BIOTECHNOLOGIA OGÓLNA

Transkrypt

1 BIOTECHNOLOGIA OGÓLNA 1. Wprowadzenie do biotechnologii. Rys historyczny. Zakres i znaczenie nowoczesnej biotechnologii. Opracowanie procesu biotechnologicznego. 7. Produkcja biomasy. Białko mikrobiologiczne Pozyskiwanie i ulepszanie szczepów przemysłowych. Pozyskiwanie drobnoustrojów. Ulepszanie szczepów na drodze mutagenizacji. Metody selekcji szczepów. Podstawy hybrydyzacji drobnoustrojów. Technologia rekombinacji DNA. Przechowywanie szczepów Biotechnologia w przemyśle spożywczym. Produkcja probiotyków. Produkcja kwasu mlekowego. Nadprodukcja wybranych produktów metabolizmu. Biosynteza i nadprodukcja aminokwasów. Produkcja kwasów organicznych. Fermentacja etanolowa Warunki prowadzenia bioprocesów. Sposoby prowadzenia procesów mikrobiologicznych. Biokatalizatory. Bioreaktory. Charakterystyka drobnoustrojów przemysłowych. Wymagania pokarmowe. Degradacja związków wielkocząsteczkowych. Centralne przemiany metaboliczne. Wzrost drobnoustrojów przemysłowych Biotechnologia w przemyśle farmaceutycznym. Biotechnologia antybiotyków. Produkcja szczepionek. Insulina. Leki nowej generacji. Procesy biotransformacji. Biotransformacja związków steroidowych. Biotransformacja antybiotyków. Bioługowanie metali. Literatura 1

2 2

3 Wydajność i szybkość tworzenia produktu Czystość produktu fermentacji Szybkość wzrostu Inne cechy technologiczne Niepatogeniczność i brak produktów toksycznych Łatwość wydzielania produktu Przydatność drobnoustrojów w biotechnologii ocenia się według następujących cech użytkowych Stabilność genotypowa i fenotypowa Wymagania w zakresie temperatury, odczynu itp.. Wielkość zapotrzebowania na tlen Wymagania pokarmowe 3

4 4

5 5

6 6

7 wymagania pokarmowe drobnoustrojów auksotrofy podłoża wzbogacone prototrofy podłoża minimalne namok kukurydziany melasa serwatka 7

8 Pierwiastki podstawowe i śladowe C, O 2, H 2 N 2, S, P K, Mg, Ca, Cl, Fe Zn, Mn, Cu, Co związki organiczne H 2 O, O 2 jon amonowy, kwas glutaminowy, alanina siarczany fosforany melasa woda zanieczyszczenia głównych składników wywar gorzelniany hydrolizaty białkowe 8

9 9

10 10

11 Skrobia 11

12 Celuloza Grzyby: Aspergillus, Fusarium, Trichoderma Bakterie: Cellulomonas, Cellvibrio, Clostridium 12

13 pozostałe związki wielkocząsteczkowe białka tłuszcze węglowodory n-alkany mikroorganizmy proteolityczne: Bacillus Mucor, Aspergillus Penicilium mikroorganizmy lipolityczne: Aspergillus Mucor Rhizopus, Candida Pseudomonas fragi Candida lipolytica Grzyby strzępkowe Arthrobater Pseudomonas Nocardia Streptomyces 13

14 Heksozy 14

15 Glikoliza (EMP) szlak degradacji heksoz (C 6 H 12 O 6 ) - jedna cząsteczka glukozy ulega przekształceniu do dwóch cząsteczek pirogronianiu - glikoliza zachodzi w cytoplazmie - powstają dwie cząsteczki ATP 15

16 sprawność 70% zysk energetyczny 1976 kj 38 moli ATP sprawność 40% zysk energetyczny 104 kj 2 mole ATP 16

17 Reakcje anaplerotyczne (wspomagające) wiązanie CO 2 synteza PEP metabolizm glicerolu cykl glioksalowy 17

18 Pentozy 20

19 21

20 22

21 23

22 24

23 Warunki fizykochemiczne uwodnienie środowiska ph środowiska temperatura natlenienie środowiska aktywność wodna neutrofile = 6,5-7,5 acidofile = 5,0 alkalofile = 8,0-11,0 psychrofile 20 0 C mezofile 37 0 C termofile 50 0 C bezwzględne tlenowce mikroaerofile względne beztlenowce tlenotolerancyjne bezwzględne beztlenowce (ścisłe i umiarkowane) 25

24 26

25 27