Contenu
- 1 Production de protéines d'organismes unicellulaires
- 2 Obtention de protéines microbiennes sur méthanol
- 3 Obtention de substances protéiques à partir de matières premières glucidiques
- 4 1.1 Obtention de protéines microbiennes sur des alcools inférieurs
- 5 1.2. Obtention de substances protéiques à partir de matières premières glucidiques
La culture à grande échelle de micro-organismes comme source directe de protéines pour l'alimentation humaine et animale était considérée comme un moyen de résoudre le problème des pénuries alimentaires en Allemagne déjà pendant la Première Guerre mondiale. Des procédés technologiques ont été développés pour la culture de la levure de bière, qui, après traitement et séchage, a été ajoutée aux soupes et aux saucisses. Pendant la Seconde Guerre mondiale, ces processus étaient déjà bien établis.
L'expression « protéines d'organismes unicellulaires » est apparue dans les années 60. par rapport à la biomasse bactérienne (principalement la levure), qui est utilisée comme composant alimentaire des animaux et des humains. Particulièrement attrayant est le fait que le milieu nutritif pour la culture des bactéries est souvent des déchets agricoles : tourteau de betterave sucrière dans la production de sucre, tourteau de tournesol dans la production d'huile végétale, lactosérum dans la production de fromage, copeaux de bois et sciure, etc. .
L'intérêt pour cette question s'est accru après la publication de résultats de recherche montrant la possibilité de produire de tels concentrés de protéines à base d'hydrocarbures. Les compagnies pétrolières ont financé le développement de ces études, non seulement en raison de l'utilisation d'hydrocarbures, mais aussi en raison des résultats favorables des tests alimentaires et des perspectives de commercialisation.
La première usine de concentré de protéines à grande échelle a été développée par une joint-venture entre British Petroleum (Royaume-Uni) et Italprotein (Italie) en 1975, avec une capacité de 100 000 t/an ; la matière première était des paraffines normales. Le Japon s'est également saisi de cette problématique, 8 usines d'une capacité de 1500 tonnes de protéines/an ont été construites. Cependant, intérêt pour la production de protéines chez les organismes unicellulaires dans les années 70. légèrement diminué; en partie en raison de la situation agricole favorable de ces années-là, mais principalement en raison de technologies imparfaites qui n'éliminent pas certaines substances toxiques du produit final.
Dans les années 80. La société allemande « Hoechst », qui se distingue sur le marché par ses hautes technologies, a développé des procédés d'obtention de concentrés protéiques de haute qualité. Dans les années 80. l'un des principaux producteurs de protéines au monde était l'URSS avec sa base inépuisable de matières premières. Une usine a été construite en Finlande en utilisant Paecilomyces dans les effluents sulfites des papeteries ; capacité de l'usine - 10 000 tonnes de protéines / an.
Dans les pays de la CEE, environ 25 millions de tonnes de concentrés de protéines sont produites par an. Ces chiffres parlent de la rentabilité des entreprises. L'alimentation du bétail devient chère en raison des terres limitées et pour un certain nombre d'autres raisons. Les protéines des organismes unicellulaires présentent d'énormes avantages : taux de reproduction élevé, disponibilité des matières premières, solution des problèmes d'élimination des déchets de nombreuses entreprises, etc.
De plus, les protéines ont une composition constante et reproductible, il est facile de les fortifier, d'ajouter les micro-éléments nécessaires ; ils sont également faciles à préparer sous forme de granulés ou de comprimés et sont beaucoup plus faciles à stocker que les plantes ou autres aliments pour animaux.
Cependant, les fabricants de protéines ne considèrent pas leurs produits comme un substitut aux protéines dans l'alimentation des animaux : les concentrés de protéines servent d'additifs à l'alimentation, les rendant moins chers et améliorant leur qualité. Il faut toutefois noter que la production de suppléments protéiques ne se développe pas aussi rapidement que prévu dans les années 60 et 70.Le fait est que les exigences en matière de sécurité des technologies sont devenues beaucoup plus strictes, ce qui doit prendre en compte les résultats de tous les tests toxicologiques et alimentaires nécessaires.
Vous devez être particulièrement prudent quant à l'utilisation de concentrés de protéines dans l'alimentation humaine. Cependant, leur utilisation pour résoudre le problème de la nutrition de la population mondiale n'a pas d'alternative, car les prévisions indiquent que la croissance démographique ne correspond pas à la croissance des produits alimentaires. Il est sûr de dire que le développement de micro-organismes dans la nutrition humaine ne fait que commencer.
Les micro-organismes ont commencé à être utilisés dans la production de produits protéiques bien avant l'émergence de la microbiologie. Qu'il suffise de mentionner toutes sortes de fromages, ainsi que les produits obtenus par fermentation de graines de soja. Tant dans le premier que dans le second cas, la base nutritionnelle est la protéine. Au cours du développement de ces produits, avec la participation de microbes, un changement profond dans les propriétés des matières premières contenant des protéines se produit.
Il en résulte des produits alimentaires qui peuvent être conservés plus longtemps (fromage) ou plus pratiques à consommer (bean caillé). Les microbes jouent un rôle dans la production de certains produits carnés pour le stockage. Ainsi, dans la fabrication de certaines variétés de saucisses, la fermentation acide est utilisée, généralement avec la participation d'un complexe de bactéries lactiques. L'acide résultant contribue à la conservation du produit et contribue à la formation de son goût particulier.
Cela limite peut-être l'utilisation de micro-organismes dans le traitement des protéines. Les possibilités de la biotechnologie moderne dans ces industries sont faibles, à l'exception de la fabrication du fromage. Une autre chose est la culture et la collecte de masse microbienne, transformée en nourriture : ici la biotechnologie peut se manifester dans son intégralité.
Production de protéines d'organismes unicellulaires
Pour de nombreux indicateurs importants, la biomasse des micro-organismes peut avoir une valeur nutritionnelle très élevée. Dans une large mesure, cette valeur est déterminée par les protéines : dans la plupart des espèces, elles constituent une proportion importante de la masse sèche des cellules. Pendant des décennies, les perspectives d'augmentation de la part des protéines microbiennes dans le bilan total des protéines produites dans le monde ont été activement discutées et étudiées.
La production de telles protéines implique la culture à grande échelle de certains micro-organismes qui sont collectés et transformés en aliments. Pour réaliser la transformation la plus complète possible du substrat en biomasse microbienne, une approche à multiples facettes est nécessaire. La culture de microbes pour l'alimentation est intéressante pour deux raisons. Premièrement, ils poussent beaucoup plus vite que les plantes et les animaux : le temps nécessaire pour doubler leur nombre se mesure en heures. Cela raccourcit le temps qu'il faut pour produire une certaine quantité de nourriture.
Deuxièmement, en fonction des micro-organismes cultivés, divers types de matières premières peuvent être utilisés comme substrats. En ce qui concerne les substrats, ici, vous pouvez aller dans deux directions principales : traiter les déchets de faible qualité ou vous concentrer sur les glucides facilement disponibles et obtenir de ceux-ci une biomasse microbienne contenant des protéines de haute qualité.
Obtention de protéines microbiennes sur méthanol
Le principal avantage de ce substrat est sa grande pureté et son absence d'impuretés cancérigènes, sa bonne solubilité dans l'eau, sa volatilité élevée, ce qui permet d'éliminer facilement ses résidus du produit fini. La biomasse obtenue sur méthanol ne contient pas d'impuretés indésirables, ce qui permet d'exclure l'étape de purification du schéma technologique.
Cependant, il est nécessaire de prendre en compte pendant le processus des caractéristiques du méthanol telles que l'inflammabilité et la possibilité de formation de mélanges explosifs avec l'air.
Les levures et les souches bactériennes ont été étudiées en tant que producteurs utilisant du méthanol dans le métabolisme constructif.Parmi les levures, Candida boidinii, Hansenula polymorpha et Piehia pastoris ont été recommandées pour la production, dont les conditions optimales (température 34-37°C, pH 4,2-4,6) permettent de réaliser le procédé avec un coefficient économique d'assimilation de la substrat jusqu'à 0,40 à une vitesse d'écoulement comprise entre 0,12 et 0,16 h-1.
Parmi les cultures bactériennes, on utilise Methylomonas clara, Pseudomonas rosea et autres, capables de se développer à une température de 32-34 ° C, pH 6,0-6,4 avec un coefficient économique d'assimilation du substrat jusqu'à 0,55 à un débit allant jusqu'à 0,5 h -1.
Les caractéristiques du processus de culture sont dues en grande partie à la souche productrice utilisée (levure ou bactérie) et aux conditions d'asepsie. Un certain nombre d'entreprises étrangères proposent d'utiliser des souches de levure et de pratiquer la culture en l'absence d'asepsie stricte. Dans ce cas, le processus technologique se déroule dans un fermenteur de type éjection avec une productivité de 75 tonnes de protéines par jour, et la consommation spécifique de méthanol est de 2,5 tonnes/tonne de protéines.
Lors de la culture de levure dans des conditions aseptiques, des appareils de type colonnaire ou airliphite d'une capacité de 75 à 100 tonnes de protéines / jour avec une consommation de méthanol allant jusqu'à 2,63 tonnes / tonne de protéines sont recommandés. Dans les deux cas, le processus de culture s'effectue en une seule étape, sans étape de "maturation", avec une faible concentration du substrat (8-10 g/l).
Dans un certain nombre de pays, des souches bactériennes sont utilisées comme producteurs, le procédé est réalisé dans des conditions aseptiques dans des fermenteurs à airliphite ou à jet d'une capacité de 100-300 tonnes / jour et une consommation de méthanol allant jusqu'à 2, 3 tonnes / tonne de protéine. La fermentation est réalisée en une seule étape à de faibles concentrations en alcool (jusqu'à 12 g/l), avec un haut degré d'utilisation du méthanol.
Le plus prometteur en termes de conception est le fermenteur à jet de l'Institut de chimie technique (Allemagne). Le fermenteur d'un volume de 1000 m est constitué de sections situées les unes au-dessus des autres et reliées entre elles par des trop-pleins de puits.
Le milieu de fermentation de la partie inférieure du fermenteur à travers une canalisation sous pression est fourni par des pompes de circulation centrifuges aux trop-pleins de l'arbre supérieur, à travers lesquels il passe à la partie inférieure, tout en aspirant l'air du conduit de gaz. Ainsi, le milieu s'écoule de section en section, aspirant constamment de nouvelles portions d'air. Les jets tombants dans les trop-pleins des mines assurent une aération intensive du milieu.
Le milieu nutritif est alimenté en continu dans la zone de débordement de l'arbre supérieur et la suspension microbienne est retirée des circuits distants. Au stade de l'isolement pour tous types de producteurs, la séparation de granulation est prévue afin d'obtenir un produit fini en granulés.
La levure fourragère obtenue sur méthanol a la composition suivante (en %) : protéine brute 56-62 ; lipides 5-6; frêne 7-11; humidité 8-10; acides nucléiques 5-6. La biomasse bactérienne est caractérisée par la composition suivante (en %) : protéine brute 70-74 ; lipides 7-9; frêne 810; acides nucléiques 10-1h; humidité 8-10.
En plus du méthanol, l'éthanol est utilisé comme matière première de haute qualité, qui a une faible toxicité, une bonne solubilité dans l'eau et une petite quantité d'impuretés.
Les levures (Candida utilis, Sacharomyces lambica, Hansenula anomala, Acinetobacter calcoaceticus) peuvent être utilisées comme micro-organismes qui produisent des protéines sur l'alcool éthylique comme seule source de carbone. Le processus de culture est effectué en une seule étape dans des fermenteurs avec des caractéristiques de transfert de masse élevées à une concentration en éthanol ne dépassant pas 15 g / l.
La levure cultivée à l'éthanol contient (en %) : protéine brute - 60-62 ; lipides - 2-4; cendre - 8-10; humidité - jusqu'à 10.
Obtention de substances protéiques à partir de matières premières glucidiques
Historiquement, l'un des premiers substrats utilisés pour obtenir de la biomasse fourragère était les hydrolysats de déchets végétaux, les préhydralisats et la liqueur de sulfite - des déchets de l'industrie des pâtes et papiers.
L'intérêt pour les matières premières glucidiques en tant que principale source renouvelable de carbone a également considérablement augmenté d'un point de vue environnemental, car il peut servir de base à la création d'une technologie sans déchets pour le traitement des produits végétaux.
Du fait que les hydrolysats sont un substrat complexe constitué d'un mélange d'hexoses et de pentoses, les types de levures C. utilis, C. scottii et C.tropicalis, qui, avec les hexoses, sont capables d'assimiler les pentoses, ainsi que de transférer la présence de furfural dans le milieu.
La composition du milieu nutritif, dans le cas d'une culture sur une charge hydrocarbonée, diffère sensiblement de celle utilisée pour la culture de microorganismes sur un substrat hydrocarboné. Les hydrolysats et les lessives au sulfite contiennent une petite quantité de presque tous les oligo-éléments nécessaires à la croissance des levures. Les quantités manquantes d'azote, de phosphore et de potassium sont introduites sous forme d'une solution générale de sels d'ammophos, de chlorure de potassium et de sulfate d'ammonium.
La fermentation est réalisée dans des appareils à air lift conçus par Lefrancois-Marillet d'un volume de 320 et 600 m3. Le processus de culture de levure est effectué en mode continu à un pH de 4,2 à 4,6. La température optimale est de 30 à 40°C.
La levure fourragère obtenue par culture sur hydrolysats de matières premières végétales et liqueurs sulfites a la composition suivante (en %) : protéine - 43-58 ; lipides - 2,3-3,0; glucides - 11-23; cendre - jusqu'à 11; humidité - pas plus de 10.
L'un des substrats prometteurs dans la production de biomasse fourragère sont les hydrolysats de tourbe, qui contiennent une grande quantité de monosaccharides et d'acides organiques facilement digestibles. De plus, seules de petites quantités de superphosphate et de chlorure de potassium sont ajoutées au milieu nutritif. La source d'azote est l'eau ammoniacale.
En termes de qualité, la biomasse fourragère obtenue à partir d'hydrolysats de tourbe surpasse les levures issues de déchets végétaux.
L.V. Timochchenko, M.V. Tchoubik
Exigences pour les substrats nutritifs,
utilisé dans les procédés biotechnologiques. Naturel
matières premières d'origine végétale. Gaspillage
diverses industries comme matières premières pour les procédés biotechnologiques.
Substrats chimiques et pétrochimiques utilisés comme
matières premières pour la biotechnologie.
Biotechnologie industrielle Production de protéines de micro-organismes
Substrats pour la culture de micro-organismes afin d'obtenir des protéines
Les micro-organismes utilisent une grande variété de substrats comme sources de matière et d'énergie - paraffines normales et distillats de pétrole, gaz naturel, alcools, hydrolysats végétaux et déchets industriels.
Pour cultiver des micro-organismes pour la protéine, il serait bien d'avoir un substrat riche en carbone, mais bon marché. Cette exigence est entièrement satisfaite par les paraffines d'huile normales (non ramifiées). Le rendement en biomasse peut atteindre en les utilisant jusqu'à 100% de la masse du substrat. La qualité du produit dépend de la pureté des paraffines. Lors de l'utilisation de paraffines d'un degré de purification suffisant, la masse de levure obtenue peut être utilisée avec succès comme source supplémentaire de protéines dans l'alimentation animale. La première grande usine de levure alimentaire au monde avec une capacité de 70 000 tonnes par an. a été lancé en 1973 en URSS. Comme matière première, des n-alcanes isolés de l'huile et plusieurs types de levures capables de croissance rapide sur les hydrocarbures ont été utilisés : Candida maltosa, Candida guilliermondii et Candida lipolytica. À l'avenir, ce sont les déchets du raffinage du pétrole qui ont servi de principale matière première à la production de protéines de levure, qui a connu une croissance rapide au milieu des années 1980. dépassait 1 million de tonnes par an, et en URSS, les protéines fourragères en recevaient deux fois plus que dans tous les autres pays du monde pris ensemble. Cependant, à l'avenir, l'échelle de production de protéines de levure à partir d'hydrocarbures pétroliers a fortement diminué. Cela s'est produit à la fois en raison de la crise économique des années 90 et en raison d'un certain nombre de problèmes spécifiques liés à cette production. L'un d'eux est la nécessité de nettoyer le produit alimentaire fini des résidus d'huile qui ont des propriétés cancérigènes.
Il existe peu de régions dans notre pays propices à la culture du soja, qui sont la principale source de suppléments protéiques. Donc établiproduction à grande échelle de levures alimentaires sur n-paraffines... Il existe plusieurs usines d'une capacité de 70 à 240 000 tonnes par an.Les paraffines liquides raffinées sont utilisées comme matières premières.
L'alcool méthylique est considéré comme l'une des sources de carbone prometteuses pour la culture de producteurs de protéines de haute qualité. Il peut être obtenu par synthèse microbienne sur des substrats tels que le bois, la paille, les déchets municipaux. L'utilisation du méthanol comme substrat est difficile en raison de sa structure chimique : la molécule de méthanol contient un atome de carbone, alors que la synthèse de la plupart des composés organiques s'effectue à travers des molécules à deux carbones. Environ 25 espèces de levures, dont Pichia polymorpha, Pichia anomala, Yarrowia lipolytica, peuvent pousser sur du méthanol comme seule source de carbone et d'énergie. Les bactéries sont considérées comme les meilleures productrices sur ce substrat, car elles peuvent se développer sur du méthanol avec l'ajout de sels minéraux. Les procédés de production de protéines à base de méthanol sont assez économiques. Selon la société ICI (Grande-Bretagne), le coût d'un produit fabriqué à partir de méthanol est de 10 à 15 % inférieur à celui d'une production similaire à base de n-paraffines hautement purifiées. Les produits riches en protéines du méthanol sont obtenus par des entreprises de plusieurs pays développés du monde : Grande-Bretagne, Suède, Allemagne, États-Unis, Italie. Les producteurs de protéines sont des bactéries du genre Methylomonas. La croissance de bactéries méthylotrophes telles que Methylophilus methylotrophus sur du méthanol est bénéfique car elles utilisent plus efficacement des composés à un carbone. Lorsqu'elles poussent sur du méthanol, les bactéries produisent plus de biomasse que les levures. La première réaction d'oxydation du méthanol chez la levure est catalysée par l'oxydase et chez les procaryotes méthylotrophes - par la déshydrogénase. Des travaux de génie génétique sont en cours pour transférer le gène de la méthanol déshydrogénase des bactéries à la levure. Cela combinera les avantages technologiques de la levure avec l'efficacité de la croissance bactérienne.
L'utilisation d'éthanol comme substrat élimine le problème de la purification de la biomasse à partir de produits métaboliques anormaux avec un nombre impair d'atomes de carbone. Le coût d'une telle production est un peu plus élevé. La biomasse à base d'éthanol est produite en Tchécoslovaquie, en Espagne, en Allemagne, au Japon et aux États-Unis.
Aux États-Unis, au Japon, au Canada, en Allemagne, en Grande-Bretagne, des procédés technologiques de production de protéines à partir de gaz naturel ont été développés. Le rendement en biomasse dans ce cas peut être de 66% du poids du substrat. Le procédé, développé au Royaume-Uni, utilise une culture mixte de bactéries Methylomonas qui métabolisent le méthane, Hypomicrobium et Pseudomonas qui métabolisent le méthanol, et deux types de bactéries non méthylotrophes. La culture se caractérise par un taux de croissance et une productivité élevés. Les principaux avantages du méthane (soit dit en passant, le principal composant du gaz naturel) sont la disponibilité, le coût relativement faible, l'efficacité de conversion élevée en biomasse par des micro-organismes oxydant le méthane, une teneur importante en protéines dans la biomasse, équilibrée en composition en acides aminés. Les bactéries qui poussent sur le méthane tolèrent bien les environnements acides et les températures élevées, et sont donc résistantes aux infections.
Carbone minéral - le dioxyde de carbone peut également être un substrat pour la synthèse microbienne. Le carbone oxydé dans ce cas est réduit avec succès par les microalgues utilisant l'énergie solaire et les bactéries oxydant l'hydrogène utilisant l'hydrogène. Une suspension d'algues est utilisée pour l'alimentation du bétail. Pour le fonctionnement des plantes à algues, des conditions climatiques stables sont nécessaires - des températures de l'air constantes et l'intensité de la lumière du soleil.
Le plus prometteur est la production de protéines à l'aide de bactéries oxydant l'hydrogène, qui se développent en raison de l'oxydation de l'hydrogène par l'oxygène atmosphérique. L'énergie libérée dans ce processus va dans l'assimilation du dioxyde de carbone. En règle générale, les bactéries du genre Hydrogenomonas sont utilisées pour obtenir de la biomasse. Initialement, leur intérêt s'est manifesté lors du développement de systèmes fermés de maintien de la vie, puis ils ont commencé à être étudiés du point de vue de leur utilisation en tant que producteurs de protéines de haute qualité.A l'Institut de Microbiologie de l'Université de Göttingen (Allemagne), une méthode de culture de bactéries hydrogène-oxydantes a été développée, dans laquelle il est possible d'obtenir 20 g de matière sèche pour 1 litre de suspension cellulaire. Peut-être qu'à l'avenir, ces bactéries deviendront la principale source de protéines microbiennes alimentaires.
La biomasse végétale est une source de glucides extrêmement accessible et assez bon marché pour la production de protéines microbiennes. Toute plante contient une variété de sucres. La cellulose est un polysaccharide composé de molécules de glucose. L'hémicellulose est constituée des restes d'arabinose, galactose, mannose, fructose. Le problème est que les polysaccharides du bois sont liés par des unités rigides d'oxyphénylpropane de lignine, un polymère presque indestructible. Par conséquent, l'hydrolyse du bois ne se produit qu'en présence d'un catalyseur - un acide minéral et à des températures élevées. Dans ce cas, des monosaccharides se forment - des hexoses et des pentoses. La levure est cultivée sur un liquide contenant des fractions de sucre de l'hydrolysat. Lors de l'hydrolyse acide du bois, un certain nombre de sous-produits se forment (furfural, mélanines), et en raison des températures élevées, une caramélisation des sucres peut se produire. Ces substances interfèrent avec la croissance normale de la levure, elles sont séparées de l'hydrolysat et utilisées chaque fois que possible. Des souches de Candida scotti et de C. tropicalis sont utilisées comme productrices.
Les plus grands producteurs de matières premières pour l'industrie de l'hydrolyse sont les entreprises de menuiserie, dont les déchets atteignent des dizaines de millions de tonnes par an. Malheureusement, les déchets issus de la production de fibres libériennes (de lin et de chanvre), de la production de fécule de pomme de terre, de la brasserie, des industries des fruits et légumes, des conserveries, de la pulpe de betterave ne sont pas utilisés de manière rationnelle ou pas du tout.
Les méthodes de bioconversion directe des produits photosynthétiques et de leurs dérivés en protéines à l'aide de champignons méritent une attention particulière. Ces organismes, en raison de la présence de puissants systèmes enzymatiques, sont capables d'utiliser des substrats végétaux complexes sans prétraitement. Des études sur les conditions de la bioconversion de substrats végétaux en protéines microbiennes sont activement menées aux États-Unis, au Canada, en Inde, en Finlande, en Suède, en Grande-Bretagne, dans notre pays et dans d'autres pays du monde. Cependant, il existe peu de données dans la littérature sur la production à grande échelle de protéines d'origine microbienne. Le plus connu et le plus avancé au stade de la mise en œuvre industrielle est le procédé "Waterloo", développé à l'Université de Waterloo au Canada. Ce procédé, basé sur la culture des champignons destructeurs de cellulose Chaetomium cellulolyticum, peut être réalisé aussi bien en culture immergée que par la méthode de surface. La teneur en protéines du produit final (mycélium de champignon séché) est de 45 %. La société finlandaise "Tampella" a développé la technologie et organisé la production de l'aliment protéiné "Pekilo" à partir des déchets de l'industrie de la pâte et du papier. Le produit contient jusqu'à 60% de protéines avec un bon profil d'acides aminés et une quantité importante de vitamines B.
Dans la plupart des pays producteurs de lait, la façon traditionnelle d'utiliser le lactosérum est de le donner aux animaux. Le taux de conversion des protéines de lactosérum en protéines animales est très faible (1700 kg de lactosérum sont nécessaires pour produire 1 kg de protéines animales). Au cours des 10 à 15 dernières années, des protéines de haute qualité ont été isolées du lactosérum par ultrafiltration, sur la base desquelles des substituts du lait écrémé en poudre et d'autres produits sont fabriqués. Les concentrés peuvent être utilisés comme additifs alimentaires et composants d'aliments pour bébés. Le lactosérum est également utilisé pour produire du sucre de lait - le lactose, qui est utilisé dans les industries alimentaires et médicales. Avec tout cela, le volume de transformation industrielle du lactosérum représente 50 à 60% de sa production totale. Par conséquent, il y a une perte importante de la protéine de lait et du lactose les plus précieux. De plus, il y a un problème d'élimination des déchets, car le processus de décomposition naturelle du lactosérum est extrêmement lent.Le lactose du lactosérum peut servir de source d'énergie pour de nombreux types de micro-organismes, en tant que matière première pour la production de produits de synthèse microbienne (acides organiques, enzymes, alcools, vitamines) et de biomasse protéique. De tous les micro-organismes connus, la levure a le taux de conversion le plus élevé de protéine de lactosérum en protéine microbienne. La capacité d'assimiler le lactose se trouve dans environ 20 % de toutes les espèces de levure connues. La levure fermentant le lactose est beaucoup moins courante. Le catabolisme actif du lactose est particulièrement caractéristique des levures du genre Kluyveromyces. Cette levure peut être utilisée pour obtenir des préparations de protéines alimentaires, d'éthanol, de -glucosidase sur le lactosérum.
Pour la première fois, de la levure à base de lactosérum a été cultivée en Allemagne. Diverses souches de saccharomycètes ont été utilisées comme producteurs. Des procédés d'obtention de produits microbiens basés sur l'utilisation de lactose en monoculture et d'un mélange de levure et de bactéries ont été développés. Actuellement, des levures des genres Candida, Trichosporon, Torulopsis sont utilisées comme producteurs. En termes de valeur biologique, le lactosérum avec de la levure cultivée dépasse largement la matière première d'origine et il peut être utilisé comme substitut du lait. La liste ci-dessus de micro-organismes et de procédés d'obtention de protéines dans les organismes unicellulaires n'est pas exhaustive. Cependant, le potentiel de cette nouvelle industrie est loin d'être pleinement exploité. De plus, nous ne connaissons pas encore toutes les possibilités de l'activité des micro-organismes en tant que producteurs de protéines, mais au fur et à mesure que nos connaissances s'approfondissent, elles seront élargies.
Matières premières et composition des milieux de culture pour production biotechnologique Le milieu nutritif assure l'activité vitale, la croissance, le développement d'un objet biologique, la synthèse efficace du produit cible. L'eau fait partie intégrante du milieu nutritif, les nutriments qui forment de vraies solutions (sels minéraux, acides aminés, acides carboxyliques, alcools, aldéhydes, etc.) et des solutions colloïdales (protéines, lipides, composés inorganiques - hydroxyde de fer). Les composants individuels peuvent être dans un état solide d'agrégation, peuvent flotter, être uniformément répartis dans tout le volume sous forme de suspension ou former une couche inférieure.Matières premières pour milieux de culture en production biotechnologique
Les matières premières utilisées pour obtenir le produit cible doivent être non rares, peu coûteuses et aussi facilement disponibles que possible : mélasse - un sous-produit de la production de sucre, composants du pétrole et du gaz naturel, déchets agricoles, industries du bois et du papier, etc. Le plus souvent, les déchets alimentaires sont utilisés comme composants des milieux nutritifs. La mélasse de betterave - un déchet de la production de sucre à partir de betteraves, est riche en substances organiques et minérales nécessaires au développement des micro-organismes. Il contient 45-60% de saccharose, 0,25-2,0% de sucre inverti, 0,2-3,0% de raffinose. De plus, la mélasse contient des acides aminés, des acides organiques et leurs sels, de la bétaïne, des minéraux et certaines vitamines. Utilisé pour la production industrielle d'acide citrique, d'éthanol et d'autres produits. La vinasse de mélasse est un déchet de la production de mélasse-alcool. La composition chimique de la vinasse dépend de la composition de la mélasse d'origine et varie considérablement. Selon sa composition chimique, la vinasse de mélasse est une matière première à part entière pour la production de levure alimentaire, qui ne nécessite pas l'ajout de substances de croissance, car elle contient une quantité suffisante de vitamines. La teneur en matière sèche dans la vinasse naturelle est de 8 à 12 %, dans la vinasse évaporée - 53 %. Les vinasses de céréales et de pommes de terre sont un gaspillage de la production d'alcool. La teneur en substances sèches solubles est généralement de 2,5 à 3,0 %, dont 0,2 à 0,5 % de substances réductrices, il existe des sources d'azote et d'oligo-éléments. Il est utilisé pour obtenir des protéines microbiennes. Les déchets de brassage (grains de bière et pousses de malt) et les déchets d'orge non malté sont une source appropriée, mais petite, de glucides digestibles pour la production de protéines microbiennes. Pour la production de levures fourragères, cette matière première est convenablement hydrolysée et introduite dans le milieu nutritif dans un rapport de 8 : 0,2 : 0,05 (pellet : germes : déchets d'orge). Le son de blé est un déchet de la production de mouture, il est utilisé pour la préparation de milieux nutritifs dans une méthode de culture en phase solide. Ils ont une composition chimique riche et peuvent être utilisés comme seul composant du milieu nutritif. Le son de blé étant un produit coûteux, il est mélangé à des composants moins chers : sciure de bois, pousses de malt, marc de fruits, etc. Le lactosérum est un déchet de la production de fromage, de fromage cottage et de caséine. À cet égard, une distinction est faite entre le fromage, le fromage cottage et le lactosérum de caséine. En termes de composition chimique et de valeur énergétique, ce produit est considéré comme un « demi-lait ». Le lactosérum de lait est très riche en divers composés biologiquement actifs, son résidu sec contient en moyenne 70 à 80 % de lactose, 7 à 15 % de substances protéiques, 2 à 8 % de matières grasses, 8 à 10 % de sels minéraux. De plus, le lactosérum contient une quantité importante d'hormones, d'acides organiques, de vitamines et d'oligo-éléments. La présence de sources de carbone facilement assimilables par de nombreux types de micro-organismes dans le lactosérum, ainsi que divers facteurs de croissance, en font l'un des milieux nutritifs les plus précieux pour l'obtention de produits de synthèse microbienne, par exemple, pour la production de préparations protéiques sur un échelle industrielle. Le fait que l'utilisation de lactosérum de lait ne nécessite pas de préparation complexe spéciale est d'une grande importance et que le liquide de culture après la croissance des micro-organismes peut être utilisé à des fins alimentaires et fourragères sans transformation.
La production de biomasse microbienne est la plus grande production microbiologique. La biomasse microbienne peut être un bon complément protéique pour les animaux de compagnie, les oiseaux et les poissons. La production de biomasse microbienne est particulièrement importante pour les pays qui ne cultivent pas de soja à grande échelle (la farine de soja est utilisée comme additif alimentaire traditionnel à base de protéines).
Lors du choix d'un micro-organisme, le taux de croissance spécifique et le rendement en biomasse sur un substrat donné, la stabilité pendant la culture continue et la taille des cellules sont pris en compte. Les cellules de levure sont plus grosses que les bactéries et sont plus faciles à séparer des liquides par centrifugation. Des mutants de levure polyploïde à grandes cellules peuvent être cultivés. Actuellement, on ne connaît que deux groupes de microorganismes possédant les propriétés nécessaires à une production industrielle à grande échelle : ce sont les levures Candida sur n-alcanes (hydrocarbures normaux) et les bactéries Methylophillus methylotrophus sur méthanol.
Les micro-organismes peuvent être cultivés sur d'autres milieux nutritifs : sur les gaz, le pétrole, les déchets de charbon, les industries chimiques, alimentaires, vinicoles et vodka, le travail du bois. Les avantages économiques de leur utilisation sont évidents. Ainsi, un kilogramme d'huile traité par des micro-organismes donne un kilogramme de protéines et, disons, un kilogramme de sucre - seulement 500 grammes de protéines. La composition en acides aminés de la protéine de levure ne diffère pratiquement pas de celle obtenue à partir de microorganismes cultivés sur des milieux glucidiques conventionnels. Des tests biologiques de préparations à base de levure cultivée sur des hydrocarbures, qui ont été effectués tant dans notre pays qu'à l'étranger, ont montré qu'elles sont totalement dépourvues d'effet nocif sur l'organisme des animaux testés. Les expériences ont été menées sur plusieurs générations de dizaines de milliers d'animaux de laboratoire et de ferme. La levure non transformée contient des lipides et des acides aminés non spécifiques, des amines biogènes, des polysaccharides et des acides nucléiques, et leur effet sur l'organisme est encore mal compris. Par conséquent, il est proposé d'isoler la protéine de levure sous une forme chimiquement pure.Le libérer des acides nucléiques est également devenu facile.
Dans les processus biotechnologiques modernes basés sur l'utilisation de micro-organismes, les levures, d'autres champignons, bactéries et algues microscopiques servent de producteurs de protéines.
D'un point de vue technologique, la levure est la meilleure d'entre elles. Leur avantage réside principalement dans la fabricabilité : la levure est facile à cultiver dans des conditions de production. Ils se caractérisent par un taux de croissance élevé, une résistance à la microflore étrangère, sont capables d'assimiler toutes les sources de nourriture, sont facilement séparés et ne polluent pas l'air avec des spores. Les cellules de levure contiennent jusqu'à 25 % de matière sèche. Le composant le plus précieux de la biomasse de levure est la protéine, qui, en termes de composition en acides aminés, surpasse la protéine des céréales et n'est que légèrement inférieure aux protéines du lait et de la farine de poisson. La valeur biologique des protéines de levure est déterminée par la présence d'une quantité importante d'acides aminés essentiels. En termes de teneur en vitamines, la levure surpasse tous les aliments protéinés, y compris la farine de poisson. De plus, les cellules de levure contiennent des oligo-éléments et une quantité importante de graisse, dominée par les acides gras insaturés. Lorsque l'on donne de la levure fourragère aux vaches, la production de lait et la teneur en matières grasses du lait augmentent, et la qualité de la fourrure s'améliore chez les animaux à fourrure. Sont intéressantes les levures possédant des enzymes hydrolytiques et capables de croître sur des polysaccharides sans leur hydrolyse préalable. L'utilisation d'une telle levure évitera l'étape coûteuse d'hydrolyse des déchets contenant des polysaccharides. Plus de 100 espèces de levures sont connues pour prospérer sur l'amidon comme seule source de carbone. Parmi elles, on distingue particulièrement deux espèces, qui forment à la fois des glucoamylases et des β-amylases, se développent sur l'amidon à fort coefficient économique et peuvent non seulement assimiler, mais aussi fermenter l'amidon : Schwanniomyces occidentalis et Saccharomycopsis fibuliger. Les deux espèces sont des producteurs prometteurs de protéines et d'enzymes amylolytiques sur des déchets contenant de l'amidon. La recherche est en cours de levure qui pourrait décomposer la cellulose native. Des cellulases ont été trouvées chez plusieurs espèces, par exemple chez Trichosporon pullulans ; cependant, l'activité de ces enzymes est faible et il n'est pas encore nécessaire de parler de l'utilisation industrielle de telles levures. La levure du genre Kluyveromyces pousse bien sur l'inuline, la principale substance de stockage des tubercules de topinambour, une importante culture fourragère qui peut également être utilisée pour obtenir des protéines de levure.
Récemment, les bactéries ont commencé à être utilisées comme producteurs de protéines, qui ont un taux de croissance élevé et contiennent jusqu'à 80% de protéines dans la biomasse. Les bactéries se prêtent bien à la sélection, ce qui permet d'obtenir des souches très productives. Leurs inconvénients sont une sédimentation difficile en raison de la petite taille des cellules, une sensibilité importante aux infections phagiques et une teneur élevée en acides nucléiques dans la biomasse. Cette dernière circonstance n'est défavorable que si l'utilisation alimentaire du produit est envisagée. Il n'est pas nécessaire de réduire la teneur en acides nucléiques de la biomasse utilisée pour l'alimentation animale, puisque l'acide urique et ses sels formés lors de la destruction des bases azotées sont transformés dans l'organisme de l'animal en allantoïne, qui est facilement excrétée dans les urines. Chez l'homme, un excès de sels d'acide urique peut contribuer au développement d'un certain nombre de maladies.
Le groupe suivant de producteurs de protéines est celui des champignons. Ils attirent l'attention des chercheurs en raison de leur capacité à utiliser les matières premières organiques les plus diverses : mélasse, lactosérum, jus de plantes et de racines, lignine et déchets solides contenant de la cellulose provenant des industries alimentaires, du travail du bois et de l'hydrolyse. Le mycélium de champignon est riche en substances protéiques, qui sont les plus proches des protéines de soja en termes de teneur en acides aminés essentiels. En même temps, la protéine des champignons est riche en lysine, le principal acide aminé qui manque à la protéine des céréales.Cela permet de formuler des mélanges équilibrés de denrées alimentaires et d'aliments pour animaux sur la base de la biomasse des céréales et des champignons. Les protéines de champignons ont une valeur biologique assez élevée et sont bien absorbées par l'organisme.
La structure fibreuse de la culture cultivée est également un facteur positif. Cela vous permet d'imiter la texture de la viande et, à l'aide de divers additifs, sa couleur et son odeur. Le mycélium du champignon est généralement conservé congelé.
Les champignons utilisent le glucose et d'autres nutriments comme substrat, et l'ammoniac et les sels d'ammonium sont une source courante d'azote. Après l'achèvement de l'étape de fermentation, la culture est soumise à un traitement thermique pour réduire la teneur en acide ribonucléique, puis le mycélium est séparé par filtration sous vide.
Les algues peuvent également servir de sources de substances protéiques. Avec une méthode phototrophe d'alimentation et de formation de biomasse, ils utilisent le dioxyde de carbone atmosphérique. Les algues sont généralement cultivées dans la couche superficielle des étangs, où l'on peut obtenir autant de protéines sur une superficie de 0,1 hectare que sur 14 hectares de haricots. Les protéines d'algues conviennent non seulement à l'alimentation animale, mais également à des fins alimentaires.
Enfin, les bons producteurs de protéines sont les lentilles d'eau, qui accumulent des protéines jusqu'à 45% du poids sec, ainsi que jusqu'à 45% de glucides. Cependant, malgré leur petite taille, ils n'appartiennent pas aux producteurs de protéines susmentionnés (micro-organismes), car ce ne sont pas seulement des organismes multicellulaires, mais appartiennent également à des plantes supérieures.
MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION DE LA FÉDÉRATION DE RUSSIE SYKTYVKAR STATE UNIVERSITY Département de botanique Résumé sur le sujet : PRODUCTION DE PROTÉINES
Interprète : étudiant 243 gr.
Aniskina Maria
Conférencier : Ph.D., professeur agrégé,
Shergina N.N.
Syktyvkar 2000
TABLE DES MATIÈRES _______ 2
PRÉSENTATION __________ 3
1.Protéine d'organismes unicellulaires 4
1.1. Obtention de protéines microbiennes sur des alcools inférieurs__ 4
1.2. Obtention de substances protéiques à partir de matières premières glucidiques ____ 7
2.Protéine de champignon (mycoprotéine) ________ 8
RÉFÉRENCES _______ 10
INTRODUCTION
Les micro-organismes ont commencé à être utilisés dans la production de produits protéiques bien avant l'émergence de la microbiologie. Qu'il suffise de mentionner toutes sortes de fromages, ainsi que les produits obtenus par fermentation de graines de soja. Dans le premier et le deuxième cas, la protéine est la base nutritionnelle. Lorsque ces produits sont développés avec la participation de microbes, un changement profond dans les propriétés des matières premières contenant des protéines se produit. Il en résulte des produits alimentaires qui peuvent être conservés plus longtemps (fromage) ou plus pratiques à consommer (bean caillé). Les microbes jouent un rôle dans la production de certains produits carnés destinés au stockage. Ainsi, dans la fabrication de certaines variétés de saucisses, la fermentation acide est utilisée, généralement avec la participation d'un complexe de bactéries lactiques. L'acide résultant contribue à la conservation du produit et contribue à la formation de son goût particulier.
Cela limite peut-être l'utilisation de micro-organismes dans le traitement des protéines. Les possibilités de la biotechnologie moderne dans ces industries sont faibles, à l'exception de la fabrication du fromage. La culture et la collecte de la masse microbienne transformée en nourriture est une autre affaire : ici, la biotechnologie peut se manifester dans son intégralité.
Pour de nombreux indicateurs importants, la biomasse des micro-organismes peut avoir une valeur nutritionnelle très élevée. Dans une large mesure, cette valeur est déterminée par les protéines : dans la plupart des espèces, elles constituent une proportion importante de la masse sèche des cellules. Pendant des décennies, les perspectives d'augmentation de la part des protéines microbiennes dans le bilan total des protéines produites dans le monde ont été activement discutées et étudiées.
La production de telles protéines implique la culture à grande échelle de certains micro-organismes, qui sont collectés et transformés en aliments. Pour réaliser la transformation la plus complète possible du substrat en biomasse microbienne, une approche à multiples facettes est nécessaire. La culture de microbes pour l'alimentation est intéressante pour deux raisons.Premièrement, ils poussent beaucoup plus vite que les plantes et les animaux : le temps nécessaire pour doubler leur nombre se mesure en heures. Cela raccourcit le temps qu'il faut pour produire une certaine quantité de nourriture. Deuxièmement, en fonction des micro-organismes cultivés, divers types de matières premières peuvent être utilisés comme substrats. En ce qui concerne les substrats, ici, vous pouvez aller dans deux directions principales : traiter les déchets de faible qualité ou vous concentrer sur les glucides facilement disponibles et obtenir de ceux-ci une biomasse microbienne contenant des protéines de haute qualité.
1.1 Obtention de protéines microbiennes sur des alcools inférieurs
Culture dans le méthanol. Le principal avantage de ce substrat est sa grande pureté et son absence d'impuretés cancérigènes, sa bonne solubilité dans l'eau, sa volatilité élevée, ce qui permet d'éliminer facilement ses résidus du produit fini. La biomasse obtenue sur méthanol ne contient pas d'impuretés indésirables, ce qui permet d'exclure l'étape de purification du schéma technologique.
Cependant, il est nécessaire de prendre en compte pendant le processus des caractéristiques du méthanol telles que l'inflammabilité et la possibilité de formation de mélanges explosifs avec l'air.
Les levures et les souches bactériennes ont été étudiées en tant que producteurs utilisant du méthanol dans le métabolisme constructif. Chez la levure, Candida boidinii, Hansenula polymorpha et Piehia pastoris ont été recommandées pour la production, dont les conditions optimales (t = 34-37°C, pH = 4,2-4,6) permettent de réaliser le procédé avec un coefficient économique d'assimilation du substrat jusqu'à 0,40 à un débit compris entre 0,12 et 0,16 h-1. Parmi les cultures bactériennes, on utilise Methylomonas clara, Pseudomonas rosea et autres, capables de se développer à t = 32-34°C, pH = 6,0-6,4 avec un coefficient économique d'assimilation du substrat jusqu'à 0,55 à un débit allant jusqu'à 0,5 h ; un.
Les caractéristiques du processus de culture sont en grande partie dues à la souche productrice utilisée (levure ou bactérie) et aux conditions d'asepsie. Un certain nombre d'entreprises étrangères proposent d'utiliser des souches de levure et de pratiquer la culture en l'absence d'asepsie stricte. Dans ce cas, le processus technologique se déroule dans un fermenteur de type éjection d'une capacité de 75 tonnes d'ACW par jour, et la consommation spécifique de méthanol est de 2,5 t/t ACW.
Lors de la culture de levure dans des conditions aseptiques, des dispositifs de type colonnaire ou à oreilles d'une capacité de 75 à 100 t ACV / jour sont recommandés pour une consommation de méthanol allant jusqu'à 2,63 t / t ACV. Dans les deux cas, le processus de culture est effectué en une seule étape, sans étape de "maturation" avec une faible concentration du substrat (8-10 g / l).
Dans un certain nombre de pays, des souches bactériennes sont utilisées comme producteurs ; le procédé est réalisé dans des conditions aseptiques dans des fermenteurs de type airliphite ou jet d'une capacité de 100-300 t/jour et une consommation de méthanol allant jusqu'à 2,3 t/t ASB. La fermentation est réalisée en une seule étape à de faibles concentrations en alcool (jusqu'à 12 g / l) avec un degré élevé d'utilisation du méthanol.
Le plus prometteur en termes de conception est le fermenteur à jet de l'Institut de chimie technique de l'Académie des sciences de la République démocratique allemande. Le fermenteur d'un volume de 1000m3 est constitué de sections situées les unes au-dessus des autres et reliées entre elles par des trop-pleins de puits. Le milieu de fermentation de la section inférieure du fermenteur à travers une canalisation sous pression est fourni par des pompes de circulation centrifuges aux débordements de l'arbre supérieur, à travers lesquels il passe dans la section inférieure, tout en aspirant l'air du gazoduc. Ainsi, le milieu s'écoule de section en section, aspirant constamment de nouvelles portions d'air. Les jets tombants dans les trop-pleins des mines assurent une aération intensive du milieu.
Le milieu nutritif est alimenté en continu dans la zone de débordement de l'arbre supérieur et la suspension microbienne est retirée des circuits distants. Au stade de l'isolement pour tous types de producteurs, la séparation de granulation est prévue afin d'obtenir un produit fini en granulés.
La levure fourragère obtenue sur méthanol a la composition en pourcentage suivante : protéine brute 56-62 ; lipides 5-6; frêne 7-11; humidité 8-10; acides nucléiques 5-6.La biomasse bactérienne est caractérisée par la composition suivante : protéine brute 70-74 ; lipides 7-9; frêne 8-10; acides nucléiques 10-13; humidité 8-10.
En plus du méthanol, l'éthanol est utilisé comme matière première de haute qualité, qui a une faible toxicité, une bonne solubilité dans l'eau et une petite quantité d'impuretés.
Les levures (Candida utilis, Sacharomyces lambica, Hansenula anomala, Acinetobacter calcoaceticus) peuvent être utilisées comme micro-organismes qui produisent des protéines sur l'alcool éthylique comme seule source de carbone. Le processus de culture est effectué en une seule étape dans des fermenteurs avec des caractéristiques de transfert de masse élevées à une concentration en éthanol ne dépassant pas 15 g / l.
La levure cultivée à l'éthanol contient (%) : protéine brute 60-62 ; lipides 2-4; frêne 8-10; humidité jusqu'à 10.
1.2. Obtention de substances protéiques à partir de matières premières glucidiques
Historiquement, l'un des premiers substrats utilisés pour obtenir de la biomasse fourragère était les hydrolysats de déchets végétaux, les préhydralisats et la liqueur de sulfite - des déchets de l'industrie des pâtes et papiers. L'intérêt pour les matières premières glucidiques en tant que principale source renouvelable de carbone a également considérablement augmenté d'un point de vue environnemental, car il peut servir de base à la création d'une technologie sans déchets pour le traitement des produits végétaux.
En raison du fait que les hydrolysats sont un substrat complexe constitué d'un mélange d'hexoses et de pentoses, les espèces de levure C.utilis, C.scottii et C.tropicalis se sont répandues parmi les souches de producteurs industriels, qui, avec les hexoses, sont capable d'assimiler les pentoses, ainsi que de transférer la présence de furfural dans l'environnement.
La composition du milieu nutritif dans le cas d'une culture sur une charge hydrocarbonée diffère sensiblement de celle utilisée pour la culture de microorganismes sur un substrat hydrocarboné. Les hydrolysats et les lessives au sulfite contiennent une petite quantité de presque tous les oligo-éléments nécessaires à la croissance des levures. Les quantités manquantes d'azote, de phosphore et de potassium sont introduites sous forme d'une solution générale de sels d'ammophos, de chlorure de potassium et de sulfate d'ammonium.
La fermentation est réalisée dans des appareils à air lift conçus par Lefrancois-Marillet d'un volume de 320 et 600 m3. Le processus de culture de levure est effectué en mode continu à un pH de 4,2 à 4,6. La température optimale est de 30 à 40°C.
La levure fourragère obtenue par culture sur hydrolysats de matières premières végétales et liqueurs sulfites a la composition suivante (%) : protéine 43-58 ; lipides 2,3-3,0; glucides 11-23; cendre - jusqu'à 11; humidité - pas plus de 10.
L'un des substrats prometteurs dans la production de biomasse fourragère sont les hydrolysats de tourbe, qui contiennent une grande quantité de monosaccharides et d'acides organiques facilement digestibles. De plus, seules de petites quantités de superphosphate et de chlorure de potassium sont ajoutées au milieu nutritif. La source d'azote est l'eau ammoniacale. En termes de qualité, la biomasse fourragère obtenue à partir d'hydrolysats de tourbe surpasse les levures issues de déchets végétaux.
La mycoprotéine est un produit alimentaire constitué principalement du mycélium du champignon. Dans sa production, la souche Fusarium graminearum isolée du sol est utilisée. La mycoprotéine est produite aujourd'hui dans une usine pilote par la méthode de croissance continue. Le glucose et d'autres nutriments sont utilisés comme substrat, et l'ammoniac et les sels d'ammonium sont utilisés comme sources d'azote. Après l'achèvement de l'étape de fermentation, la culture est soumise à un traitement thermique pour réduire la teneur en acide ribonucléique, puis le mycélium est séparé par filtration sous vide.
Si nous comparons la production de mycoprotéines avec la synthèse de protéines animales, alors un certain nombre de ses avantages seront révélés. Outre le fait que la vitesse de croissance est ici plus élevée, la transformation du substrat en protéine est incomparablement plus efficace que lorsque l'aliment est assimilé par les animaux domestiques. Ceci est reflété dans le tableau 1.
Rappelons que les aliments pour animaux doivent contenir une certaine quantité de protéines, jusqu'à 15-20%, selon le type d'animaux et la manière dont ils sont élevés.La structure fibreuse de la culture cultivée est également un facteur positif ; la texture de la masse de mycélium est proche de celle des produits naturels, par conséquent, la texture de la viande peut être imitée dans le produit et, grâce aux additifs, son goût et sa couleur. La densité du produit dépend de la longueur des hyphes du champignon cultivé, qui est déterminée par le taux de croissance.
Tableau 1. Efficacité de conversion pour la formation de protéines pour divers animaux et Fusarium graminearum.
| Produit d'origine | Produits et services | ||
| Protéine, g | Total, g | ||
| Vache | 1 kg d'aliment | 14 | 68 boeuf |
| Porc | 1 kg d'aliment | 41 | 200 porc |
| Poulet | 1 kg d'aliment | 49 | 240 viande |
| Fusarium graminearum | 1 kg de glucides + azote inorganique | 136 | 1080 masse cellulaire |
Suite à des recherches approfondies sur la valeur nutritionnelle et la sécurité de la mycoprotéine, l'USDA a approuvé sa commercialisation en Angleterre. Sa teneur en nutriments est indiquée dans le tableau 2.
Tableau 2. Composition moyenne en mycoprotéines et comparaison avec celle de la viande bovine.
| Composants | Composition,% (poids sec) | |
| mycoprotéine | bifteck | |
| Protéine | 47 | 68 |
| Graisses | 14 | 30 |
| Fibre alimentaire | 25 | Traces |
| Les glucides | 10 | 0 |
| Cendre | 3 | 2 |
| ARN | 1 | Traces |
1. Biotechnologie : principes et applications. Éd. I. Higgens et autres. Moscou : "Mir", 1988
2. Biotechnologie. Production de substances protéiques. V.A.Bykov, M.N. Manakov et autres. "École supérieure" de Moscou, 1987
3. Vorobieva A.I. Microbiologie industrielle. Éd. Université de Moscou, 1989
