Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
Ệ
Thuật ngữ protein đơn bào mới hình hành trong giới khoa học từ những năm 50
của thế kỷ trước. Thực tế loài người đã biết sử dụng loại protein này và các chất có
trong tế bào VSV từ rất lâu.
Protein đơn bào (SPC-Single cell protein) là thuật ngữ chỉ một loại chất dinh
dưỡng có trong tế bào và chỉ sản xuất từ vi sinh vật (VSV), được sử dụng làm thức ăn
cho người và động vật. Thuật ngữ này không chỉ đơn giản là protein từ tế bào của cơ
thể đơn bào, vì rất nhiều VSV không phải là cơ thể đơn bào mà người ta vẫn khai thác
chúng. Do đó, thuật ngữ này nên hiểu là nguồn dinh dưỡng chứa nhiều protein từ VSV
khác nhau, cả đơn bào lẫn đa bào (từ vi khuẩn, nấm men, nấm sợi và tảo). Được sử
dụng trước hết là nguồn protein trong dinh dưỡng động vật, chủ yếu là trong chăn
nuôi.
Cơ sở khoa học của phương pháp sinh tổng hợp protein nhờ VSV là lợi dụng
khả năng sinh trưởng nhanh và sự phong phú về protein cũng như các acid amin hợp
phần của nó trong tế bào VSV để làm nguồn cung cấp protein cho gia súc và thức ăn
cho người.
II. ĐẶC ĐIỂM CỦA SẢN XUẤT SINH KHỐI VI SINH VẬT
- Chi phí lao động thấp hơn nhiều so với sản xuất nông nghiệp.
- Có thể sản xuất ở những địa điểm bất kì trên trái đất, không chịu ảnh hưởng của
khí hậu, thời tiết, quá trình công nghệ dễ cơ khí hoá và tự động hoá.
- Năng suất cao.
- Sử dụng các nguồn nguyên liệu rẻ tiền và hiệu suất chuyển hoá cao.
- Hàm lượng protein trong tế bào rất cao.
- Chất lượng protein cao.
- Khả năng tiêu hoá của protein tốt
- An toàn về độc tố.
- Những vấn đề kĩ thuật.
III. ĐẶC ĐIỂM CỦA SẢN XUẤT PROTEIN ĐƠN BÀO
Ưu điểm
VSV là cơ thể có tốc độ sinh trưởng rất mạnh, khả năng tăng trưởng nhanh. Chỉ
trong một thời gian rất ngắn ta có thể thu nhận được một khối lượng sinh khối rất lớn;
thời gian này được tính bằng giờ, còn ở TV hay ĐV thì thời gian này được tính bằng
tháng hay hàng chục năm. Hàm lượng protein rất cao, cao hơn rất nhiều so với protein có trong TV hay
ĐV (hàm lượng protein ở VSV khoảng 20-80% trọng lượng khô).
Vi khuẩn 60-70% tính theo chất khô, có loài tới 87%
Nấm men 40-60%
Nấm mốc và xạ khuẩn <30%.
Chất lượng protein của vi khuẩn là cao nhất, vì các thành phần acid amin cân
đối hơn ở nấm men. Nhưng vì kích thước tế bào vi khuẩn nhỏ và các điều kiện nuôi
cấy phức tạp hơn, nên việc sản xuất sinh khối VSV làm nguồn protein trong công
nghiệp vi sinh chủ yếu là từ nấm men.
Tốc độ sinh tổng hợp protein trong tế bào VSV cũng rất cao, từ 100-10.000 lần
so với bò. Ví dụ về thời gian tăng đôi khối lượng của vi sinh vật ở thời kỳ phát triền
cực đại được so sánh với một số sinh vật như sau:
Bảng 1. Tốc độ sinh tổng hợp protein trong tế bào VSV
Sinh vật Thời gian tăng đôi khối
lượng
Vi khuẩn, Nấm men 0.2-2 giờ
Nấm và Tảo Chlorella 2-6 giờ
Cỏ và các thực vật khác 144-288 giờ
Gà mái 288-576 giờ
Gà con 500 giờ
Lợn con 576-864 giờ
Các loại gia súc ăn cỏ 720-1.500 giờ
Protein của VSV có chất lượng tương đương protein ĐV và hơn hẳn protein
TV( ở ĐV protein chứa đầy đủ và rất cân đối các acid amin, ở TV thường thiếu loại
acid amin này hay acid amin khác).
Thành phần cấu tạo và giá trị dinh dưỡng của protein VSV có thể điều khiển
bằng cách thay đổi thành phần môi trường và điều kiện nuôi cấy hay bằng cách tác
động làm thay đổi cơ cấu di truyền của chủng, giống.
VSV có khả năng hấp thụ, phân giải nhiều loại nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm,
thậm chí cả chất thải, nước thải của một quá trình sản xuất nào đó.
Hoàn toàn có thể sản xuất theo quy mô công nghiệp (sản xuất hàng loạt, có thể
kiểm soát và chất lượng sản phẩm đồng nhất).
Nuôi cấy VSV không phụ thuộc vào khí hậu cũng như thời tiết trong năm, quá
trình nuôi cấy được tiến hành trong các nồi lớn dễ dàng ổn định các điều kiện kỹ thuật
như thành phần môi trường, nhiệt độ, pH, … bằng các hệ thống hiệu chỉnh tự động. Nuôi cấy VSV chỉ cần một diện tích không đáng kể để xây dựng xí nghiệp
(trồng trọt và chăn nuôi thường chiếm diện tích rộng lớn).
Sinh khối VSV là một khối thống nhất, do đó có thể thu hoạch một cách đơn
giản và dễ dàng (khác với các loại cây trồng trong sản xuất nông nghiệp)
Có thể phân lập và lựa chọn VSV có ích và thích hợp cho các quá trình công
nghệ, cho từng loại nguyên liệu tương đối nhanh và không khó khăn lắm.
Thành phần cấu tạo và giá trị dinh dưỡng của protein VSV có thể điều chỉnh
được bằng cách thay đổi thành phần môi trường, điều kiện nuôi cấy, hay bằng cách
tác động làm thay đổi cơ cấu di truyền của chủng, giống
Trong protein của VSV có đầy đủ các acid amin thành phần và đặt biệt là các
acid amin không thay thế có giá trị dinh dưỡng cao.
Một ưu việt cần nhắc tới là trong sản xuất protein từ VSV lại sử dụng nguyên
liệu VSV – là loại phế liệu, phụ phẩm của một số ngành công nghiệp khác. Nguồn
nguyên liệu này rất phong phú, đa dạng, rẻ tiền, dễ kiếm như: rỉ đường, khi thuỷ phân
gỗ tạp, rơm rạ, bã mía… do vậy giá thành của sản phẩm sẽ thấp. Đồng thời sử dụng
nguyên liệu này sẽ góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường do chất thải và
nước thải.
Nhược điểm
Tuy vậy, nguồn Protein thu nhận được từ vi sinh vật còn có những hạn chế:
- Hàm lượng các acid amin chứa lưu huỳnh thấp.
- Khả năng tiêu hóa của protein: có phần bị hạn chế bởi thành phần phi protein,
như acid nucleic, peptid của tế bào, hơn nửa chính thành và vỏ tế bào VSV khó
cho enzyme đi qua. NGUYÊN LIỆU VÀ GIỐNG VI
SINH VẬT SỬ DỤNG
I. NGUYÊN LIỆU
Nguyên liệu được dùng trong sản xuất nấm men gia súc là bã rượu - phụ phẩm
của các nhà máy rượu, có bổ sung thêm rỉ đường - phụ phẩm các nhà máy sản xuất
đường. Dịch bã rượu là nguồn dinh dưỡng nuôi cấy nấm men rất tốt. Trong dịch này
có khoảng 7.5-10% chất khô hoà tan rất giàu vitamin B và các acid amin. Khi nuôi
nấm men, dùng dịch này pha thêm rỉ đường để môi trường luôn luôn có khoảng 2-3%
đường, ta có thể thu được từ 10- 15 kg men khô từ 1 m3 dịch bã rượu.
Nguyên liệu bã rượu (Hèm)
Trong sản xuất cồn từ mật rỉ, bã thải ra môi trường là bã rượu. Bã rượu chứa
nấm men, chất hòa tan và cả lượng cồn sót. Có hai loại bã rượu : loại bã của các nhà
máy rượu với nguồn nguyên liệu từ ngũ cốc, sắn (các loại chứa tinh bột) và của các
nhà máy rượu rỉ đường.
Bã rượu sau khi chưng cất cồn là một loại nguyên liệu tốt dùng để nuôi cấy nấm men.
Bảng 2. Thành phần hóa học của bã rượu từ rỉ đường
Vật chất Hàm lượng
(% chất khô)
Vật chất Hàm lượng (%
chất khô)
Hợp chất hữu cơ
Protein
Nitơ
tổng
protein
amin
NH3
Acid amin
70-80
17-27
3-5
0.4-1.0
0.3-0.6
0.1-0.3
6-10
Các acid hữu cơ
Trong đó có acid bay hơi
Glyxerin
Vật chất khử
Tro tính ra K2O
Na2O
CaO
Vi lượng
5-27
3-12
6-13
3-7
17-24
7-8
0.5-3
0.5-3
Trong bã rượu có chứa các vitamin:
Acid nicotinic (PP)
Riboflavin (B2)
Priridoxin (B6)
Acid pentotenic (B3)
Biotin (B7)
Acid folic
cyAHlo7QU0GL4fY
