Mikro-organismien teollinen käyttö. Mikro-organismien käyttö lääketieteessä, maataloudessa; probioottien hyödyt

Bakteerien käytännön käyttö elintarviketuotannossa

Bakteereista suvun maitohappobakteerit Lactobacillus, Streptococcus maitotuotteiden tuotannossa. Coccilla on pyöreä, soikea muoto, jonka halkaisija on 0,5-1,5 mikronia, ja ne on järjestetty pareiksi tai eripituisiksi ketjuiksi. Sauvan muotoisten bakteerien koot tai yhdistetty ketjuihin.

Maitohappostreptokokki Streptococcus lactis on pareittain tai lyhyiksi ketjuiksi liittyneitä soluja, koaguloi maitoa 10-12 tunnin kuluttua, jotkut rodut muodostavat antibiootin nisiiniä.

C6H12O6 → 2CH3CHOHCOOH

Kermainen Streptococcus S. cremoris muodostaa pitkiä ketjuja pallomaisista soluista, inaktiivinen happoa muodostava aine, jota käytetään kerman fermentoinnissa hapankerman valmistuksessa.

acidophilus bacillus lactobacillus acidophilus muodostaa pitkiä sauvan muotoisia soluketjuja; käymisen aikana se kerää jopa 2,2% maitohappoa ja antibioottisia aineita, jotka ovat aktiivisia suolistosairauksien patogeenejä vastaan. Niiden pohjalta valmistetaan lääketieteellisiä biologisia valmisteita tuotantoeläinten maha-suolikanavan sairauksien ehkäisyyn ja hoitoon.

Maitohappo tikkuja L. plantatum soluja on linkitetty pareiksi tai ketjuiksi. Käymisen aiheuttajat vihannesten ja rehun säilörehun käymisen aikana. L. brevis fermentoi sokereita hapankaalin aikana, kurkut, happojen muodostuminen, etanoli, CO 2.

Itiöimättömät, liikkumattomat, suvun gram+ sauvat Propionibakteeri perheitä Propionibakteerit- propionihappokäymisen aiheuttajat, aiheuttavat sokerin tai maitohapon ja sen suolojen muuttumisen propioni- ja etikkahapoksi.

3C 6 H 12 O 6 → 4CH 3 CH 2COOH + 2CH 3 COOH + 2CO 2 + 2H 2 O

Propionihappokäyminen on juoksutejuustojen kypsytyksen taustalla. Joitakin propionihappobakteerityyppejä käytetään tuottamaan B 12 -vitamiinia.

itiöitä muodostavat suvun bakteerit Bacilloceae kiltti Clostridium ovat voihapon käymisen aiheuttajia, jotka muuttavat sokerit voihapoksi

C 6 H 12 O 6 → CH 3 (CH 2) COOH + 2CO 2 + 2H 2

Voihappo

elinympäristöjä- maaperä, säiliöiden lietekertymät, hajoavien orgaanisten jäämien kertymät, elintarviketuotteet.

Näitä m / o käytetään voihapon valmistukseen, jolla on epämiellyttävä haju, toisin kuin sen estereissä:

Metyylieetteri - omenan tuoksu;

Etyyli - päärynä;

Amyl - ananas.

Niitä käytetään mausteina.

Voihappobakteerit voivat aiheuttaa elintarvikkeiden raaka-aineiden ja tuotteiden pilaantumista: juustojen turvotusta, maidon, voin härskiintymistä, säilykkeiden pommittumista, perunoiden ja vihannesten kuolemaa. Tuloksena oleva voihappo antaa terävän eltaantuneen maun ja terävän epämiellyttävän hajun.

Etikkahappobakteerit - itiöimättömät Gram-sauvat, joissa on polaarisiima, kuuluvat sukuun Glukonobakteeri (Acetomonas); muodostavat etikkahappoa etanolista

CH3CH2OH+O2 →CH3COOH+H20

Samanlaisia ​​sauvoja asetobakteeri- peritrichous, joka pystyy hapettamaan etikkahapon CO 2:ksi ja H 2 O:ksi.

Etikkahappobakteereille on ominaista muodon vaihtelevuus, epäsuotuisissa olosuhteissa ne muodostavat paksuja pitkiä filamentteja, joskus turvonneita. Etikkahappobakteerit ovat levinneet laajalti kasvien, niiden hedelmien ja marinoitujen vihannesten pinnalle.

Prosessi etanolin hapettamiseksi etikkahapoksi on etikan tuotannon taustalla. Etikkahappobakteerien spontaani kehittyminen viinissä, oluessa, kvassissa johtaa niiden huononemiseen - happamoitumiseen, sameuteen. Nämä nesteiden pinnalla olevat bakteerit muodostavat kuivia ryppyisiä kalvoja, saaria tai renkaan lähelle suonen seinämiä.

Yleinen vauriotyyppi mädäntyminen on prosessi, jossa mikro-organismit hajottavat proteiiniaineita syvästi. Mädäntymisprosessien aktiivisimmat aiheuttajat ovat bakteerit.

Heinää ja perunatikkuBacillus subtilis - aerobinen gramma + itiöitä muodostava basilli. Itiöt kuumuutta kestävät soikeat. Solut ovat herkkiä happamalle ympäristölle ja kohonneelle NaCl-pitoisuudelle.

Suvun bakteeritPseudomonus - aerobiset liikkuvat sauvat, joissa on polaarinen siima, eivät muodosta itiöitä, gram-. Jotkut lajit syntetisoivat pigmenttejä, niitä kutsutaan fluoresoiviksi pseudomonasiksi, on kylmänkestäviä, ne aiheuttavat proteiinituotteiden pilaantumista jääkaapissa. Viljeltyjen kasvien bakterioosien aiheuttajat.

Suvun itiöitä muodostavat sauvat Clostridium hajottavat proteiinit muodostamalla suuren määrän kaasua NH 3, H 2 S, happoja, jotka ovat erityisen vaarallisia säilykkeille. Vakavan ruokamyrkytyksen aiheuttaa suurten liikkuvien gram+-tikkujen toksiini. Clostridium botulinum. Itiöt antavat mailan vaikutelman. Näiden bakteerien eksotoksiini vaikuttaa keskushermostoon ja sydän- ja verisuonijärjestelmiin (oireet - näkövammaisuus, puhe, halvaus, hengitysvajaus).

Nitrifioivat, denitrifioivat ja typpeä sitovat bakteerit ovat erittäin tärkeitä maanmuodostuksessa. Pohjimmiltaan nämä ovat ei-itiöitä muodostavia soluja. Niitä kasvatetaan keinotekoisissa olosuhteissa ja levitetään lannoitevalmisteiden muodossa.

Bakteereja käytetään hydrolyyttisten entsyymien, aminohappojen valmistukseen elintarviketuotannossa.

Bakteereista on erityisen tärkeää korostaa ruokainfektioiden ja ruokamyrkytysten aiheuttajia.. Ruokatulehduksia aiheuttavat elintarvikkeessa ja vedessä olevat patogeeniset bakteerit. Suolistoinfektiot - kolera - koleravirioni;

Bakteerit ovat vanhin organismi maan päällä ja rakenteeltaan yksinkertaisin. Se koostuu vain yhdestä solusta, jota voidaan nähdä ja tutkia vain mikroskoopilla. Bakteerien tyypillinen piirre on ytimen puuttuminen, minkä vuoksi bakteerit luokitellaan prokaryootiksi.

Jotkut lajit muodostavat pieniä soluryhmiä; tällaisia ​​​​klustereita voi ympäröi kapseli (tuppi). Bakteerien koko, muoto ja väri riippuvat suuresti ympäristöstä.

Muodon suhteen bakteerit jaetaan: sauvan muotoisiin (basillit), pallomaisiin (kokki) ja kierteisiin (spirilla). On myös muunneltuja - kuutioisia, C-muotoisia, tähden muotoisia. Niiden koot vaihtelevat 1-10 mikronia. Tietyntyyppiset bakteerit voivat liikkua aktiivisesti siimasienten avulla. Jälkimmäiset ylittävät joskus itse bakteerin koon kaksi kertaa.

Bakteerimuodot

Liikkumiseen bakteerit käyttävät siimoja, joiden lukumäärä on erilainen - yksi, pari, nippu lippuja. Siipien sijainti on myös erilainen - solun toisella puolella, sivuilla tai tasaisesti koko tasossa. Myös yhtenä liikkumistavana pidetään liukumista prokaryootin peittämän liman vuoksi. Useimmilla on tyhjiä sytoplasman sisällä. Kaasun kapasiteetin säätäminen tyhjiöissä auttaa niitä liikkumaan ylös tai alas nesteessä sekä liikkumaan maaperän ilmakanavien läpi.

Tiedemiehet ovat löytäneet yli 10 tuhatta bakteerilajia, mutta tieteellisten tutkijoiden oletusten mukaan niitä on yli miljoona lajia maailmassa. Bakteerien yleisten ominaisuuksien avulla voidaan määrittää niiden rooli biosfäärissä sekä tutkia bakteerikunnan rakennetta, tyyppejä ja luokittelua.

elinympäristöjä

Rakenteen yksinkertaisuus ja ympäristöolosuhteisiin sopeutumisnopeus auttoivat bakteereja leviämään laajalle alueelle planeettamme. Niitä on kaikkialla: vesi, maaperä, ilma, elävät organismit - kaikki tämä on hyväksyttävin elinympäristö prokaryooteille.

Bakteereja on löydetty sekä etelänavalta että geysiristä. Ne ovat merenpohjassa sekä maan ilmakuoren ylemmissä kerroksissa. Bakteerit elävät kaikkialla, mutta niiden lukumäärä riippuu suotuisista olosuhteista. Esimerkiksi suuri määrä bakteerilajeja elää avoimissa vesistöissä sekä maaperässä.

Rakenteelliset ominaisuudet

Bakteerisolu erottuu paitsi siitä, että sillä ei ole ydintä, vaan myös mitokondrioiden ja plastidien puuttumisesta. Tämän prokaryootin DNA sijaitsee erityisellä ydinvyöhykkeellä ja sillä on renkaaseen suljetun nukleoidin muoto. Bakteereissa solurakenne koostuu soluseinästä, kapselista, kapselimaisesta kalvosta, siimoista, pilistä ja sytoplasmisesta kalvosta. Sisäisen rakenteen muodostavat sytoplasma, rakeet, mesosomit, ribosomit, plasmidit, sulkeumat ja nukleoidi.

Bakteerisolun seinämä suorittaa puolustus- ja tukitoimintoa. Aineet voivat virrata sen läpi vapaasti läpäisevyyden vuoksi. Tämä kuori sisältää pektiiniä ja hemiselluloosaa. Jotkut bakteerit erittävät erityistä limaa, joka voi auttaa suojaamaan kuivumiselta. Lima muodostaa kapselin - polysakkaridin kemiallisessa koostumuksessa. Tässä muodossa bakteeri sietää jopa erittäin korkeita lämpötiloja. Se suorittaa myös muita toimintoja, esimerkiksi tarttuu mihin tahansa pintaan.

Bakteerisolun pinnalla on ohuita proteiinivilliä - pili. Niitä voi olla suuri määrä. Pili auttaa solua siirtämään geneettistä materiaalia ja takaa myös tarttuvuuden muihin soluihin.

Seinän tason alla on kolmikerroksinen sytoplasminen kalvo. Se takaa aineiden kuljetuksen, ja sillä on myös merkittävä rooli itiöiden muodostumisessa.

Bakteerien sytoplasma koostuu 75-prosenttisesti vedestä. Sytoplasman koostumus:

  • kalat;
  • mesosomit;
  • aminohappoja;
  • entsyymit;
  • pigmentit;
  • sokeri;
  • rakeet ja sulkeumat;
  • nukleoidi.

Aineenvaihdunta prokaryooteissa on mahdollista sekä hapen mukana että ilman sitä. Suurin osa niistä ruokkii orgaanista alkuperää olevia valmiita ravinteita. Hyvin harvat lajit kykenevät syntetisoimaan orgaanisia aineita epäorgaanisista itsestään. Nämä ovat sinivihreitä bakteereja ja syanobakteereja, joilla oli merkittävä rooli ilmakehän muotoilussa ja kyllästyksessä hapella.

jäljentäminen

Lisääntymiselle suotuisissa olosuhteissa se tapahtuu silmuttamalla tai kasvullisesti. Aseksuaalinen lisääntyminen tapahtuu seuraavassa järjestyksessä:

  1. Bakteerisolu saavuttaa maksimitilavuutensa ja sisältää tarvittavat ravintoaineet.
  2. Solu pitenee, keskelle ilmestyy osio.
  3. Solun sisällä tapahtuu nukleotidin jakautumista.
  4. DNA pääasiallinen ja erotettu eroavat toisistaan.
  5. Solu on jaettu puoliksi.
  6. Tytärsolujen jäännösmuodostus.

Tällä lisääntymismenetelmällä ei tapahdu geneettisen tiedon vaihtoa, joten kaikki tytärsolut ovat tarkka kopio äidistä.

Bakteerien lisääntymisprosessi epäsuotuisissa olosuhteissa on mielenkiintoisempaa. Tutkijat oppivat bakteerien kyvystä lisääntyä seksuaalisesti suhteellisen äskettäin - vuonna 1946. Bakteerit eivät jakaannu naaras- ja sukusoluihin. Mutta heillä on erilainen DNA. Kaksi sellaista solua, jotka lähestyvät toisiaan, muodostavat kanavan DNA:n siirtoon, tapahtuu paikkojen vaihto - rekombinaatio. Prosessi on melko pitkä, jonka tuloksena on kaksi täysin uutta yksilöä.

Useimpia bakteereja on erittäin vaikea nähdä mikroskoopilla, koska niillä ei ole omaa väriä. Harvat lajikkeet ovat violetteja tai vihreitä niiden bakterioklorofylli- ja bakteriopurpuriinipitoisuuden vuoksi. Vaikka tarkastelemme joitain bakteeripesäkkeitä, käy selväksi, että ne vapauttavat värillisiä aineita ympäristöön ja saavat kirkkaan värin. Prokaryoottien tutkimiseksi yksityiskohtaisemmin ne värjätään.


Luokitus

Bakteerien luokittelu voi perustua indikaattoreihin, kuten:

  • Lomake
  • tapa matkustaa;
  • tapa saada energiaa;
  • jätetuotteet;
  • vaaran aste.

Bakteerien symbiontit elää yhdessä muiden organismien kanssa.

Bakteerit saprofyytit elävät jo kuolleilla organismeilla, tuotteilla ja orgaanisilla jätteillä. Ne edistävät hajoamis- ja käymisprosesseja.

Rahoaminen puhdistaa luonnon ruumiista ja muista orgaanista alkuperää olevista jätteistä. Ilman hajoamisprosessia luonnossa ei olisi aineiden kiertokulkua. Joten mikä on bakteerien rooli aineen kierrossa?

Hajoamisbakteerit ovat apuna proteiiniyhdisteiden, samoin kuin rasvojen ja muiden typpeä sisältävien yhdisteiden hajottamisessa. Suoritettuaan monimutkaisen kemiallisen reaktion ne rikkovat sidoksia orgaanisten organismien molekyylien välillä ja vangitsevat proteiinimolekyylejä, aminohappoja. Halkeamalla molekyylit vapauttavat ammoniakkia, rikkivetyä ja muita haitallisia aineita. Ne ovat myrkyllisiä ja voivat aiheuttaa myrkytyksen ihmisille ja eläimille.

Lahobakteerit lisääntyvät nopeasti niille suotuisissa olosuhteissa. Koska nämä eivät ole vain hyödyllisiä bakteereja, vaan myös haitallisia, tuotteiden ennenaikaisen hajoamisen estämiseksi ihmiset ovat oppineet käsittelemään niitä: kuivaa, suolakurkkua, suolaa, savua. Kaikki nämä hoidot tappavat bakteereja ja estävät niitä lisääntymästä.

Fermentaatiobakteerit pystyvät hajottamaan hiilihydraatteja entsyymien avulla. Ihmiset huomasivat tämän kyvyn muinaisina aikoina ja käyttävät tällaisia ​​bakteereja maitohappotuotteiden, etikan ja muiden elintarvikkeiden valmistukseen tähän päivään asti.

Bakteerit, jotka toimivat yhdessä muiden organismien kanssa, tekevät erittäin tärkeää kemiallista työtä. On erittäin tärkeää tietää, millaisia ​​bakteereja ovat ja mitä hyötyä tai haittaa ne tuovat luonnolle.

Merkitys luonnossa ja ihmiselle

Monen tyyppisten bakteerien suuri merkitys (mädäntymisprosesseissa ja erityyppisissä käymisprosesseissa) on jo todettu edellä; terveydenhuollon tehtävän täyttäminen maan päällä.

Bakteereilla on myös valtava rooli hiilen, hapen, vedyn, typen, fosforin, rikin, kalsiumin ja muiden alkuaineiden kierrossa. Monen tyyppiset bakteerit osallistuvat ilmakehän typen aktiiviseen sitoutumiseen ja muuttavat sen orgaaniseen muotoon, mikä lisää maaperän hedelmällisyyttä. Erityisen tärkeitä ovat selluloosaa hajottavat bakteerit, jotka ovat pääasiallinen hiilen lähde maaperän mikro-organismien elintärkeälle toiminnalle.

Sulfaatteja pelkistävät bakteerit osallistuvat öljyn ja rikkivedyn muodostumiseen terapeuttisessa mudassa, maaperässä ja merissä. Siten Mustanmeren rikkivedyllä kyllästetty vesikerros on seurausta sulfaattia vähentävien bakteerien elintärkeästä toiminnasta. Näiden bakteerien aktiivisuus maaperässä johtaa soodan muodostumiseen ja maaperän soodan suolaantumiseen. Sulfaattia vähentävät bakteerit muuttavat riisiviljelmien maaperän ravinteet sellaiseen muotoon, joka tulee sadon juurille. Nämä bakteerit voivat aiheuttaa metallisten ja maanalaisten rakenteiden korroosiota.

Bakteerien elintärkeän toiminnan ansiosta maaperä vapautuu monista tuotteista ja haitallisista organismeista ja kyllästyy arvokkailla ravintoaineilla. Bakterisidisia valmisteita käytetään menestyksekkäästi torjumaan monenlaisia ​​tuhohyönteisiä (maissipora jne.).

Monentyyppisiä bakteereja käytetään eri teollisuudenaloilla asetonin, etyyli- ja butyylialkoholien, etikkahapon, entsyymien, hormonien, vitamiinien, antibioottien, proteiini- ja vitamiinivalmisteiden jne. valmistukseen.

Ilman bakteereja prosessit ovat mahdottomia nahan parkitsemisessa, tupakanlehtien kuivaamisessa, silkin, kumin valmistuksessa, kaakaon, kahvin jalostuksessa, hampun, pellavan ja muiden niinikuitukasvien virtsaamisessa, hapankaalissa, jäteveden käsittelyssä, metallien liuotuksessa jne.


Nykyaikainen biotekniikka perustuu moniin tieteisiin: genetiikkaan, mikrobiologiaan, biokemiaan, luonnontieteeseen. Heidän tutkimuksensa pääkohteena ovat bakteerit ja mikro-organismit. Bakteerien käyttö ratkaisee monia biotekniikan ongelmia. Nykyään niiden käyttö ihmiselämässä on niin laaja ja monipuolinen, että sillä on korvaamaton panos seuraavien teollisuudenalojen kehitykseen:

  • lääketiede ja terveydenhuolto;
  • karjanhoito;
  • viljan tuotanto;
  • kalateollisuus;
  • Ruokateollisuus;
  • kaivostoiminta ja energia;
  • raskas ja kevyt teollisuus;
  • septinen säiliö;
  • ekologia.

Terveydenhuolto ja farmakologia

Bakteerien käyttöalue farmakologiassa ja lääketieteessä on niin laaja ja merkittävä, että niiden rooli monien ihmisten sairauksien hoidossa on yksinkertaisesti korvaamaton. Elämässämme niitä tarvitaan luotaessa verenkorvikkeita, antibiootteja, aminohappoja, entsyymejä, virus- ja syöpälääkkeitä, DNA-näytteitä diagnostiikkaan, hormonaalisia lääkkeitä.

Tiedemiehet ovat antaneet korvaamattoman panoksen lääketieteeseen tunnistamalla insuliinihormonista vastaavan geenin. Implantoimalla sen coli-bakteereihin he saivat aikaan insuliinin tuotannon, mikä pelasti monien potilaiden hengen. Japanilaiset tutkijat ovat löytäneet bakteereja, jotka erittävät plakkia tuhoavaa ainetta, mikä estää karieksen ilmaantumista ihmisiin.

Termofiilisistä bakteereista johdetaan geeni, joka koodaa entsyymejä, jotka ovat arvokkaita tieteellisessä tutkimuksessa, koska ne eivät ole herkkiä korkeille lämpötiloille. Lääketieteessä vitamiinien valmistuksessa käytetään Clostridium-mikro-organismia, jolloin saadaan riboflaviinia, jolla on tärkeä rooli ihmisten terveydelle.

Bakteerien kykyä tuottaa antibakteerisia aineita käytettiin antibioottien luomiseen, mikä ratkaisi monien tartuntatautien hoitoon liittyvän ongelman ja pelasti siten useamman kuin yhden ihmisen hengen.

Mineraalien louhinta ja käsittely

Bioteknologian käyttö kaivannaisteollisuudessa voi vähentää merkittävästi kustannuksia ja energiakustannuksia. Siten hydrometallurgiassa käytetään litotrofisia bakteereja (Thiobacillus ferrooxidous), joilla on kyky hapettaa rautaa. Bakteeriuuttumisesta johtuen jalometalleja louhitaan matalakantaisista kivistä. Metaanipitoisia bakteereja käytetään lisäämään öljyn tuotantoa. Kun öljyä uutetaan tavanomaisella tavalla, pohjamaasta poistuu enintään puolet luonnonvarannoista ja mikro-organismien avulla varantoja vapautuu tehokkaammin.

Kevyt ja raskas teollisuus

Mikrobiologista liuotusta käytetään vanhoissa kaivoksissa sinkin, nikkelin, kuparin ja koboltin valmistukseen. Kaivosteollisuudessa bakteerisulfaatteja käytetään pelkistysreaktioihin vanhoissa kaivoksissa, koska rikkihappojäännöksillä on tuhoisa vaikutus tukiin, materiaaleihin ja ympäristöön. Anaerobiset mikro-organismit edistävät orgaanisen aineen perusteellista hajoamista. Tätä ominaisuutta käytetään vedenpuhdistukseen metallurgisessa teollisuudessa.

Ihminen käyttää bakteereja villan, keinonahan, tekstiilien raaka-aineiden valmistuksessa, hajuvesi- ja kosmetiikkatarkoituksiin.

Jätteiden ja veden käsittely

Hajoamiseen osallistuvia bakteereja käytetään septisten säiliöiden puhdistamiseen. Tämän menetelmän perustana on, että mikro-organismit syövät jätevettä. Tämä menetelmä varmistaa hajunpoiston ja jäteveden desinfioinnin. Saostussäiliöissä käytettäviä mikro-organismeja kasvatetaan laboratorioissa. Niiden toiminnan tuloksen määrää orgaanisen aineen hajoaminen yksinkertaisiksi aineiksi, jotka ovat vaarattomia ympäristölle. Saostussäiliön tyypistä riippuen valitaan anaerobisia tai aerobisia mikro-organismeja. Saostussäiliöiden lisäksi biosuodattimissa käytetään aerobisia mikro-organismeja.

Mikro-organismeja tarvitaan myös altaiden ja viemärien veden laadun ylläpitämiseen, merten ja valtamerten saastuneen pinnan puhdistamiseen öljytuotteista.

Biotekniikan kehittyessä elämässämme ihmiskunta on edistynyt lähes kaikilla toiminta-aloillaan.

Bakteerit ovat yksisoluisia ei-ytimiä mikro-organismeja, jotka kuuluvat prokaryoottien luokkaan. Tähän mennessä on tutkittu yli 10 tuhatta lajia (oletetaan, että niitä on noin miljoona), monet niistä ovat patogeenisiä ja voivat aiheuttaa erilaisia ​​​​sairauksia ihmisille, eläimille ja kasveille.

Niiden lisääntymiseen tarvitaan riittävä määrä happea ja optimaalinen kosteus. Bakteerien koot vaihtelevat mikronin kymmenesosista useisiin mikroniin, muodoltaan ne jaetaan pallomaisiin (cocci), sauvan muotoisiin, rihmamaisiin (spirilla), kaarevien sauvojen (vibrio) muodossa.

Ensimmäiset organismit, jotka ilmestyivät miljardeja vuosia sitten

(Bakteerit ja mikrobit mikroskoopin alla)

Bakteereilla on erittäin tärkeä rooli planeetallamme, koska ne ovat tärkeä osallistuja missä tahansa biologisessa aineiden kierrossa, perustana kaiken elämän olemassaololle maapallolla. Suurin osa sekä orgaanisista että epäorgaanisista yhdisteistä muuttuu merkittävästi bakteerien vaikutuksesta. Bakteerit, jotka ilmestyivät planeetallemme yli 3,5 miljardia vuotta sitten, olivat planeetan elävän kuoren pohjan ensisijaisia ​​lähteitä ja prosessoivat edelleen aktiivisesti elotonta ja elävää orgaanista ainetta ja ottavat aineenvaihduntaprosessin tulokset mukaan biologiseen kiertokulkuun .

(Bakteerin rakenne)

Saprofyyttisillä maaperän bakteereilla on valtava rooli maanmuodostusprosessissa, ne käsittelevät kasvi- ja eläinorganismien jäänteitä ja auttavat humuksen ja humuksen muodostumisessa, mikä lisää sen hedelmällisyyttä. Tärkein rooli maaperän hedelmällisyyden parantamisprosessissa on palkokasvien juurilla "elävillä" typpeä sitovilla kyhmysymbionttibakteereilla, joiden ansiosta maaperä rikastuu arvokkailla kasvien kasvulle välttämättömillä typpiyhdisteillä. Ne sitovat typpeä ilmasta, sitovat sen ja muodostavat yhdisteitä kasveille saatavilla olevassa muodossa.

Bakteerien merkitys luonnon ainekierrossa

Bakteereilla on erinomaiset hygieniaominaisuudet, ne poistavat likaa jätevedestä, hajottavat orgaanista ainesta muuttaen ne harmittomiksi epäorgaanisiksi aineiksi. Ainutlaatuiset syanobakteerit, jotka syntyivät alkumeristä ja valtameristä 2 miljardia vuotta sitten, pystyivät fotosynteesiin, ne toimittivat molekyylistä happea ympäristöön ja muodostivat näin maapallon ilmakehän ja loivat otsonikerroksen, joka suojaa planeettamme ultraviolettisäteiden haitallisilta vaikutuksilta. . Monia mineraaleja on syntynyt tuhansien vuosien aikana ilman, lämpötilan, veden ja bakteerien vaikutuksesta biomassaan.

Bakteerit ovat yleisimpiä organismeja maan päällä, ne määrittelevät biosfäärin ylä- ja alarajat, tunkeutuvat kaikkialle ja niille on ominaista suuri kestävyys. Jos bakteereja ei olisi, kuolleita eläimiä ja kasveja ei jalostettaisi edelleen, vaan niitä kertyisi valtavia määriä, ilman niitä biologinen kierto kävisi mahdottomaksi, eivätkä aineet voisi enää palata luontoon.

Bakteerit ovat tärkeä lenkki trofisissa ravintoketjuissa, ne toimivat hajottajina, levittäen kuolleiden eläinten ja kasvien jäännöksiä ja puhdistaen siten maapallon. Monet bakteerit toimivat symbionteina nisäkkäiden kehossa ja auttavat niitä hajottamaan kuituja, joita ne eivät pysty sulattamaan. Bakteerien elinprosessi on K-vitamiinin ja B-vitamiinien lähde, joilla on tärkeä rooli niiden organismien normaalissa toiminnassa.

Hyödylliset ja haitalliset bakteerit

Suuri määrä patogeenisiä bakteereja voi aiheuttaa suurta haittaa ihmisten terveydelle, kotieläimille ja viljelykasveille, nimittäin aiheuttaa sellaisia ​​tartuntatauteja, kuten punatauti, tuberkuloosi, kolera, keuhkoputkentulehdus, luomistauti ja pernarutto (eläimet), bakterioosi (kasvit).

On bakteereja, jotka hyödyttävät henkilöä ja hänen taloudellista toimintaansa. Ihmiset ovat oppineet käyttämään bakteereita teollisessa tuotannossa, jolloin valmistetaan asetonia, etyyli- ja butyylialkoholia, etikkahappoa, entsyymejä, hormoneja, vitamiineja, antibiootteja, proteiini- ja vitamiinivalmisteita. Bakteerien puhdistavaa voimaa käytetään vedenpuhdistamoissa, jätevesien puhdistamiseen ja orgaanisen aineksen muuttamiseksi harmittomiksi epäorgaanisiksi aineiksi. Geeniinsinöörien nykyaikaiset saavutukset ovat mahdollistaneet sellaisten lääkkeiden kuin insuliinin, interferonin saamisen Escherichia colin bakteereista, rehu- ja elintarvikeproteiinin saamisen joistakin bakteereista. Maataloudessa käytetään erityisiä bakteerilannoitteita, ja bakteerien avulla viljelijät taistelevat erilaisia ​​rikkaruohoja ja haitallisia hyönteisiä vastaan.

(Bakteerien suosikkiruoka ripset tossut)

Bakteerit osallistuvat nahan parkitusprosessiin, tupakanlehtien kuivaamiseen, niistä valmistetaan silkkiä, kumia, kaakaota, kahvia, liotetaan hamppua, pellavaa ja liuotetaan metalleja. He ovat mukana lääkkeiden, kuten tehokkaiden antibioottien, kuten tetrasykliinin ja streptomysiinin, valmistusprosessissa. Ilman käymisprosessia aiheuttavia maitohappobakteereja on mahdotonta valmistaa maitotuotteita kuten jogurtti, fermentoitu leivottu maito, acidophilus, smetana, voi, kefir, jogurtti ja raejuusto. Myös maitohappobakteerit osallistuvat kurkkujen, hapankaalin peittaukseen ja rehun säilömiseen.

Mikrobiologisia prosesseja käytetään laajasti kansantalouden eri sektoreilla. Monet prosessit perustuvat aineenvaihduntareaktioihin, jotka tapahtuvat tiettyjen mikro-organismien kasvun ja lisääntymisen aikana.

Mikro-organismien avulla tuotetaan rehuproteiineja, entsyymejä, vitamiineja, aminohappoja, orgaanisia happoja jne.

Tärkeimmät elintarviketeollisuudessa käytetyt mikro-organismiryhmät ovat bakteerit, hiivat ja homeet.

bakteerit. Käytetään maitohapon, etikkahapon, voihapon, asetoni-butyylikäymisen aiheuttajina.

Kulttuurimaitohappobakteereita käytetään maitohapon valmistuksessa, leivonnassa ja joskus myös alkoholin valmistuksessa. Ne muuttavat sokerin maitohapoksi yhtälön mukaisesti

C6H12O6 ® 2CH3 – CH – COOH + 75 kJ

Aidot (homofermentatiiviset) ja epätodelliset (heterofermentatiiviset) maitohappobakteerit ovat mukana ruisleivän valmistuksessa. Homofermentatiiviset osallistuvat vain hapon muodostukseen, kun taas heterofermentatiiviset muodostavat yhdessä maitohapon kanssa haihtuvia happoja (pääasiassa etikkahappoa), alkoholia ja hiilidioksidia.

Alkoholiteollisuudessa maitohappokäymistä käytetään hiivavierteen happamoittamiseen. Luonnonvaraiset maitohappobakteerit vaikuttavat haitallisesti käymislaitosten teknologisiin prosesseihin, heikentävät valmiiden tuotteiden laatua. Syntynyt maitohappo estää vieraiden mikro-organismien elintärkeää toimintaa.

Voihappobakteerien aiheuttamaa voifermentaatiota käytetään voihapon tuottamiseen, jonka estereitä käytetään aromaattisina aineina.

Voihappobakteerit muuttavat sokerin voihapoksi yhtälön mukaisesti

C6H12O6 ® CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + H2 + Q

Etikkahappobakteereja käytetään etikan (etikkahappoliuoksen) valmistukseen, koska. ne pystyvät hapettamaan etyylialkoholin etikkahapoksi yhtälön mukaisesti

C2H5OH + O2 ® CH3COOH + H2O +487 kJ

Etikkahappokäyminen on haitallista alkoholin tuotannolle, koska. johtaa alkoholisaannon vähenemiseen, ja panimossa se aiheuttaa oluen pilaantumista.

Hiiva. Niitä käytetään käymisaineina alkoholin ja oluen valmistuksessa, viininvalmistuksessa, leipäkvassin valmistuksessa, leivonnassa.

Elintarvikkeiden tuotannossa hiiva on tärkeä - itiöitä muodostavat sakkaromykeetit ja epätäydellinen hiiva - ei-sakkaromykeetit (hiivan kaltaiset sienet), jotka eivät muodosta itiöitä. Saccharomyces-perhe on jaettu useisiin sukuihin. Tärkein on suku Saccharomyces (saccharomycetes). Suku on jaettu lajeihin, ja lajin yksittäisiä lajikkeita kutsutaan roduiksi. Jokaisella toimialalla käytetään erillisiä hiivalajeja. Erottele jauhettu ja hiutaleinen hiiva. Pölymäisissä soluissa ne ovat eristettyjä toisistaan, kun taas hiutaleisissa soluissa ne tarttuvat yhteen muodostaen hiutaleita ja laskeutuvat nopeasti.

Kulttuurihiiva kuuluu Saccharomycetes-heimoon S. cerevisiae. Hiivan leviämisen optimilämpötila on 25-30 0С ja minimilämpötila noin 2-3 0 С. 40 0C:ssa kasvu pysähtyy, hiiva kuolee ja alhaisissa lämpötiloissa lisääntyminen pysähtyy.

On ylhäältä ja alhaalta käyviä hiivoja.

Kulttuurihiivoista pohjakäymishiivoja ovat useimmat viini- ja oluthiivat ja yläkäymishiivat alkoholi-, leipomo- ja jotkut panimohiivalajit.

Kuten tiedetään, glukoosista alkoholikäymisprosessissa muodostuu kaksi päätuotetta - etanoli ja hiilidioksidi sekä välituotteet: glyseroli, meripihka-, etikka- ja palorypälehappo, asetaldehydi, 2,3-butyleeniglykoli, asetoiini esterit ja fuselöljyt (isoamyyli, isopropyyli, butyyli ja muut alkoholit).

Yksittäisten sokerien käyminen tapahtuu tietyssä järjestyksessä, johtuen niiden diffuusionopeudesta hiivasoluun. Glukoosi ja fruktoosi fermentoituvat nopeimmin hiivan avulla. Sakkaroosi sellaisenaan katoaa (kääntyy) väliaineeseen käymisen alussa hiivaentsyymin b-fruktofuranosidaasin vaikutuksesta, jolloin muodostuu glukoosia ja fruktoosia, joita solu käyttää helposti. Kun väliaineessa ei ole enää glukoosia ja fruktoosia, hiiva kuluttaa maltoosia.

Hiivalla on kyky fermentoida erittäin korkeita sokeripitoisuuksia - jopa 60%, ne myös sietävät korkeita alkoholipitoisuuksia - jopa 14-16 tilavuutta. %.

Hapen läsnä ollessa alkoholikäyminen pysähtyy ja hiiva saa energiaa happihengityksestä:

C6H12O6 + 6O2 ® 6CO2 + 6H2O + 2824 kJ

Koska prosessi on energisesti rikkaampi kuin käymisprosessi (118 kJ), hiiva kuluttaa sokeria paljon taloudellisemmin. Käymisen lopettamista ilmakehän hapen vaikutuksesta kutsutaan Pasteur-ilmiöksi.

Alkoholin valmistuksessa käytetään S. cerevisiae -lajin huippuhiivaa, jolla on suurin käymisenergia, joka muodostaa enintään alkoholia ja fermentoi mono- ja disakkarideja sekä osan dekstriineistä.

Leipomohiivassa arvostetaan nopeasti kasvavia rotuja, joilla on hyvä nostovoima ja säilytyskestävyys.

Panimossa käytetään pohjakäytävää hiivaa, joka on mukautettu suhteellisen alhaisiin lämpötiloihin. Niiden on oltava mikrobiologisesti puhtaita, niillä on oltava kyky flokkuloitua, laskeutua nopeasti fermentorin pohjalle. Käymislämpötila 6-8 0C.

Viininvalmistuksessa arvostetaan hiivoja, jotka lisääntyvät nopeasti, joilla on kyky tukahduttaa muuntyyppisiä hiivoja ja mikro-organismeja ja antaa viinille sopiva tuoksu. Viininvalmistuksessa käytetyt hiivat ovat S. vini ja fermentoivat voimakkaasti glukoosia, fruktoosia, sakkaroosia ja maltoosia. Viininvalmistuksessa lähes kaikki tuotantohiivaviljelmät eristetään nuorista viineistä eri alueilla.

Tsygomykeetit- homesienet, niillä on tärkeä rooli entsyymien tuottajina. Aspergillus-suvun sienet tuottavat amylolyyttisiä, pektolyyttisiä ja muita entsyymejä, joita käytetään alkoholiteollisuudessa maltaiden sijasta tärkkelyksen sokerointiin, panimossa, kun mallas korvataan osittain mallastamattomilla raaka-aineilla jne.

Sitruunahapon tuotannossa A. niger on sitraattikäymisen aiheuttaja, joka muuttaa sokerin sitruunahapoksi.

Mikro-organismeilla on kaksinkertainen rooli elintarviketeollisuudessa. Toisaalta nämä ovat kulttuurimikro-organismeja, toisaalta infektio pääsee ruoan tuotantoon, ts. vieraita (villi) mikro-organismeja. Villit mikro-organismit ovat yleisiä luonnossa (marjoissa, hedelmissä, ilmassa, vedessä, maaperässä) ja ympäristöstä pääsevät tuotantoon.

Elintarvikealan yritysten oikean saniteetti- ja hygieniajärjestelmän noudattamiseksi desinfiointi on tehokas tapa tuhota ja estää vieraiden mikro-organismien kehittyminen.

Lue myös:

II. TYÖN SUOJAUSVAATIMUKSET KALAN JA KALAN TUOTANNON JA KÄSITTELYN TYÖJEN (TUOTANTOPROSESSIEN) ORGANISAATIOON
Teema: Tietotekniikka (tietotekniikka)
V. Tuonnin ja kotimaisen tuotannon välinen kilpailu
Automatisoitu tuotanto.
Aktiivinen osa kiinteää tuotantoomaisuutta
Tuotantolaitteiden käytön analyysi.
Tuotantokapasiteetin käytön analyysi.
Tuotantotoimialojen tärkeimpien taloudellisten indikaattoreiden analyysi
MAATALOUSORGANISAATIOJEN TUOTANNON JA TALOUDELLISEN TOIMINNAN ANALYYSI
Kursk JSC "Pribor" varastojen analyysi

Lue myös:

Bakteerien merkitys elämässämme. Penisilliinin löytäminen ja lääketieteen kehitys. Antibioottien käytön tulokset kasvi- ja eläinmaailmassa. Mitä ovat probiootit, niiden toiminnan periaate ihmisten ja eläinten kehoon, kasveihin, käytön edut.

Opiskelijat, jatko-opiskelijat, nuoret tutkijat, jotka käyttävät tietopohjaa opinnoissaan ja työssään, ovat sinulle erittäin kiitollisia.

Mikro-organismien käyttö lääketieteessä, maataloudessa; probioottien hyödyt

Rodnikova Inna

JOHDANTO

Ihmiset toimivat bioteknikon tehtävissä tuhansia vuosia: he leipoivat leipää, panivat olutta, valmistivat juustoa ja muita maitohappotuotteita erilaisilla mikro-organismeilla eivätkä edes tienneet niiden olemassaolosta.

Itse asiassa itse termi "bioteknologia" ilmestyi kielellemme ei niin kauan sitten, sen sijaan käytettiin sanoja "teollinen mikrobiologia", "tekninen biokemia" jne. Todennäköisesti käyminen oli vanhin biotekninen prosessi. Tämän todistaa vuonna 1981 löydetty kuvaus oluen valmistusprosessista.

Babylonin kaivausten aikana taululle, joka juontaa juurensa noin 6. vuosituhannelle eKr. e. 3. vuosituhannella eKr. e. Sumerit tuottivat jopa kaksi tusinaa olutta. Yhtä vanhoja bioteknisiä prosesseja ovat viininvalmistus, leivonta ja maitohappotuotteiden valmistus.

Edellisen perusteella näemme, että ihmiselämä on jo pitkään ollut erottamattomasti sidoksissa eläviin mikro-organismeihin. Ja jos niin monta vuotta ihmiset ovat onnistuneesti, vaikkakin tiedostamatta, "yhteistyöhön" tehneet bakteerien kanssa, olisi loogista esittää kysymys - miksi itse asiassa sinun täytyy laajentaa tietämystäsi tällä alalla?

Loppujen lopuksi kaikki näyttää olevan kunnossa, osataan leipoa leipää ja keittää olutta, tehdä viiniä ja kefiiriä, mitä muuta tarvitset? Miksi tarvitsemme bioteknologiaa? Jotkut vastaukset löytyvät tästä abstraktista.

LÄÄKET JA BAKTERIT

Koko ihmiskunnan historian ajan (1900-luvun alkuun asti) perheillä on ollut monia lapsia, koska.

hyvin usein lapset eivät eläneet aikuisiksi, he kuolivat moniin sairauksiin, jopa keuhkokuumeeseen, joka on helposti parannettavissa meidän aikanamme, puhumattakaan sellaisista vakavista sairauksista kuin kolera, kuolio ja rutto. Kaikki nämä sairaudet ovat patogeenien aiheuttamia ja niitä pidettiin parantumattomina, mutta lopulta lääketieteen tiedemiehet ymmärsivät, että muut bakteerit tai niiden entsyymeistä saatu uute voi voittaa "pahat" bakteerit.

Tämän huomasi ensimmäisenä Alexander Fleming alkeishomeen esimerkissä.

Kävi ilmi, että tietyntyyppiset bakteerit tulevat hyvin toimeen homeen kanssa, mutta streptokokit ja stafylokokit eivät kehittyneet homeen läsnä ollessa.

Lukuisat aiemmat kokeet haitallisten bakteerien lisääntymiselle ovat osoittaneet, että jotkut niistä pystyvät tuhoamaan muita eivätkä salli niiden kehittymistä yleisessä ympäristössä. Tätä ilmiötä kutsuttiin "antibioosiksi" kreikan sanasta "anti" - vastaan ​​ja "bios" - elämä. Etsiessään tehokasta mikrobilääkkeitä Fleming tiesi tämän hyvin. Hänellä ei ollut epäilystäkään siitä, että salaperäisen homeen kupissa hän oli kohdannut antibioosin. Hän alkoi tutkia muottia huolellisesti.

Jonkin ajan kuluttua hän onnistui jopa eristämään homeesta antimikrobisen aineen. Koska hänen käsittelemällään homeella oli erityinen latinankielinen nimi Penicilium notatum, hän nimesi tuloksena olevan aineen penisilliiniksi.

Siten vuonna 1929 Lontoon Pietarin sairaalan laboratoriossa. Mary syntyi tunnettu penisilliini.

Aineen alustavat testit koe-eläimillä osoittivat, että edes vereen ruiskutettuna se ei aiheuta haittaa, ja samalla heikoissa liuoksissa se tukahduttaa täydellisesti streptokokit ja stafylokokit.

Mikro-organismien rooli elintarviketuotantotekniikassa

Flemingin assistentti, tohtori Stuart Greddock, joka sairastui ns. yläleuan märkivään tulehdukseen, oli ensimmäinen henkilö, joka päätti ottaa penisilliiniuutteen.

Hänelle injektoitiin onteloon pieni määrä uutetta muotista, ja kolmen tunnin kuluttua voitiin varmistaa, että hänen terveydentilansa oli parantunut merkittävästi.

Näin alkoi antibioottien aikakausi, joka pelasti miljoonia ihmishenkiä sekä rauhan- että sodan aikana, kun haavoittuneet eivät kuolleet haavan vakavuudesta vaan niihin liittyvistä infektioista. Jatkossa kehitettiin uusia penisilliiniin perustuvia antibiootteja, menetelmiä niiden valmistamiseksi laajaan käyttöön.

BIOTEKNOLOGIA JA MAATALOUS

Lääketieteen läpimurron tulos oli nopea väestönkasvu.

Väestö kasvoi jyrkästi, mikä tarkoittaa, että tarvittiin lisää ruokaa, ja ydinkokeiden aiheuttaman ympäristön heikkenemisen, teollisuuden kehityksen, viljelymaan humuksen ehtymisen vuoksi ilmaantui monia kasvien ja karjan sairauksia.

Aluksi ihmiset hoidettiin eläimiä ja kasveja antibiooteilla ja tämä toi tuloksia.

Katsotaanpa näitä tuloksia. Kyllä, jos käsittelet vihanneksia, hedelmiä, yrttejä jne. kasvukauden aikana vahvoilla sienitautien torjunta-aineilla, tämä auttaa estämään joidenkin taudinaiheuttajien (ei kaikkien eikä kokonaan) kehittymisen, mutta ensinnäkin tämä johtaa myrkkyjen kerääntymiseen ja myrkkyjä hedelmissä, mikä tarkoittaa, että sikiön hyödylliset ominaisuudet vähenevät, ja toiseksi haitalliset mikrobit kehittävät nopeasti immuniteetin niitä myrkyttäville aineille, ja myöhemmät hoidot tulisi suorittaa yhä tehokkaammilla antibiooteilla.

Sama ilmiö havaitaan eläinmaailmassa ja valitettavasti ihmisissä.

Lisäksi antibiootit aiheuttavat useita negatiivisia seurauksia lämminveristen eläinten kehossa, kuten dysbakterioosia, raskaana olevien naisten sikiön epämuodostumia jne.

Kuinka olla? Luonto itse vastaa tähän kysymykseen! Ja vastaus on PROBIOTIT!

Johtavat biotekniikan ja geenitekniikan laitokset ovat jo pitkään kehittäneet uusia ja valikoituja tunnettuja mikro-organismeja, joilla on hämmästyttävä elinkelpoisuus ja kyky "voittaa" taistelussa muita mikrobeja vastaan.

Näitä eliittikantoja, kuten "bacillus subtilis" ja "Licheniformis", käytetään laajalti ihmisten, eläinten ja kasvien hoitoon uskomattoman tehokkaasti ja täysin turvallisesti.

Kuinka tämä on mahdollista? Ja näin: ihmisten ja eläinten kehossa on välttämättä paljon tarpeellisia bakteereja. Ne osallistuvat ruoansulatusprosesseihin, entsyymien muodostumiseen ja muodostavat lähes 70 % ihmisen immuunijärjestelmästä. Jos ihmisen bakteeritasapaino jostain syystä (antibioottien käyttö, aliravitsemus) häiriintyy, hän on suojaton uusilta haitallisilta mikrobeilta ja 95 % tapauksista sairastuu uudelleen.

Sama koskee eläimiä. Ja eliitin kannat, jotka joutuvat kehoon, alkavat aktiivisesti lisääntyä ja tuhota patogeenisen kasviston, koska. jo edellä mainittiin, niillä on parempi elinkelpoisuus. Eliitin mikro-organismikantojen avulla on siis mahdollista pitää makro-organismi terveenä ilman antibiootteja ja sopusoinnussa luonnon kanssa, koska itse elimistöön ollessaan nämä kannat tuovat vain hyötyä eivätkä haittaa.

Ne ovat parempia kuin antibiootit myös siksi, että:

Mikromaailman vastaus superantibioottien käyttöönottoon liiketoiminnassa on ilmeinen ja seuraa jo tiedemiesten käytössä olevasta koemateriaalista - supermikrobin synty.

Mikrobit ovat yllättävän täydellisiä itsekehittyviä ja itseoppivia biologisia koneita, jotka pystyvät muistamaan geneettiseen muistiinsa luomansa suojamekanismit antibioottien haitallisia vaikutuksia vastaan ​​ja välittämään tietoa jälkeläisilleen.

Bakteerit ovat eräänlainen "bioreaktori", jossa tuotetaan entsyymejä, aminohappoja, vitamiineja ja bakteriosiineja, jotka antibioottien tavoin neutraloivat taudinaiheuttajia.

Niistä ei kuitenkaan ole riippuvuutta eikä kemiallisten antibioottien käytölle tyypillisiä sivuvaikutuksia. Päinvastoin, ne pystyvät puhdistamaan suolen seinämiä, lisäämään niiden läpäisevyyttä välttämättömille ravintoaineille, palauttamaan suoliston mikroflooran biologisen tasapainon ja stimuloivat koko immuunijärjestelmää.

Tiedemiehet käyttivät hyväkseen luonnon luonnollista tapaa ylläpitää makro-organismin terveyttä, eli he eristivät luonnollisesta ympäristöstä bakteereja - saprofyyttejä, joilla on ominaisuus estää patogeenisen mikroflooran kasvua ja kehitystä, myös maha-suolikanavassa. lämminveristen eläinten.

Miljoonien vuosien evoluutio planeetalla on luonut niin upeita ja täydellisiä mekanismeja patogeenisen mikroflooran tukahduttamiseksi ei-patogeenisillä mikroflooralla, että ei ole syytä epäillä tämän lähestymistavan onnistumista.

Ei-patogeeninen mikrofloora kilpailussa voittaa useimmissa tapauksissa, ja jos se ei olisi niin, emme olisi planeetallamme tänään.

Edellä esitetyn perusteella myös maatalouskäyttöön tarkoitettuja lannoitteita ja sienitautien torjunta-aineita valmistavat tiedemiehet ovat pyrkineet siirtymään kemiallisesta näkökulmasta biologiseen näkemykseen.

Ja tulokset eivät olleet hitaita näkymään! Kävi ilmi, että sama bacillus subtilis taistelee menestyksekkäästi jopa 70 patogeenisen edustajan lajiketta vastaan, jotka aiheuttavat puutarhakasvien sairauksia, kuten bakteerisyöpää, fusarium-lakhtumista, juuri- ja juurimätä jne., joita aiemmin pidettiin parantumattomina kasvisairauksina, joita ei voitu hoitaa. Käsittele EI YHTÄ FUNGICIDE!

Lisäksi näillä bakteereilla on selvästi myönteinen vaikutus kasvin kasvillisuuteen: hedelmien täyttö- ja kypsymisaika lyhenee, hedelmien hyödylliset ominaisuudet lisääntyvät, nitraattipitoisuus niissä vähenee jne.

myrkyllisiä aineita, ja mikä tärkeintä - mineraalilannoitteiden tarve vähenee merkittävästi!

Eliittibakteerikantoja sisältävät valmisteet ovat jo ykkössijalla Venäjän ja kansainvälisillä messuilla, mitaleja tehokkuudesta ja ympäristöystävällisyydestä. Pienet ja suuret maataloustuottajat ovat jo aloittaneet aktiivisen käytön, ja sienitautien torjunta-aineet ja antibiootit ovat vähitellen jäämässä menneisyyteen.

Bio-Banin tuotteet ovat Flora-S ja Fitop-Flora-S, jotka tarjoavat väkeviä humushappoja sisältäviä kuivia turve-humuslannoitteita (ja kylläinen humus takaa erinomaisen sadon) ja bakteerikantaa "bacillus subtilis" tautien torjuntaan. Näiden valmisteiden ansiosta on mahdollista ennallistaa köyhdytettyä maata lyhyessä ajassa, lisätä maan tuottavuutta, suojata satoasi taudeilta ja mikä tärkeintä, riskialttiilla viljelyalueilla on mahdollista saada erinomaisia ​​satoja!

Luulen, että yllä olevat perustelut riittävät arvostamaan probioottien etuja ja ymmärtämään, miksi tiedemiehet sanovat, että 1900-luku on antibioottien vuosisata ja 21. vuosisata on probioottien vuosisata!

Samanlaisia ​​asiakirjoja

    Mikro-organismien valinta

    Jalostuksen käsite ja merkitys tieteenä uusien eläinrotujen, kasvilajikkeiden, mikro-organismikantojen luomiseksi ja parantamiseksi.

    Mikro-organismien roolin ja merkityksen arviointi biosfäärissä ja niiden käytön piirteet. Maitohappobakteerien muodot.

    esitys, lisätty 17.3.2015

    eläinbiologia

    Hämähäkkieläinten ja hyönteisten arvo lääketieteessä ja maataloudessa, tuholaistorjunta. Kriteerit selkärankaisten jakamiselle anamniaksi ja amnioteiksi. Malariaplasmodiumin elinkaari.

    valvontatyö, lisätty 12.5.2009

    Geneettisesti muokattuja organismeja. Hankinnan periaatteet, soveltaminen

    Perusmenetelmät geneettisesti muunnettujen kasvien ja eläinten saamiseksi. Siirtogeeniset mikro-organismit lääketieteessä, kemianteollisuudessa, maataloudessa.

    Geenimuunneltujen organismien haittavaikutukset: myrkyllisyys, allergiat, onkologia.

    lukukausityö, lisätty 11.11.2014

    Eläinten ja mikro-organismien valintamenetelmät

    Erot eläinten ja kasvien välillä.

    Jalostukseen tarkoitettujen eläinten valinnan ominaisuudet. Mikä on hybridisaatio, sen luokitus. Nykyaikaiset lajikkeet eläinten jalostukseen. Mikro-organismien käyttöalueet, niiden hyödylliset ominaisuudet, valintamenetelmät ja -ominaisuudet.

    esitys, lisätty 26.5.2010

    Mikro-organismien luokitus. Bakteerimorfologian perusteet

    Aineen opiskelu, päätehtävät ja lääketieteellisen mikrobiologian kehityshistoria.

    Mikro-organismien systematiikka ja luokittelu. Bakteerimorfologian perusteet. Bakteerisolun rakenteellisten piirteiden tutkiminen. Mikro-organismien merkitys ihmisen elämässä.

    luento, lisätty 12.10.2013

    Biojäätelön valmistuksessa käytettyjen maitohapon, bifidobakteerien ja propionihappobakteerien ominaisuudet

    Probiootit ei-patogeenisinä bakteereina ihmisille, joilla on antagonistista vaikutusta patogeenisiä mikro-organismeja vastaan.

    Tutustuminen probioottisten laktobasillien ominaisuuksiin. Probioottisia ominaisuuksia omaavien fermentoitujen maitotuotteiden analyysi.

    tiivistelmä, lisätty 17.4.2017

    Moderni oppi mikro-organismien alkuperästä

    Hypoteesit elämän alkuperästä maapallolla.

    Mikro-organismien biokemiallisen toiminnan tutkimus, niiden rooli luonnossa, ihmisten ja eläinten elämässä L. Pasteurin teoksissa. Bakteerien ja virusten geneettiset tutkimukset, niiden fenotyyppinen ja genotyyppinen vaihtelu.

    tiivistelmä, lisätty 26.12.2013

    Probioottisten valmisteiden kuluttajaominaisuuksien parantaminen

    Probioottien vaikutus ihmisten terveyteen.

    Propionihappobakteerien immunostimuloivat, antimutageeniset ominaisuudet. Jodin vaikutus probioottisten bakteerien biokemiallisiin ominaisuuksiin. Jodattujen lääkkeiden laadulliset ominaisuudet, biokemialliset parametrit.

    artikkeli, lisätty 24.8.2013

    Biotekniikka - mikro-organismien, virusten, siirtogeenisten kasvien ja eläinten käyttö teollisessa synteesissä

    Ensimmäisen ja toisen vaiheen mikrobisynteesituotteiden, aminohappojen, orgaanisten happojen, vitamiinien valmistus.

    Antibioottien laajamittainen tuotanto. Alkoholien ja polyolien tuotanto. Bioprosessien päätyypit. Kasvien aineenvaihduntatekniikka.

    lukukausityö, lisätty 22.12.2013

    Hyödyllisten mikro-organismien käyttö

    Mikro-organismien rooli luonnossa ja maataloudessa.

    testi, lisätty 27.09.2009

MIKROBIOLOGINEN TEOLLISUUS, tuotteen tuotanto mikro-organismien avulla. Mikro-organismien suorittamaa prosessia kutsutaan käymiseksi; säiliötä, jossa se virtaa, kutsutaan fermentoriksi (tai bioreaktoriksi).

Ihminen on käyttänyt prosesseja, joissa on bakteereja, hiivoja ja homesieniä satoja vuosia ruoan ja juoman valmistukseen, tekstiilien ja nahan käsittelyyn, mutta mikro-organismien osallistuminen näihin prosesseihin tuli selvästi ilmi vasta 1800-luvun puolivälissä.

1900-luvulla teollisuus on hyödyntänyt mikro-organismien upeiden biosynteettisten kykyjen täydellistä monimuotoisuutta, ja nyt käyminen on keskeistä biotekniikassa. Sen avulla saadaan erilaisia ​​erittäin puhtaita kemikaaleja ja lääkkeitä, valmistetaan olutta, viiniä ja fermentoituja ruokia.

Käymisprosessi on kaikissa tapauksissa jaettu kuuteen päävaiheeseen.

Ympäristön luominen. Ensinnäkin on tarpeen valita sopiva viljelyalusta. Mikro-organismit tarvitsevat kasvuunsa orgaanisia hiilen lähteitä, sopivaa typenlähdettä ja erilaisia ​​mineraaleja. Alkoholijuomien valmistuksessa alustan tulee sisältää mallasohraa, hedelmien tai marjojen puristemassaa.

Esimerkiksi olut valmistetaan yleensä mallasmehusta, kun taas viini valmistetaan rypälemehusta. Veden ja mahdollisesti joidenkin lisäaineiden lisäksi nämä uutteet muodostavat kasvualustan.

Ympäristöt kemikaalien ja lääkkeiden saamiseksi ovat paljon monimutkaisempia. Useimmiten hiilen lähteenä käytetään sokereita ja muita hiilihydraatteja, mutta usein öljyjä ja rasvoja ja joskus hiilivetyjä.

Typen lähteenä ovat yleensä ammoniakki ja ammoniumsuolat sekä erilaiset kasvi- tai eläinperäiset tuotteet: soijajauho, soijapavut, puuvillansiemenjauho, maapähkinäjauho, maissitärkkelyksen sivutuotteet, teurastamojätteet, kalajauho, hiivauute. Kasvualustan kokoaminen ja optimointi on erittäin monimutkainen prosessi, ja teolliset kasvualustan reseptit ovat tarkoin varjeltu salaisuus.

Sterilointi. Väliaine on steriloitava kaikkien saastuttavien mikro-organismien tappamiseksi. Myös itse fermentori ja apulaitteet steriloidaan. On olemassa kaksi sterilointimenetelmää: tulistetun höyryn suora ruiskutus ja lämmitys lämmönvaihtimella.

Haluttu steriiliysaste riippuu käymisprosessin luonteesta.

Tärkeimmät elintarviketeollisuudessa käytettävät mikro-organismiryhmät

Sen tulisi olla maksimissaan lääkkeitä ja kemikaaleja vastaanotettaessa. Steriilisyysvaatimukset alkoholijuomien valmistuksessa ovat lievempiä.

Tällaisten käymisprosessien sanotaan olevan "suojattuja", koska ympäristöön luodut olosuhteet ovat sellaiset, että vain tietyt mikro-organismit voivat kasvaa niissä. Esimerkiksi oluen valmistuksessa kasvualusta yksinkertaisesti keitetään sen sijaan, että se steriloidaan; fermentoria käytetään myös puhtaana, mutta ei steriilinä.

Kulttuurin hankkiminen. Ennen käymisprosessin aloittamista on tarpeen saada puhdas, erittäin tuottava viljelmä. Puhtaita mikro-organismiviljelmiä varastoidaan hyvin pieninä määrinä ja olosuhteissa, jotka takaavat sen elinkelpoisuuden ja tuottavuuden; tämä saavutetaan yleensä varastoimalla alhaisessa lämpötilassa.

Fermentoriin mahtuu useita satoja tuhansia litraa viljelyalustaa, ja prosessi käynnistetään syöttämällä siihen viljelmää (inokulaattia), joka on 1-10 % tilavuudesta, jossa käyminen tapahtuu. Alkuviljelmää tulisi siis kasvattaa vaiheittain (jatkoviljelmällä), kunnes mikrobibiomassan taso on saavutettu, jotta mikrobiologinen prosessi etenee vaaditulla tuottavuudella.

Viljelmä on ehdottomasti pidettävä puhtaana koko tämän ajan, jotta se ei saastuisi vierailla mikro-organismeilla.

Aseptisten olosuhteiden säilyttäminen on mahdollista vain huolellisella mikrobiologisella ja kemiallisteknologisella valvonnalla.

Kasvu teollisessa fermentorissa (bioreaktorissa). Teollisten mikro-organismien täytyy kasvaa fermentorissa optimaalisissa olosuhteissa halutun tuotteen muodostamiseksi.

Näitä olosuhteita valvotaan tiukasti mikrobien kasvun ja tuotesynteesin varmistamiseksi. Fermentorin suunnittelun tulisi antaa sinun hallita kasvuolosuhteita - vakiolämpötilaa, pH:ta (happamuus tai emäksisyys) ja väliaineeseen liuenneen hapen pitoisuutta.

Perinteinen fermentori on suljettu sylinterimäinen säiliö, jossa elatusaine ja mikro-organismit sekoitetaan mekaanisesti.

Väliaineen läpi pumpataan joskus hapella kyllästettyä ilmaa. Lämpötilaa säädetään lämmönvaihtimen putkien läpi kulkevalla vedellä tai höyryllä. Tällaista sekoitettua fermentoria käytetään tapauksissa, joissa käymisprosessi vaatii paljon happea. Jotkut tuotteet päinvastoin muodostuvat hapettomissa olosuhteissa, ja näissä tapauksissa käytetään erityyppisiä fermentoreita. Siten olut valmistetaan erittäin pienillä liuenneen hapen pitoisuuksilla, eikä bioreaktorin sisältöä ilmasta tai sekoita.

Jotkut panimot käyttävät edelleen perinteisesti avoimia astioita, mutta useimmissa tapauksissa prosessi tapahtuu suljetuissa, ilmastamattomissa sylinterimäisissä astioissa, jotka kapenevat alaspäin, mikä edistää hiivan sedimentoitumista.

Etikan tuotanto perustuu alkoholin hapettumiseen etikkahapoksi bakteerien toimesta.

asetobakteeri. Käymisprosessi tapahtuu asetaattereiksi kutsutuissa säiliöissä, joissa on intensiivinen ilmastus. Ilma ja väliaine imetään sisään pyörivällä sekoittimella ja ne tulevat fermentorin seiniin.

Tuotteiden eristäminen ja puhdistus. Käymisen lopussa liemi sisältää mikro-organismeja, väliaineen käyttämättömiä ravintokomponentteja, erilaisia ​​mikro-organismien jätetuotteita ja tuotetta, jota haluttiin saada teollisessa mittakaavassa. Siksi tämä tuote puhdistetaan muista liemen komponenteista.

Kun vastaanotat alkoholijuomia (viini ja olut), riittää, että hiiva erotetaan yksinkertaisesti suodattamalla ja suodos saatetaan standardiin. Kuitenkin yksittäiset fermentoimalla tuotetut kemikaalit uutetaan monimutkaisesta liemestä.

Vaikka teolliset mikro-organismit valitaan nimenomaan niiden geneettisten ominaisuuksien perusteella, jotta niiden aineenvaihduntatuotteen halutun tuotteen saanto maksimoidaan (biologisessa mielessä), sen pitoisuus on silti pieni verrattuna kemialliseen synteesiin perustuvalla tuotannolla saavutettavaan.

Siksi on turvauduttava monimutkaisiin eristysmenetelmiin - liuotinuuttoon, kromatografiaan ja ultrasuodatukseen. Käymisjätteen käsittely ja hävittäminen. Kaikissa teollisissa mikrobiologisissa prosesseissa syntyy jätettä: liemi (tuotantotuotteen uuttamisen jälkeen jäljelle jäänyt neste); käytettyjen mikro-organismien solut; likainen vesi, joka pesi asennuksen; jäähdytykseen käytetty vesi; vettä, joka sisältää pieniä määriä orgaanisia liuottimia, happoja ja emäksiä.

Nestemäinen jäte sisältää monia orgaanisia yhdisteitä; jos ne upotetaan jokiin, ne stimuloivat luonnollisen mikrobiflooran intensiivistä kasvua, mikä johtaa jokivesien hapen vähenemiseen ja anaerobisten olosuhteiden syntymiseen. Siksi jätteelle suoritetaan biologinen käsittely ennen hävittämistä orgaanisen hiilen pitoisuuden vähentämiseksi. Teolliset mikrobiologiset prosessit voidaan jakaa viiteen pääryhmään: 1) mikrobibiomassan viljely; 2) mikro-organismien aineenvaihduntatuotteiden saaminen; 3) mikrobialkuperää olevien entsyymien saaminen; 4) rekombinanttituotteiden saaminen; 5) aineiden biotransformaatio.

mikrobien biomassaa. Itse mikrobisolut voivat toimia valmistusprosessin lopputuotteena. Teollisessa mittakaavassa tuotetaan kahta päätyyppiä mikro-organismeja: hiivaa, jota tarvitaan leivontaan, ja yksisoluisia mikro-organismeja, joita käytetään proteiinien lähteenä, jota voidaan lisätä ihmisten ja eläinten ruokaan.

Leivinhiivaa on viljelty suuria määriä 1900-luvun alusta lähtien. ja sitä käytettiin elintarviketuotteena Saksassa ensimmäisen maailmansodan aikana.

Teknologia mikrobibiomassan tuottamiseksi elintarvikeproteiinin lähteeksi kehitettiin kuitenkin vasta 1960-luvun alussa. Useat eurooppalaiset yritykset kiinnittivät huomiota mahdollisuuteen kasvattaa mikrobeja sellaisella alustalla kuin hiilivedyillä ns.

yksisoluisten organismien proteiini (BOO). Teknologinen voitto oli karjan rehuun lisätyn tuotteen kehittäminen, joka koostui metanolilla kasvatetusta kuivatusta mikrobibiomassasta.

Prosessi suoritettiin jatkuvassa tilassa fermentorissa, jonka käyttötilavuus oli 1,5 miljoonaa litraa

Öljyn ja sen jalostustuotteiden hintojen nousun vuoksi tämä hanke kuitenkin muuttui taloudellisesti kannattamattomaksi ja väistyi soijapavun ja kalajauhon tuotannossa. 1980-luvun loppuun mennessä BOO-laitokset purettiin, mikä lopetti tämän mikrobiologisen teollisuuden alan myrskyisän, mutta lyhyen kehitysjakson. Toinen prosessi osoittautui lupaavammaksi - sienibiomassan ja sieniproteiinimykoproteiinin saaminen käyttämällä hiilihydraatteja substraattina.

aineenvaihduntatuotteet. Viljelmän ravintoalustaan ​​viemisen jälkeen havaitaan viivevaihe, jolloin ei esiinny näkyvää mikro-organismien kasvua; tätä ajanjaksoa voidaan pitää sopeutumisaikana. Sitten kasvunopeus kasvaa vähitellen saavuttaen vakion maksimiarvon tietyissä olosuhteissa; tällaista maksimaalisen kasvun jaksoa kutsutaan eksponentiaaliseksi tai logaritmiksi vaiheeksi.

Vähitellen kasvu hidastuu ja ns. paikallaan oleva vaihe. Lisäksi elävien solujen määrä vähenee ja kasvu pysähtyy.

Edellä kuvattua kinetiikkaa noudattaen on mahdollista seurata metaboliittien muodostumista eri vaiheissa.

Logaritmisessa vaiheessa muodostuu mikro-organismien kasvulle tärkeitä tuotteita: aminohappoja, nukleotideja, proteiineja, nukleiinihappoja, hiilihydraatteja jne. Niitä kutsutaan ensisijaisiksi metaboliiteiksi.

Monet primaariset metaboliitit ovat merkittäviä. Joten glutamiinihappo (tarkemmin sanottuna sen natriumsuola) on osa monia elintarvikkeita; lysiiniä käytetään elintarvikelisäaineena; fenyylialaniini on aspartaamin sokerikorvikkeen esiaste.

Luonnolliset mikro-organismit syntetisoivat primaarisia metaboliitteja määrinä, jotka ovat tarpeen vain heidän tarpeidensa tyydyttämiseksi. Siksi teollisten mikrobiologien tehtävänä on luoda mikro-organismien mutanttimuotoja - vastaavien aineiden supertuottajia.

Tällä alueella on edistytty merkittävästi: esimerkiksi on saatu aikaan mikro-organismeja, jotka syntetisoivat aminohappoja 100 g/l:n pitoisuuteen asti (vertailun vuoksi, villityypin organismit keräävät aminohappoja milligrammoina).

Kasvun hidastuvuusvaiheessa ja stationäärivaiheessa jotkin mikro-organismit syntetisoivat aineita, jotka eivät muodostu logaritmisessa vaiheessa ja joilla ei ole selkeää roolia aineenvaihdunnassa. Näitä aineita kutsutaan toissijaisiksi metaboliiteiksi. Kaikki mikro-organismit eivät syntetisoi niitä, vaan pääasiassa rihmabakteerit, sienet ja itiöitä muodostavat bakteerit. Siten primaaristen ja sekundaaristen metaboliittien tuottajat kuuluvat eri taksonomisiin ryhmiin. Jos sekundaaristen metaboliittien fysiologisesta roolista tuottajasoluissa käytiin vakavia keskusteluja, niin niiden teollinen tuotanto on epäilemättä kiinnostavaa, koska nämä metaboliitit ovat biologisesti aktiivisia aineita: joillakin niistä on antimikrobista vaikutusta, toisilla on spesifisiä entsyymien estäjiä. , ja toiset ovat kasvutekijöitä. , monilla on farmakologista aktiivisuutta.

Tällaisten aineiden saaminen toimi perustana useiden mikrobiologisen teollisuuden haarojen luomiselle. Ensimmäinen tässä sarjassa oli penisilliinin tuotanto; Mikrobiologinen menetelmä penisilliinin valmistamiseksi kehitettiin 1940-luvulla ja loi perustan nykyaikaiselle teolliselle bioteknologialle.

Lääketeollisuus on kehittänyt erittäin monimutkaisia ​​menetelmiä mikro-organismien seulomiseen (massatestaukseen) niiden kyvyn suhteen tuottaa arvokkaita sekundaarisia metaboliitteja.

Aluksi seulonnan tarkoituksena oli saada uusia antibiootteja, mutta pian havaittiin, että mikro-organismit syntetisoivat myös muita farmakologisesti vaikuttavia aineita.

1980-luvulla perustettiin neljän erittäin tärkeän sekundaarisen metaboliitin tuotanto. Näitä olivat: syklosporiini, immunosuppressiivinen lääke, jota käytetään aineena estämään implantoitujen elinten hylkimistä; imipeneemi (yksi karbapeneemin muunnelmista) - aine, jolla on laajin antimikrobinen vaikutus kaikista tunnetuista antibiooteista; lovastatiini - lääke, joka alentaa veren kolesterolitasoa; Ivermektiini on anthelmintinen lääke, jota käytetään lääketieteessä onkoserkiaasin eli "jokisokeuden" hoitoon sekä eläinlääketieteessä.

Mikrobialkuperää olevat entsyymit. Teollisessa mittakaavassa entsyymejä saadaan kasveista, eläimistä ja mikro-organismeista. Jälkimmäisen käytöllä on se etu, että se mahdollistaa entsyymien tuotannon suuria määriä käyttämällä tavanomaisia ​​käymistekniikoita.

Lisäksi mikro-organismien tuottavuuden lisääminen on vertaansa vailla helpompaa kuin kasvien tai eläinten, ja yhdistelmä-DNA-tekniikan käyttö mahdollistaa eläinentsyymien syntetisoinnin mikro-organismisoluissa.

Tällä tavalla saatuja entsyymejä käytetään pääasiassa elintarviketeollisuudessa ja siihen liittyvillä aloilla. Entsyymien synteesi soluissa on geneettisesti kontrolloitua ja siksi saatavilla olevat teolliset mikro-organismit-tuottajat saatiin villityypin mikro-organismien genetiikan suunnattujen muutosten seurauksena.

rekombinanttituotteet. Yhdistelmä-DNA-teknologia, joka tunnetaan paremmin nimellä "geenitekniikka", mahdollistaa korkeampien organismien geenien sisällyttämisen bakteerien genomiin. Tämän seurauksena bakteerit saavat kyvyn syntetisoida "vieraat" (rekombinantti) tuotteet - yhdisteet, joita aiemmin vain korkeammat organismit pystyivät syntetisoimaan.

Tältä pohjalta on luotu monia uusia bioteknisiä prosesseja ihmisten tai eläinproteiinien tuotantoon, joita ei aiemmin ollut saatavilla tai joita käytettiin suurilla terveysriskeillä.

Itse termi "bioteknologia" tuli suosituksi 1970-luvulla rekombinanttituotteiden valmistusmenetelmien kehittämisen yhteydessä. Tämä käsite on kuitenkin paljon laajempi ja sisältää kaikki teolliset menetelmät, jotka perustuvat elävien organismien käyttöön ja biologisiin prosesseihin.

Ensimmäinen teollisessa mittakaavassa tuotettu rekombinanttiproteiini oli ihmisen kasvuhormoni. Hemofilian hoitoon yksi veren hyytymisjärjestelmän proteiineista, nimittäin tekijä

VIII. Ennen kuin kehitettiin menetelmiä tämän proteiinin saamiseksi geenitekniikan avulla, se eristettiin ihmisen verestä; tällaisen lääkkeen käyttöön on liitetty ihmisen immuunikatoviruksen (HIV) aiheuttama infektioriski.

Diabetes mellitusta on pitkään hoidettu menestyksekkäästi eläininsuliinilla. Tiedemiehet uskoivat kuitenkin, että yhdistelmä-DNA-tekniikalla valmistettu tuote aiheuttaisi vähemmän immunologisia ongelmia, jos se voitaisiin saada puhtaassa muodossaan ilman epäpuhtauksia muista haiman tuottamista peptideistä.

Lisäksi diabeetikkojen määrän odotettiin kasvavan ajan myötä johtuen muun muassa ruokailutottumusten muutoksista, diabetesta sairastavien raskaana olevien naisten sairaanhoidon parantumisesta (ja sen seurauksena diabeteksen geneettisen alttiuden lisääntymisestä). ja lopuksi odotettavissa oleva diabetespotilaiden elinajanodote.

Ensimmäinen yhdistelmäinsuliini tuli markkinoille vuonna 1982, ja 1980-luvun lopulla se oli käytännössä korvannut eläininsuliinin.

Monia muita proteiineja syntetisoituu ihmiskehossa hyvin pieninä määrinä, ja ainoa tapa saada niitä kliiniseen käyttöön riittävässä mittakaavassa on yhdistelmä-DNA-teknologia. Näitä proteiineja ovat interferoni ja erytropoietiini.

Erytropoietiini yhdessä myeloidipesäkkeitä stimuloivan tekijän kanssa säätelee verisolujen muodostumista ihmisissä. Erytropoietiinia käytetään munuaisten vajaatoimintaan liittyvän anemian hoitoon, ja sitä voidaan käyttää verihiutaleiden nostajana syövän kemoterapiassa.

Aineiden biotransformaatio. Mikro-organismeilla voidaan muuttaa tiettyjä yhdisteitä rakenteellisesti samanlaisiksi, mutta arvokkaammiksi aineiksi. Koska mikro-organismit voivat kohdistaa katalyyttisen vaikutuksensa vain tiettyihin aineisiin, niiden mukana tapahtuvat prosessit ovat tarkempia kuin puhtaasti kemialliset. Tunnetuin biotransformaatioprosessi on etikan valmistus muuttamalla etanoli etikkahapoksi.

Mutta biotransformaation aikana muodostuneiden tuotteiden joukossa on myös sellaisia ​​erittäin arvokkaita yhdisteitä kuin steroidihormonit, antibiootit, prostaglandiinit. Katso myös GEENITEKNIIKKA. Teollinen mikrobiologia ja geenitekniikan kehitys(Scientific Americanin erikoisnumero).

M., 1984
Biotekniikka. Periaatteet ja soveltaminen. M., 1988

Tuotanto Mikro-organismien käyttö ihmisillä.

Mikro-organismeja käytetään laajalti elintarviketeollisuudessa, kotitalouksissa, mikrobiologisessa teollisuudessa aminohappojen, entsyymien, orgaanisten happojen, vitamiinien jne.

Klassisia mikrobiologisia toimialoja ovat viininvalmistus, panimo, leivän, maitohappotuotteiden ja elintarvikeetikan valmistus. Esimerkiksi viininvalmistus, panimo ja hiivataikinan valmistus ovat mahdottomia ilman luonnossa laajalle levinneen hiivan käyttöä.

Hiivan teollisen tuotannon historia alkoi Hollannista, missä vuonna 1870 ᴦ. Ensimmäinen hiivatehdas perustettiin. Päätuote oli noin 70 %:n kosteuspitoinen puristettu hiiva, joka säilyi vain muutaman viikon.

Pitkäaikainen varastointi oli mahdotonta, koska puristetut hiivasolut pysyivät elossa ja säilyttivät aktiivisuutensa, mikä johti niiden autolyysiin ja kuolemaan. Kuivauksesta on tullut yksi hiivan teollisista säilöntämenetelmistä. Kuivahiivassa alhaisessa kosteudessa hiivasolu on anabioottisessa tilassa ja voi säilyä pitkään.

Ensimmäinen kuivahiiva ilmestyi vuonna 1945 ᴦ. Vuonna 1972 ᴦ. kuivahiivan toinen sukupolvi ilmestyi, niin kutsuttu pikahiiva.

Mikro-organismien käyttö elintarviketeollisuudessa

1990-luvun puolivälistä lähtien kuivahiivan kolmas sukupolvi on syntynyt: leipomohiiva. Saccharomyces cerevisiae, jotka yhdistävät pikahiivan hyveet erittäin tiivistettyyn erikoistuneiden leivontaentsyymien kompleksiin yhdessä tuotteessa.

Tämän hiivan avulla ei vain voida parantaa leivän laatua, vaan myös vastustaa aktiivisesti vanhenemisprosessia.

leivinhiiva Saccharomyces cerevisiae käytetään myös etyylialkoholin valmistuksessa.

Viininvalmistuksessa käytetään monia eri hiivakantoja ainutlaatuisen viinimerkin tuottamiseksi ainutlaatuisilla ominaisuuksilla.

Maitohappobakteerit osallistuvat ruokien, kuten hapankaalin, marinoitujen kurkkujen, marinoitujen oliivien ja monien muiden marinoitujen ruokien valmistukseen.

Maitohappobakteerit muuttavat sokerin maitohapoksi, joka suojaa ruokaa putrefaktiivisilta bakteereilta.

Maitohappobakteerien avulla valmistetaan suuri valikoima maitohappotuotteita, raejuustoa ja juustoa.

Samaan aikaan monilla mikro-organismeilla on negatiivinen rooli ihmisen elämässä, koska ne ovat ihmisten, eläinten ja kasvien sairauksien taudinaiheuttajia; ne voivat aiheuttaa elintarvikkeiden pilaantumista, erilaisten materiaalien tuhoutumista jne.

Tällaisten mikro-organismien torjumiseksi löydettiin antibiootteja - penisilliiniä, streptomysiiniä, gramicidiinia jne., jotka ovat sienten, bakteerien ja aktinomykeettien aineenvaihduntatuotteita.

Mikro-organismit tarjoavat ihmisille tarvittavat entsyymit.

Siten amylaasia käytetään elintarvike-, tekstiili- ja paperiteollisuudessa. Proteaasi aiheuttaa proteiinien hajoamista eri materiaaleissa. Idässä sieniproteaasia on käytetty vuosisatojen ajan soijakastikkeen valmistukseen.

Nykyään sitä käytetään pesuaineiden valmistuksessa. Hedelmämehujen säilönnässä käytetään entsyymiä, kuten pektinaasia.

Mikro-organismeja käytetään jätevesien käsittelyyn, elintarviketeollisuuden jätteiden käsittelyyn. Orgaanisen jäteaineen anaerobinen hajoaminen tuottaa biokaasua.

Viime vuosina on ilmestynyt uusia tuotantoja.

Karotenoideja ja steroideja saadaan sienistä.

Bakteerit syntetisoivat monia aminohappoja, nukleotideja ja muita reagensseja biokemiallista tutkimusta varten.

Mikrobiologia on nopeasti kehittyvä tiede, jonka saavutukset liittyvät suurelta osin fysiikan, kemian, biokemian, molekyylibiologian jne.

Mikrobiologian menestyksellinen opiskelu edellyttää lueteltujen tieteiden tuntemusta.

Kurssi keskittyy elintarvikemikrobiologiaan.

Monet mikro-organismit elävät kehon pinnalla, ihmisten ja eläinten suolistossa, kasveissa, elintarvikkeissa ja kaikissa ympärillämme olevissa esineissä. Mikro-organismit kuluttavat monenlaista ruokaa, sopeutuvat erittäin helposti muuttuviin elinolosuhteisiin: lämpö, ​​kylmä, kosteuden puute jne.

n. Οʜᴎ lisääntyvät hyvin nopeasti. Ilman mikrobiologian tuntemusta on mahdotonta hallita pätevästi ja tehokkaasti bioteknisiä prosesseja, ylläpitää elintarvikkeiden korkeaa laatua sen kaikissa tuotantovaiheissa ja estää elintarvikevälitteisten sairauksien ja myrkytyksen patogeenejä sisältävien tuotteiden kulutusta.

On korostettava, että elintarvikkeiden mikrobiologiset tutkimukset, ei vain teknisten ominaisuuksien kannalta, vaan myös, yhtä tärkeät, niiden sanitaarisen ja mikrobiologisen turvallisuuden kannalta, ovat terveysmikrobiologian vaikein kohde.

Tämä ei selity pelkästään elintarvikkeiden mikroflooran monimuotoisuudella ja runsaudella, vaan myös mikro-organismien käytöllä monien niistä valmistuksessa.

Tässä suhteessa elintarvikkeiden laadun ja turvallisuuden mikrobiologisessa analyysissä tulisi erottaa kaksi mikro-organismien ryhmää:

- erityinen mikrofloora;

- epäspesifinen mikrofloora.

Erityinen- ϶ᴛᴏ kulttuuriset mikro-organismit, joita käytetään tietyn tuotteen valmistukseen ja jotka ovat välttämätön linkki sen tuotantoteknologiassa.

Tällaista mikroflooraa käytetään viinin, oluen, leivän ja kaikkien fermentoitujen maitotuotteiden valmistustekniikassa.

Epäspesifinen- ϶ᴛᴏ mikro-organismit, jotka pääsevät elintarvikkeisiin ympäristöstä saastuttaen ne.

Tästä mikro-organismien ryhmästä erotetaan saprofyyttiset, patogeeniset ja ehdollisesti patogeeniset sekä mikro-organismit, jotka aiheuttavat tuotteiden pilaantumista.

Saastumisaste riippuu monista tekijöistä, joihin kuuluvat raaka-aineiden oikea hankinta, niiden varastointi ja käsittely, teknisten ja hygieniaolosuhteiden noudattaminen tuotteiden valmistuksessa, niiden varastointi ja kuljetus.