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天然气发酵产饲用单细胞蛋白

1.单细胞蛋白

SCP（single-cell-protein）是指利用各种基质大规模培养细菌、酵母菌、

霉菌、微藻、光合细菌等而获得的微生物蛋白，是现代饲料工业和食品工业中重

要的蛋白来源。

1966年，麻省理工学院首次提出SCP的概念，1967年在第一次全世界蛋白

会议上正式将微生物菌体蛋白统称为单细胞蛋白。

SCP营养丰富，蛋白质含量40％-80％不等，所含氨基酸组分齐全平衡，且

有多种维生素，消化利用率高(一般高于80％)，其最大特点是原料来源广，微

生物繁殖快，成本低，效益高。细胞和酵母利用甲醇、乙醇、甲烷和多链烷烃生

产单细胞蛋白(SCP)；利用废物中的许多物质转化为SCP，如稻秸、蔗渣、柠蒙

酸废料、果核、糖浆、动物粪便和污物等；利用藻类(如小球藻、栅藻)生产SCP。

生产SCP的微生物有酵母、非病原性细菌、放线菌和真菌及藻类等，其中饲用酵

母和藻类蛋白发展最快。

2.嗜甲烷细菌/甲烷氧化菌

甲烷氧化菌（Methanotrophs或Methane-oxidizingbacteria）是甲基氧

化菌的一个分支，它能够利用甲烷或甲醇等C1化合物作为唯一的碳源进行生

长，在全球大气甲烷的平衡中有着十分重要的作用。

利用甲烷为原料生产单细胞蛋白的细菌种类，如甲烷假单胞菌，嗜甲烷单胞

菌等。

甲烷不含芳香烃类，无致癌物质、无毒害，产品安全性高，原料蕴含丰富，

成本低，曾被当作第二代石油蛋白进行研究。但嗜甲烷生产菌往往生长缓慢，菌

体浓度低。所以其生产效率低，且尾气中的残留甲烷的利用是个问题。

3.甲烷蛋白发展史

（1）20世纪60年代，单细胞蛋白开始在各国引起重视，被称为单株蛋白

或合成蛋白。由于制造的原料是正构石蜡烃、粗柴油、甲烷、乙醇、甲醇等都属

于石油产品或者石油衍生物，因此在当时单细胞蛋白又称为石油蛋白。欧美等国

家便在那时已经开始了以天然气作为原料生产单细胞蛋白的研究，已有年产千吨

日产十吨的专利报告，其成分报导大约与鱼粉相当。

（2）我国在20世纪六七十年代时，有人在石油化工等产业中提出了利用

石油生产蛋白，当时称为“气蛋白”，但由于历史原因及资源的限制而被搁浅。

如今由于环保、资源等问题，利用天然气生产单细胞蛋白又被渐渐提上日程。国

内外很多研究机构已经开始了这方面的实践研究，但我国至今尚未对甲烷氧化菌

单细胞蛋白在饲料及食品行业的应用有专门报道。

（3）1970年英国壳牌公司在英国Sittingbourne地区建立了一个规模为

年产300t的天然气蛋白试验装置，利用的甲烷氧化菌为Methylomonas

methanica。1974年，壳牌公司宣布在英国锡廷伯恩（Sittingbourne）地区建

立一个规模更大的试验装置，并筹备在荷兰阿姆斯特丹（Amsterdam）筹备一个

规模为年产10万t装置的发展计划。但在1976年，壳牌公司决定停止该发

展计划并无限推迟，当时的原因归结为：大豆和玉米的价格很低；很多国家有

扩大现有蛋白来源的潜能；在不发达国家推广该先进工艺技术比较困难。

（4）1999年挪威国家石油公司与英国Nycomedmer-sham公司联合投资建

设了世界上第一套用天然气生产甲烷氧化菌单细胞蛋白的工业装置。该装置为

合资企业NorfermDA公司所有。这套装置具有年产1万t生物蛋白的能力。生

产单细胞蛋白的主要菌种为Methylococcuscapsulatus，并且还有一组伴生菌

的共同生长。生产出的单细胞蛋白含70%蛋白质、12%碳水化合物、10%脂肪和8%

矿物质，目前在挪威已有农业合作社作为饲料出售。

（5）欧盟已经通过了利用天然气生产单细胞蛋白的批准（Council

DirectiveNo．82／471／EEC），1995年，欧盟对甲烷蛋白在饲料中的添加比

例做出规定：猪饲料中的使用量为8％，牛饲料为8％，咸水鲑鱼饲料为33％，

淡水鲑鱼饲料为19％