Mikrobiologia przemysłowa - (techniczna) interesuje się drobnoustrojami z punktu ich wykorzystania dla produkcji metabolitów, które mają znaczenie gospodarcze (mają lub mogą mieć znacznie w przyszłości). Np. szczepy do syntezy aminokwasów, muszą one wytwarzać te metabolity efektywnie, aby proces był ekonomiczny.
W Japonii szereg szczepów - synteza aminokwasów do produkcji technicznej, gdy będzie na nie zapotrzebowanie, mikroorganizmy wykorzystują metabolity z wysoką efektywnością - ekonomiczność procesu, uzyskanie produktu musi być opłacalne. Szczepy drożdży S. cerevisiae - alkohol etylowy, produktów jest wiele, ale większość wytwarzana w mniejszych ilościach.
E. coli - kwas mlekowy, ale w małych ilościach.
Bakterie mlekowe - kwas mlekowy w ilościach opłacalnych. Małe ilości metabolitów czasami są wykorzystywane ze względu na znaczenie dla medycyny: penicylina (20/100 jednostek/1cm3) przez Penicillum, mimo, że produktów jest mało, to antybiotyk i tak miał duże znaczenie. Możemy mutagenizować wieloetapowo ten szczep dla wyższej wydajności wytwarzania penicyliny. Wydajność wynosi wtedy 85 tys. jednostek/ 1cm3. Cena takiej penicyliny jest o wiele niższa. Produkty uboczne (nie mylić z odpadami, których się nie wykorzystuje, ponieważ nie są biodegradowalne) przemysłu rolnego mogą być często wykorzystane, jednak surowce te, produkty muszą być tanie. Synteza chemiczna jest tak rozwinięta, że wyparła syntezę biotechnologiczną (jest bardziej opłacalna). np. produkcja acetonu i butanolu poprzez syntezę chemiczną we Francji, etanol syntetyczny uzyskiwany tą metodą ma inne wykorzystanie niż etanol pozyskiwany metodą biotechnologiczną.
Powstają nowe gałęzie przemysłu chemicznego i stosowane są, gdy tradycyjna synteza jest droższa i nieopłacalna, np. biotransformacja związków seroidowych - produkcja leków, witamin, aminokwasów, enzymów, antybiotyków, hormonów i insektycydów. Biotransformacja - obejmuje uzupełnianie się procesów chemicznych i biotechnologicznych, przesunięcie ważnych reaktywnych atomów lub grup chemicznych. W wyniku tych przesunięć zmieniają się właściwości chemiczne, np. steroidów, może się ona wyrażać w swoistej aktywności farmakologicznej. Procesy można podzielić na:
- chemiczne - otrzymujemy prekursory dla drobnoustrojów
- biotechnologiczne - otrzymane prekursory modyfikujemy, produkty farmakologiczne
Enzymy - otrzymane na drodze biologicznej, szczególnie łatwo otrzymać egzoenzymy. Możemy również modyfikować endoenzymy, aby były wytwarzane na zewnątrz komórki. Celem jest pozyskanie i selekcja drobnoustrojów do użyteczności przemysłowej lub sztucznie uzyskiwanych mutantów na drodze inżynierii genetycznej po przez hybrydyzację, rozmnażanie paraseksualne, fuzję protoplastów. Na drobnoustrojach poliploidalnych selekcjonowanych przez setki, tysiące lat bardzo ciężko dokonuje się na nich modyfikacji, często je odrzucają. Wszystkie szczepy przemysłowe są kryte patentami. Szczepy są dostosowywane do technologii, a nie odwrotnie.
(…)
…, a ilość powstałej energii jest niewielka ( w fermentacji alkoholowej - 2 ATP czyli 56 kJ - 2% oddychania tlenowego). 1 kaloria - 4,19 kJ
1 g glukozy - 2821,9 kJ energii
38 ATP - oddychanie tlenowe
Dla wyrównania tego bilansu energetycznego organizmy beztlenowe produkują duże ilości określonych metabolitów, metabolitów człowiek wykorzystuje to w przemyśle, wszystko wiąże się z energia. 2…
…). W produkcji piwa wykorzystuje się Sacharomyces cerevisiae (względne beztlenowce). nazwa: saccharum-cukier, mycetes-grzyby, cerevisia-piwo (odkryte w piwie). Zdolność przetwarzania węglowodanów na alkohol prowadzona jest prawie wyłącznie przez drożdże. Bakteryjna fermentacja alkoholowa nie znalazła szerokiego zastosowania w praktyce, prowadzona jest przez Zymomonas mobilis.
Drożdże to organizmy jednokomórkowe…
…=8,5 mikrometra, powierzchnia = 0,000227 mm2 109 komórek w 100cm3 daje łączną powierzchnię metaboliczną 2,27m2, a komórki namnożone w kadzi 100m2 = 1000hlitrów (1 hektolitr to 100dm3=0,1m3) dają łączną powierzchnię metaboliczną 2,27km2. Cytologia komórki drożdżowej ściana komórkowa. Elastyczna, sztywna, zapewnia kształt komórki, jest martwym wytworem. W jej skład wchodzą polisacharydy np. hemiceluloza…
…. Ciężar cząsteczkowy wynosi 4,1 * 106. RNA posiada ważną rolę w procesie syntezy białka (z wykorzystaniem aminokwasów aktywowanych przez mitochondria).
wakuole. Są rodzajem wodniczek wypełnionych elektrolitami, białkami, tłuszczami oraz węglowodanami, zawierają również szereg enzymów. Zachodzą w nich przemiany enzymatyczne, akumulują jony potasu, sodu, magnezu, wapnia, chloru, siarki i fosforu, stężenie…
… wyodrębnione, posiada porowatą błonę oraz jąderko, nukleoplazmę, kariosom tworzy ciałka chromatynowe - grudki cytoplazmy o strukturze pałeczkowatej, 4-12 chromosomów zbudowanych z nukleoproteinazy. RNA maskuje obecność DNA. W czasie fermentacji kształt jądra się zmienia, objętość wzrasta o 20-30% w porównaniu do komórek oddychających, obserwujemy także wzrost objętości jądra w trakcie jego podziału. …
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)