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甲醇與乙醇蛋白的制備

發布時間:2013-05-16 15:57:21

石油蛋白是第一代的單細胞蛋白也稱正烷烴蛋白。由于正烷烴蛋白精制複雜,殘留物不易清洗,盡管有些産品沒有殘留,也做過長期动物飼養,但致癌的苯并芘等,仍然使人擔心,還有其它社會、政治、经濟等原因,限制了石油蛋白的發展。 自從合成法甲醇、乙醇大量生産後,逐漸發展了甲醇和乙醇蛋白,因为乙醇、甲醇溶于水,可以從天然氣、石油化工廠裂解尾氣及煤灰中廉价地制取,每2t甲醇即可生産1t甲醇蛋白粉。目前世界上産甲醇已达每年1000萬t,而正烷烴則为200萬t,人們都稱甲醇蛋白为第二代單細胞蛋白。 通過飼養試验證明,甲醇蛋白作为动物飼料,具有很高的營養价值,它除了含有大量的蛋白質、氨基酸的組成也比較平衡外,還含有豐富的B族維生素。甲醇利用性微生物的分離方法,以富集培養較多,即以含有無機鹽、維生素的液體合成培養基,添加1%左右的甲醇。然後接入分離的樣品,于30-38℃培養1-7日,重複如此培養5-6次,最後從純化的平闆上分離。分離的樣品以選擇土壤的機會較大。如在合成培養基上另添加維生素B12時,甲醇醇母被分離出的頻率較高。 甲醇利用性微生物的培養,除甲醇作为碳源外,與一般微生物一樣,尚需添加铵鹽、磷酸鹽、各種金屬及維生素、氨蛙酸或酵母抽提物等生長因子。甲醇利用性微生物對生長因子的要求:例如,Kloeckera要求硫胺索,Candida及Saccharomyces要求生物素;Torulopsis要求硫胺索及生物素。而Pseudomonas等不需提供生長因子,隻要在甲醇及無機鹽的簡單培養基上即可生長。 培養溫度:以甲醇为碳源培養時,酵母培養最适溫度以30℃較多。以甲醇为惟一碳源的細菌菌株,以38-42℃为多,還有要求50℃以上的高溫菌種。
  甲醇濃度:一般而言甲醇對微生物有害,雖是能利用甲醇的微生物,濃度過高也會阻礙生長,一般酵母在0.2%-3.2%較适宜,而以0.2%的增殖速度最大。Haggstrom認为甲醇利用細菌以1-2ml/L的甲醇濃度,倍增時間最短,約1.32 h。
由于甲醇濃度不能太高,當大規模培養時,可采用自动控制設備来維持最适濃度的甲醇,常用的辦法有:溶解氧(DO)信号的流加法  依據Monod的生長式,當Ks值較小時,培養基中基質完全耗盡,同時酶的消费中斷,其結果培養系統供氧太多,DO急升,此時溶解氧信号迅速推动基質流加。 一般甲醇利用菌對甲醇消费的DO信号是敏感的,有些菌的高濃度菌體對25 mg/L以上的甲醇有感應,而對10 mg/L無感應,于是可以此濃度進行DO信号控制。此法的缺點是由于基質屢呈饑餓狀,尤以高濃度菌體为然,甲醇的添加次數頻繁,微生物的正常代謝受到幹擾。 依pH恒定器的流加法:調節甲醇與氨混合液的C/N比率後,此混合液既可用以調節pH,同時又可供給甲醇。有一菌用甲醇(純度99%)與氨(29%)的比率为100:23 (V/V)的混合液来控制pH值。不同菌和不同條件可以調節甲醇與氨的混合比率。 本文參考《發酵微生物学》一書。
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