Процессы в пром. микробиологии



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Процессы в пром. микробиологии



Процессы в пром. микробиологии

Биотех. – это наука об использ. биолог-х прод.впром-ом производ-ве.

Биолог. процессы – это процессы различн. природы.производство ряда прод. медицинского,пищевого и друго назначения :антибиотики,вакцины, ферменты,кормовые и пищевые белки,АК,алколоиды,биогаз,удобрения и другое.

Табл.процессыпромыш.микробиологии:

Харак.процесса Целевые продукты Назнач.целевых продуктов или процессов
биосинтез Метоболиты:(обмен в-в) 1)анаболиты 2)катаболиты АК,нуклеозиды,нуклеот- ты
1-ые метоболиты НК,ферменты
2-ые метоболиты Алколоиды,антибиотики, Кетоны,спирты,АК,липиды, Пептидные гормоны
Клеточ.масса Пекарские и пивные дрожжи,кормовой и пищевой белок,вакцины
Трансформация Неорг.в-ва Обнаруж.Ме,обогащениеМе
Преимущественные орг.в-ва Компостиров-е отходов,получ.биогаза,детоксикацияопред.в-в по продуктам трансформации, Кисломолоч.прод-ты и сыры,квашение и соление овощей,силосованиекормов,пивоварение

 

Взаимосвязь процессов и биообъектов.

Биооб.харак-ся такими показа-ми как уровень струк-ой оганиз-ии,способ-й репродукции,наличие или отсуств.собств.метоболизма при культив.подхо-х услов-х.Подхарак-ми биооб.след.понимать структурную организацию.

Биооб.могут быть пред-ны: молек-ми(ферменты,имунно-модуляторы, нуклеозиды),орган-ми частицами(вирусы,фаги ,вероиды),одноклеточные (бактерии,дрожжи) и многоклеточ.(нитчатые и внеш.грибы,однослойныекультурыклетокмлекопит-х)

Молек-ые биообъекты наклад.свой отпечаток на орг-ю и апп-оеоформ.соот-х биотех.процессов.

Вирусы и фаги как облигат.паразиты могут культив-ся только на жив-х клетках и тканях,т.е. фактич.биотех.процессы основ-ся на использ.клеток зараженными и несущ.вирусами.

Одноклеточ.виды прокариот и эукариот могут использ.вбиотех.процессах в виде монокультур или акоциаций.

ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Влажность. Вода в клетках МО является той необходимой средой, в которой только и могут осуществляться эти химические реакции. Без предварительного растворения в воде многие питательные вещества не могут проникать внутрь микробной клетки, и жизнь его становится невозможной. Существуют некоторые различ-ия МО, так микроскопические грибы могут расти и на твердых ПС с минимальным содержанием воды. Многие МО хорошо приспособились к высушиванию, бесспоровые фаги переносят высушивание в течении нескольких лет, так же хорошо приспособились споры различных бактерий. Споры нах-ся в течении нескольких лет в сухом месте, при увлажнении начинают прорастать, однако в высушенном состоянии они остаются бездеятельными.

Концентрация веществ. Высокие концентрации любых веществ в том числе питательных создают высокое осмотическое давление во внешней среде превышающее внутриклеточное осмотическое давление. Вода при этом выходит в наружу,клетки обезвоживаются и начинается плазмолиз. ЦПМ имеет высокую избирательную проницаемость, клетки приспосабливаются к изменению осмотического давления в окружающей среде. Концентрация питательных веществ должна быть оптимальной, т.е.для обеспечения максимального роста.

Температура По отношению к температурным условиям микроорганизмы разделяют на термофильные, психрофильные и мезофильные. Термофильные виды. Зона оптимального роста равна 50-60°С, верхняя зона задержки роста - 75°С. Термофилы обитают в горячих источниках, участвуют в процессах самонагревания навоза, зерна, сена. Психрофильные виды (холодолюбивые) растут в диапазоне температур 0-10°С, максимальная зона задержки роста 20-30°С. К ним относит большинство сапрофитов, обитающих в почве, пресной и морской воде. Мезофильные виды лучше растут в пределах 20-40°С; максимальная 43-45°С, минимальная 15-20°С. В окружающей среде могут переживать, но обычно не размножаются. К ним относится большинство патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.

СветНекоторым микроорганизмам свет необходим для нормального развития, но для большинства из них он губителен.Ультрафиолетовые лучи солнца обладают бактерицидным действием, т. е. при определенных дозах облучения приводят к гибели микроорганизмов. Бактерицидные свойства ультрафиолетовых лучей ртутно-кварцевых ламп используют для дезинфекции воздуха, воды, некоторых пищевых продуктов. Инфракрасные лучи тоже могут вызвать гибель микробов за счет теплового воздействия. Воздействие этих лучей применяют при тепловой обработке продуктов. Негативное воздействие на микроорганизмы могут оказывать электромагнитные поля, ионизирующие излучения и другие физические факторы среды.

Давление Бактерии относительно мало чувствительны к изменению гидростатического давления. Повышение давления до некоторого предела не сказывается на скорости роста обычных наземных бактерий, но в конце концов начинает препятствовать нормальному росту и делению. Некоторые виды бактерий выдерживают давление до 3 000 – 5 000 атм, а бактериальные споры - даже 20 000 атм.

В условиях глубокого вакуума субстрат высыхает и жизнь невозможна.

 

Хим.ибиол.факторы влияния среды на жизнидеят.м/о.

К химическим факторам, которые влияют на жизнедеятельность микроорганизмов, относятся: рН среды, окислительно-восстановительный потенциал (гН2) и присутствие в среде токсичных веществ.

рН среды - выражает степень кислотности или щелочности среды. Колебания рН могут вызвать изменение активности ферментов, нарушение обмена веществ. Например, в кислой среде дрожжи образуют этиловый спирт, в щелочной - глицерин.
Для каждой группы микроорганизмов существуют свои пределы максимума, минимума и оптимума значений рН. Для дрожжей, молочнокислых и уксуснокислых бактерий наиболее благоприятна слабокислая среда (рН 3-6).
^ Окислительно-восстановительные условия среды. Большое значение для жизнедеятельности микроорганизмов имеет наличие кислорода. Для некоторых микроорганизмов он жизненно необходим, для других является ядом, для определенных видом микроорганизмов наличие кислорода или его отсутствие не имеет существенное значение.
Микроорганизмы, которые живут только в присутствии кислорода и получают энергию за счет дыхания, называются облигатные аэробы.
Микроорганизмы, которые живут за счет окислительно-восстановительных процессов без участия кислорода воздуха, называются облигатные анаэробы.
Микроорганизмы, которые могут жить как при доступе, так и в отсутствие кислорода, называются факультативные анаэробы.
Для микроорганизмов существенное значение имеет также окислительно-восстановительный потенциал, который выражается редокс-потенциалом (гН2) - отрицательным логарифмом концентрации молекулярного водорода, который характеризует степень окисленности (аэробности) или восстановленности (анаэробности) среды.гН2 находится в пределах от 0 до 41. В водном растворе, насыщенном кислородом, гН2 равен 41, а в условиях насыщения водородом гН2 равен 0.
Для облигатных аэробов гН2 находится в пределах 14-30, для облигатных анаэробов гН2 __ 0-14, для факультативных анаэробов гН2 от 0 до 20.
^ Действие химических веществ. Многие вещества замедляют и подавляют действие микроорганизмов. К ним относятся: спирты, фенолы, альдегиды (особенно формальдегид), нитраты, пестициды, кислоты (бензойная, сернистая, сорбиновая, борная, фтористоводородная), щелочи, соли тяжелых металлов (ртути, меди, серебра), окислители (марганцовокислый калий, йод, хлор, перекись водорода), газы (сернистый, диоксид углерода). Степень воздействия их на микроорганизмы зависит от химической природы, применяемой концентрации, условий среды (рН, температуры) и вида микроорганизмов. Как правило, высокие дозы этих веществ оказывают летальное действие, а малые дозы в некоторых случаях могут даже являться стимуляторами роста микроорганизмов.

Биолог.факторы.

1)антимикроб.в-ва

2) стимулят.роста

Различ.в-ва нах-ся в окруж.средемогут служит источником питания для некот-х орг-в и способ-ть росту и развитию,а могут ингибир.рост микроб-ой клетки не оказыв.на нее летального исхода.

Наиболее известны антимокроб.в-ва- антибиотики – кот. В даже не больших концен.угнетают рост и актив-ть м/о.

Антибиот.образ.актиномицеты а также грибы и бактерии.

Мех-м действия антибиот.сост.втом,что один из них наруш.процесс деления бактер-й клетки,другие измен-т остальные процессы м.б.,мешаютиспольз.витаминов конкур-я с отдельными ферментами.

Общие сведения о м/о.

Бактерии

Для получ.микроб.массы и прод-в м.б. использ.бактерии рода Micrococcus

1)Bacillus,Nocardia,Pseudomonas.

Одноклет.орг-мы часто имеют форму шарооб-ю,поэтомуназыв.кокки или палочки. Диаметр кокки от 0,5до 4 мкм. Длина палочек от 0,5 до 20 мкм.

Размнож.бактер.путембактер-го деления к-ти,могутсущ.в аэроб-х и анаэроб. Условиях. По типу питания бактер.дел-ся на автотрофы,гетеротрофы и фототрофы.

Автотрофы-получ.эн-ю за счет неогр-х в-в.

Гетеро-фы- для построения в-в своего тела получ.эн-ю в процессе окисл-я или сбражив-я орг-х в-в.

Фототрофы(сине-зеленые) в качестве эн-гиииспольз.свет.

У бактер.нуклеоидяв-ся базовым органом клетки,принемаю-я участвие в жизнедеят-ти,делении и в спорооб-ии.

2)Aspergillus,Rhizopus,Penicillium

Микроскоп.грибы и некоторые дрожжи яв-ся продуцентами многих БАВ, ферментов,АК,витаминов,орг-х к-т,антибиотиков,средств защиты растений. Плодовое тело микроскоп.грибовсост.изсильноразвет-х,длинных,d=1-5 мкм грибных нитей- гиф,образ.мицелий.

Три типа размнож.:половое,бесполое,вегетативное.

Актиномицеты,Streptomyces.

Актиномиц. Или лучистые грибы,подобнобакт-м одноклеточ.организмы,ониобраз.сильно ветвистый мицелий из лучевид-х гиф,на кончиках этих лучей очпочкив-ся споры. Мицелии образ.до 600 мкм.

В отличии от грибов,актиномицеты не выносят кислой среды. Размнож. Вегетатив.путем,некоторые пред-ли актиномиц-в анаэробы.

Источники углерода

МО могут исполь-ать самое простое углер-ое соед-ие СО2. Для тех, кот-ым СО2 единств-ый ист-ик С их наз-ют автотрофами. Тем МО которым помимо СО2необх-о присут-ие в среде некот-ых орг.соед. наз-ют гетеротрофами. Разл-ые сахара, глицерин, орг-ие кислоты хар-ся высокой пит-ой ценностью. Менее активно усваив-ся соед.с карба-нильной группой.Какое бы углер-ое соед-ие не исполь-ось бы микроб. клеткой оно снач-ло разщепл-ся до низкомолек-ых вещ-в, кот-ый потом вовл-ся в той или иной биосинтетич-ий путь. Во время проц-а расщеп-ия хим соед-ия извлек-ся энерг-ия, которая в форме АТР исп-ся МО. Наиб.доступ.источник С, это углеводы а именно моносахори-ды,особенно гексоза, затем многоатомные спирты. Сущ-ют группы МО способные ассимиляции норм-ых углеводородов(род дрожжей candida), культив-ием представителей этого вида candida utilis получ-ют белковые витаминные концентраты. Окисление углевод-ой молекулы нач-ся с концевой группы.

Подготовка воздуха

Система стерилизации воздуха классифицируется по технологическам признакам.

1.Поодготовка и подача воздуха или смеси газов на аэрацию культуральной жидкости ферментаторов при аэробном культивировании.

2.Подготовка и подача инертных газов (СО2,N2 или их смесей) для отдувки из культуральной жидкости газообразных продуктов ингибирующии рост микроорганизмов при анаэробном культивировании.

3.Подготовка и подача транспортного ,сжатого воздуха ,обеспечение вакуума для передачи микробных суспензий и стерильных жидкостей из 1 емкости в другую.(ферментаторы,дозаторы)или в аппараты для дальнейшей обработки(цетрифуги ,отстойники,сепараторы,испарители,флотаторы.)

4.Очистка воздуха или смеси газов отводимых от всех видов технологического оборудования.

 

Методы культивирования


Вм/б пром-ти при выращ.орг-ов исп-ют поверхностные и глубинные мет.кул-ия.Их можно представить как ряд стадий,приводящ-их из посев.мат-ла значит.кол-во биомассы или биомассы и продуктов метаболизма.Поверхностный мет.выращ-ия применим только для аэробных к-р,причем их можно вырастить на тв. сыпучей пит.среде или на поверх-ти тонкого слоя жид.среды. во всех случаях, где первоначальный пов-ый метод давал большие выходы продуктов при подборе опр-ых условий в конечном счете глубинный метод оказался более выгодным в пром-ти. Глубинный мет.выращ.м/о может быть периодическим и непрерывным.В период-ом процессе имз-ся скорость роста,физиолого биохим-ие и морфологические показатели к-ры,развитие кул-ры при периодическом способе выращ-ие нач-ся с лаг-фазы,длительность кот-го зависит от условия выращив-ия посевн.мат-ла.Обычно присх-ит перепад концентраций эл-ов питания –снижение в выросшей к-ре,т.е в готовом посевном мат-ле и повыш-ие в засеваемой среде.Далее след-ет экспоненциальная фаза,в этой фазе сведено до минимума влияние лимитирующих и ингибирующих факторов, компоненты пит.среды имеются в избытке,прод-ы обмена еще не накопились,рост к-ры идет с максим-но возможной скоростью,генетически заложенной в клетке.Эта фаза не может быть длительной,т.к со временем популяция начинает испытывать недост-к одном или неск.эл-ов пит-иялибо ингибирующая рост влияния накапливающихся в среде продуктов обмена.Фаза замедления роста может быть очень разнообразна и самой слож-ой.Она может отсутствовать на простых синтетических средах,когда рост сразу прекращается из-за отсутствия одного эл-та пит-ия,особ-но ист.С и энергии.На сложных средах, соджащ-их неск.ист.С может происходить поочередное их потребление и постепенное замедление роста к-ры.При убытке ист-ов пит-ия рост к-ры замед-ся из-за накопления продуктов метаболизма.Далее наступает стационарная фаза.В этой ф.в популяции могут присутствовать разные клетки:Живые,но голодающие;живые,но ингибированные;отмирающие по причине голодания или отравления. Кинетика роста м/о при период-ом культ-ии.

τ-время;x-плотность популяции;1-лаг-фаза,2-переходная фаза,3-экспоненциальная ф,4-ф.затухания роста,5-стационарная фаза,6-ф.отмирания.

Другие условия развития к-ры наблюд-ся при непрерывном культ-ии,задачей кот-го яв-ся поддержание к-ры в динамическом равновесии.Различ.открытые и замкнутые системы непрер.культ-ия. В откр.сист.клетки постоянно вымываются вытекающей жидкостью со скоростью образов-ия в системе нов.клеток.В этих условиях легко достиг-ся их устойч.концен-ия. В замкн.системах клетки в какой-то мере задерживаются в системе и их кол-во все возрастает.Замкнутые системы значительно менее пригодны,чем открытые для осущ-ия точного регулирования всех условий культ-ия,управление и автоматизация процесса.Непрер.процесс может быть гомогенно или гетерогенно непрер-ым. При гомогенно-непрер.процессе в ферментаторе с интенсивным перемеш-ем все параметры(конц.пит.в-в,скорость роста м/о)постоянны во времени.При гетерогенно-непр.проц.неск. ферментатров соед-ют в батарею.При этом не обеспеч-ся постоянные условия роста клеток,т.к в кажд. ферм-ре поддерж-ся постоянные условия култ-ия,но отличные от условий в другом фермен-ре.Мет.проточного култ-ия может быть организован как процесс вытеснения или как пр.полного смешения.при проц.полн.вытестнения сосуд для выращив.м/о предст.собой трубу-тубумерный апп-т,в кот-ом,подается пит.ср.и посевн.мат-л и из кот-го вытекает к-ра.

Модель фермен-ра ид.вытеснения.S0-концентр.субстрата в поступающей среде,х0-плотность подаваемой популяции,S1- концентр.субстрата в вытекающей среде;х1-плотность популяции в вытекающей к-ре.Перемеш-ие к-ры не производится,этот процесс применим для култ-ия анаэробных м/о,когда среда и посев.мат-л поступает фермент-р,клетки нах-ся в начале своего развития.По ходу трубки происходит рвзв-ие к-ры, выражающееся в использовании субстрата,накоплением прод-ов метаболизма и перед вытеканием к-ра нах-ся в сост.аналогичном стационарной фазе ростапериод-ой к-ры. Можно сказать,что в трубке воспроиз-ся полная кривая роста,но не во времени,а в пространстве.Подобная картина наблюдается в батарее проточных ферментаторах.В процессе полного смешения рост к-ры происх-т в емкости ферментатора при интенсивн.перемеш.,достигаемой продувание воздуха и работы мешалки.Во всей массе культуры условия выращивания должны быть одинаковыми.Это гомогенно-непрер.пр.

Ферм-р ид.смешения. S-концентр.субстрата в ферм-ре,х-плотность подаваемой популяции в ферм-ре.При гомогенно-непрер.пр.в ферм-ре могут быть созданы условия,соотв-щие любой точке кривой роста к-ры,выращ-ой периодическим способом.При быстром протоке среды эти условия близки к условиям экспонециального роста.При медленном-прибл-ся к условиям стационарной ф.В установ-ся режиме удельная скорость протока среды=удельн.скор.роста к-ры.При этом к-ра нах-ся в сост.динамического равновесия и обладает способностью автоматически подстраиваться к имз-ям условий.Хорошо отработанный период-ий проц.выращивания экономически выгодно воспроизводить проточным мет-ом культ-ия.Т.к к-ра непрер-но нах-ся в состоянии масимальной активности и не тратиться время на подготовку ферм-ра,его заполнения,смыви лаг-фазу.при гомогенно-непрер.култ-ии можно осущ-ть недоступ-ое при периодич.култ-ии ограничение роста к-ры одним эл-ом питания.При не лимитирующем кол-ах остальных эл-ов.При медленном протоке огран-ие роста будет сильным,при-быстором-слабым.Такое непрер-ое култ-ие наз-ся хемостатным.Т.к рост м/о регулирует хим-ие факторы среды.Двустадийное култ-ие двух послед-но соед-ых фермен-ов позволяет достичь максим-ой скорость роста и даже превзойти ее.Для этого в первом ферм-ре батареи ведется нормальное к-ие при скорость протока меньше мах возможной скорости роста в одном апп-те.А во второй подается к-ра из первого и свеж.среда.

 

S0-концентр.субстрата в поступающей среде,х-плотность популяции в 1-ом ферм-ре,S- концентр.субстрата в ферментаторе;х1-плотность популяции во 2-ом ферм-ре, S1- концентр.субстрата во 2-ом ферментаторе.Во 2-ом ферм-ре повыш-ся скор-ть протока вплоть до превышения мах возмож.скор-ти роста,а вымывание не происходит,т.к из 1-го ферм-ра непрер.поступает к-ра.мах-я скор-ть роста может быть достигнута при турбиостатном култ-ии,при кот-м контроль за проц.осущ-ся с пом.изм-ия конц-ии м/о.Для этого ферм-р снабжают прибором для нефелометрического опр-ия конц-ии клеток(мутности) характер-щей конц-ию популяции в фермент-ре.Этот мет-д култ-ия применяют для выращ-ия м/о на прозр-ых средах.При низких конц.субстрата и не высокой плотности популяции можно возвратить в ферм-р часть клеток вместе с вытекающей из нее КЖ,чтобы повысить конц.клеток и ускорить проц.Сущ-ет неск.вариантов возврата,н-р,сепарируют вытекающую к-ру и сгущенную чать КЖподают в ферм-р.Можно уст-ть после ферм-ра фильтр-щее устр-во.

Центрифуги.

Это норм-ые фильтрующие ц-ги непр-ого д-я с верт-ым конич-им ротором. Под д-ем центробежной силы суспензия отбрасывается к 2 с перфориров-ыми стенками. При этом ж.фаза сусп-ии проходит сквозь отверстия ротора и удал-ся по3., а тв.частицы задерживаются внутри ротора.Слой тв.частиц отводится по 4.Движение тормозится5,вращ-его медл-ее ротора с целью увел-я продолж-ти периода, в течение которого ж.отд-ся от тв.частиц.

Число оборотов ротора 45тыс/мин.Это позволяет получать высокий фактор разделения и разделять тонкодисперсные системы.Прим-ся для разд-ия сусп-ий с незначит.сод-ем тв.фазы, и для эмульсий. 2-с глухими стенками,внутри3,препятствующие отставанию жидкости от стенок ротора при его вращ-ии.При помощи 6 приводится во вращ-е4.При истечении опр-ого времени сверхцентрифугу остан-ют и удаляют осадок с ротора.

Сепаратор.

Обрабатываемая смесь в зоне отставивания разделена на неск.слоев.Более тяж.ж.,перемещ-ся вдоль поверх-ти тарелок,отбрасывается центроб-ой силой к периферии ротора и отводится через отве-тие3. Более легкая ж-ть перем-ся к центру ротора и удал-ся через4.Чтобы ж. не отставала от вращ-ся ротора есть 5.(молочные сепараторы, могут быть также и период.д-я).

Выпарные аппараты

С естеств.циркуляцией раствора, аппарат с внутр.центральной циркуляционной трубой.

Греющий пар движ-ся по 2(пучек труб). Верхняя часть корпуса служит сепаратором-предназначен для умен-ия механич-ого уноса жидкости паром. Большая интенсивность теплопередачи.

 

Кристаллизаторы

Корыто уст-но с небольшим наклоном. Посредством спец-ого привода корыто медл-но качаестя на опорных роликах. Р-р подают в1 вблизи его верхнего конца;медл.протекая по корыту,он охл-ся(потеря тепла в окр.ср. и частичное испар-е).Размеры кристаллов от 3-5 до 10-25мм.

Сушилки

Сушка произв-ся непрерывно при атм.давлении. Сушка осущ-ся горячим воздухом или топочными газами,кот.движ-ся противотоком или перекрестным током к направлению дв-я метериала.

Достигается выс-ая интенсив-ть исп-я влаги за счет тонкого распыления высушиваемого мат-ла в суш-ой камере, через кот.дв-ся сушильный агент(нагретый воздух или топочные газы).При сушке в распыленном состоянии удельная пов-ть испарения стан-ся столь большой,что процесс высуш-ся заверш-ся чрезвычайно быстро (15-30 сек).Мат-ал под-ся в 1 через2 (мех-ая или пневматич.форсунка). Сушильный агент движ-ся парал.током с материалом.Мелкие тв.частицы высушего матер-ла осаждаются на дно камеры и отводится шнеком3.Отработанный сушильный агент после очистки от пыли в 4 и 5 выбрас-ся в атм-ру.

Флотатор

Флотатор кормовых дрожжей

Разновидность пневматических флотаторов – барботажные флотаторы – применяются для гидромеханического обезвоживания кормовых дрожжей и белково-витаминных концентратов в микробиологической промышленности. В чане 5 установлен стакан 4 с конусным кольцевым лотком 2. Кольцевое пространство между поверхностью чана 5 и стаканом 4 разгорожено радиальными перегородками на пять секций. Перегородка 12 разделяет секции I и V, а перегородки 3 между другими секциями не доходят до дна. В секциях II–V установлены барботеры 11, в которые подается воздух от коллектора 10.

Выходящая из ферментатора исходная газожидкостная смесь вводится во флотатор через патрубок 8. При движении по секции I исходная смесь разделяется на обогащенную биомассой пену и обедненную биомассой бражку, которая последовательно проходит секции II–V. В этих секциях через бражку из барботеров 11 пропускаются пузырьки воздуха, и образованная пена вместе с пеной из секции I самотеком поступает в конический лоток 2 и далее в стакан 4. В стакане пена подвергается разрушению механическим пеногасителем 1 и химическим пеногасителем, поступающим из бачка 9, и выводится через патрубок 7. Осветленная бражка вытекает из флотатора по трубопроводу 6.

Во флотаторе происходит концентрирование дрожжей с 30 до 180 кг/м3. Для более высокого содержания биомассы используется флотатор второй степени, в которой можно получить суспензию с концентрацией 420 кг/м3 .

Теплообменники

 

Процессы в пром. микробиологии

Биотех. – это наука об использ. биолог-х прод.впром-ом производ-ве.

Биолог. процессы – это процессы различн. природы.производство ряда прод. медицинского,пищевого и друго назначения :антибиотики,вакцины, ферменты,кормовые и пищевые белки,АК,алколоиды,биогаз,удобрения и другое.

Табл.процессыпромыш.микробиологии:

Харак.процесса Целевые продукты Назнач.целевых продуктов или процессов
биосинтез Метоболиты:(обмен в-в) 1)анаболиты 2)катаболиты АК,нуклеозиды,нуклеот- ты
1-ые метоболиты НК,ферменты
2-ые метоболиты Алколоиды,антибиотики, Кетоны,спирты,АК,липиды, Пептидные гормоны
Клеточ.масса Пекарские и пивные дрожжи,кормовой и пищевой белок,вакцины
Трансформация Неорг.в-ва Обнаруж.Ме,обогащениеМе
Преимущественные орг.в-ва Компостиров-е отходов,получ.биогаза,детоксикацияопред.в-в по продуктам трансформации, Кисломолоч.прод-ты и сыры,квашение и соление овощей,силосованиекормов,пивоварение

 

Взаимосвязь процессов и биообъектов.

Биооб.харак-ся такими показа-ми как уровень струк-ой оганиз-ии,способ-й репродукции,наличие или отсуств.собств.метоболизма при культив.подхо-х услов-х.Подхарак-ми биооб.след.понимать структурную организацию.

Биооб.могут быть пред-ны: молек-ми(ферменты,имунно-модуляторы, нуклеозиды),орган-ми частицами(вирусы,фаги ,вероиды),одноклеточные (бактерии,дрожжи) и многоклеточ.(нитчатые и внеш.грибы,однослойныекультурыклетокмлекопит-х)

Молек-ые биообъекты наклад.свой отпечаток на орг-ю и апп-оеоформ.соот-х биотех.процессов.

Вирусы и фаги как облигат.паразиты могут культив-ся только на жив-х клетках и тканях,т.е. фактич.биотех.процессы основ-ся на использ.клеток зараженными и несущ.вирусами.

Одноклеточ.виды прокариот и эукариот могут использ.вбиотех.процессах в виде монокультур или акоциаций.

ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Влажность. Вода в клетках МО является той необходимой средой, в которой только и могут осуществляться эти химические реакции. Без предварительного растворения в воде многие питательные вещества не могут проникать внутрь микробной клетки, и жизнь его становится невозможной. Существуют некоторые различ-ия МО, так микроскопические грибы могут расти и на твердых ПС с минимальным содержанием воды. Многие МО хорошо приспособились к высушиванию, бесспоровые фаги переносят высушивание в течении нескольких лет, так же хорошо приспособились споры различных бактерий. Споры нах-ся в течении нескольких лет в сухом месте, при увлажнении начинают прорастать, однако в высушенном состоянии они остаются бездеятельными.

Концентрация веществ. Высокие концентрации любых веществ в том числе питательных создают высокое осмотическое давление во внешней среде превышающее внутриклеточное осмотическое давление. Вода при этом выходит в наружу,клетки обезвоживаются и начинается плазмолиз. ЦПМ имеет высокую избирательную проницаемость, клетки приспосабливаются к изменению осмотического давления в окружающей среде. Концентрация питательных веществ должна быть оптимальной, т.е.для обеспечения максимального роста.

Температура По отношению к температурным условиям микроорганизмы разделяют на термофильные, психрофильные и мезофильные. Термофильные виды. Зона оптимального роста равна 50-60°С, верхняя зона задержки роста - 75°С. Термофилы обитают в горячих источниках, участвуют в процессах самонагревания навоза, зерна, сена. Психрофильные виды (холодолюбивые) растут в диапазоне температур 0-10°С, максимальная зона задержки роста 20-30°С. К ним относит большинство сапрофитов, обитающих в почве, пресной и морской воде. Мезофильные виды лучше растут в пределах 20-40°С; максимальная 43-45°С, минимальная 15-20°С. В окружающей среде могут переживать, но обычно не размножаются. К ним относится большинство патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.

СветНекоторым микроорганизмам свет необходим для нормального развития, но для большинства из них он губителен.Ультрафиолетовые лучи солнца обладают бактерицидным действием, т. е. при определенных дозах облучения приводят к гибели микроорганизмов. Бактерицидные свойства ультрафиолетовых лучей ртутно-кварцевых ламп используют для дезинфекции воздуха, воды, некоторых пищевых продуктов. Инфракрасные лучи тоже могут вызвать гибель микробов за счет теплового воздействия. Воздействие этих лучей применяют при тепловой обработке продуктов. Негативное воздействие на микроорганизмы могут оказывать электромагнитные поля, ионизирующие излучения и другие физические факторы среды.

Давление Бактерии относительно мало чувствительны к изменению гидростатического давления. Повышение давления до некоторого предела не сказывается на скорости роста обычных наземных бактерий, но в конце концов начинает препятствовать нормальному росту и делению. Некоторые виды бактерий выдерживают давление до 3 000 – 5 000 атм, а бактериальные споры - даже 20 000 атм.

В условиях глубокого вакуума субстрат высыхает и жизнь невозможна.

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.235.11.178 (0.021 с.)