تولید SCP از متانول، راه حل بیوتكنولوژی برای معضل كمبود خوراك دام و طیور

مشكل كمبود آب در سطح جهان و به تبع آن خشكسالی و از بین رفتن منابع طبیعی،‌ باعث شده است كه كمبود علوفه و غذای دام، به یكی از مهمترین دغدغه‌های صنعت دامپروری بدل شود. بیوتكنولوژی می‌تواند با تولید پروتئین‌های افزودنی نظیر SCP، ضایعات غنی شده، اسیدهای آمینه و آنزیم‌های كمك‌هضم‌كننده و همچنین با طراحی و تهیه علوفه‌های بهتر با استفاده از تغییر ژنتیكی گیاهان و تعادل اسیدهای آمینه، نیازهای تغذیه‌ای دام و كمبودهای آن را برآورده سازد. متن زیر مروری كوتاه بر برخی روش‌های تولید پروتئین تكنولوژی یاخته (SCP) دارد كه یكی از دستاوردهای بیوتكنولوژی در زمینة غذای دام و طیور است: تاریخچه

تولید SCP از هیدروكربن‌های نفتی

تولید SCP از متان

تولید پروتئین تك یاخته (SCP) از متانول

تاریخچه

پروتئین تك‌یاخته (SCP) اصطلاحی پذیرفته شده برای توده سلولی میكروبی است كه به عنوان غذای انسان و خوراك دام به كار می‌رود. این اصطلاح برای اولین بار در سال 1986 توسط پروفسور كارول ویلسون در انستیتو تكنولوژی ماساچوست (MIT)، به كار برده شد. این اصطلاح برای مادة با محتوای پروتئینی كمتر از 65 درصد مناسب نیست و كمیتة تخمیر واحد بین‌المللی شیمی محض و كاربردی، اصطلاح "تودة سلولی تك‌یاخته" را برای چنین مواردی توصیه می‌كند. همچنین مناسب‌تر است، برای تودة سلولی محتوی پروتئین به دست آمده از قارچ، اصطلاح "پروتئین قارچی" كه اخیراً در بسیاری از منابع بكارگرفته شده است، استفاده شود.
اولین كنفرانس بین‌المللی در مورد SCP در سال 1967 در انستیتو تكنولوژی ماساچوست برگزار شد. در این زمان بیشتر پروژه‌ها در مراحل آزمایشگاهی بود. در كنفرانس دوم كه در سال 1973 برگزار شد، بسیاری از كمپانی‌ها در كشورهای مختلف تولید SCP را در مقیاس صنعتی شروع كرده بودند.

تولید SCP از مخمر تورولا برای اولین بار در جنگ جهانی اول توسط آلمان‌ها انجام شد. در اواسط سال 1930 و جنگ جهانی دوم، این امر مورد توجه بیشتری قرار گرفت و تولید آن به 15 هزار تن در سال رسید. در سال 1959 تیم تحقیقاتی شركت نفت بریتانیا مشاهده كرد كه میكروارگانیسم مورد مطالعة آنها قادر به رشد بر روی نرمال پارافین است و در سال 1965 واحدی برای تولید SCP به میزان 4000 تن در سال، طراحی و ساخته شد و در نهایت در سال 1976 كارخانه‌ای با ظرفیت صد هزار تن در سال مورد بهره‌برداری قرار گرفت.

در آن زمان، به‌دلیل محتوای بالای اسیدهای هسته‌ای SCP (كه بخاطر دستیابی به سرعت رشد بالاتر توسط میكروارگانیسم‌های تك‌سلولی تولید می‌شود)، امكان استفاده از آن در خوراك انسان وجود نداشت. اما شركت RHM در انگلستان با همكاری شركت ICI در اواسط دهه 80 میلادی پروتئین میكروبی تحت نام تجارتی Quorn تولید كرد كه ساختاری شبیه به گوشت داشته و توسط رشد كپكFusarium graminerarum بر روی مواد نشاسته‌ای تولید می‌شد. این محصول بخاطر استفاده از كپك كه بطور طبیعی دارای محتوای اسید هسته‌ای كمتری از باكتری‌ها می‌باشد و بخاطر اضافه كردن یك عملیات برای كاهش RNA در فرآیند تولید صنعتی، دارای محتوای هسته‌ای خیلی پایین می‌باشد و لذا استفاده از آن در خوراك انسان در انگلستان مجاز تشخیص داده شد. تولید اولیه این محصول در سال 1985، 1000 تن در سال بود و از موفقیت اقتصادی برخوردار شد، زیرا بجای كنجاله سویا با سویا و گوشت رقابت می‌كرد.

تولید SCP از هیدروكربن‌های نفتی

هیدروكربن‌های موجود در نفت خام به 5 گروه نرمال‌آلكان‌ها، ایزوآلكان‌ها، آلكان‌ها، سیكلوآلكان‌ها و آروماتیك‌ها تقسیم می‌شوند. در بین این مواد، نرمال‌آلكان‌های مایع به عنوان منبع كربن و انرژی، بیش از همه برای تولید SCP به كار برده شده است.

اولین گزارش در مورد میكروارگانیسم‌های مصرف‌كننده هیدروكربن‌ها در سال 1895 توسط میوشی (Miyoshi) ارائه شد. او مشاهده كرد كه قارچ Botrytis cinerea می‌تواند پارافین را جذب كند. پریر Perrier در سال 1913 استفاده هیدروكربن‌ها توسط مخمرها را اعلام نمود.
طی جنگ جهانی دوم، مقالاتی در مورد توسعة میكروبیولوژی نفت منتشر شده و جالب توجه این است كه اكثر كارهای انجام شده بر روی باكتری‌ها بوده است. در اواخر دهة 40، جزئیات رشد مخمر Candida tropicalis در شرایط غیراستریل گزارش شد. همچنین باكتری‌های Micrococcus sphaeroides كه از خاك ایستگاه‌های شارژ گاز جدا شده بودند، قادر به رشد بر روی هیدروكربن‌ها (همانند كربوهیدرات‌ها) بودند. در اواخر دهة شصت و اوایل دهة هفتاد میلادی فرایندهایی برای تولید پروتئین تك‌یاخته از هیدروكربن‌ها در مقیاس آزمایشگاهی و صنعتی توسعه یافت.

به دنبال مطالعه اولیه شركت نفت بریتانیا در مورد استفادة میكربی از گازوئیل و نرمال‌پارافین، بیشتر شركت‌های بزرگ نفتی، فعالیت‌هایی را برای تولید SCP از منابع خام كربنی شروع كردند. كارخانه‌های نیمه‌تجاری در اكثر كشورها مانند فرانسه، هند، ژاپن، رومانی، چین، آلمان، شوروی، چكسلواكی سابق و ایتالیا ساخته شد. در بیشتر روش‌ها، از نرمال‌پارافین‌ها به عنوان مادة خام و از مخمرها به‌عنوان میكروارگانیسم برای تولید SCP استفاده شده بود.

خصوصیات تودة سلولی میكروبی

خصوصیات تودة سلولی میكروبی به سه عامل سوبسترا، میكرواورگانیسم و فرآیند انتخاب شده بستگی دارد.

موادی كه به‌عنوان خوراك دام مصرف می‌شوند، باید از لحاظ بیولوژیكی و ارزش غذایی در شرایط بدن موجود زنده و یا شرایط آزمایشگاه مورد آزمایش قرار گیرند. تمام آزمایش‌های انجام شده نشان داده است كه تودة سلولی میكروبی می‌تواند به عنوان غذایی مناسب برای دام مصرف شود.

تودة سلولی تولید شده باید دارای ارزش غذایی مناسب باشد؛ یعنی به میزان كافی دارای ویتامین، پروتئین و اسیدهای آمینه ضروری باشد. از طرفی قابلیت هضم خوبی داشته و فاقد مواد سمی باشد. طعم این مواد نیز باید حتی‌الامكان مطلوب باشد.

خصوصیات فرآیند مورد استفاده
فرایند مورد استفاده بایستی خصوصیات زیر را دارا باشد:

1- بالاترین بهره‌دهی

2- حداقل بودن هزینه‌های سرمایه‌گذاری و راه‌اندازی

3- بالا بودن بازدهی

4- مصرف تقریباً كامل سوبسترا

5- سهولت بازیافت

6- ساده بودن عملیات در قسمت پایین دستی

موارد ذكر شده به علاوه مواردی مانند غیرمداوم و یا مداوم بودن، سترون و یا ناسترون بودن و عملیات تك‌مرحله‌ای، به‌طور كلی بر انتخاب نوع میكروارگانیسم و تصمیم‌گیری‌های نهایی تاثیرگذار هستند.

تودة سلولی حاصل، از كربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها، اسیدهای نوكلئیك و محصولات طبیعی ویژه نظیر ویتامین‌ها، استروئیدها، ایزوپرونوئیدها و مواد غذایی تشكیل شده است. لذا می‌توان از هر كدام از این اجزاء استفاده كرد.

تولید SCP از متان

در بسیاری از كشورهای جهان گاز طبیعی (كه قسمت اعظم آن را متان تشكیل می‌دهد) به‌عنوان مادة خام مصرفی مورد توجه قرار گرفته است. اولین گزارش‌های مربوط به استفاده از متان به‌عنوان منبع كربن و انرژی در تولید SCP توسط هامر و همكاران و ولناك و همكاران (Hamer et al & Wolnak et al. 1967) وجود دارد. بیومس باكتریایی حاصل از متان حاوی بیش از 75 درصد پروتئین خام بوده و مقدار زیادی از اسیدهای آمینه ضروری مثل لیزین و ویتامین‌ها را نیز داراست.
فواید متان نسبت به سایر سوبسترا‌ها

متان به آسانی و به صورت مداوم قابل اندازه‌گیری در محلول است، به آسانی از محصول نهایی جدا می‌شود، احتمال آلودگی با سایر میكروارگانیسم‌ها به حداقل می‌رسد و فرایند تولید مداوم آن موثر و نسبتاً ارزان می‌باشد.

معایب استفاده از متان

حلالیت متان در آب كم است و مخلوط آن با اكسیژن و هوا قابل اشتعال و انفجار می‌باشد.

در فرایند مداوم، گرمای زیادی تولید می‌شود كه هزینه زیادی برای خنك كردن احتیاج دارد جدول 1 تركیب SCP حاصل از گاز طبیعی را نشان می‌دهد.

میكروارگانیزم‌های به‌كاررفته

باكتری‌های مصرف‌كنندة متان (متانوتروف‌ها) متعلق به خانواده متیلوكوكاسه (Methylococcacea) هستند كه به پنج جنس تقسیم می‌شوند: متیلوموناس، متیلوباكتر، متیلوكوكوس، متیلوسینوس و متیلوكیستیس.

تاكنون تحقیقات زیادی برای تولید SCP از متان صورت گرفته است كه یكی از این موارد تحقیقات كمپانی Shell (انگلستان) بود كه در حد نیمه‌صنعتی با استفاده از متان میكروارگانیسم متیلوكوكوس كپسولاتوس (Methyiococcus capsulatus) و یا كشت مخلوطی از گونه‌های پسودوموناس، هیفومیكروبیوم و فلاووباكتریوم انجام پذیرفت. كمپانی Kyowa Hakko Kogyo نیز فعالیت‌های مشابهی انجام داده است.

ژاپن چند فرآیند تولید SCP از هیدروكربن‌های گازی را مورد بررسی قرار داده است كه متان، اتان، پروپان، نرمال بوتان، پروپیلین، بوتیلن و یا مخلوطی از این‌ها را باكتری Brevibacterium Ketoglutamicum مصرف می‌كند.

تولید پروتئین تك‌یاخته (SCP) از متانول

افزایش روزافزون جمعیت جهان نیاز به تولید بیشتر پروتئین را مطرح می‌سازد. فعالیت‌های تولیدی در این راستا در اغلب كشورهای جهان با مشكل روبرو است. علت اصلی این امر شرایط نامطلوب آب و هوا، كمبود امكانات در بخش كشاورزی و به كارگیری روش‌های سنتی می‌باشد. از این رو كشورهایی كه با مشكل جمعیت زیاد دست به گریبان هستند، برای رفع نیازهای غذایی مردم ناچار به وارد كردن سالیانة مقادیر زیادی مواد اولیه حاصل از پروتئین گیاهی و یا حیوانی هستند. حتی كشورهایی مانند ژاپن و اروپای غربی و كشورهای در حال توسعه واردكنندگان این مواد (خصوصاً سویا و پودر ماهی) از سایر كشورها می‌باشند.

با توجه به اینكه نیاز به پروتئین‌های غذایی برای انسان و دام رو به افزایش می‌باشد، متخصصین در طی چند دهة گذشته در پی منابع جدید پروتئین با تولید انبوه از میكروارگانیسم‌ها بوده‌اند و از تودة سلول‌های میكربی (خصوصاً منبع كربن نرمال‌آلكان‌ها) به‌عنوان خوراك دام استفاده شده است.

اولین كاربرد متانول برای فرایندهای تخمیری، تولید SCP بوده و به علت مزایای آن مورد توجه قرار گرفته است. اطلاعات اساسی برای استفاده از متیلوتروف‌ها (با سوبسترات متانول) شامل خصوصیات رشد، ضریب بازدهی، ارزش غذایی و سالم بودن آن به عنوان خوراك دام و طیور می‌باشد كه در ظرف 15 الی 20 سال گذشته این اطلاعات به دست آمده است.

در طی سال‌های 90-1970 تولید SCP از منابع و مشتقات نفت خام بیشترین توجه را به خود جلب كرد و كشورهایی مانند انگلستان، آلمان، ژاپن، روسیه و غیره موفقیت‌های چشمگیری را در این زمینه بدست آورده‌اند. در چند دهه گذشته تعدادی از شركت‌های نفتی و شیمیایی در اروپا و ژاپن سرمایه‌گذاری وسیعی را برای تولید SCP از متانول آغاز نمودند. در آلمان شركت شیمیایی Hoechst AG و در بریتانیا شركت ICI اقدام به تاسیس كارخانه‌های تولید كننده SCP از متانول نمودند.

همچنین شركت بزرگ شیمیایی ICI، بیومس باكتریایی Pruteen را از متانول به عنوان خوراك دام و طیور تولید كرده است. در پیشرفته‌ترین فرایند تولید SCP از متانول كه توسط ICI توسعه یافته، از فرمانتور Airlift ( از نوع چرخه فشار) استفاده شده است. مطالعات اولیة آن در یك پایلوت با ظرفیت 1000 تن در سال به مدت بیش از 3 سال انجام شد. سپس كارخانه‌ای با ظرفیت 50 تا 70 هزار تن در سال، در اواخر سال 1979 تأسیس شد. در ژاپن نیز كمپانی پتروشیمیایی میتسوبیشی فرایند تولید SCP از متانول را تا حد پایلوت 500 تن در سال توسعه داده است.

در سال 1977 انستیتیو تحقیقات علمی كویت (KISR) برنامة تحقیقی خود را برای تولید SCP شروع كرد. در این تحقیق ابتدا در شرایط محلی، باكتری‌های مناسب از خاك مناطق كویت جداسازی و پس از بهینه نمودن و انتخاب بهترین باكتری‌ها، فعالیت در مقیاس پایلوت آغاز شد. دلیل این فعالیت، نیاز روزافزون به منابع پروتئینی (40000 تن SCP در سال) در كویت بود. در مرحلة بعد از پایلوت، كارخانه تولید SCP از متانول در حد صنعتی مد نظر بود كه در جریان جنگ عراق و كویت این تأسیسات تخریب شد.
در بلوك شرق نیز سالیانه میلیون‌ها تن SCP از متانول و سایر فراورده‌های مشابه تولید می‌گردد و احتمالاً در حال حاضر این تولیدات ادامه دارد و لیكن آمار و اطلاعات دقیقی در این رابطه وجود ندارد.

لازم به ذكر است پودر ماهی به علت حمل دریایی طولانی در معرض آلودگی میكروبی قرار دارد و عدم مرغوبیت كالا هنگام تحویل همواره مسائلی را به وجود می‌آورد.

فعالیت‌های انجام شده در داخل كشور

بررسی‌های انجام شده از سال 1370 توسط شركت تهیه، تولید و توزیع علوفه (وزارت جهاد سازندگی) با همكاری گروه بیوتكنولوژی دانشكدة فنی و مهندسی دانشگاه تربیت مدرس به این نتیجه رسید كه به‌كارگیری متانول به‌عنوان مادة اصلی در تولید پروتئین تك‌یاخته مزایای ویژه‌ای دارد كه آن را از سایر روش‌ها و مواد اولیه مورد استفاده متمایز می‌نماید. این موضوع با توجه به سهولت دسترسی به متانول در ایران سبب شد تا طرح تولید SCP از متانول به صورت پروژه‌ای مشترك با گروه بیوتكنولوژی دانشكدة فنی و مهندسی دانشگاه تربیت مدرس در سطح آزمایشگاهی انجام گیرد و سپس در حد پایلوت 40 كیلوگرم در روز برای بررسی‌های تغذیه‌ای بیشتر و در نهایت به صورت كارخانه‌ای با ظرفیت تولید 30 هزار تن SCP در سال طراحی و ساخته شود. متأسفانه به‌دلایل مالی و بوروكراسی موجود، انجام آن تاكنون به تعویق افتاده و مراحل نهایی ساخت در دست اجرا است. در ایران با توجه به منابع عظیم گاز و واحدهای صنعتی تولید متانول در پتروشیمی شیراز و پتروشیمی بندرامام (و در آینده نزدیك خارك)، تولید SCP از متانول مناسب بوده و توجیه اقتصادی آن نیز (بعد از بررسی‌های فنی و اقتصادی) توسط شركت تهیه، تولید و توزیع علوفه (وزارت جهادسازندگی) مورد تایید قرار گرفته است. برای تولید SCP در دست داشتن میكروارگانیسم مناسب (با سرعت رشد و پروتئین بالا) و دانستن بهترین شرایط رشد آن در حالت مداوم (Continuous) برای بدست آوردن حداكثر بازدهی، در درجه اول اهمیت قرار دارد.

طی سال‌های اخیر در كشورهای خاورمیانه میزان تولید گوشت با سرعت زیادی افزایش یافته است. این توسعه بطور عمده در تولید طیور بوده كه از طریق تأسیس صنایعی با ظرفیت بالا می‌باشد. یكی از موانع عمده موجود در راه توسعه این صنعت، فقدان خوراك طیور، خصوصاً منبع پروتئینی است كه در نهایت بر تامین پروتئین غذای انسان مؤثر می‌باشد.

با توجه به قابل دسترس بودن نفت خام، گاز و مشتقات آنها در منطقة خاورمیانه، تولید پروتئین تك‌یاخته از مواد خام مطمئن، مخصوصاً متانول، منبع مناسب و قابل اطمینانی برای جبران كمبود پروتئین جهت خوراك دام و طیور است. این فرآورده جایگزین خوبی برای پودر ماهی در خوراك دام و طیور می‌باشد. با توجه به كمبود پروتئین و محدود بودن امكانات طبیعی برای تولید آن، به‌كارگیری میكروارگانیسم‌هایی كه از مواد خام ارزان و فراوان تكثیر می‌یابند، حائز اهمیت خواهد بود.
چنانچه ذكر شد تولید SCP در مقیاس صنعتی امكان‌پذیر بوده و در تعدادی از كشورها به حد تجاری تولید می‌شود. تولید پروتئین تك‌یاخته خصوصاً از متانول دارای مزیت‌های زیر می‌باشد:

1- تهیه SCP از این مواد خام به زمین‌های وسیع كشاورزی نیاز ندارد.

2- تركیب این مواد از نظر درصد پروتئین و اسیدهای آمینه ضروری با محصولات كشاورزی و پودر ماهی برابری می‌كند.

3- در تهیه پروتئین از این مواد خام، شرایط جوی اقلیمی موثر نمی‌باشد.

4- در مقیاس محدود مقدار زیادی پروتئین را می‌توان تولید و ذخیره نمود.

5- برخلاف پروتئین‌های گیاهی و حیوانی كه برای تهیه آنها احتیاج به صرف زمان زیادی می‌باشد، محصول پروتئین صنعتی بسیار سریع به‌دست می‌آید.

6- بازدهی تبدیل سوبسترا به محصول زیاد بوده و خواص فیزیكی و تغذیه‌ای ثابتی دارد.

7- میكروارگانیسم‌های مورد استفاده را می‌توان از نظر ژنتیكی تغییر داده و خواص مطلوبی به آنها داد.

ارزش غذایی SCP حاصل از متانول

اطلاعات قابل ملاحظه‌ای در مورد محتوای بیوشیمیایی سلول‌های میكروبی شامل پروتئین، اسید آمینه، ویتامین و مواد معدنی در دست می‌باشد. در جدول 2 آنالیز تقریبی میكروارگانیسم‌های منتخب برای تولید SCP برآورد شده است. مقدار پروتئین كل بر اساس رابطة ( مقدار نیتروژن) محاسبه می‌شود.مقدار پروتئینی كه بدین ترتیب محاسبه می‌شود، برای استفاده در فرموله كردن خوراك مقدار پروتئین و لیپید میكروارگانیسم‌ها تا حدی منعكس كنندة تركیبات به كار برده شده و در محیط كشت رشد میكروارگانیسم‌ها مشخص می‌شود. مقدار خاكستر محصولات SCP به مقدار مواد معدنی موجود در محیط كشت بستگی دارد. همچون روش‌های به كار گرفته شده در جداسازی و شستن سلول‌ها نیز منجر به تغییرات قابل ملاحظه‌ای در میزان خاكستر می‌شوند. جدول 2 بیانگر میزان اسیدهای آمینه موجود در SCP حاصل از متانول، سویا، پودر ماهی و تخم‌مرغ است كه با استاندارد سازمان جهانی خواروبار و كشاورزی (FAO) مقایسه شده است. همانطور كه ملاحظه می‌شود SCP حاصل از متانول با استانداردهای مربوطه مطابقت داشته و از ارزش غذایی بالای برخوردار می‌باشد. در بین انواع میكروارگانیسم‌ها، باكتری‌ها دارای محتوای اسیدهای آمینة مناسبتری نسبت به مخمرها هستند.

شرایط SCP جهت استفاده از آن توسط انسان

به‌طور كلی تودة سلولی میكروبی به شكل پودر به مصرف حیوان میرسد و اگر قرار باشد توسط انسان مصرف شود، باید قبل از استفاده، عملیات زیر بر روی آن انجام شود:

1-استخراج پروتئین و تغلیظ آن

یكی از موضوعات مهم در مورد SCP میزان اسید نوكلئیك آن می‌باشد؛ چون برای استفاده از SCP میزان اسیدهای نوكلئیك یك عامل محدودكننده است. در مقایسه با منابع پروتئینی معمول، سلول‌های میكربی حاوی 8 تا 25 گرم اسید نوكلئیك در 100 گرم پروتئین می‌باشند كه بیشتر آن اسید ریبونوكلئیك (RNA) است. مصرف بیش از حد مجاز اسیدهای نوكلئیك برای انسان مضر است و نباید مقدار آن از 3 گرم تجاوز كند.

كیفیت و ایمن بودن SCP تولید شده از متانول

كیفیت SCP تولید شده با روش‌های مختلف، همانند سایر مواد غذایی و محصولات تخمیری ارزیابی می‌شود. این روش‌ها توسط بخش تخمیر IUPAC مشخص شده است و شامل روش‌های تجزیه‌ای برای تمامی اجزاء محصول، آزمایش‌های تغذیه‌ای و ایمنی، خواص فیزیكی و مدت زمان سالم ماندن در انبار است.

برای ارزیابی كیفییت SCP مواردی مانند ارزش تغذیه‌ای محصولات برای استفاده در غذای انسان و یا خوراك دام، ایمنی این فرآورده در تغذیه انسان و حیوان و تولید میزان مناسب پروتئین با محتوی مناسب از اسیدنوكلئیك و سایر عوامل سمی، مدنظر می‌باشد. اگرچه استفاده از SCP در درجة اول به خاطر مقدار پروتئین آن است، لیكن سلول‌های میكروارگانیسم‌ها حاوی كربوهیدرات، لیپید، ویتامین‌ها و مواد معدنی نیز می‌باشد كه به ارزش غذایی آن می‌افزاید.
ایمن بودن محصولات SCP نیز موضوع بسیاری از تحقیقات بوده است. ایمن بودن SCP تولید شده با توجه به نوع مصرف آن، بایستی مطابق با استاندارد‌های جهانی باشد. این استانداردها عبارتند از:

سمیت حاد، سمیت ژنتیكی، سمیت در كوتاه مدت، اثر بر روی تولید مثل و سمیت در درازمدت و اثرات تغذیه‌ای SCP بر روی اعضای مختلف بدن مانند كلیه.

در موارد زیادی مرغ‌های گوشتی و تخم‌گذار را تحت تاثیر رژیم‌های مختلفی از SCP قرار داده‌اند و مشخص شده كه اثرات غیرطبیعی نظیر سوء‌تغذیه و اثرات پاتولوژیك بر اندام آنها ندارد. همچنین مزه، طعم گوشت و تخم طیور در موارد مختلف مورد بررسی قرار گرفته و معلوم شده است كه مزه و طعم آنها با شاهد (رژیم‌های غذایی معمول) تفاوتی ندارد. به علاوه از نظر سوء‌تغذیه، تنها در بعضی موارد بایستی اسیدهای آمینه بررسی و كمبودهای آن جبران شود. كمبود اسیدهای آمینه عمدتاً در اسید آمینه‌های گوگرددار و در درجة بعد آرژینین می‌باشد.

در مورد مخمرها به غیر از كمبود متیونین نسبت‌های لیزین به آرژینین نیز بایستی در جیرة غذایی طیور تنظیم شود. در مطالعات مربوط به جلبك‌ها كمبود گلیسین و متیونین در تغذیه جوجه‌ها مشاهده شده است. در بررسی تغذیه‌ای محصول SCP حاصل از متان برای جیرة غذایی جوجه‌های گوشتی نتایج و بازدهی بیشتری نسبت به سویا و پودر ماهی بدست آمده است.

در مورد متانول باقیمانده، ممكن است مقادیر كمی از آن در كنار محصول وجود داشته باشد، كه بسته به شرایط فرایند و جداسازی محصول تغییر می‌كند. طبق قوانین IUPAC غلظت متانول و فرمالدئید باقیمانده در SCP تولید شده نبایستی بیش از ppm 20 باشد. در محصولات تولیدی كه مورد آزمایش قرار گرفته است، مقدار متانول از مقدار ذكرشده تجاوز نمی‌كند. همچنین مقادیر كلسیم، فسفر و منگنز كه بر روی استخوان‌ها و كلیه اثر می‌گذارد، در محصول مهم می‌باشد. مواد معدنی مانند سدیم، پتاسیم و سلنیم نیز بایستی مدنظر باشند. بهم خوردن موازنة در تغذیه جوجه‌ها و یا كمبود عنصر سلنیم (Se) كه به طور طبیعی در پودر ماهی وجود دارد سبب مرگ و میر جوجه‌ها می‌شود.
در تولید SCP لازم است كه سویه‌های باكتریایی و مخمر مورد استفاده، از نظر بیماری‌زایی به دقت بررسی شود. روش‌هایی برای تعیین بیماری‌زایی باكتری‌های مورد نظر وجود دارد. یكی از این روش‌ها، تزریق نمونه SCP به موش (5 هفته‌ای) می‌باشد. برای این كار تلقیح باكتریایی را كه حاوی 8 10 باكتری زنده می‌باشد به‌صورت درون صفاقی به این موش‌ها تزریق كرده و بعد از 14 روز بافت‌های مختلف بدن آنها را مورد بررسی قرار می‌دهند و قسمتی از هر بافت را بر روی محیط كشت جامد گسترش می‌دهند كه بسته به تعداد كلنی ظاهر شده، اثرات بیماری‌زایی باكتری بررسی می‌شود. بررسی انجام شده روی SCP تولیدی از شركت‌های ICI، هوخست، میتسوبیشی و شل نشان می‌دهد كه برای گونه‌های مختلف حیوانی اثرات پاتولوژیك نداشته و ایمنی لازم را دارد.

قابلیت هضم SCP حاصل از متانول در ردیف سویا و جو و یا حتی بهتر از آنها می‌باشد. با توجه به پارامترهای آزمایش‌شدة معین، هنگامی كه محصولات SCP به روش صحیح تولید شده باشند و با مقادیر مناسبی از كربوهیدرات‌ها، مواد معدنی، چربی‌ها، ویتامین‌ها و سایر پروتئین‌ها مخلوط شود ارزش غذایی آن به كازئین (پروتئین شیر) می‌رسد.

نتیجه‌گیری

بررسی‌های فوق نشان داد كه SCP حاصل از متانول در مقیاس صنعتی، برای استفاده در خوراك دام و طیور در كشورمان كه واردات بالایی دارد، قابل استفاده و سالم می‌باشد.

مآخذ:

1- بنكدارپور، بابك، 1381. جزوة آموزشی، انتشارات دانشكدة مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی امیر كبیر

2- غزالی، میرنادر، 1374 تولید پروتئین تك یاخته (SCP) از متانول (بهینه‌سازی كشت میكروارگانیسم در شرایط غیرمداوم و مداوم). پایان‌نامه كارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، بهار

3- فریدونی، رضا، 1376. غنی‌سازی پروتئین سبوس گندم در تخمیر حالت جامد. پایان‌نامه كارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
نام نویسنده :اسماعيل كفايتي
شنبه 26 آبان 1386

تولید SCP از متانول، راه حل بیوتكنولوژی برای معضل كمبود خوراك دام و طیور

تولید SCP از متانول، راه حل بیوتكنولوژی برای معضل كمبود خوراك دام و طیور

تاریخچه

تولید SCP از هیدروكربن‌های نفتی

خصوصیات تودة سلولی میكروبی

تولید SCP از متان

معایب استفاده از متان

میكروارگانیزم‌های به‌كاررفته

تولید پروتئین تك‌یاخته (SCP) از متانول

فعالیت‌های انجام شده در داخل كشور

ارزش غذایی SCP حاصل از متانول

شرایط SCP جهت استفاده از آن توسط انسان

كیفیت و ایمن بودن SCP تولید شده از متانول

نتیجه‌گیری

مآخذ:

مطالب مشابه :

متانول