 kg ugljikohidrata + anorganski dušik | 136 | 1080 stanična masa |
Nakon opsežnog istraživanja nutritivne vrijednosti i sigurnosti mikoproteina, USDA je odobrila njegovo stavljanje u promet u Engleskoj. Sadržaj hranjivih tvari prikazan je u tablici 2.
Tablica 2. Prosječni sastav mikoproteina i usporedba s goveđim.
| Komponente | Sastav,% (suha težina) | |
| mikoproteina | odrezak | |
| Protein | 47 | 68 |
| Masti | 14 | 30 |
| Prehrambena vlakna | 25 | Tragovi |
| Ugljikohidrati | 10 | 0 |
| Pepeo | 3 | 2 |
| RNK | 1 | Tragovi |
1. Biotehnologija: načela i primjena. Ed. I. Higgens i drugi. Moskva: "Mir", 1988
2. Biotehnologija. Proizvodnja proteinskih tvari. V. A. Bikov, M. N. Manakov i drugi. Moskva "Viša škola", 1987
3. Vorobieva A.I. Industrijska mikrobiologija. Ed. Moskovsko sveučilište, 1989
