BÁO CÁO CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PROTEIN đơn BÀO

ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC *** BÁO CÁO CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PROTEIN ĐƠN BÀO HỌ VÀ TÊN: Nguyễn Ngọc Bảo NIÊN KHOÁ (K19-21) HÀ NỘI, THÁNG 10, 2021 MỞ ĐẦU Vai trò protein người - Cơ thể người động vật thường xuyên đòi hỏi cung cấp chất dinh dưỡng có thức ăn để tiến hành trao đổi chất, trước hết nhằm trì sống, tăng cường sinh trưởng phát triển - Thức ăn, ngồi nước cịn gồm nhóm chất: protein, chất béo, gluxit, vitamin, muối khoáng, chất gia vị, phần quý protein - Protein nguồn nitơ cho người động vật Trong q trình tiêu hố người động vật, protein phân giải thành khoảng 20 axit amin thành phần, có axit amin khơng thay (hoặc trẻ em, 10 lợn 11 gia cầm) cần phải có sẵn thức ăn Nếu không nhận axit amin thể bị bệnh chết - Thiếu protein dẫn đến nhiều bệnh tật hiểm nghèo: + Bệnh thiếu protein lần phát Châu Phi, có tên gọi quốc tế Kwashiokor, bệnh phổ biến nhiều vùng giới Trẻ em mắc bệnh chậm lớn, còi cọc, phát triển trí tuệ Bệnh điều trị cách thêm vào phần bệnh nhân lượng thích đáng loại protein có phẩm chất tốt cazein Tuy nhiên nhiều tài liệu cho thấy phát triển trí tuệ bệnh khơng phục hồi ảnh hưởng đến tồn đời bệnh nhân + Về mặt sinh lý, thiếu protein dẫn đến giảm thể trọng Hàng ngày thể người trưởng thành có tới 100 tỉ tế bào chết cần thay Thiếu protein trước hết protein gan, máu chất nhày niêm mạc, ruột huy động để bù đắp Và dẫn đến suy gan, số lượng kháng thể máu giảm đi, sức đề kháng thể bệnh bị yếu + Về nhu cầu protein người, nhiều nhà nghiên cứu cho biết dao động khoảng 80 – 120g/ngày Protein đơn bào Protein đơn bào thuật ngữ loại chất dinh dưỡng có tế bào sản xuất từ vi sinh vật Thuật ngữ không đơn giản protein từ tế bào thể đơn bào, nhiều vi sinh vật thể đơn bào mà khai thác chúng Do đó, thuật ngữ nên hiểu nguồn dinh dưỡng chứa nhiều protein từ vi sinh vật (từ vi khuẩn, nấm men, nấm sợi tảo) Protein đơn bào hướng nghiên cứu mạnh mẽ để giải vấn đềthiếu hụt protein Lịch sử phát triển: Thuật ngữ protein đơn bào có từ năm 50 kỷ 20 thực tế loài người biết sử dụng loại protein chất có tế bào vi sinh vật từ lâu: làm bánh mì, sữa chua, phomat, bia hoạt động sống vi sinh vật dù khơng hiểu vi sinh vật Mãi đến kỷ 17, người ta biết đến vi sinh vật sinh vật thứ ba sau động vật thực vật Trước kỷ 20, việc sử dụng vi sinh vật trình chế biến thực phẩm hồn tồn mang tính truyền thống điều kiện tự nhiên Việc nghiên cứu sản xuất protein đơn bào cịn xa lạ với lồi người, với qui mô công nghiệp Đầu kỷ thứ I, nhà máy sản xuất sinh khối nấm men coi nhà máy sản xuất protein đơn bào Đức với phương pháp ni Candida utilis cịn gọi “nấm men Torula” Sau đó, mối quan tâm Đức giảm đến năm 1930, Đức mở phục hồi mở rộng sản xuất, suất nấm men 15.000 Tấn/năm, sở nuôi dịch kiềm sunfit, dịch thải công nghiệp xenluloza, làm thực phẩm phục vụ quân đội dân thường, chủ yếu nấu canh làm xúc xích Sau năm 1950, phong trào sản xuất SCP lan rộng khắp Châu Âu, Mỹ Tuy nhiên tất qui mô vừa nhỏ, chủ yếu cho chăn ni chiết tách tinh protein để làm thức ăn nhân tạo bổ sung vào nguồn chế biến TP Vào lúc diễn hội nghị lần thứI SCP Viện Kỹ thuật Massachusett (MIT) năm 1967, đa số dự án nằm thực nghiệm, số hãng British Petroleum (BP) có báo cáo kết trình lên men SCP qui mơ cơng nghiệp (CƠNG NGHIệP) Nhưng đến hội nghị lần thứ II họp vào năm 1973 nhiều hãng nhiều nước khác bắt đầu sản xuất SCP qui mơ CƠNG NGHIệP Cũng năm 1973, CƠNG NGHIệP sản xuất SCP có bước phát triển nhảy vọt việc sử dụng hidrocabon dầu mỏ, khí đốt làm nguồn cabon lượng có hiệu Vậy nguyên nhân dẫn đến việc nhiều nước phải sản xuất SCP? Sản xuất SCP nguồn protein có chất lượng cao thay loại bột dinh dưỡng làm từ hạt chứa dầu nhưđậu tương bột cá dành cho động vật giải vấn đề: + Tăng nguồn đậu tương cá, ngũ cốc cho dinh dưõng người + Các nước Châu Âu, Nga, Nhật số vùng khác khơng trồng đậu tương, SCP giúp cho nước khơng phụ thuộc vào việc nhập protein 7 + Trong tế bào vi sinh vật, ngồi hàm lượng protein tương đối lớn cịn có chất béo, vitamin chất khống, suất vi sainh vật vượt xa suất trồng vật nuôi công nghiệp nhiều lần 2.1.1 Đặc điểm sản xuất Protein đơn bào 2.1.1.1 Ưu điểm - Chi phí lao động nhiều so với sản xuất nơng nghiệp - Có thể sản xuất địa điểm trái đất, không chịu ảnh hưởng khí hậu thời tiết, q trình cơng nghiệp , dễ khí hố tự động hố - Năng suất cao: vi sinh vật có tốc độ sinh sản mạnh, khả tăng trưởng nhanh Chỉ thời gian ngắn thu nhận khối lượng sinh khối lớn; thời gian tính giờ, cịn động vật thực vật, tính tháng hàng chục năm - Sử dụng nguồn nguyên liệu rẻ tiền hiệu suất chuyển hoá cao Các nguyên liệu thường phế phẩm, phụ phẩm ngành khác rỉ đường, dịch kiềm sufit, parafin dầu mỏ v v , chí nước thải trình sản xuất Hiệu suất chuyển hố cao: hidrat cacbon chuyển hố tới 50%, cacbuahidro tới 100% thành chất khơ tế bào - Hàm lượng protein tế bào cao: vi khuẩn 60 -70%, nấm men 40-50% chất khơ v v… Hàm lượng cịn phụ thuộc vào loài chịu nhiều ảnh hưởng điều kiện nuôi cấy Cần ý hàm lượng protein bao hàm protein không gồm thành phần nitơ phi protein xác định theo phương pháp nitơ tổng số Kjeldal, axit nucleic, peptit thành phần tế bào - Chất lượng protein cao: Nhiều axit amin có vi sinh vật với hàm lượng cao, giống sản phẩm thịt, sữa hẳn protein thực vật Protein vi sinh vật đặc biệt giàu lizin, lợi lớn bổ sung thức ăn chăn nuôi, thức ăn thường thiếu axit amin Trái lại, hàm lượng axit amin chứa lưu huỳnh lại thấp - Khả tiêu hố protein: có phần hạn chế thành phần phi protein axit nucleic, peptit thành tế bào, nữa, thành vỏ tế bào vi sinh vật khó cho enzim tiêu hố qua - An tồn mặt độc tố: Trong sản xuất protien đơn bào không dùng vi sinh vật gây bệnh loài chứa thành phần độc nghi ngờ Vì đến SCP dùng dinh dưỡng động vật - Những vấn đề kỹ thuật: Sinh khối vi sinh vật phải để tách xử lý Vấn đề phụ thuộc chủ yếu vào kích thước tế bào Sinh khối nấm men dễ tách li tâm vi khuẩn Ngoài ra, vi sinh vật có khả sinh trưởng mật độ cao cho suất cao, sinh trưởng tốt nhiệt độ cao (có tính chất ưa nhiệt chịu nhiệt) giảm chi phí làm nguội sản xuất, mẫn cảm với tạp nhiễm v v sử dụng nguồn cacbon rẻ tiền, chuyển hố nhiều tốt dùng sản xuất Vì nấm men sử dụng chủ yếu sản xuất protein đơn bào Như ưu điểm sản xuất protein đơn bào phân lập lựa chọn chủng vi sinh vật có ích thích hợp cho qui trình cơng nghệ, cho nguyên liệu cách tương đối nhanh dễ dàng 2.1.1.2 Nhược điểm Bên cạnh ƣu điểm trên, việc sử dụng nguồn vi sinh vật hay sinh khối vi sinh vật làm thức ăn hay sản xuất protein đơn bào có nhiều nhược điểm cần phải khắc phục, bao gồm: • Nhiều lồi vi sinh vật tạo chất gây độc cho thể người thể động vật, Vì vậy, chọn lựa loài vi sinh vật để tiến hành sản xuất phải đảm bảo khơng chứa chất độc • Đơi sử dụng sinh khối vi sinh vật để làm nguồn thức ăn bổ sung dẫn đến khó tiêu khơng tiêu hóa được, chí gây phản ứng dị ứng cho người • Hàm lƣợng axit nucleic cao sinh khối khơ nhiều lồi vi sinh vật yếu tố gây ảnh hưởng không mong muốn cho ngƣời Đôi hàm lƣợng axit nucleic cao dẫn đến hình thành sỏi thận hay bệnh gout • Khả chứa hợp chất gây độc hay gây ung thƣ cho ngƣời động vật • Sản xuất protein đơn bào trình đắt tiền, cần có chất điều khiển có độ tiệt trùng cao nghiên cứu phịng thí nghiệm Ngun liệu sản xuất 3.1 u cầu chủng vi sinh vật sử dụng sản xuất - Nguồn gốc rõ ràng cần phân loại đến mức chủng Các chủng lưu giữ ngân hàng chủng giống - Khơng gây bệnh khơng có chứa chất độc với thể động vật Do sản phẩm trực tiếp sử dụng làm thức ăn cho người - Có giá trị dinh dưỡng cao, có hàm lượng protein chiếm từ 40 đến 70% khối lượng - Dễ nuôi cấy tốc độ sinh trưởng cao, nhu cầu dinh dưỡng thấp, dễ tách làm khô, tận dụng phế phẩm để giảm giá thành sản xuất - Hàm lượng acid nucleic thấp: yêu cầu 2% để hạn chế ảnh hưởng đến người sử dụng 3.2 Người ta sử dụng nhiều nhóm vi sinh vật khác để sản xuất protein đơn bào, bao gồm:  Các nhóm vi khuẩn: Cellulomonas, Alcaligenes,…  Nấm men: Candida, Saccharomyces,…  Nấm sợi: Trichoderma, Fusarium, Rhizopus,…  Các nhóm tảo: Spirulina, Chlorella,… Giá trị dinh dưỡng chúng đƣợc trình bày Bảng [1]: Thành phần Nấm Tảo Nấm men Vi khuẩn Protein 30-45 40-60 45-55 50-65 Chất béo 2-8 7-20 2-6 1-3 Các chất vô 9-14 8-10 5-10 3-7 Axit nucleic 7-10 3-8 6-12 8-12 Bảng 1: Trung bình thành phần tế bào nhóm vi sinh vật (% khối lượng khơ) theo Miller and Litsky (1976) Người ta ƣớc tính rằng, 100 pound nấm men sản xuất 250 protein vịng 24h Đối với tảo ni cấy ao suất protein thu 20 sinh khối khơ/acre/năm Vi khuẩn cho lượng protein cao, lên đến 80% có tốc độ sinh trƣởng nhanh hơn, nhiên lại có nhiều nhược điểm Nấm men lồi có nhiều ưu điểm, ví dụ kích thƣớc lớn, dễ thu sinh khối, hàm lƣợng axit nucleic tế bào thấp, hàm lượng lysine cap, có khả sinh trưởng pH axit Tuy nhiên, đặc điểm quan trọng phổ biến đƣợc chấp nhận rộng rãi sử dụng từ lâu công nghệ lên men truyền thống Nhược điểm nấm men bao gồm tốc độ sinh sản chậm, hàm lượng protein methionine thấp so với vi khuẩn Nấm sợi có ƣu điểm tƣơng tự, dễ thu hoạch, nhiên hạn chế tốc độ sinh trưởng, hàm lượng protein chấp nhận so với nấm men Một nhóm vi sinh vật khác tảo lại có nhược điểm thành tế bào cấu tạo từ cellulose – loại phân tử mà ngƣời không tiêu hóa đƣợc, bên cạnh cịn chứa nhiều kim loại nặng Ngồi ra, cần nhấn mạnh rằn, lý kĩ thuật kinh tế ngƣời ta thƣờng thu sinh khối tảo không tách riêng protein nó, đơi lúc thuật ngữ protein đơn bào chưa hồn tồn xác Protein tảo thường có chất lượng cao, sánh với protein từ thực vật Sản xuất protein đơn bào từ vi sinh vật khác nhau, cụ thể từ nấm vi khuẩn nhận quan tâm đáng kể, ngược lại nghiên cứu sản xuất sử dụng thành cơng protein tảo cịn chưa nhiều, giá thành sản xuất cao khó khăn mặt kĩ thuật Một vài lồi tảo, nấm sợi, nấm men vi khuẩn đƣợc sử dụng làm protein đơn bào đƣợc sản xuất thƣơng mại, với nguồn carbon đƣợc thể Bảng 2: Vi sinh vật Cơ chất Vi khuẩn Aeromos hydrophylla Lactose Acromobacter delvacvate n-alkan Acinetobacter calcoacenticus Ethanol Bacillus megaterium Các hợp chất nitơ (ngoài protein) Bacillus subtilis, Cellulomonas sp., Flavobacterium sp., Thermomonospora fusca Cellulose, hemicellulose Lactobacillus sp Glucose, amylose, maltose Methylomonas methylotrophus, M clara Methanol Pseudomonas fluorescens Axit uric hợp chất chứa nitơ protein khác Rhodopseudomonas capsulata Glucose Nấm sợi Aspergillus fumigatus Maltose, glucose Aspergillus niger, A oryzae, Cephalosporium eichhorniae, Chaetomium cellulolyticum Cellulose, hemicellulose Penicillium cyclopium Glucose, lactose, galactose Rhizopus chinensis Scytalidium aciduphlium, Glucose, maltose Thricoderma viridae, Thricoderma alba Nấm men Amoco torula Ethanol Candida tropicalis Maltose, glucose Candida utilis Glucose Candida novellas n-alkan Candida intermedia Lactose Saccharomyces cereviciae Cellulose, pentose Tảo Chlorella pyrenoidosa, CO2 dùng cho quang hợp Chlorella sorokia Chondrus crispus, Scenedesmus sp, Spirulina sp., Porphyrium sp Bảng 2: Một số loài vi sinh vật sử dụng sản xuất protein đơn bào nguồn carbon chúng theo Bhalla cộng (2007) 3.3 Các nguồn nguyên liệu dùng để sản xuất protein đơn bào Các nguồn nguyên liệu đƣợc sử dụng để sản xuất protein đơn bào phong phú đa dạng, liệt kê số loại sau: 3.3.1 Các sản phẩm thải nông nghiệp Cellulose từ nguồn nông nghiệp lâm nghiệp nguồn nhiên liệu tái tạo nhiều hành tinh này, đồng thời nguồn nguyên liệu tiềm cho sản xuất protein đơn bào Trong tự nhiên, cellulose thƣờng dạng phức hợp với lignin, hemicellulose, tinh bột có cấu tạo phức tạp, vậy, để sử dụng dạng chất phải đƣợc xử lý hóa học (phân giải axit hay kiềm) enzyme (cellulase) để phân giải cellulose thành đƣờng mà tế bào vi sinh vật sử dụng đƣợc Lignocellulose nguồn nguyên liệu từ gỗ, đòi hỏi phải xử lý trước sử dụng làm chất cho sản xuất protein đơn bào Có nhiều cách xử lý khác nhau, ví dụ nhƣ phân giải axit hay kiềm, nƣớc hay chí dùng phóng xạ tia X [2] Người ta nấu gỗ dung dịch chứa Canxi sulfit Đến ngày nay, để tận dụng nguồn lignocellulose sản phẩm thải ngƣời ta dùng nhóm nấm, biết rõ Agaricus bisporus số nhóm khác chứa enzyme phân giải lignocellulose 3.3.2 Các sản phẩm phụ q trình lên men cơng nghiệp Dịch kiềm sulfit – sản phẩm phụ trình sản xuất giấy đƣợc sử dụng làm chất để lên men kể từ nawmg 1909 Thụy Điển sau nhiều nơi giới Dạng vi sinh vật đƣợc sử dụng trình Saccharomyces cerevisiae, loài vi sinh vât khơng có khả chuyển háo pentose – loại hợp chất có mặt với lượng lớn sản phẩm thải Sau đó, ngƣời ta tìm lồi vi sinh vật thích hợp nhƣ Candida tropicalis hay Candida utilis Rỉ đường sản phẩm phụ trình lên men đƣờng Dịch đường nồng độ cao thu từ q trình xay xát mía hay củ cải đƣờng đƣợc làm lạnh để đƣờng kêt tinh Khi đường khơng kết tinh ngƣời ta thu phần dung dịch cịn lại, rỉ đƣờng Đối với 100kg thực vật thu 3.5 đến 4.5 kg rỉ đường Bên cạnh nồng độ đường cao, rỉ đường cịn chứa chất khống, hợp chất hữu vitamin có giá trị cao cơng nghiệp lên men Tuy nhiên, sản xuất sinh khối vi sinh vật từ rỉ đường đòi hỏi phải bổ sung thêm nguồn nitơ photpho phù hợp Nguồn nitơ truyền thống muối amonium, nguồn photpho thêm vào thường dạng muối 3.3.3 Các sản phẩm, dịch chiết dịch thủy phân từ nguyên liệu thực vật Tinh bột thu từ lồi thực vật có củ nƣớc nhiệt đới ôn đới, từ gạo, ngô ngũ cốc nguồn nguyên liệu để sản xuất protein đơn bào Ở nước nhiệt đới, người ta sử dụng sắn nhƣ nguồn nguyên liệu sản xuất protein đơn bào Quy trình sản xuất sử dụng số lồi vi sinh vật có enzyme amylase Endomycosis fibuligira, sau đưa dịch ni cấy sau phân hủy tinh bột qua nồi lên men có chứa loại vi sinh vật có tốc độ sinh trƣởng nhanh nhƣ Candida utilis Dịch chiết số loại nhƣ đủ đủ, dứa, chuối nguồn chất để tổng hợp protein đơn bào Dịch chiết đu đủ có hàm lƣợng chất dinh dƣỡng cao: saccharride chiếm 9.6%, protein, protein chiếm 0.2%, đƣờng hòa tan chiếm khoảng 7%; đƣờng hòa tan đu đủ dạng glucose, fructose sucrose, đồng thời loài thực vật có suất cao, sinh trưởng tương đối nhanh Một loại khác chuối nguyên liệu để sản xuất protein đơn bào Điều có có ích việc tận dụng nguồn sản phẩm dư thừa không đủ chất lượng xuất quốc gia có trồng nhiều loại ăn 3.3.4 Các nguồn nhiên liệu có giá trị thương mại cao khí đốt, methan, methanol n-alkan Các vi sinh vật liên quan đến trình sản xuất protein đơn bào từ nguồn chất chủ yếu vi khuẩn nấm men Nhiều trình giai đoạn nghiên cứu Việc sử dụng nguồn hợp chất nhiên liệu để sản xuất thức ăn từ lâu đƣợc nhiều nhà khoa học đặt Công ti dầu mỏ Anh sử dụng hai loại nấm men Candida lipolytica C tropicalis với nguồn chất alkan có mạch Carbon từ 12 đến 20 nguyên tử có phần dẻo khí gas Một vài loại dầu thơ có chứa phần chiếm khoảng 15% Sản phẩm thu đƣợc từ q trình cịn gọi TOPRINA, đƣợc kiểm tra độc tính khả gây ung thƣ vịng 12 năm, sau đƣợc sử dụng làm nguồn thức ăn thay có hàm lƣợng protein cao cho cá dùng làm bột sữa không béo Tuy nhiên, giá dầu mỏ ngày cao, nhiều nước ngừng sử dụng nguồn nguyên liệu để sản xuất protein đơn bào Thay vào đó, người ta tăng cƣờng nghiên cứu sử dụng methane làm nguồn chất Vi sinh vật phù hợp với nguồn chất mà đƣợc nghiên cứu kĩ Methylomonas methanica, nuôi cấy mơi trƣờng có chứa muối nitrat hay muối ammonium làm nguồn nitơ Mặt khác, methanol nguồn chất quan tâm Lên men quy mô lớn để thu sinh khối Methylophilus methtlotrophus từ nguồn chất methanol phương pháp xây dựng để sản xuất protein đơn bào từ nguồn này, sản phẩm quy trình sử dụng làm thức ăn cho vật ni Methanol với vai trị nguồn carbon để sản xuất protein đơn bào có nhiều ưu điểm vƣợt trội so với n-paraffin, khí metan hay chí số hợp chất carbohydrate Quy trình sản xuất Protein đơn bào Xử lý nguyên liệu Khử trùng Giống Nhân Giống Khuấy trộn Cấp khí (O2, CO2 ) Ánh sáng Nuôi cấy Ly tâm Lọc Tác sinh khối Vắt Loại bỏ axit nucleic Cũng gồm giai đoạn trước ni cấy, sau ni cấy xử lý dịch lên men sau nuôi cấy - Trước lên men: cần chuẩn bị giống, môi trường nuôi Giống cần đạt tiêu chuẩn protein đơn bào, phân lập đến cấp chủng Môi trường dinh dưỡng cần có đủ thành phần hydrocacbon, nguồn Nitơ hữu vô cơ, nguyên tố vi lượng… - Q trình lên men: cần có chế độ cấp khí khuấy trộn thích hợp; nhiệt độ mơi trường cần trì để tạo điều kiện tốt cho phát triển vi sinh vật - Sau lên men: vi sản phẩm tế bào nguyên khối Nên tiến hành ly tâm lọc vắt để lấy tế bào Sau tinh chế để loại bớt số tạp acid nucleic Tiêu chuẩn sản phẩm: sản phẩm protein đơn bào thu cần có hàm lượng protein cao tỉ lệ acid nucleic thấp (dưới 1% sử dụng cho người) 4.1 Sản xuất protein đơn bào sử dụng chủng Cellulomonas đột biến [3] Cellulase hệ enzyme có hoạt động theo chế kiềm chế sản phẩm cuối cùng, tức có mặt thừa glucose (sản phẩm trình phân giải cellulose enzyme cellulase) làm giảm tổng hợp enzyme này, từ hạn chế sinh trƣởng tế bào Trong nghiên cứu này, ngƣời ta giải vấn đề cách sử dụng chủng Cellulomonas đột biến làm giảm hàm lƣợng cellulase tế bào Quy trình: Mơi trƣờng ni cấy bao gồm chất sau (tính theo số gam 100ml nƣớc máy pH=7.0) Chất hóa học Số gam 100 ml nƣớc NaNO3 0.1 K2HPO4 0.1 KCl 0.05 MgSO4.7H2O 0.05 Dịch chiết nấm men 0.05 Glucose 0.1 Bảo quản môi trƣờng -20 oC thạch Bảng 4: Thành phần môi trường dùng thí nghiệm ni cấy chủng Cellulomonas đột biến Nguồn nitơ cellulose: Ngƣời ta nghiên cứu sử dụng nguồn nitơ khác bao gồm: ammoni bisulfat, ammoni bicacbonat, ammoni nitrat, ure natri nitrat thu đƣợc tốc độ tăng trƣởng tế bào tƣơng tự nhau, nhiên ure cịn đóng vai trị chất điều khiển độ pH nên tăng trƣởng tế bào nguồn nitơ cao Cellulose đƣợc sử dụng dƣới dạng bột cellolose kết tinh (Avicel, FMC Corp.) Nuôi cấy vi sinh vật nồi lên men dung tích 250l, chứa dung dịch nhƣ nhƣng khơng có glucose, bổ sung Avicel 0.5 % ure Hình 1: Ni cấy liên tục Điều kiện ni cấy:  Tốc độ dẫn khí vào: 0.09 m3/phút  Tốc độ lắc: 100 vòng/phút  Tốc độ phá bọt khí: 1800 vịng/phút  Áp lực lb Ni cấy vòng 72- 96h trƣớc thu tế bào Thu tế bào sấy khô sinh khối vi sinh vật Xác định hàm lƣợng chất dinh dƣỡng phân tích thành phần amino acid có mặt protein vi sinh vật Sau đó, ngƣời ta thí nghiệm chuột cách nuôi chuột nguồn thức ăn có chứa sinh khối Cellulomonas so sánh với nguồn thức ăn khác Các lơ thí nghiệm đƣợc thể bảng 5: Các thành phần Lƣợng (g/kg) Chế độ protein Tinh bột ngơ 633 Chế độ Casein 578 Chế độ Cellulomonas 573 Dextrose 100 100 100 Hỗn hợp vitamin 10 10 10 Hỗn hợp muối 40 40 40 Avicel 122 122 Dầu ngô 50 50 Bột trứng 45a Casein 50 100 Cellulomonas Choline 222 0.75 0.75 0.75 DL-Methionine 4.5 Bột trứng đƣợc cho vào làm nguồn bổ sung protein Bảng 5: Thành phần chế độ ăn thí nghiệm Kết thu đƣợc nhƣ sau: Thành phần % khối lƣợng khô tế bào Protein (AA) 67.6 Protein (N) 74 Carbohydrate 12 Chất vô 9.2 RNA 26 DNA Năng lƣợng Nƣớc 4.03 kilocalo/g 76.9 % tổng khối lƣợng tế bào Bảng 6: Thành phần chất dinh dưỡng có Cellulomonas Axit amin Theo tiêu chuẩn FAO Cần cho chuột lớn Cellulomonas Arginine _ 6.0 10.2 Histidine _ 3.0 3.6 Isoleucine 4.2 5.0 3.3 Leucine 4.8 5.0 3.3 Lysine 4.2 7.0 6.5 Methionine 2.2 6.0a 1.5 Phenylalanine 2.8 8.0b 3.4 Tyrosine 2.8 Threonine 2.8 5.0 4.7 Valine 4.2 6.0 5.8 a b 2.6 ⅓ đến ½ đƣợc thay cystein ⅓ đến ½ đƣợc thay tyrosine Bảng 7: So sánh thành phần axit amin cần cho chuột thành phần axit amin Cellulomonas Chế độ ăn Thay đổi trọng lƣợng thể Lƣợng cho ăn Lƣợng N đƣa vào Ít protein - 8.7 126.4 0.61 Casein 29.0 153.1 2.45 58.1 ± 0.5 Cellulomonas 23.6 163.4 2.61 50.4 ± 0.4 NPU (biểu thị mức sử dụng protein) (%) Bảng 8: Thay đổi cân nặng, lượng thức ăn giá trị NPU chế độ ăn thí nghiệm Từ kết trên, thấy chủng Cellulomonas đột biến có khả phân giải cellulose tinh thể để tạo thành sản phẩm có chất lƣợng dinh dƣỡng tốt, nhƣ thí nghiệm ni chuột Đồng thời, thấy Cellulomonas sinh vật sử dụng an tồn có nhiều tiềm để sản xuất protein đơn bào từ cellulose  ... khối tảo khơng tách riêng protein nó, đơi lúc thuật ngữ protein đơn bào chưa hoàn toàn xác Protein tảo thường có chất lượng cao, sánh với protein từ thực vật Sản xuất protein đơn bào từ vi sinh... dưỡng chứa nhiều protein từ vi sinh vật (từ vi khuẩn, nấm men, nấm sợi tảo) Protein đơn bào hướng nghiên cứu mạnh mẽ để giải vấn đềthiếu hụt protein Lịch sử phát triển: Thuật ngữ protein đơn bào... cịn gồm nhóm chất: protein, chất béo, gluxit, vitamin, muối khống, chất gia vị, phần quý protein - Protein nguồn nitơ cho người động vật Trong q trình tiêu hố người động vật, protein phân giải