用全效应法技术的微生物合成生物蛋白质

生命最基本的特性是能够进行新陈代谢和自我复制。活的有机体从环境中得到物质和能量，用于本身的繁殖，并能发生传给后代的永久变化。就这一生命的重要过程来说，没有蛋白质的作用，生命的活动都无从谈起。蛋白质的组成早在1838年就已经确定，大多数蛋白质含50"---" 55％的碳、6～7％的硫，还发现某些蛋白质含有磷(3％)，有的还含有微量金属。各种蛋白质的含氮量很接近，其平均值为l6％。因此，只要测出生物样品中的氮含量，就可推算出蛋白质的大约含量。

开发蛋白质资源是解决未来粮食缺口的有效途径。我国农业上的最大忧虑是用占世界7％的耕地养活占世界22％的人口，人均农业资源仅为世界平均水平的l／3，每个农户平均耕地0．6公顷，是世界上农民生产规模最小的国家之一。严峻的是到21世纪20"---30年代，我国人口将达I5亿，届时人均耕地将下降到0．08公顷。我国山地占国土面积69％，中低产田占耕地面积80％。中国人口相当于美国的4．6倍，但人均耕地面积却只有美国的l／10，人均占有粮食只有美国的22％，人均财富仅为美国的l．6％。中国的特殊国情决定除从耕地索取粮食以外，还必须通过多种渠道开发蛋白质资源。

用微生物合成生物蛋白质是近一百多年国内外科技界梦寐以求的热点。早在80年代末，人们利用嗜蜡菌制出了营养丰富的蛋白粉，是以石油为生的石油微生物，筛选食量大、繁殖力强的“嗜石油分枝杆菌"、“解脂假丝酵母菌”、“白色隐球酵母菌”等放到液体石蜡上，再以适量的氮、磷、钾等无机盐类作“滋补品”，同时控制温度和酸度，并通入无菌压缩空气。几天后，嗜蜡菌长得肥胖，烘干后是营养丰富的蛋白粉，每100克含蛋白质42克。近来，挪威诺福默公司将天然气与发酵室内的细菌(嗜甲烷细菌和嗜杂环有机物细菌)混合，再添加一些氧、氨和水，并配以少许矿物质，在密闭的发酵室内生产生物蛋白。将发酵室内细菌加热到l30。C，细菌就象玉米粒炸成爆米花一样发生膨胀，每隔2～3小时数量增加一倍，并释放出红粽色的颗粒状生物蛋白。含蛋白质70％，糖12％，脂肪l0％，矿物质8％。每小时能将2立方米天然气转化为1公斤生物蛋白。以上方法虽可行，但价格高，特别是资源和微生物潜力没有很好发挥出来。

用全效应法研制的微生物合成生物蛋白质是从物质整体形态上采用综合效应的方法。首先，采用独特的菌酶契合体，是由多株协调性好、互补性强的菌种和与之相匹配的多种复合酶螯合，在多种声、光、电、磁物理效应反复激励和生物种质强识别感应度作用下，形成突变后的高效链锁反应契合体；其次，在培养基上最大限度地利用目前工农业生产的废物进行特殊处理。既可利用粕、饼、渣、浆等农副产品的少许原料，又大胆繁殖一些高蛋白昆虫作配料，特殊处理方法使底物中有毒成分脱除率高达99％以上；再次，采用一步法固体动态发酵复合工艺。传统静态发酵工艺效率低，激励活性差，远远不能满足大规模化生产的要求。动态发酵的基本点在于发酵装置的混沌运动与三应(物理效应、化学反应、生物感应)激励形成非线性湍流，从而最大限度地发挥出发酵工艺的最大潜在力。使固体发酵厚度突破30厘米，蛋白质定向控制含量在80％以上，有效菌数大于45亿／克。性价比在国内外同类生产产品中遥遥领先。

按年产一万吨复合蛋白粉计，建厂总投资约８００万元， 生产费、办公费、人员工资、运输车辆、后勤、水电煤等200万元。成本800元/吨，销售1200元吨，年产值1000万元，年利税400万元，成批规模生产后三年左右即可收回全部投资。