1  开发单细胞蛋白的意义

蛋白质是维持生命的基本物质，它是组成人体器官、组织和体内酶、激素以及免疫球蛋白的主要成分。全世界蛋白质缺乏的问题已存在多年，生物技术开发单细胞蛋白是解决这一问题的重要途径。单细胞蛋白是现代饲料工业和食品工业中重要的蛋白来源。

2  单细胞蛋白的含义及氨基酸组成

       单细胞蛋白（Single—Cell—Protein，简称SCP）是从酵母或细菌等微生物菌体中获取的蛋白质。微生物细胞中含有丰富的蛋白质，例如酵母菌蛋白质含量占细胞干物质的45%～55%；细菌蛋白质占干物质的60%～80%；霉菌丝体蛋白质占干物质的30%～50%；单细胞藻类如小球藻等蛋白质占干物质的55%～60%，而作物中含蛋白质最高的是大豆，其蛋白质含量也不过是35%～40%。

        单细胞蛋白的氨基酸组成不亚于动物蛋白质，如酵母菌体蛋白，其营养十分丰富，人体必需的8种氨基酸，除蛋氨酸外，它具备7种，故有“人造肉”之称。一般成人每天吃干酵母10～15g，蛋白质的需要量就足够了。

        微生物细胞中除含有蛋白质外，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。

3  单细胞生物特性

        单细胞蛋白是通过培养单细胞生物而获得的菌体蛋白质。用于生产SCP的单细胞生物包括微型藻类、非病原细菌、酵母菌类和真菌。单细胞生物特性：

       ①SCP营养丰富  与黄豆粉相比，蛋白质含量高达15%，而可利用氮比大豆高20%，如添加蛋氨酸则可利用氮达95%以上。

       ②利用原料广  可就地取材，廉价大量地解决原料问题。生产单细胞蛋白的原料来源极为广泛，一般分为四类：一是糖质原料，如淀粉或纤维素的水解液、亚硫酸纸浆废液、制糖的废蜜等；二是石油原料，如柴油、正烷烃、天然气等；三是石油化工产品，如醋酸、甲醇、乙醇等；四是氢气和碳酸气。最有前途的原料是可再生的植物资源，如农林加工产品的下脚料、食品工厂的废水下脚料等。这些资源数量多，而且用后可以再生，还可实现环境保护。

        ③生产速率高  一般蛋白质生产速度同猪、牛、羊等体重的倍增时间成正比。微生物的倍增时间比牛、猪、鸡等快千万倍，如细菌、酵母菌的倍增时间为20～120h，霉菌和绿藻类为2～6h，植物1～2周，牛1～2个月，猪4～6周。据估计，一头500kg公牛每天生产蛋白质0.4kg，而500kg酵母至少生产蛋白质500kg。

       ④劳动生产率高  生产不受季节气候的制约，易于人工控制，同时由于在大型发酵罐中立体式培养占地面积少。如年产10万t SCP工厂，以酵母计，按含蛋白质45%计算，一年所产蛋白质为45000t。一亩大豆按亩产200kg计，含蛋白质40%，则一年为80kg蛋白质，所以，一个SCP工厂所产蛋白质相当于562500亩土地所产的大豆。

        ⑤可以完全工业化生产  单细胞蛋白生产比农业生产需要的劳动力少，又不受地区、季节和气候条件的制约，可在占地有限的小设备上进行，不仅数量大，而且质量好，远远超过现有粮食品种的蛋白质。许多国家单细胞蛋白的生产已具有很大的规模，取得了丰硕成果。前苏联年产单细胞蛋白质达数百万吨以上，保加利亚也有几十万吨之多。德国、美国、前苏联、加拿大等国早已用单细胞高活性生物饲料代替了鱼粉。

        ⑥单细胞生物易诱变，比动、植物品种容易改良  可采用物理、化学、生物学方法定向诱变育种，获得蛋白质含量高、质量好、味美，并易于提取蛋白质的优良菌种。

4  单细胞蛋白在饲料和食品工业中的应用 

       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。以酵母菌和假丝酵母菌生产的单细胞蛋白，可直接用作人的食品。由于单细胞蛋白氨基酸组成齐全，因此，常作为营养强化剂而添加到食品中，用以提高各类产品的蛋白质生物价。由于单细胞蛋白中维生素、矿物质含量丰富，因此常用于补充许多食物所需全部或部分的维生素和矿物质。此外，单细胞蛋白在食品加工中也有着重要作用。它能提高食品的物理性能，例如：把活性干酵母加入意大利烘饼中可提高其延薄性能，把食用酵母以1%～3%的比例加入肉制品中可提高肉与水及脂肪的结合能力。它还能提高食品的风味，例如：酵母的浓缩蛋白质具有显著的鲜味，已被广泛作为饲料、肉汁等食品的增香剂。

5  单细胞蛋白开发和生产的前景

       单细胞蛋白在饲料和食品工业中有着极重要的作用。单细胞蛋白具有如此奇妙的功能，其开发和生产在我国更具有广阔的前景。我国现在单细胞蛋白年产仅数千吨。上海酵母厂通过特异生物技术培育成能富积微量元素的微生物，如硒酵母、锌酵母等。我国是农业大国，食物结构以植物蛋白为主，动物蛋白的摄入量与欧美各国相差悬殊，为了提高人民群众的体质，SCP单细胞蛋白的开发与生产为解决人类食品和饲料问题开辟了新的途径