تولید SCP از متانول, راه حل بیوتکنولوژی برای معضل کمبود خوراک دام و طیور

مشکل کمبود آب در سطح جهان و به تبع آن خشکسالی و از بین رفتن منابع طبیعی, باعث شده است که کمبود علوفه و غذای دام, به یکی از مهمترین دغدغه های صنعت دامپروری بدل شود

مشکل کمبود آب در سطح جهان و به تبع آن خشکسالی و از بین رفتن منابع طبیعی،‌ باعث شده است که کمبود علوفه و غذای دام، به یکی از مهمترین دغدغه‌های صنعت دامپروری بدل شود. بیوتکنولوژی می‌تواند با تولید پروتئین‌های افزودنی نظیر SCP، ضایعات غنی شده، اسیدهای آمینه و آنزیم‌های کمک‌هضم‌کننده و همچنین با طراحی و تهیه علوفه‌های بهتر با استفاده از تغییر ژنتیکی گیاهان و تعادل اسیدهای آمینه، نیازهای تغذیه‌ای دام و کمبودهای آن را برآورده سازد.

● تاریخچه

پروتئین تک‌یاخته (SCP) اصطلاحی پذیرفته شده برای توده سلولی میکروبی است که به عنوان غذای انسان و خوراک دام به کار می‌رود. این اصطلاح برای اولین بار در سال ۱۹۸۶ توسط پروفسور کارول ویلسون در انستیتو تکنولوژی ماساچوست (MIT)، به کار برده شد. این اصطلاح برای مادة با محتوای پروتئینی کمتر از ۶۵ درصد مناسب نیست و کمیتة تخمیر واحد بین‌المللی شیمی محض و کاربردی، اصطلاح "تودة سلولی تک‌یاخته" را برای چنین مواردی توصیه می‌کند. همچنین مناسب‌تر است، برای تودة سلولی محتوی پروتئین به دست آمده از قارچ، اصطلاح "پروتئین قارچی" که اخیراً در بسیاری از منابع بکارگرفته شده است، استفاده شود.

اولین کنفرانس بین‌المللی در مورد SCP در سال ۱۹۶۷ در انستیتو تکنولوژی ماساچوست برگزار شد. در این زمان بیشتر پروژه‌ها در مراحل آزمایشگاهی بود. در کنفرانس دوم که در سال ۱۹۷۳ برگزار شد، بسیاری از کمپانی‌ها در کشورهای مختلف تولید SCP را در مقیاس صنعتی شروع کرده بودند.

تولید SCP از مخمر تورولا برای اولین بار در جنگ جهانی اول توسط آلمان‌ها انجام شد. در اواسط سال ۱۹۳۰ و جنگ جهانی دوم، این امر مورد توجه بیشتری قرار گرفت و تولید آن به ۱۵ هزار تن در سال رسید. در سال ۱۹۵۹ تیم تحقیقاتی شرکت نفت بریتانیا مشاهده کرد که میکروارگانیسم مورد مطالعة آنها قادر به رشد بر روی نرمال پارافین است و در سال ۱۹۶۵ واحدی برای تولید SCP به میزان ۴۰۰۰ تن در سال، طراحی و ساخته شد و در نهایت در سال ۱۹۷۶ کارخانه‌ای با ظرفیت صد هزار تن در سال مورد بهره‌برداری قرار گرفت.

در آن زمان، به‌دلیل محتوای بالای اسیدهای هسته‌ای SCP (که بخاطر دستیابی به سرعت رشد بالاتر توسط میکروارگانیسم‌های تک‌سلولی تولید می‌شود)، امکان استفاده از آن در خوراک انسان وجود نداشت. اما شرکت RHM در انگلستان با همکاری شرکت ICI در اواسط دهه ۸۰ میلادی پروتئین میکروبی تحت نام تجارتی Quorn تولید کرد که ساختاری شبیه به گوشت داشته و توسط رشد کپکFusarium graminerarum بر روی مواد نشاسته‌ای تولید می‌شد. این محصول بخاطر استفاده از کپک که بطور طبیعی دارای محتوای اسید هسته‌ای کمتری از باکتری‌ها می‌باشد و بخاطر اضافه کردن یک عملیات برای کاهش RNA در فرآیند تولید صنعتی، دارای محتوای هسته‌ای خیلی پایین می‌باشد و لذا استفاده از آن در خوراک انسان در انگلستان مجاز تشخیص داده شد. تولید اولیه این محصول در سال ۱۹۸۵، ۱۰۰۰ تن در سال بود و از موفقیت اقتصادی برخوردار شد، زیرا بجای کنجاله سویا با سویا و گوشت رقابت می‌کرد.

● تولید SCP از هیدروکربن‌های نفتی

هیدروکربن‌های موجود در نفت خام به ۵ گروه نرمال‌آلکان‌ها، ایزوآلکان‌ها، آلکان‌ها، سیکلوآلکان‌ها و آروماتیک‌ها تقسیم می‌شوند. در بین این مواد، نرمال‌آلکان‌های مایع به عنوان منبع کربن و انرژی، بیش از همه برای تولید SCP به کار برده شده است.

اولین گزارش در مورد میکروارگانیسم‌های مصرف‌کننده هیدروکربن‌ها در سال ۱۸۹۵ توسط میوشی (Miyoshi) ارائه شد. او مشاهده کرد که قارچ Botrytis cinerea می‌تواند پارافین را جذب کند. پریر Perrier در سال ۱۹۱۳ استفاده هیدروکربن‌ها توسط مخمرها را اعلام نمود.

طی جنگ جهانی دوم، مقالاتی در مورد توسعة میکروبیولوژی نفت منتشر شده و جالب توجه این است که اکثر کارهای انجام شده بر روی باکتری‌ها بوده است. در اواخر دهة ۴۰، جزئیات رشد مخمر Candida tropicalis در شرایط غیراستریل گزارش شد. همچنین باکتری‌های Micrococcus sphaeroides که از خاک ایستگاه‌های شارژ گاز جدا شده بودند، قادر به رشد بر روی هیدروکربن‌ها (همانند کربوهیدرات‌ها) بودند. در اواخر دهة شصت و اوایل دهة هفتاد میلادی فرایندهایی برای تولید پروتئین تک‌یاخته از هیدروکربن‌ها در مقیاس آزمایشگاهی و صنعتی توسعه یافت.

به دنبال مطالعه اولیه شرکت نفت بریتانیا در مورد استفادة میکربی از گازوئیل و نرمال‌پارافین، بیشتر شرکت‌های بزرگ نفتی، فعالیت‌هایی را برای تولید SCP از منابع خام کربنی شروع کردند. کارخانه‌های نیمه‌تجاری در اکثر کشورها مانند فرانسه، هند، ژاپن، رومانی، چین، آلمان، شوروی، چکسلواکی سابق و ایتالیا ساخته شد. در بیشتر روش‌ها، از نرمال‌پارافین‌ها به عنوان مادة خام و از مخمرها به‌عنوان میکروارگانیسم برای تولید SCP استفاده شده بود.

● خصوصیات تودة سلولی میکروبی

خصوصیات تودة سلولی میکروبی به سه عامل سوبسترا، میکرواورگانیسم و فرآیند انتخاب شده بستگی دارد.

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

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

● خصوصیات فرآیند مورد استفاده

▪ فرایند مورد استفاده بایستی خصوصیات زیر را دارا باشد:

۱) بالاترین بهره‌دهی

۲) حداقل بودن هزینه‌های سرمایه‌گذاری و راه‌اندازی

۳) بالا بودن بازدهی

۴) مصرف تقریباً کامل سوبسترا

۵) سهولت بازیافت

۶) ساده بودن عملیات در قسمت پایین دستی

موارد ذکر شده به علاوه مواردی مانند غیرمداوم و یا مداوم بودن، سترون و یا ناسترون بودن و عملیات تک‌مرحله‌ای، به‌طور کلی بر انتخاب نوع میکروارگانیسم و تصمیم‌گیری‌های نهایی تاثیرگذار هستند.

تودة سلولی حاصل، از کربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها، اسیدهای نوکلئیک و محصولات طبیعی ویژه نظیر ویتامین‌ها، استروئیدها، ایزوپرونوئیدها و مواد غذایی تشکیل شده است. لذا می‌توان از هر کدام از این اجزاء استفاده کرد.

● تولید SCP از متان

در بسیاری از کشورهای جهان گاز طبیعی (که قسمت اعظم آن را متان تشکیل می‌دهد) به‌عنوان مادة خام مصرفی مورد توجه قرار گرفته است. اولین گزارش‌های مربوط به استفاده از متان به‌عنوان منبع کربن و انرژی در تولید SCP توسط هامر و همکاران و ولناک و همکاران (Hamer et al & Wolnak et al. ۱۹۶۷) وجود دارد. بیومس باکتریایی حاصل از متان حاوی بیش از ۷۵ 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 میکروارگانیسم‌ها به حداقل می‌رسد و فرایند تولید مداوم آن موثر و نسبتاً ارزان می‌باشد.

● معایب استفاده از متان

حلالیت متان در آب کم است و مخلوط آن با اکسیژن و هوا قابل اشتعال و انفجار می‌باشد.

در فرایند مداوم، گرمای زیادی تولید می‌شود که هزینه زیادی برای خنک کردن احتیاج دارد جدول ۱ ترکیب SCP حاصل از گاز طبیعی را نشان می‌دهد.

● میکروارگانیزم‌های به‌کاررفته

باکتری‌های مصرف‌کنندة متان (متانوتروف‌ها) متعلق به خانواده متیلوکوکاسه (Methylococcacea) هستند که به پنج جنس تقسیم می‌شوند: متیلوموناس، متیلوباکتر، متیلوکوکوس، متیلوسینوس و متیلوکیستیس.

تاکنون تحقیقات زیادی برای تولید SCP از متان صورت گرفته است که یکی از این موارد تحقیقات کمپانی Shell (انگلستان) بود که در حد نیمه‌صنعتی با استفاده از متان میکروارگانیسم متیلوکوکوس کپسولاتوس (Methyiococcus capsulatus) و یا کشت مخلوطی از گونه‌های پسودوموناس، هیفومیکروبیوم و فلاووباکتریوم انجام پذیرفت. کمپانی Kyowa Hakko Kogyo نیز فعالیت‌های مشابهی انجام داده است.

● تولید پروتئین تک‌یاخته (SCP) از متانول

افزایش روزافزون جمعیت جهان نیاز به تولید بیشتر پروتئین را مطرح می‌سازد. فعالیت‌های تولیدی در این راستا در اغلب کشورهای جهان با مشکل روبرو است. علت اصلی این امر شرایط نامطلوب آب و هوا، کمبود امکانات در بخش کشاورزی و به کارگیری روش‌های سنتی می‌باشد. از این رو کشورهایی که با مشکل جمعیت زیاد دست به گریبان هستند، برای رفع نیازهای غذایی مردم ناچار به وارد کردن سالیانة مقادیر زیادی مواد اولیه حاصل از پروتئین گیاهی و یا حیوانی هستند. حتی کشورهایی مانند ژاپن و اروپای غربی و کشورهای در حال توسعه واردکنندگان این مواد (خصوصاً سویا و پودر ماهی) از سایر کشورها می‌باشند.

با توجه به اینکه 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 میکروارگانیسم‌ها بوده‌اند و از تودة سلول‌های میکربی (خصوصاً منبع کربن نرمال‌آلکان‌ها) به‌عنوان خوراک دام استفاده شده است.

اولین کاربرد 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 خوراک دام و طیور می‌باشد که در ظرف ۱۵ الی ۲۰ سال گذشته این اطلاعات به دست آمده است.

در طی سال‌های ۹۰-۱۹۷۰ تولید SCP از منابع و مشتقات نفت خام بیشترین توجه را به خود جلب کرد و کشورهایی مانند انگلستان، آلمان، ژاپن، روسیه و غیره موفقیت‌های چشمگیری را در این زمینه بدست آورده‌اند. در چند دهه گذشته تعدادی از شرکت‌های نفتی و شیمیایی در اروپا و ژاپن سرمایه‌گذاری وسیعی را برای تولید SCP از متانول آغاز نمودند. در آلمان شرکت شیمیایی Hoechst AG و در بریتانیا شرکت ICI اقدام به تاسیس کارخانه‌های تولید کننده SCP از متانول نمودند.

همچنین شرکت بزرگ شیمیایی ICI، بیومس باکتریایی Pruteen را از متانول به عنوان خوراک دام و طیور تولید کرده است. در پیشرفته‌ترین فرایند تولید SCP از متانول که توسط ICI توسعه یافته، از فرمانتور Airlift ( از نوع چرخه فشار) استفاده شده است. مطالعات اولیة آن در یک پایلوت با ظرفیت ۱۰۰۰ تن در سال به مدت بیش از ۳ سال انجام شد. سپس کارخانه‌ای با ظرفیت ۵۰ تا ۷۰ هزار تن در سال، در اواخر سال ۱۹۷۹ تأسیس شد. در ژاپن نیز کمپانی پتروشیمیایی میتسوبیشی فرایند تولید SCP از متانول را تا حد پایلوت ۵۰۰ تن در سال توسعه داده است.

در سال ۱۹۷۷ انستیتیو تحقیقات علمی کویت (KISR) برنامة تحقیقی خود را برای تولید SCP شروع کرد. در این تحقیق ابتدا در شرایط محلی، باکتری‌های مناسب از خاک مناطق کویت جداسازی و پس از بهینه نمودن و انتخاب بهترین باکتری‌ها، فعالیت در مقیاس پایلوت آغاز شد. دلیل این فعالیت، نیاز روزافزون به منابع پروتئینی (۴۰۰۰۰ تن SCP در سال) در کویت بود. در مرحلة بعد از پایلوت، کارخانه تولید SCP از متانول در حد صنعتی مد نظر بود که در جریان جنگ عراق و کویت این تأسیسات تخریب شد.

در بلوک شرق نیز سالیانه میلیون‌ها تن SCP از متانول و سایر فراورده‌های مشابه تولید می‌گردد و احتمالاً در حال حاضر این تولیدات ادامه دارد و لیکن آمار و اطلاعات دقیقی در این رابطه وجود ندارد.

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

● فعالیت‌های انجام شده در داخل کشور

بررسی‌های انجام شده از سال ۱۳۷۰ توسط شرکت تهیه، تولید و توزیع علوفه (وزارت جهاد سازندگی) با همکاری گروه بیوتکنولوژی دانشکدة فنی و مهندسی دانشگاه تربیت مدرس به این نتیجه رسید که به‌کارگیری متانول به‌عنوان مادة اصلی در تولید پروتئین تک‌یاخته مزایای ویژه‌ای دارد که 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 مشترک با گروه بیوتکنولوژی دانشکدة فنی و مهندسی دانشگاه تربیت مدرس در سطح آزمایشگاهی انجام گیرد و سپس در حد پایلوت ۴۰ کیلوگرم در روز برای بررسی‌های تغذیه‌ای بیشتر و در نهایت به صورت کارخانه‌ای با ظرفیت تولید ۳۰ هزار تن SCP در سال طراحی و ساخته شود. متأسفانه به‌دلایل مالی و بوروکراسی موجود، انجام آن تاکنون 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 نزدیک خارک)، تولید SCP از متانول مناسب بوده و توجیه اقتصادی آن نیز (بعد از بررسی‌های فنی و اقتصادی) توسط شرکت تهیه، تولید و توزیع علوفه (وزارت جهادسازندگی) مورد تایید قرار گرفته است. برای تولید SCP در دست داشتن میکروارگانیسم مناسب (با سرعت رشد و پروتئین بالا) و دانستن بهترین شرایط رشد آن در حالت مداوم (Continuous) برای بدست آوردن حداکثر بازدهی، در درجه اول اهمیت قرار دارد.

طی سال‌های اخیر در کشورهای خاورمیانه میزان تولید گوشت با سرعت زیادی افزایش یافته است. این توسعه بطور عمده در تولید طیور بوده که از طریق تأسیس صنایعی با ظرفیت بالا می‌باشد. یکی از موانع عمده موجود در راه توسعه این صنعت، فقدان خوراک طیور، خصوصاً منبع پروتئینی است که 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 تک‌یاخته از مواد خام مطمئن، مخصوصاً متانول، منبع مناسب و قابل اطمینانی برای جبران کمبود پروتئین جهت خوراک دام و طیور است. این فرآورده جایگزین خوبی برای پودر ماهی در خوراک دام و طیور می‌باشد. با توجه به کمبود پروتئین و محدود بودن امکانات طبیعی برای تولید آن، به‌کارگیری میکروارگانیسم‌هایی که از مواد خام ارزان و فراوان تکثیر می‌یابند، حائز اهمیت خواهد بود.

چنانچه ذکر شد تولید SCP در مقیاس صنعتی امکان‌پذیر بوده و در تعدادی از کشورها به حد تجاری تولید می‌شود. تولید پروتئین تک‌یاخته خصوصاً از متانول دارای مزیت‌های زیر می‌باشد:

۱) تهیه SCP از این مواد خام به زمین‌های وسیع کشاورزی نیاز ندارد.

۲) ترکیب این مواد از نظر درصد پروتئین و اسیدهای آمینه ضروری با محصولات کشاورزی و پودر ماهی برابری می‌کند.

۳) در تهیه پروتئین از این مواد خام، شرایط جوی اقلیمی موثر نمی‌باشد.

۴) در مقیاس محدود مقدار زیادی پروتئین را می‌توان تولید و ذخیره نمود.

۵) برخلاف پروتئین‌های گیاهی و حیوانی که برای تهیه آنها احتیاج به صرف زمان زیادی می‌باشد، محصول پروتئین صنعتی بسیار سریع به‌دست می‌آید.

۶) بازدهی تبدیل سوبسترا به محصول زیاد بوده و خواص فیزیکی و تغذیه‌ای ثابتی دارد.

۷) میکروارگانیسم‌های مورد استفاده را می‌توان از نظر ژنتیکی تغییر داده و خواص مطلوبی به آنها داد.

● ارزش غذایی SCP حاصل از متانول

اطلاعات قابل ملاحظه‌ای در مورد محتوای بیوشیمیایی سلول‌های میکروبی شامل پروتئین، اسید آمینه، ویتامین و مواد معدنی در دست می‌باشد. در جدول ۲ آنالیز تقریبی میکروارگانیسم‌های منتخب برای تولید SCP برآورد شده است. مقدار پروتئین کل بر اساس رابطة ( مقدار نیتروژن) محاسبه می‌شود.مقدار پروتئینی که بدین ترتیب محاسبه می‌شود، برای استفاده در فرموله کردن خوراک مقدار پروتئین و لیپید میکروارگانیسم‌ها تا حدی منعکس کنندة ترکیبات به کار برده شده و در محیط کشت رشد میکروارگانیسم‌ها مشخص می‌شود. مقدار خاکستر محصولات SCP به مقدار مواد معدنی موجود در محیط کشت بستگی دارد. همچون روش‌های به کار گرفته شده در جداسازی و شستن سلول‌ها نیز منجر به تغییرات قابل ملاحظه‌ای در میزان خاکستر می‌شوند. جدول ۲ بیانگر میزان اسیدهای آمینه موجود در SCP حاصل از متانول، سویا، پودر ماهی و تخم‌مرغ است که با استاندارد سازمان جهانی خواروبار و کشاورزی (FAO) مقایسه شده است. همانطور که ملاحظه می‌شود SCP حاصل از متانول با استانداردهای مربوطه مطابقت داشته و از ارزش غذایی بالای برخوردار می‌باشد. در بین انواع میکروارگانیسم‌ها، باکتری‌ها دارای محتوای اسیدهای آمینة مناسبتری نسبت به مخمرها هستند.

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

۱) استخراج پروتئین و تغلیظ آن

یکی از موضوعات مهم در مورد SCP میزان اسید نوکلئیک آن می‌باشد؛ چون برای استفاده از SCP میزان اسیدهای نوکلئیک یک عامل محدودکننده است. در مقایسه با منابع پروتئینی معمول، سلول‌های میکربی حاوی ۸ تا ۲۵ گرم اسید نوکلئیک در ۱۰۰ گرم پروتئین می‌باشند که بیشتر آن اسید ریبونوکلئیک (RNA) است. مصرف بیش از حد مجاز اسیدهای نوکلئیک برای انسان مضر است و نباید مقدار آن از ۳ گرم تجاوز کند.

● کیفیت و ایمن بودن SCP تولید شده از متانول

کیفیت 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 فیزیکی و مدت زمان سالم ماندن در انبار است.

برای ارزیابی کیفییت SCP مواردی مانند ارزش تغذیه‌ای محصولات برای استفاده در غذای انسان و یا خوراک دام، ایمنی این فرآورده در تغذیه انسان و حیوان و تولید میزان مناسب پروتئین با محتوی مناسب از اسیدنوکلئیک و سایر عوامل سمی، مدنظر می‌باشد. اگرچه استفاده از SCP در درجة اول به خاطر مقدار پروتئین آن است، لیکن سلول‌های میکروارگانیسم‌ها حاوی کربوهیدرات، لیپید، ویتامین‌ها و مواد معدنی نیز می‌باشد که 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 ژنتیکی، سمیت در کوتاه مدت، اثر بر روی تولید مثل و سمیت در درازمدت و اثرات تغذیه‌ای SCP بر روی اعضای مختلف بدن مانند کلیه.

در موارد زیادی مرغ‌های گوشتی و تخم‌گذار را تحت تاثیر رژیم‌های مختلفی از SCP قرار داده‌اند و مشخص شده که اثرات غیرطبیعی نظیر سوء‌تغذیه و اثرات پاتولوژیک بر اندام آنها ندارد. همچنین مزه، طعم گوشت و تخم طیور در موارد مختلف مورد بررسی قرار گرفته و معلوم شده است که 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 کمبودهای آن جبران شود. کمبود اسیدهای آمینه عمدتاً در اسید آمینه‌های گوگرددار و در درجة بعد آرژینین می‌باشد.

در مورد مخمرها به غیر از کمبود متیونین نسبت‌های لیزین به آرژینین نیز بایستی در جیرة غذایی طیور تنظیم شود. در مطالعات مربوط به جلبک‌ها کمبود 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، ممکن است مقادیر کمی از آن در کنار محصول وجود داشته باشد، که بسته به شرایط فرایند و جداسازی محصول تغییر می‌کند. طبق قوانین IUPAC غلظت متانول و فرمالدئید باقیمانده در SCP تولید شده نبایستی بیش از ppm ۲۰ باشد. در محصولات تولیدی که مورد آزمایش قرار گرفته است، مقدار متانول از مقدار ذکرشده تجاوز نمی‌کند. همچنین مقادیر کلسیم، فسفر و منگنز که بر روی استخوان‌ها و کلیه 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 کمبود عنصر سلنیم (Se) که به طور طبیعی در پودر ماهی وجود دارد سبب مرگ و میر جوجه‌ها می‌شود.

در تولید SCP لازم است که سویه‌های باکتریایی و مخمر مورد استفاده، از نظر بیماری‌زایی به دقت بررسی شود. روش‌هایی برای تعیین بیماری‌زایی باکتری‌های مورد نظر وجود دارد. یکی از این روش‌ها، تزریق نمونه SCP به موش (۵ هفته‌ای) می‌باشد. برای این کار تلقیح باکتریایی را که حاوی ۸ ۱۰ باکتری زنده می‌باشد به‌صورت درون صفاقی به این موش‌ها تزریق کرده و بعد از ۱۴ روز بافت‌های مختلف بدن آنها را مورد بررسی قرار می‌دهند و قسمتی از هر بافت را بر روی محیط کشت جامد گسترش می‌دهند که بسته به تعداد کلنی ظاهر شده، اثرات بیماری‌زایی باکتری بررسی می‌شود. بررسی انجام شده روی SCP تولیدی از شرکت‌های ICI، هوخست، میتسوبیشی و شل نشان می‌دهد که برای گونه‌های مختلف حیوانی اثرات پاتولوژیک 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 که محصولات SCP به روش صحیح تولید شده باشند و با مقادیر مناسبی از کربوهیدرات‌ها، مواد معدنی، چربی‌ها، ویتامین‌ها و سایر پروتئین‌ها مخلوط شود ارزش غذایی آن به کازئین (پروتئین شیر) می‌رسد.

● نتیجه‌گیری

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

طلوع حیات

http://www.eadam.blogfa.com

مآخذ:

۱- بنکدارپور، بابک، ۱۳۸۱. جزوة آموزشی، انتشارات دانشکدة مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی امیر کبیر

۲- غزالی، میرنادر، ۱۳۷۴ تولید پروتئین تک یاخته (SCP) از متانول (بهینه‌سازی کشت میکروارگانیسم در شرایط غیرمداوم و مداوم). پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، بهار

۳- فریدونی، رضا، ۱۳۷۶. غنی‌سازی پروتئین سبوس گندم در تخمیر حالت جامد. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

نام نویسنده :اسماعیل کفایتی