Mikrobiologia przemysłowa. Wykład.pdf
(
152 KB
)
Pobierz
(Microsoft Word - MIKROBIOLOGIA PRZEMYS\243OWA - wyk\263ady.doc)
Egzamin: 01-02-2006
s. 220, A3
podział na grupy:
8:15 – 10:00 – nazwiska od
A
do
L
10:15 – 12:00 – nazwiska od
Ł
do
ņ
MIKROBIOLOGIA PRZEMYSŁOWA WYKŁAD [2005]
Dr Rucka
Niniejszy dokument sporz
Ģ
dzony został dzi
ħ
ki wkładowi pracy jednej osoby – kole
Ň
anki z
roku, Madzialenki – za co wszyscy serdecznie jej dzi
ħ
kujemy. Oby ka
Ň
demu tak chciało si
ħ
chcie
ę
, wtedy wszystkim byłoby łatwiej
J
12-10-2005
Wykład 2
Woda – jako element podło
Ň
a, jest tłem po
Ň
ywki,
Ļ
rodowiskiem
Jako
Ļę
wody jest bardzo istotna. W procesach przemysłowych u
Ň
ywa si
ħ
głównie
wod
ħ
wodoci
Ģ
gow
Ģ
, sterylizuje si
ħ
ju
Ň
wszystko razem w reaktorze. Obecno
Ļę
zwi
Ģ
zków
Ň
elaza mo
Ň
e wpływa
ę
niekorzystnie na produkcj
ħ
np. antybiotyków, kwasu cytrynowego.
Dlatego nale
Ň
y na bie
ŇĢ
co kontrolowa
ę
wod
ħ
do celów mikrobiologicznych. Woda powinna
by
ę
filtrowana.
Woda – medium do chłodzenia w trakcie procesu, do mycia – jest to woda gorszej jako
Ļ
ci
Wiele zakładów produkcyjnych ma własne uj
ħ
cie wody np. odwierty, powierzchniowe. W
zale
Ň
no
Ļ
ci od tego, sk
Ģ
d pochodzi, nale
Ň
y j
Ģ
uzdatni
ę
. Plusem jest to,
Ň
e zakład mo
Ň
e
kontrolowa
ę
stan tej wody. Bardzo cz
ħ
sto browary maj
Ģ
własne uj
ħ
cia wody.
Ņ
ródło w
ħ
gla
3.
woda
Ņ
ródło azotu
4.
inne składniki: fosfor, witaminy, prekursory (w zale
Ň
no
Ļ
ci od mikroorganizmu)
Ņ
ródło w
ħ
gla – główny składnik podło
Ň
a, potrzebny do biosyntezy,
Ņ
ródło energii dla
mikroorganizmów, aby obni
Ň
y
ę
koszty szuka si
ħ
tanich i efektywnych
Ņ
ródeł, głównie u
Ň
ywa
si
ħ
w
ħ
glowodanów, zaczyna si
ħ
wykorzystywa
ę
w
ħ
glowodory np. pozostało
Ļę
po destylacji
ropy naftowej
w
ħ
glowodany:
1.
Monosacharydy
-
glukoza
– składnik podłó
Ň
mikrobiologicznych, najcz
ħĻ
ciej w laboratoriach jako
monosacharyd, do
Ļę
rzadko wyst
ħ
puje w naturze (np. w winogronach), najszybciej
2.
skład podło
Ň
a:
1.
przyswajana, w przemy
Ļ
le u
Ň
ywa si
ħ
glukozy pochodz
Ģ
cej z hydrolizy skrobi (procesy
chemiczno-enzymatyczne), powstaje syrop glukozowy
Podczas sterylizacji glukoza mo
Ň
e wchodzi
ę
w reakcj
ħ
z aminokwasami z podło
Ň
a,
dlatego podło
Ň
e i glukoz
ħ
sterylizuje si
ħ
osobno
{rysunek – krzywa diauksji – gdy w podło
Ň
u s
Ģ
dwa
Ņ
ródła w
ħ
gla}
2.
Oligosacharydy
- laktoza
– powszechna w przyrodzie – w mleku od 3 do 8 %, przemysłowo
otrzymywana przez odparowanie serwatki, nie wszystkie mikroorganizmy rozkładaj
Ģ
laktoz
ħ
-
sacharoza
– w owocach, burakach cukrowych, trzcinie cukrowej
Melasa – zawiera niewykrystalizowane cukry po produkcji cukru, produkt
uboczny, zawiera równie
Ň
inne składniki, doskonałe
Ņ
ródło w
ħ
gla do podłó
Ň
mikrobiologicznych, poniewa
Ň
jest produktem naturalnym, wi
ħ
c jej skład mo
Ň
e
si
ħ
waha
ę
, mo
Ň
e równie
Ň
zawiera
ę
mikroorganizmy (zaka
Ň
ona!), wymaga
wst
ħ
pnej analizy
3.
Polisacharydy
- skrobia
– składnik energetyczny składowany u ro
Ļ
lin w bulwach, jest
nierozpuszczalna, trzeba j
Ģ
chemicznie modyfikowa
ę
,
Ň
eby mo
Ň
na j
Ģ
było rozpu
Ļ
ci
ę
,
wi
ħ
kszo
Ļę
organizmów przyswaja skrobi
ħ
- celuloza
– bardzo rozpowszechniona, składnik
Ļ
ciany komórkowej ro
Ļ
lin, jednak
niewiele organizmów j
Ģ
przyswaja, dlatego wymaga wst
ħ
pnej obróbki
Ņ
ródło azotu – mog
Ģ
by
ę
w dwóch postaciach: nieorganiczne sole lub
Ņ
ródło organiczne
¼
Sole azotu – np. nawozy mineralne, mocznik, sole amonowe
¼
Organiczny – łatwiej przyswajalny, wykorzystuje si
ħ
produkty uboczne przemysłu
spo
Ň
ywczego np. syrop kukurydziany, syrop ziemniaczany – w postaci aminokwasów
- ekstrakt dro
Ň
d
Ň
owy – liza komórek dro
Ň
d
Ň
y w 50°C, ogrzewanie do 75°C,
plazmoliza, filtracja, wirowanie, zawiera witaminy, aminokwasy
19-10-2005
Wykład 3
ZASZCZEPY MIKROBIOLOGICZNE
Charakterystyka wzrostu mikroorganizmów:
- bakterie – podział
- dro
Ň
d
Ň
e – p
Ģ
czkowanie
- grzyby – plecha
Pomiary ilo
Ļ
ci komórek:
- st
ħŇ
enie komórek
- st
ħŇ
enie masy komórek
S
Ģ
to dwa zasadniczo ró
Ň
ni
Ģ
ce si
ħ
parametry np. zaraz po podziale komórki
bakteryjnej mam dwie komórki, ale s
Ģ
jeszcze małe i ich masa si
ħ
nie zmieniła, jest jak masa
jednej komórki. W praktyce mierzy si
ħ
zarówno mas
ħ
i ilo
Ļę
komórek.
•
Pobieramy próbk
ħ
o znanej obj
ħ
to
Ļ
ci, robi si
ħ
posiew i zlicza si
ħ
liczb
ħ
komórek lub
liczymy komórki pod mikroskopem
•
Obecnie mo
Ň
na automatycznie zlicza
ę
liczb
ħ
komórek, jednak automat nie rozró
Ň
nia
komórek martwych i
Ň
ywych
•
Pomiar przez posiew jest jednak długotrwały (24-48h), co jest problemem, gdy chcemy
na bie
ŇĢ
co kontrolowa
ę
hodowl
ħ
Pomiar masy
– mierzymy komórki
Ň
ywe i martwe pozostało
Ļ
ci komórek, ale s
Ģ
to pomiary
szybkie
¼
Wprost – oddziela si
ħ
na s
Ģ
czkach mikroorganizmy (lub przez wirowanie) od płynu
pohodowlanego, próbk
ħ
suszymy i wa
Ň
ymy
¼
Pomiar turbidometryczny – mierzymy rozpraszanie
Ļ
wiatła
Mo
Ň
emy robi
ę
równie
Ň
pomiary niebezpo
Ļ
rednie mierz
Ģ
c jaki
Ļ
składnik np. wydzielany przez
komórki – CO
2
.
Trzeba wyznaczy
ę
współczynnik opisuj
Ģ
cy zale
Ň
no
Ļę
mi
ħ
dzy mas
Ģ
(ilo
Ļ
ci
Ģ
) komórek a
mierzonym składnikiem. Jednak ilo
Ļę
pewnych składników mo
Ň
e zale
Ň
e
ę
od warunków
fizjologicznych, a masa si
ħ
nie zmienia.
Mo
Ň
na mierzy
ę
równie
Ň
: białka, ATP, kwasy nukleinowe.
!!! Problem jest z grzybami, gdy
Ň
one nie rosn
Ģ
w postaci pojedynczych komórek tylko w
koloniach, dlatego nie wiadomo, co mierzy
ę
.
Dobry zaszczep mikrobiologiczny
1.
Zawiera
Ň
ywe i aktywne komórki
2.
Jest dost
ħ
pny w du
Ň
ych ilo
Ļ
ciach
3.
Wolny od zanieczyszcze
ı
4.
Jego komórki musz
Ģ
mie
ę
zachowan
Ģ
zdolno
Ļę
do wytwarzania interesuj
Ģ
cego nas
produktu
Dlaczego
Ň
ywe i aktywne komórki?
D
ĢŇ
ymy do tego, aby skraca
ę
do minimum faz
ħ
adaptacyjn
Ģ
hodowli. Podło
Ň
e do hodowli
inokulum ró
Ň
ni si
ħ
od podło
Ň
a produkcyjnego. Podło
Ň
e takie ma taki skład, aby komórki
mno
Ň
yły si
ħ
jak najszybciej, natomiast podło
Ň
e produkcyjne ma taki skład, aby powstało jak
najwi
ħ
cej po
ŇĢ
danego produktu
Czemu skracamy okres adaptacyjny:
•
Ekonomia – jest to czas, gdy nic si
ħ
nie produkuje
•
Jest to czas, w którym najłatwiej o zaka
Ň
enie hodowli
Staramy si
ħ
równie
Ň
, aby podło
Ň
a nie ró
Ň
niły si
ħ
drastycznie. Wa
Ň
ne jest równie
Ň
, aby
zaszczepu było du
Ň
o, jest to około 3% obj
ħ
to
Ļ
ci hodowli.
Hodowla inokulum jest procesem wieloetapowym:
-
Bakterie przechowywane s
Ģ
na skosach
-
Hodowla w po
Ň
ywce płynnej w kolbach (max. 0,5 litra)
-
Hodowla w mini-reaktorach – przelewamy cało
Ļę
kolb (kilkadziesi
Ģ
t litrów)
-
Przenosimy zaszczep do reaktora produkcyjnego
Po drodze sprawdzamy czysto
Ļę
hodowli, oraz czy nasze komórki nadal potrafi
Ģ
produkowa
ę
oczekiwany produkt tzn. jak si
ħ
komórki zestresuj
Ģ
, to zapomn
Ģ
, czego je nauczyli
Ļ
my
J
Gdy u
Ň
ywamy dro
Ň
d
Ň
y cz
ħ
sto jest tak,
Ň
e jako zaszczepu u
Ň
ywamy organizmów z
poprzedniej szar
Ň
y np. w produkcji piwa dro
Ň
d
Ň
e osadzaj
Ģ
si
ħ
, osad taki przemywamy wod
Ģ
,
antybiotykami, filtrujemy i mo
Ň
na je ponownie u
Ň
y
ę
. Istnieje jednak niebezpiecze
ı
stwo
degeneracji komórek np. wytwarzaj
Ģ
jaki
Ļ
produkt uboczny, dlatego tego samego zaszczepu
u
Ň
ywamy około 5 razy i dajemy nowy zaszczep (nowe zast
ħ
py dzielnych dro
Ň
d
Ň
y gotowych,
by zmierzy
ę
si
ħ
z chmielem i j
ħ
czmieniem
J
).
Inokulum do procesów grzybowych
W wi
ħ
kszo
Ļ
ci wypadków u
Ň
ywamy spor do inokulum.
1.
Doprowadzamy grzyby do sporulacji przez ustalenie odpowiednich warunków np.
ograniczamy dost
ħ
p
Ņ
ródeł azotu, jako podło
Ň
a u
Ň
ywamy np. zmielon
Ģ
kukurydz
ħ
, kromki
chleba, w warunkach wysokiej wilgotno
Ļ
ci
2.
Zbieramy spory, liczymy i mo
Ň
emy dalej post
ħ
powa
ę
na dwa sposoby:
-
U
Ň
ywamy spor do zasiewu – wydłu
Ň
a si
ħ
faza adaptacyjna, nie potrzeba
dodatkowej instalacji
-
Skiełkowujemy spory w osobnej instalacji, dopiero potem zaszczepiamy w
reaktorze produkcyjnym
Gdy mamy grzyby niesporuluj
Ģ
ce:
- homogenizacja grzybni
- zaszczepiamy reaktor
Wzrost grzybów mo
Ň
e mie
ę
charakter rozproszony lub w agregatach.
26-10-2005
Wykład 4
Sk
Ģ
d mo
Ň
emy otrzymywa
ę
zaszczepy?
-
Z komórek macierzystych, w wi
ħ
kszo
Ļ
ci krajów s
Ģ
przedmiotem opatentowanym
-
Zakupienie z kolekcji szczepów
-
Wyizolowanie szczepów ze
Ļ
rodowiska – długa droga
-
Kradzie
Ň
szczepów
J
Przechowywanie szczepów
Musimy je przechowywa
ę
tak, aby nie uległy zmianom genetycznym, aby nie doszło do
zaka
Ň
enia, musz
Ģ
zachowa
ę
Ň
ywotno
Ļę
i praktyczno
Ļę
1.
Obni
Ň
anie temperatury – spowolnienie procesów metabolicznych lub ich całkowite
zahamowanie
•
Na skosach agarowych, w lodówce w temperaturze 5-10°C, mo
Ň
na je przechowywa
ę
maksymalnie pół roku
•
W ciekłym azocie (<150°C) – mo
Ň
na przechowywa
ę
do kilkudziesi
ħ
ciu lat, komórki
musz
Ģ
by
ę
odpowiednio przygotowane, zawiesza si
ħ
je w glicerolu, zamyka w
ampułkach, poddaje powolnemu zamra
Ň
aniu, wysokie koszty przechowywania
Do bie
ŇĢ
cego u
Ň
ytku przechowujemy bakterie na skosach w lodówce, ale zawsze
przechowujemy
Ň
elazn
Ģ
rezerw
ħ
komórek trzymanych w inny sposób np. w ciekłym azocie
2.
Odwadnianie komórek – powoduje to spowolnienie procesów metabolicznych
•
Posiew na podło
Ň
e stałe np. gleba, produkty spo
Ň
ywcze, doprowadza si
ħ
do wzrostu i
powoli suszy (w temperaturze pokojowej przez kilka tygodni), pozwala przechowywa
ę
szczepy przez długi czas (kilkadziesi
Ģ
t lat), głównie przechowuje si
ħ
w ten sposób
grzyby promieniowce
•
Liofilizacja
– odwadnia si
ħ
komórki w obni
Ň
onej temperaturze, zamra
Ň
a si
ħ
komórki
w płynnym podło
Ň
u, nast
ħ
pnie odpompowuje si
ħ
powietrze, obni
Ň
a si
ħ
ci
Ļ
nienie, co
powoduje,
Ň
e lód przechodzi ze stanu stałego w par
ħ
, podło
Ň
e zawiera czynniki
chroni
Ģ
ce np. mleko, surowica, glutaminian sodu, ampułki z takimi zliofilizowanymi
komórkami mo
Ň
na przechowywa
ę
minimum 10 lat, nie trzeba utrzymywa
ę
niskiej
temperatury, przy zamra
Ň
aniu komórki mog
Ģ
ulec zniszczeniu i nie wszystkie komórki
mog
Ģ
by
ę
zliofilizowane
BIOSYNTEZA METABOLITÓW
Podział metabolitów:
-
pierwotne
– zwi
Ģ
zki niskocz
Ģ
steczkowe, s
Ģ
konieczne do wzrostu komórek, np.
aminokwasy, monosacharydy
-
wtórne
– cz
ħ
sto zwi
Ģ
zki wielkocz
Ģ
steczkowe, ich synteza zachodzi pó
Ņ
niej podczas wzrostu
hodowli, nie s
Ģ
potrzebne do wzrostu komórki, s
Ģ
wa
Ň
ne z punktu widzenia prze
Ň
ycia
producenta
Plik z chomika:
Henio_Chomik
Inne pliki z tego folderu:
Virella G - Mikrobiologia i choroby zakaźne.pdf
(52338 KB)
Baj J, Markiewicz Z - Biologia molekularna bakterii.pdf
(113672 KB)
Allison L - Podstawy biologii molekularnej.pdf
(62560 KB)
Błaszczyk M - Mikroorganizmy w ochronie środowiska.pdf
(30037 KB)
Collierr L, Oxford J - Wirusologia. wyd 2.pdf
(25640 KB)
Inne foldery tego chomika:
_ Historia medycyny
_ LEK
_ Medycyna ratunkowa. Pierwsza pomoc
_ Medycyna. ADHD Autyzm Alzhaimer SM
_ Medycyna. Anatomia
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin