微生物生产高蛋白粮食

用微生物生产蛋白质

科学原理表明，蛋白质是生命活动的物质基础，一切动植物的体内都有蛋白质。既然动植物这些显眼的“大生物”含有蛋白质，那么，一些肉眼看不见的“小不点儿”微生物，是否也应含有蛋白质的一些成分呢？

是的，微生物虽小，也有蛋白质成分。由于微生物大多是很小很小的单细胞生物，因而人们生产出来的蛋白质，叫做“单细胞蛋白”。

单细胞蛋白的营养价值很高，含有的氨基酸种类不仅超过了米、面，也超了猪肉、鸡肉，另外，它还含有许多糖类、脂肪、矿物质和维生素。人体所需要的营养成分，在这里几乎是应有尽有。

既然如此，我们为什么不能像种庄稼或饲养牲畜那样，让微生物在最佳的环境中“茁壮成长”呢？如果这样，我们不就能获取大量的单细胞蛋白了吗！

于是，科学家们选育出能利用某种原料的微生物，把它们接种到发酵罐里，让它们在发酵罐里施展本领，大量繁殖。然后，再经过净化、干燥、精炼，就得到了我们所需要的单细胞蛋白。

在日常生活中，发酵现象是司空见惯的。微生物能通过自己的新陈代谢，对一些物质进行分解或合成，产生另外一些物质。利用微生物的这种本领，生产人们需要的各种原料和产品，这就是微生物发酵。

微生物的发酵作用是在神奇的“魔术师”——酵的作用下进行的，只要是常温、常压就可以了。由于微生物种类繁多，因而能在不同的环境中形成不同的发酵产物。这些产物几乎都与我们日常生活密切相关，如，醋、甘油、味精、酒精、抗生素、维生素和微生物杀虫剂等。

种庄稼往往受季节的制约，在发酵罐里制造单细胞，就不分数九寒冬和酷暑盛夏了，只要控制好发酵罐里的温度、酸碱度和营养条件，就能源源不断地生产出单细胞蛋白来。

微生物的繁殖速度十分惊人。就细菌来说，每隔20分钟就可以分裂一次，由一个分裂为两个，两个分裂为4个……24小时可分裂72次，产生4.72×1021个后代。

有人做过试验，在适宜的条件下，500千克重的酵母，一昼夜就能够繁殖成4万千克，而同样重的一头牛，一昼夜却只能增加0.24克。

研究表明，微生物发酵生产蛋白质的速度比植物快500倍，比动物快2000倍。一个细菌，一昼夜发酵生产的蛋白质等于它自身重量的30倍～40倍。

然而，667平方米的大豆田，每年可收获1000多千克大豆，得到400千克的植物蛋白质。工人在工厂里利用微生物发酵生产蛋白质，一年竟能生产10万千克蛋白质。

可见，微生物生产蛋白质的效率是多么高。

用微生物生产蛋白质

人们在获得单细胞蛋白的同时，也在不断探索“菌源”。前几年，科学家发现了一种氢细菌，能利用氢、二氧化碳以及含氧无机盐类作发酵原料来生产单细胞蛋白。既不与工业争原料，也不与农业争土地，是一种理想的生产食物的方法。之后，科学家又找到一种更理想的固氮氢细菌，它能直接从空气里摄取所需要的氮素，合成我们需要的蛋白质。目前，经改性的禾本科原料生产“真菌肉”，在英国已实现工业化生产。加拿大进行了用一种节杆菌促进植物性食用油高产的试验。我国和日本也进行了利用产油的假丝酵母、被胞霉等的试验，并获得了类似的结果。用微生物生产新兴食品正在崛起。随着现代科学技术的发展，人们将不断发现新“菌源”，从而生产廉价的粮食——蛋白质，为人类的生存提供更加充实、更具营养的食物。

品种各异的微生物食物

当今国际市场上，出现了一种引人注目的新食品。它们的样子很像鸡、鱼或猪肉，但却不是农家饲养的畜禽制品，也不是耕种收获的五谷杂粮，而是用微生物生产的微生物蛋白制成的，有人称它为“人造肉”。

这种“人造肉”都是由单细胞蛋白制成的。在生产单细胞蛋白的工厂里，人们为微生物安排了最适宜的居住环境，这就是一个个大小不等的发酵罐，罐里存放着适合不同种类微生物“胃口”的食料，保证它们在这里能吃饱喝足，迅速繁殖。当发酵罐里的微生物繁殖到足够数量时，便可收集起来加工利用了。

现在人们用单细胞蛋白加上相应的调味品做成鸡、鱼、猪肉的代用品，不仅外形相像，而且味道鲜美，营养也不亚于天然的鱼肉制品，把它添加在饼干、饮料、奶制品中，则能提高这些传统食品的营养价值。

在畜禽的饲料中，只要添加3%～10%的单细胞蛋白，使能大大提高饲料的营养价值和利用率。用来喂猪可增加瘦肉率，用来养鸡能多产蛋，用来饲养奶牛还可提高产奶量。

在井冈霉素、肌苷、抗生素等发酵工业生产中，它又可代替粮食原料。单细胞蛋白用途广泛，前程远大。

随着世界人口的不断增长，粮食和饲料不足的情况日益严重。面对这一严峻的现实，开发利用单细胞蛋白已成为许多国家增产粮食的新途径。

若以蛋白质含量计算，1000克单细胞蛋白相当于1千克至1.5千克的大豆。建立一座有5只100吨发酵罐的工厂，可以年产5000吨单细胞蛋白，相当于3千多万平方米耕地上种植大豆的产量。单细胞蛋白的生产向人们展示了美好的前景，在现代科学技术培育下，也许用不了多久，用单细胞蛋白制成的饭菜，就会出现在我们的餐桌上。

“神奇牛排”真神奇

德国慕尼黑的一家餐馆里，近年来有一道名菜声名鹊起。那道菜叫做“神奇牛排”，滋味美妙无比。慕名而来的食客们，品尝了“神奇牛排”后，在赞赏这一美味的同时，往往会发出这样的疑问：这是牛排吗？怎么有点像猪排，又有点像鸡脯？难道是神奇的烹调使它的味道走了样？

餐馆的侍者们对此往往笑而不答，最多是含糊其辞地说一句：“那是超越自然的力量。”

侍者们知道，如果说明真相，也许会使某些食客心头发腻——那“牛排”实际上是人造的，是一大团微生物就是酵母菌细菌的干制品，或者说是一大团微生物尸体。

如果再作进一步说明，可能会引起食客反胃，甚至有可能感到恐惧——制造这些人造牛排的原材料是对人体有毒的甲醇、甲烷等化学品，或者是废弃的纤维素之类的工厂下脚。

这些人造牛排的学名叫单细胞蛋白。单细胞蛋白也算是发酵工程对人类的杰出贡献了。

以发酵工程来生产单细胞蛋白是不太复杂的事，关键是选育出性能优良的酵母菌细菌。这些微生物食性不一，或者嗜食甲醇，或者嗜食甲烷，或者嗜食纤维素等。

它们的共同点是都能把这些“食物”彻底消化吸收，再合成蛋白质贮存在体内。由于营养充分，环境舒适，这些微生物迅速繁殖，一天里要繁殖十几代甚至几十代。每一代新生的微生物又会拼命吞噬“食物”，合成蛋白质，并繁殖下一代……

当然，这些过程都是在发酵罐里完成的。人们通过电脑严密地控制着罐内的发酵过程，不断加入水和营养物，即甲醇、甲烷、纤维素……不时取出高浓度的发酵液，用快速干燥法制取成品——单细胞蛋白。

一些数字可以说明发酵过程生产单细胞蛋白的效率有多高。一头100千克的母牛一天只能生产400克蛋白质，而生产单细胞蛋白的发酵罐里，100千克的微生物一天能生产一吨蛋白质。一座600升的小型发酵罐，一天可生产24千克单细胞蛋白。每100克单细胞蛋白成品里含有蛋白质50克至70克，而同样重量的瘦猪肉和鸡蛋的蛋白质含量分别是20克和14克。

用发酵工程生产的单细胞蛋白不仅绝对无毒，而且滋味可口。由于原料来源广泛，成本低廉，有可能实现大规模的生产。

蛋白质是构成人体组织的主要材料，每个人在一生中要吃下约1.6吨蛋白质。然而，蛋白质是地球上最为缺乏的食品，按全世界人口的实际需要来计算，每年缺少蛋白质的数量达3000万吨至4000万吨。可见，发酵工程生产单细胞蛋白的意义远远超出慕尼黑餐馆里供应的“神奇牛排”，它对全人类，对全世界有着不可估量的作用。