بهينه سازي فرآيند شكست حرارتي سلولي و ارزيابي محتواي ‏پروتئيني توليد شده به عنوان خوراك دام

Optimization of cellular heat treatment process and evaluation of protein content produced as animal feed

با افزايش جمعيت جهان، نيازها براي منابع غذايي مختلف از جمله پروتئين روبه رشد است و با كاهش ذخاير پروتئيني و افزايش رشد جمعيت، تامين پروتئين مورد نياز يك چالش محسوب مي‌شود. پروتئين تك ياخته (SCP)به عنوان جايگزيني مناسب براي پروتئين‌هاي حيواني و گياهي در سال‌هاي اخير مورد توجه قرار گرفته است وتوليد انبوه و صنعتيSCP با استفاده از تخمير ميكروب راه حل مقابله با اين كمبود خواهد بود. SCP از منابع مختلفي از جمله باكتري، مخمر و جلبك تهيه مي‌شود كه بيشترين مقدار پروتئين در باكتري‌ها ارزيابي شده است، از ميان طيف گسترده‌اي از باكتري‌هاي مورد استفاده در توليد SCP، متيلوكوكوس كپسولاتوس (M. capsulatus) بيشترين مقدار پروتئين (حدود 70 درصد) را در ديواره سلولي و سيتوپلاسم دارد، براي اينكه اين پروتئين راحت‌تر در دسترس آنزيم‌هاي دستگاه گوارش دام قرار بگيرد، لازم است بايد ديواره سلولي آن شكسته شود و محتواي درون آزاد شود. از لحاظ اقتصادي بهينه‌ترين روش ممكن براي شكستن ديواره سلولي ترموليز است. از آنجا كه اين باكتري ترموفيل است بايد در دماهاي بالا فرآيند ترموليز روي آن انجام شود، در طي فرآيند ترموليزي كه روي باكتري انجام شد، مشاهده شد كه در محدوده‌ي دماي120-145 درجه سانتي‌گراد در 20 دقيقه اول بيشترين مقدار پروتئين مشاهده گرديد ولي در دماهاي پايين تر (80-100 درجه‌سانتي‌گراد) بعد از حدود 4-6 ساعت بيشترين شكست سلولي مشاهده شد ولي بعد از 20 دقيقه شاهد كاهش مقدار پروتئين در اين دماها بوديم كه احتمالا به علت افزايش دما پروتئين دناتوره شد و غلظت آن كاهش يافت.

With the increasing world population, the demand for various food resources, including protein, is growing, and with the depletion of protein reserves and the increase in population growth, meeting the required protein needs poses a challenge. Single Cell Protein (SCP) has recently gained attention as a suitable substitute for animal and plant proteins, and mass industrial production of SCP using microbial fermentation will be a solution to address this shortage. SCP is derived from various sources including bacteria, yeast, and algae, with bacteria having the highest protein content evaluated. Among a wide spectrum of bacteria used in SCP production, Methylococcus capsulatus has the highest protein content (around 70%) in its cell wall and cytoplasm. To make this protein more readily available to the digestive enzymes of livestock, it is necessary to break down its cell wall and release the contents inside. The most economically efficient method for breaking down the cell wall is thermolysis. Since this bacterium is thermophilic, thermolysis should be performed at high temperatures. During the thermolysis process performed on the bacteria, it was observed that the highest protein content was observed in the temperature range of 120-145 0C in the first 20 minutes, but at lower temperatures (80-100 0C), the maximum cell rupture was observed after about 4-6 hours. However, after 20 minutes, a decrease in protein content was observed at these temperatures, likely due to denaturation of the protein with increased temperature, resulting in its decreased concentration.