Przemysłowe wykorzystanie mikroorganizmów. Zastosowanie mikroorganizmów w medycynie, rolnictwie; zalety probiotyków

Praktyczne wykorzystanie bakterii w produkcji żywności

Wśród bakterii bakterie kwasu mlekowego z rodzaju Lactobacillus, Streptococcus podczas przyjmowania sfermentowanych produktów mlecznych. Cocci mają okrągły, owalny kształt o średnicy 0,5-1,5 mikrona, ułożone parami lub w łańcuszkach o różnej długości. Rozmiary bakterii w kształcie pręcików lub połączonych w łańcuchy.

Streptococcus kwasu mlekowego Streptococcus lactis ma komórki połączone parami lub krótkimi łańcuchami, koaguluje mleko po 10-12 godzinach, niektóre rasy wytwarzają antybiotyk nizynę.

C 6 H 12 O 6 → 2CH 3 CHOHCOOH

Kremowy paciorkowiec S. cremoris tworzy długie łańcuchy z kulistych komórek, nieaktywny kwasotwórczy, stosowany do fermentacji śmietany przy produkcji kwaśnej śmietany.

Bacillus Acidophilus Lactobacillus acidophilus tworzą długie łańcuchy komórek w kształcie pałeczek, podczas fermentacji gromadzą do 2,2% kwasu mlekowego i substancji antybiotykowych, które działają przeciwko patogenom chorób jelit. Na ich podstawie przygotowywane są produkty biologiczno-medyczne przeznaczone do profilaktyki i leczenia chorób przewodu pokarmowego zwierząt gospodarskich.

Pałeczki kwasu mlekowego L. plantatum mają komórki połączone parami lub łańcuchami. Środki fermentacyjne podczas fermentacji warzyw i kiszenia pasz. L. brevis fermentują cukry podczas kiszenia kapusty i ogórków, tworząc kwasy, etanol, CO2.

Niezarodnikowe, nieruchliwe pałeczki z rodzaju Gram+ Propionibakteria rodziny Propionibakterie– czynniki wywołujące fermentację kwasu propionowego, powodują przemianę cukru lub kwasu mlekowego i jego soli w kwas propionowy i octowy.

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

Fermentacja kwasu propionowego leży u podstaw dojrzewania serów podpuszczkowych. Niektóre rodzaje bakterii kwasu propionowego są wykorzystywane do produkcji witaminy B12.

Bakterie tworzące przetrwalniki z rodziny Bacilloceae raczej Clostridium są czynnikami powodującymi fermentację kwasu masłowego, przekształcającą cukry w kwas masłowy

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

Kwas masłowy

Siedliska– gleba, muliste osady zbiorników wodnych, nagromadzenia rozkładających się pozostałości organicznych, produkty spożywcze.

Te o/o wykorzystuje się do produkcji kwasu masłowego, który w przeciwieństwie do swoich estrów ma nieprzyjemny zapach:

Eter metylowy – zapach jabłkowy;

Etyl - gruszka;

Amyl - ananas.

Stosowane są jako środki aromatyzujące.

Bakterie kwasu masłowego mogą powodować psucie się surowców i produktów spożywczych: pęcznienie serów, jełczenie mleka i masła, bombardowanie konserw, śmierć ziemniaków i warzyw. Powstały kwas masłowy daje ostry, zjełczały smak i ostry nieprzyjemny zapach.

Bakterie kwasu octowego – bezzarodnikowe pałeczki gramowe z wicią polarną należą do rodzaju Gluconobacter (Acetomonas); z etanolu powstaje kwas octowy

CH 3 CH 2OH+O 2 →CH 3 COOH+H 2 O

Coś w rodzaju kijów Acetobakter– peritrichy, zdolne do utleniania kwasu octowego do CO 2 i H 2 O.

Bakterie kwasu octowego charakteryzują się zmiennością kształtu, w niesprzyjających warunkach przybierają postać grubych, długich nitek, czasem spęczniałych. Bakterie kwasu octowego są szeroko rozpowszechnione na powierzchni roślin, ich owocach oraz w marynowanych warzywach.

Podstawą produkcji octu jest proces utleniania etanolu do kwasu octowego. Spontaniczny rozwój bakterii kwasu octowego w winie, piwie, kwasie chlebowym prowadzi do ich psucia - kwaśnienia, zmętnienia. Bakterie te tworzą suche, pomarszczone błony, wyspy lub pierścień w pobliżu ścian naczynia na powierzchni cieczy.

Powszechnym rodzajem uszkodzeń jest gnicie to proces głębokiego rozkładu substancji białkowych przez mikroorganizmy. Najbardziej aktywnymi czynnikami sprawczymi procesów gnilnych są bakterie.

Kij z siana i ziemniakówBacillus subtilis - aerobowy pręt gram+ tworzący zarodniki. Zarodniki są żaroodporne, owalne. Komórki są wrażliwe na kwaśne środowisko i wysoką zawartość NaCl.

Rodzaj bakteriiPseudomonus – tlenowe, ruchliwe pręciki z polarną wicią, nie tworzą zarodników, gram-. Niektóre gatunki syntetyzują pigmenty, nazywane są pseudomonas fluorescencyjnymi, niektóre są odporne na zimno i powodują psucie się produktów białkowych w lodówkach. Patogeny bakteriozy roślin uprawnych.

Pręciki z rodzaju tworzące zarodniki Clostridium rozkładają białka, tworząc duże ilości gazu NH 3, H 2 S, kwasu, szczególnie niebezpiecznego dla żywności w puszkach. Ciężkie zatrucie pokarmowe jest spowodowane toksyną w postaci dużych ruchomych pałeczek Gram+ Clostridium botulinowe. Zarodniki nadają wygląd rakiety. Egzotoksyny tych bakterii wpływają na ośrodkowy układ nerwowy i sercowo-naczyniowy (objawy: zaburzenia widzenia, zaburzenia mowy, paraliż, niewydolność oddechowa).

Bakterie nitryfikacyjne, denitryfikacyjne i wiążące azot odgrywają ogromną rolę w tworzeniu gleby. Są to głównie komórki nie tworzące przetrwalników. Uprawia się je w sztucznych warunkach i stosuje w formie nawozów doglebowych.

Bakterie wykorzystywane są do produkcji enzymów hydrolitycznych i aminokwasów do produkcji żywności.

Wśród bakterii szczególnie konieczne jest podkreślenie czynników wywołujących infekcje pokarmowe i zatrucia pokarmowe. Zakażenia przenoszone przez żywność są wywoływane przez bakterie chorobotwórcze obecne w żywności i wodzie. Infekcje jelitowe – cholera – wirion cholery;

Bakterie to najstarszy organizm na Ziemi, a zarazem najprostszy w swojej budowie. Składa się z tylko jednej komórki, którą można zobaczyć i zbadać jedynie pod mikroskopem. Charakterystyczną cechą bakterii jest brak jądra, dlatego bakterie zalicza się do prokariotów.

Niektóre gatunki tworzą małe grupy komórek; takie skupiska mogą być otoczone torebką (obudową). Rozmiar, kształt i kolor bakterii w dużym stopniu zależą od środowiska.

Bakterie wyróżniają się kształtem: pałeczek (bacillus), kulistych (cocci) i skręconych (spirilla). Istnieją również zmodyfikowane - sześcienne, w kształcie litery C, w kształcie gwiazdy. Ich rozmiary wahają się od 1 do 10 mikronów. Niektóre rodzaje bakterii mogą aktywnie poruszać się za pomocą wici. Te ostatnie są czasami dwukrotnie większe od samej bakterii.

Rodzaje form bakterii

Do poruszania się bakterie używają wici, których liczba jest różna – jedna, para lub wiązka wici. Lokalizacja wici może być również inna - po jednej stronie komórki, po bokach lub równomiernie rozmieszczona w całej płaszczyźnie. Uważa się również, że jedna z metod poruszania się przesuwa się dzięki śluzowi, którym pokryty jest prokariota. Większość ma wakuole wewnątrz cytoplazmy. Regulacja pojemności gazowej wakuoli pomaga im poruszać się w górę lub w dół w cieczy, a także przemieszczać się przez kanały powietrzne w glebie.

Naukowcy odkryli ponad 10 tysięcy odmian bakterii, ale według badaczy naukowych na świecie istnieje ponad milion gatunków. Ogólna charakterystyka bakterii pozwala określić ich rolę w biosferze, a także poznać strukturę, rodzaje i klasyfikację królestwa bakterii.

Siedliska

Prostota konstrukcji i szybkość adaptacji do warunków środowiskowych pomogły bakteriom rozprzestrzenić się na szeroką skalę na naszej planecie. Istnieją wszędzie: woda, gleba, powietrze, organizmy żywe - wszystko to jest najbardziej akceptowalnym siedliskiem dla prokariotów.

Bakterie znaleziono zarówno na biegunie południowym, jak i w gejzerach. Można je znaleźć na dnie oceanu, a także w górnych warstwach powłoki powietrznej Ziemi. Bakterie żyją wszędzie, ale ich liczba zależy od sprzyjających warunków. Na przykład duża liczba gatunków bakterii żyje w otwartych zbiornikach wodnych, a także w glebie.

Cechy konstrukcyjne

Komórkę bakteryjną wyróżnia nie tylko to, że nie posiada jądra, ale także brak mitochondriów i plastydów. DNA tego prokariota znajduje się w specjalnej strefie jądrowej i ma wygląd nukleoidu zamkniętego w pierścieniu. U bakterii struktura komórkowa składa się ze ściany komórkowej, torebki, błony przypominającej kapsułkę, wici, pilusów i błony cytoplazmatycznej. Strukturę wewnętrzną tworzą cytoplazma, granulki, mezosomy, rybosomy, plazmidy, inkluzje i nukleoidy.

Ściana komórkowa bakterii pełni funkcję obrony i wsparcia. Substancje mogą przez nią swobodnie przepływać dzięki przepuszczalności. Ta otoczka zawiera pektynę i hemicelulozę. Niektóre bakterie wydzielają specjalny śluz, który może pomóc chronić przed wysuszeniem. Śluz tworzy kapsułkę - polisacharyd w składzie chemicznym. W tej postaci bakteria może tolerować nawet bardzo wysokie temperatury. Pełni także inne funkcje, takie jak przyczepność do dowolnych powierzchni.

Na powierzchni komórki bakteryjnej znajdują się cienkie włókna białkowe zwane pilami. Może być ich duża liczba. Pili pomagają komórce przekazywać materiał genetyczny, a także zapewniają przyczepność do innych komórek.

Pod płaszczyzną ściany znajduje się trójwarstwowa błona cytoplazmatyczna. Gwarantuje transport substancji, a także odgrywa znaczącą rolę w tworzeniu zarodników.

Cytoplazma bakterii składa się w 75% z wody. Skład cytoplazmy:

  • Rybaki;
  • mezosomy;
  • aminokwasy;
  • enzymy;
  • pigmenty;
  • cukier;
  • granulki i inkluzje;
  • nukleoid.

Metabolizm u prokariotów jest możliwy zarówno z udziałem tlenu, jak i bez niego. Większość z nich żywi się gotowymi odżywkami pochodzenia organicznego. Bardzo niewiele gatunków potrafi syntetyzować substancje organiczne z nieorganicznych. Są to niebiesko-zielone bakterie i sinice, które odegrały znaczącą rolę w tworzeniu atmosfery i jej nasyceniu tlenem.

Reprodukcja

W warunkach sprzyjających rozmnażaniu odbywa się to poprzez pączkowanie lub wegetatywnie. Rozmnażanie bezpłciowe zachodzi w następującej kolejności:

  1. Komórka bakteryjna osiąga maksymalną objętość i zawiera niezbędną ilość składników odżywczych.
  2. Komórka wydłuża się i pośrodku pojawia się przegroda.
  3. Podział nukleotydów zachodzi wewnątrz komórki.
  4. Główna i oddzielna rozbieżność DNA.
  5. Komórka dzieli się na pół.
  6. Tworzenie pozostałości komórek potomnych.

Przy tej metodzie rozmnażania nie ma wymiany informacji genetycznej, więc wszystkie komórki potomne będą dokładną kopią matki.

Bardziej interesujący jest proces rozmnażania się bakterii w niesprzyjających warunkach. O zdolności rozmnażania płciowego bakterii dowiedzieli się stosunkowo niedawno – w 1946 roku. Bakterie nie dzielą się na komórki żeńskie i rozrodcze. Ale ich DNA jest heterogeniczne. Kiedy dwie takie komórki zbliżają się do siebie, tworzą kanał do przeniesienia DNA i następuje wymiana miejsc - rekombinacja. Proces jest dość długi, w wyniku czego powstają dwie zupełnie nowe osoby.

Większość bakterii jest bardzo trudna do zobaczenia pod mikroskopem, ponieważ nie mają własnego koloru. Niewiele odmian ma kolor fioletowy lub zielony ze względu na zawartość bakteriochlorofilu i bakteriopurpuryny. Chociaż jeśli spojrzymy na niektóre kolonie bakterii, staje się jasne, że uwalniają one do swojego otoczenia kolorowe substancje i nabierają jasnego koloru. Aby dokładniej zbadać prokarioty, poddaje się je barwieniu.


Klasyfikacja

Klasyfikacja bakterii może opierać się na wskaźnikach takich jak:

  • Formularz
  • droga do podróży;
  • sposób pozyskiwania energii;
  • odpady;
  • stopień zagrożenia.

Symbionty bakteriiżyją we wspólnocie z innymi organizmami.

Saprofity bakteryjneżywią się już martwymi organizmami, produktami i odpadami organicznymi. Wspomagają procesy gnicia i fermentacji.

Gnicie oczyszcza naturę zwłok i innych odpadów organicznych. Bez procesu rozkładu nie byłoby obiegu substancji w przyrodzie. Jaka jest zatem rola bakterii w cyklu substancji?

Gnijące bakterie pomagają w procesie rozkładu związków białkowych, a także tłuszczów i innych związków zawierających azot. Po przeprowadzeniu złożonej reakcji chemicznej rozrywają wiązania pomiędzy cząsteczkami organizmów organicznych i wychwytują cząsteczki białek i aminokwasów. Po rozbiciu cząsteczki uwalniają amoniak, siarkowodór i inne szkodliwe substancje. Są trujące i mogą powodować zatrucia u ludzi i zwierząt.

Gnijące bakterie szybko się rozmnażają w sprzyjających im warunkach. Ponieważ są to nie tylko pożyteczne bakterie, ale także szkodliwe, aby zapobiec przedwczesnemu gniciu produktów, ludzie nauczyli się je przetwarzać: suszenie, marynowanie, solenie, wędzenie. Wszystkie te metody leczenia zabijają bakterie i zapobiegają ich namnażaniu.

Bakterie fermentacyjne za pomocą enzymów są w stanie rozkładać węglowodany. Ludzie zauważyli tę zdolność już w starożytności i nadal wykorzystują te bakterie do wytwarzania produktów na bazie kwasu mlekowego, octu i innych produktów spożywczych.

Bakterie współpracując z innymi organizmami wykonują bardzo ważną pracę chemiczną. Bardzo ważne jest, aby wiedzieć, jakie są rodzaje bakterii i jakie korzyści lub szkody przynoszą naturze.

Znaczenie w przyrodzie i dla człowieka

Na duże znaczenie wielu rodzajów bakterii (w procesach rozkładu i różnego rodzaju fermentacji) zwrócono już uwagę powyżej, tj. spełniając rolę sanitarną na Ziemi.

Bakterie odgrywają również ogromną rolę w cyklu węgla, tlenu, wodoru, azotu, fosforu, siarki, wapnia i innych pierwiastków. Wiele rodzajów bakterii przyczynia się do aktywnego wiązania azotu atmosferycznego i przekształcania go w formę organiczną, przyczyniając się do zwiększenia żyzności gleby. Szczególne znaczenie mają bakterie rozkładające celulozę, która jest głównym źródłem węgla dla życia mikroorganizmów glebowych.

Bakterie redukujące siarczany biorą udział w tworzeniu się ropy naftowej i siarkowodoru w błocie leczniczym, glebie i morzach. Zatem warstwa wody nasyconej siarkowodorem w Morzu Czarnym jest wynikiem żywotnej aktywności bakterii redukujących siarczany. Działanie tych bakterii w glebach prowadzi do powstawania sody i zasolenia gleby sodą. Bakterie redukujące siarczany przekształcają składniki odżywcze w glebie plantacji ryżu w formę dostępną dla korzeni roślin. Bakterie te mogą powodować korozję metalowych konstrukcji podziemnych i podwodnych.

Dzięki żywotnej aktywności bakterii gleba zostaje oczyszczona z wielu produktów i organizmów szkodliwych oraz nasycona cennymi składnikami odżywczymi. Preparaty bakteriobójcze z powodzeniem stosowane są do zwalczania wielu rodzajów szkodników owadzich (omacnica prosowianka itp.).

Wiele rodzajów bakterii wykorzystuje się w różnych gałęziach przemysłu do produkcji acetonu, alkoholi etylowych i butylowych, kwasu octowego, enzymów, hormonów, witamin, antybiotyków, preparatów białkowo-witaminowych itp.

Bez bakterii nie są możliwe procesy garbowania skóry, suszenia liści tytoniu, produkcji jedwabiu, gumy, przetwarzania kakao, kawy, moczenia konopi, lnu i innych roślin łykowych, kiszonej kapusty, oczyszczania ścieków, ługowania metali itp.


Współczesna biotechnologia opiera się na wielu naukach: genetyce, mikrobiologii, biochemii, naukach przyrodniczych. Głównym obiektem ich badań są bakterie i mikroorganizmy. Wiele problemów w biotechnologii rozwiązuje się za pomocą bakterii. Dziś obszar ich zastosowania w życiu człowieka jest na tyle szeroki i różnorodny, że stanowi nieoceniony wkład w rozwój takich gałęzi przemysłu jak:

  • medycyna i opieka zdrowotna;
  • hodowla zwierząt;
  • produkcja roślinna;
  • przemysł rybołówczy;
  • przemysł spożywczy;
  • górnictwo i energetyka;
  • przemysł ciężki i lekki;
  • szambo;
  • ekologia.

Opieka zdrowotna i farmakologia

Zakres zastosowania bakterii w farmakologii i medycynie jest tak szeroki i znaczący, że ich rola w leczeniu wielu chorób człowieka jest po prostu nieoceniona. W naszym życiu są niezbędne przy tworzeniu substytutów krwi, antybiotyków, aminokwasów, enzymów, leków przeciwwirusowych i przeciwnowotworowych, próbek DNA do diagnostyki, leków hormonalnych.

Naukowcy wnieśli nieoceniony wkład w medycynę, identyfikując gen odpowiedzialny za hormon insulinę. Wszczepiając go bakteriom coli, wytworzyli insulinę, ratując życie wielu pacjentom. Japońscy naukowcy odkryli bakterie wydzielające substancję niszczącą płytkę nazębną, zapobiegając w ten sposób występowaniu próchnicy u ludzi.

Gen kodujący enzymy cenne w badaniach naukowych pochodzi od bakterii termofilnych, gdyż są one niewrażliwe na wysokie temperatury. Do produkcji witamin w medycynie wykorzystuje się mikroorganizm Clostridium, uzyskując w ten sposób ryboflawinę, która odgrywa ważną rolę dla zdrowia człowieka.

Zdolność bakterii do wytwarzania substancji przeciwbakteryjnych została wykorzystana przy tworzeniu antybiotyków, rozwiązując problem leczenia wielu chorób zakaźnych, ratując w ten sposób życie niejednej osoby.

Wydobywanie i przetwarzanie minerałów

Zastosowanie biotechnologii w przemyśle wydobywczym może znacznie obniżyć koszty i koszty energii. Dlatego w hydrometalurgii wykorzystuje się bakterie litotroficzne (Thiobacillus ferrooksydous), które mają zdolność utleniania żelaza. Do ekstrakcji metali szlachetnych ze skał niskiej jakości stosuje się ługowanie bakteryjne. Bakterie zawierające metan są wykorzystywane do zwiększenia produkcji ropy. Podczas wydobywania ropy zwykłą metodą nie więcej niż połowa zasobów naturalnych jest wydobywana z podłoża, a przy pomocy mikroorganizmów zasoby są efektywniej uwalniane.

Przemysł lekki i ciężki

W starych kopalniach stosuje się ługowanie mikrobiologiczne w celu uzyskania cynku, niklu, miedzi i kobaltu. W przemyśle wydobywczym siarczany bakteryjne wykorzystuje się do reakcji redukcji w starych kopalniach, gdyż pozostałości kwasu siarkowego działają destrukcyjnie na nośniki, materiały i środowisko. Mikroorganizmy beztlenowe przyczyniają się do dokładnego rozkładu materii organicznej. Właściwość ta wykorzystywana jest do oczyszczania wody w przemyśle metalurgicznym.

Człowiek wykorzystuje bakterie do produkcji wełny, sztucznej skóry, surowców tekstylnych oraz do celów perfumeryjnych i kosmetycznych.

Czyszczenie kanalizacji i zbiorników wodnych

Do czyszczenia szamba wykorzystywane są bakterie biorące udział w procesie rozkładu. Podstawą tej metody jest to, że mikroorganizmy żywią się ściekami. Metoda ta zapewnia usuwanie nieprzyjemnych zapachów i dezynfekcję ścieków. Mikroorganizmy stosowane w szambach hodowane są w laboratoriach. O wyniku ich działania decyduje rozkład materii organicznej na proste substancje, nieszkodliwe dla środowiska. W zależności od rodzaju szamba wybiera się mikroorganizmy beztlenowe lub tlenowe. W biofiltrach, oprócz szamb, stosowane są mikroorganizmy tlenowe.

Mikroorganizmy są również potrzebne do utrzymania jakości wody w zbiornikach i drenach oraz do oczyszczania zanieczyszczonych powierzchni mórz i oceanów z produktów naftowych.

Wraz z rozwojem biotechnologii w naszym życiu ludzkość poczyniła postępy w niemal wszystkich sektorach swojej działalności.

Bakterie to jednokomórkowe, pozbawione jądra mikroorganizmy należące do klasy prokariotów. Do chwili obecnej zbadano ponad 10 tysięcy gatunków (przyjmuje się, że jest ich około miliona), wiele z nich jest chorobotwórczych i może powodować różne choroby u ludzi, zwierząt i roślin.

Do ich rozmnażania wymagana jest wystarczająca ilość tlenu i optymalna wilgotność. Rozmiary bakterii wahają się od dziesiątych części mikrona do kilku mikronów, w zależności od kształtu dzielą się na kuliste (cocci), w kształcie pręcików, nitkowate (spirilla) oraz w postaci zakrzywionych pręcików (vibrio).

Pierwsze organizmy, które pojawiły się miliardy lat temu

(Bakterie i drobnoustroje pod mikroskopem)

Bakterie odgrywają bardzo ważną rolę na naszej planecie, będąc ważnym uczestnikiem każdego biologicznego cyklu substancji, będącego podstawą istnienia wszelkiego życia na Ziemi. Większość związków organicznych i nieorganicznych ulega znaczącym zmianom pod wpływem bakterii. Bakterie, które pojawiły się na naszej planecie ponad 3,5 miliarda lat temu, stanęły u pierwotnych źródeł żywej skorupy planety i nadal aktywnie przetwarzają nieożywioną i żywą materię organiczną oraz włączają wyniki procesu metabolicznego w cykl biologiczny .

(Struktura bakterii)

Saprofityczne bakterie glebowe odgrywają ogromną rolę w procesie glebotwórczym, przetwarzają pozostałości organizmów roślinnych i zwierzęcych oraz pomagają w tworzeniu próchnicy i próchnicy, które zwiększają jej żyzność. Najważniejszą rolę w procesie zwiększania żyzności gleby odgrywają bakterie-symbionty brodawkowe wiążące azot, „żyjące” na korzeniach roślin strączkowych, dzięki czemu gleba zostaje wzbogacona w cenne związki azotu niezbędne do wzrostu roślin. Wychwytują azot z powietrza, wiążą go i tworzą związki w postaci dostępnej dla roślin.

Znaczenie bakterii w obiegu substancji w przyrodzie

Bakterie mają doskonałe właściwości sanitarne, usuwają brud ze ścieków, rozkładają substancje organiczne, zamieniając je w nieszkodliwe substancje nieorganiczne. Unikalne sinice, które powstały w dziewiczych morzach i oceanach 2 miliardy lat temu, były zdolne do fotosyntezy, dostarczały tlen cząsteczkowy do środowiska, tworząc w ten sposób atmosferę ziemską i tworząc warstwę ozonową, która chroni naszą planetę przed szkodliwym działaniem ultrafioletu promienie. Wiele minerałów powstało na przestrzeni wielu tysięcy lat w wyniku działania powietrza, temperatury, wody i bakterii na biomasę.

Bakterie to najpowszechniejsze organizmy na Ziemi, wyznaczają górną i dolną granicę biosfery, przenikają wszędzie i wyróżniają się dużą wytrzymałością. Gdyby nie było bakterii, martwe zwierzęta i rośliny nie byłyby dalej przetwarzane, a jedynie gromadziłyby się w ogromnych ilościach, bez nich cykl biologiczny stałby się niemożliwy, a substancje nie mogłyby wrócić do natury.

Bakterie są ważnym ogniwem w troficznych łańcuchach pokarmowych, pełnią funkcję rozkładających, rozkładając resztki martwych zwierząt i roślin, oczyszczając w ten sposób Ziemię. Wiele bakterii pełni w organizmie ssaków rolę symbiontów i pomaga im rozkładać błonnik, którego nie są w stanie strawić. Proces życiowy bakterii jest źródłem witaminy K i witamin z grupy B, które odgrywają ważną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu ich organizmu.

Pożyteczne i szkodliwe bakterie

Duża liczba bakterii chorobotwórczych może wyrządzić ogromne szkody dla zdrowia ludzi, zwierząt domowych i roślin uprawnych, a mianowicie wywołać choroby zakaźne, takie jak czerwonka, gruźlica, cholera, zapalenie oskrzeli, bruceloza i wąglik (zwierzęta), bakterioza (rośliny).

Istnieją bakterie, które przynoszą korzyści ludziom i ich działalności gospodarczej. Ludzie nauczyli się wykorzystywać bakterie w produkcji przemysłowej, produkując aceton, alkohol etylowy i butylowy, kwas octowy, enzymy, hormony, witaminy, antybiotyki, preparaty białkowe i witaminowe. Czyszcząca moc bakterii wykorzystywana jest w stacjach uzdatniania wody do oczyszczania ścieków i przekształcania materii organicznej w nieszkodliwe substancje nieorganiczne. Współczesne postępy inżynierii genetycznej umożliwiły otrzymywanie leków takich jak insulina, interferon z bakterii Escherichia coli oraz białka paszowego i spożywczego pochodzącego z niektórych bakterii. W rolnictwie stosuje się specjalne nawozy bakteryjne, a rolnicy wykorzystują bakterie także do zwalczania różnych chwastów i szkodliwych owadów.

(Ulubione danie bakterii z kapci orzęsków)

Bakterie biorą udział w procesie garbowania skór, suszenia liści tytoniu, przy ich pomocy wytwarzają jedwab, gumę, kakao, kawę, moczą konopie, len i ługują metale. Biorą udział w procesie wytwarzania leków, tak silnych antybiotyków jak tetracyklina i streptomycyna. Bez bakterii kwasu mlekowego, które powodują proces fermentacji, proces przygotowania takich produktów mlecznych jak jogurt, mleko pieczone fermentowane, acidophilus, śmietana, masło, kefir, jogurt, twarożek jest niemożliwy. Bakterie kwasu mlekowego biorą także udział w procesie kiszenia ogórków, kiszonej kapusty i kiszenia pasz.

Procesy mikrobiologiczne znajdują szerokie zastosowanie w różnych sektorach gospodarki narodowej. Wiele procesów opiera się na reakcjach metabolicznych zachodzących podczas wzrostu i rozmnażania niektórych mikroorganizmów.

Za pomocą mikroorganizmów wytwarzane są białka paszowe, enzymy, witaminy, aminokwasy, kwasy organiczne itp.

Głównymi grupami mikroorganizmów stosowanych w przemyśle spożywczym są bakterie, drożdże i pleśnie.

Bakteria. Stosowane są jako aktywatory kwasu mlekowego, octowego, masłowego i fermentacji acetonowo-butylowej.

Hodowane bakterie kwasu mlekowego wykorzystuje się do produkcji kwasu mlekowego, pieczenia, a czasami także do produkcji alkoholu. Zgodnie z równaniem przekształcają cukier w kwas mlekowy

C6H12O6® 2CH3 – CH – COOH + 75 kJ

W produkcji chleba żytniego biorą udział prawdziwe (homofermentatywne) i nieprawdziwe (heterofermentatywne) bakterie kwasu mlekowego. Homofermentaty biorą udział jedynie w tworzeniu kwasu, natomiast heterofermentaty wraz z kwasem mlekowym tworzą lotne kwasy (głównie kwas octowy), alkohol i dwutlenek węgla.

W przemyśle alkoholowym do zakwaszania brzeczki drożdżowej stosuje się fermentację mlekową. Dzikie bakterie kwasu mlekowego niekorzystnie wpływają na procesy technologiczne produkcji fermentacyjnej i pogarszają jakość gotowego produktu. Powstały kwas mlekowy hamuje żywotną aktywność obcych mikroorganizmów.

Fermentacja kwasu masłowego, wywoływana przez bakterie kwasu masłowego, służy do produkcji kwasu masłowego, którego estry są stosowane jako substancje aromatyczne.

Bakterie kwasu masłowego przekształcają cukier w kwas masłowy zgodnie z równaniem

C6H12O6 ® CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + H2 + Q

Do produkcji octu (roztworu kwasu octowego) wykorzystuje się bakterie kwasu octowego, ponieważ są one zdolne do utlenienia alkoholu etylowego do kwasu octowego zgodnie z równaniem

C2H5OH + O2 ® CH3COOH + H2O +487 kJ

Fermentacja kwasu octowego jest szkodliwa dla produkcji alkoholu, ponieważ prowadzi do spadku uzysku alkoholu, a podczas warzenia powoduje psucie się piwa.

Drożdże. Wykorzystuje się je jako czynniki fermentacyjne przy produkcji alkoholu i piwa, przy winiarstwie, przy produkcji kwasu chlebowego, w piekarnictwie.

Do produkcji żywności ważne są drożdże - Saccharomyces, które tworzą zarodniki, oraz drożdże niedoskonałe - inne niż Saccharomycetes (grzyby drożdżopodobne), które nie tworzą zarodników. Rodzina Saccharomyces dzieli się na kilka rodzajów. Najważniejszym rodzajem jest Saccharomyces (saccharomycetes). Rodzaj dzieli się na gatunki, a poszczególne odmiany gatunku nazywane są rasami. Każda branża wykorzystuje oddzielne rasy drożdży. Występują drożdże pylące i flokulowane. W komórkach pyłopodobnych komórki są od siebie odizolowane, natomiast w komórkach kłaczkowatych sklejają się, tworząc płatki i szybko osiadają.

Hodowane drożdże należą do rodziny Saccharomyces S. cerevisiae. Optymalna temperatura do namnażania drożdży to 25-30 0C, a minimalna to około 2-3 0C. W temperaturze 40 0C wzrost zatrzymuje się, drożdże obumierają, a w niskich temperaturach zatrzymuje się reprodukcja.

Wyróżnia się drożdże górnej i dolnej fermentacji.

Spośród drożdży hodowlanych drożdże dolnej fermentacji obejmują większość drożdży winiarskich i piwnych, a drożdże górnej fermentacji obejmują drożdże alkoholowe, piekarskie i niektóre rasy drożdży piwnych.

Jak wiadomo, w procesie fermentacji alkoholowej z glukozy powstają dwa główne produkty - etanol i dwutlenek węgla, a także pośrednie produkty wtórne: gliceryna, kwas bursztynowy, octowy i pirogronowy, aldehyd octowy, glikol 2,3-butylenowy, acetoina , etery i oleje fuzlowe (izoamylowe, izopropylowe, butylowe i inne alkohole).

Fermentacja poszczególnych cukrów przebiega w określonej kolejności, określonej szybkością ich dyfuzji do komórki drożdży. Glukoza i fruktoza są najszybciej fermentowane przez drożdże. Sacharoza jako taka znika (odwraca się) w pożywce na początku fermentacji pod wpływem enzymu drożdży b – fruktofuranozydazy, z utworzeniem glukozy i fruktozy, które są łatwo wykorzystywane przez komórkę. Gdy w pożywce nie ma już glukozy i fruktozy, drożdże zużywają maltozę.

Drożdże mają zdolność fermentowania bardzo wysokich stężeń cukru – do 60%, tolerują także wysokie stężenia alkoholu – do 14-16 obj. %.

W obecności tlenu fermentacja alkoholowa zatrzymuje się, a drożdże otrzymują energię poprzez oddychanie tlenowe:

C6H12O6 + 6O2 ® 6CO2 + 6H2O + 2824 kJ

Ponieważ proces jest bardziej energochłonny niż proces fermentacji (118 kJ), drożdże zużywają cukier znacznie oszczędniej. Zatrzymanie fermentacji pod wpływem tlenu atmosferycznego nazywa się efektem Pasteura.

Do produkcji alkoholu wykorzystuje się drożdże z gatunku S. cerevisiae, które mają najwyższą energię fermentacji, wytwarzają maksimum alkoholu i fermentują mono- i disacharydy, a także niektóre dekstryny.

W drożdżach piekarskich cenione są odmiany szybko rosnące, charakteryzujące się dobrą siłą udźwigu i stabilnością przechowywania.

W browarnictwie wykorzystuje się drożdże dolnej fermentacji, przystosowane do stosunkowo niskich temperatur. Muszą być czyste mikrobiologicznie, mieć zdolność tworzenia kłaczków i szybkiego osiadania na dnie aparatu fermentacyjnego. Temperatura fermentacji wynosi 6-8 0C.

W winiarstwie drożdże są cenione, ponieważ szybko się rozmnażają, mają zdolność tłumienia innych rodzajów drożdży i mikroorganizmów oraz nadawania winu odpowiedniego bukietu. Drożdże stosowane w produkcji wina należą do gatunku S. vini i intensywnie fermentują glukozę, fruktozę, sacharozę i maltozę. W produkcji wina prawie wszystkie kultury drożdży produkcyjnych są izolowane z młodych win w różnych obszarach.

Zygomycetes– pleśnie, odgrywają ważną rolę jako producenci enzymów. Grzyby z rodzaju Aspergillus wytwarzają enzymy amylolityczne, pektolityczne i inne, które stosuje się w przemyśle alkoholowym zamiast słodu do scukrzania skrobi, w browarnictwie przy częściowym zastępowaniu słodu surowcami niesłodowanymi itp.

Przy produkcji kwasu cytrynowego A. niger jest czynnikiem powodującym fermentację kwasu cytrynowego, przekształcającą cukier w kwas cytrynowy.

Mikroorganizmy pełnią podwójną rolę w przemyśle spożywczym. Z jednej strony są to mikroorganizmy kulturowe, z drugiej strony infekcja przedostaje się do produkcji żywności, tj. obce (dzikie) mikroorganizmy. Dzikie mikroorganizmy są powszechne w przyrodzie (na jagodach, owocach, powietrzu, wodzie, glebie) i przedostają się do produkcji ze środowiska.

Dla utrzymania właściwych warunków sanitarno-higienicznych w zakładach spożywczych, skutecznym sposobem niszczenia i hamowania rozwoju obcych mikroorganizmów jest dezynfekcja.

Przeczytaj także:

II. WYMAGANIA BEZPIECZEŃSTWA PRACY DOTYCZĄCE ORGANIZACJI PRACY (PROCESÓW PRODUKCYJNYCH) PRZY WYDOBYWANIU I PRZETWARZANIU RYB I Owoców Morza
Temat: Informationstechnologien (technologia informacyjna)
V. Konkurencja importu i produkcji krajowej
Zautomatyzowana produkcja.
Aktywna część środków trwałych
Analiza wykorzystania urządzeń produkcyjnych.
Analiza wykorzystania mocy produkcyjnych.
Analiza głównych wskaźników ekonomicznych branż produkcyjnych
ANALIZA PRODUKCJI I DZIAŁALNOŚCI GOSPODARCZEJ ORGANIZACJI ROLNICZEJ
Analiza rezerw produkcyjnych Kursk OJSC „Pribor”

Przeczytaj także:

Znaczenie bakterii w naszym życiu. Odkrycie penicyliny i rozwój medycyny. Skutki stosowania antybiotyków we florze i faunie. Czym są probiotyki, zasada ich działania na organizm ludzi i zwierząt, rośliny, zalety stosowania.

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Zastosowanie mikroorganizmów w medycynie, rolnictwie; zalety probiotyków

Rodnikowa Inna

WSTĘP

Ludzie od tysięcy lat pełnią rolę biotechnologów: piekli chleb, warzyli piwo, robili sery i inne produkty na bazie kwasu mlekowego, wykorzystując różne mikroorganizmy i nawet nie wiedząc o ich istnieniu.

Właściwie samo określenie „biotechnologia” pojawiło się w naszym języku nie tak dawno temu, zamiast tego używano słów „mikrobiologia przemysłowa”, „biochemia techniczna” itp. Prawdopodobnie najstarszym procesem biotechnologicznym była fermentacja. Potwierdza to opis procesu warzenia piwa odkryty w 1981 roku.

podczas wykopalisk w Babilonie na tabliczce datowanej na około 6 tysiąclecie p.n.e. mi. W III tysiącleciu p.n.e. mi. Sumerowie produkowali aż dwa tuziny rodzajów piwa. Nie mniej starożytnymi procesami biotechnologicznymi są produkcja wina, pieczenie chleba i produkcja produktów kwasu mlekowego.

Z powyższego wynika, że ​​od dość dawna życie człowieka jest nierozerwalnie związane z żywymi mikroorganizmami. A skoro ludzie przez tyle lat z powodzeniem, choć nieświadomie, „współpracowali” z bakteriami, logiczne byłoby zadać pytanie: dlaczego właściwie musimy poszerzać naszą wiedzę w tym obszarze?

Przecież wszystko wydaje się być w porządku, umiemy upiec chleb i uwarzyć piwo, zrobić wino i kefir, czego nam jeszcze potrzeba? Dlaczego potrzebujemy biotechnologii? Niektóre odpowiedzi można znaleźć w tym eseju.

MEDYCYNA I BAKTERIE

W całej historii ludzkości (aż do początków XX wieku) rodziny miały wiele dzieci, ponieważ...

bardzo często dzieci nie dożywały dorosłości, umierały na wiele chorób, nawet na zapalenie płuc, które w naszych czasach jest łatwo wyleczalne, nie mówiąc już o tak poważnych chorobach jak cholera, gangrena i dżuma. Wszystkie te choroby są wywoływane przez patogenne mikroorganizmy i uważano je za nieuleczalne, ale w końcu naukowcy zajmujący się medycyną zdali sobie sprawę, że inne bakterie lub ekstrakty z ich enzymów mogą pokonać „złe” bakterie.

Jako pierwszy zauważył to Alexander Fleming na przykładzie elementarnej pleśni.

Okazało się, że niektóre rodzaje bakterii dobrze radzą sobie z pleśnią, ale paciorkowce i gronkowce nie rozwijają się w obecności pleśni.

Liczne wcześniejsze eksperymenty z namnażaniem się szkodliwych bakterii wykazały, że niektóre z nich są w stanie niszczyć inne i nie pozwalają na ich rozwój w środowisku ogólnym. Zjawisko to nazwano „antybiozą” od greckiego „anti” – przeciw i „bios” – życie. Pracując nad znalezieniem skutecznego środka przeciwdrobnoustrojowego, Fleming doskonale zdawał sobie z tego sprawę. Nie miał wątpliwości, że na kubku z tajemniczą pleśnią zetknął się ze zjawiskiem antybiozy. Zaczął dokładnie oglądać pleśń.

Po pewnym czasie udało mu się nawet wyizolować z pleśni substancję przeciwdrobnoustrojową. Ponieważ pleśń, z którą miał do czynienia, nosiła łacińską nazwę gatunku Penicilium notatum, powstałą substancję nazwał penicyliną.

I tak w 1929 roku w laboratorium londyńskiego St. Mary urodziła znaną penicylinę.

Wstępne badania substancji na zwierzętach doświadczalnych wykazały, że nawet wstrzyknięta do krwi nie powoduje szkody, a jednocześnie w słabych roztworach doskonale tłumi paciorkowce i gronkowce.

Rola mikroorganizmów w technologii produkcji żywności

Asystent Fleminga, dr Stuart Graddock, który zachorował na ropne zapalenie tzw. jamy szczęki, jako pierwszy zdecydował się na zażywanie ekstraktu z penicyliny.

Do jego jamy wstrzyknięto niewielką ilość ekstraktu pleśni i po trzech godzinach było jasne, że jego stan zdrowia znacznie się poprawił.

W ten sposób rozpoczęła się era antybiotyków, które uratowały miliony istnień ludzkich, zarówno w czasie pokoju, jak i w czasie wojny, kiedy ranni umierali nie z powodu ciężkości odniesionych ran, ale z powodu związanych z nimi infekcji. Następnie opracowano nowe antybiotyki na bazie penicyliny i metody ich produkcji do powszechnego stosowania.

BIOTECHNOLOGIA I ROLNICTWO

Konsekwencją przełomu w medycynie był szybki wzrost demograficzny.

Populacja gwałtownie wzrosła, co oznaczało, że potrzeba było więcej żywności, a w wyniku degradacji środowiska w wyniku prób nuklearnych, rozwoju przemysłu i wyczerpywania się próchnicy na gruntach uprawnych pojawiło się wiele chorób roślin i zwierząt gospodarskich.

Początkowo ludzie leczyli zwierzęta i rośliny antybiotykami i to przyniosło rezultaty.

Rozważmy te wyniki. Tak, jeśli w okresie wegetacyjnym potraktujesz warzywa, owoce, zioła itp. silnymi środkami grzybobójczymi, pomoże to powstrzymać rozwój niektórych patogenów (nie wszystkich i nie całkowicie), ale po pierwsze prowadzi to do gromadzenia się trucizn i toksyny w owocach, co powoduje, że zmniejszają się korzystne właściwości płodu, a po drugie, szkodliwe drobnoustroje szybko uodparniają się na substancje, które je zatruwają i kolejne kuracje należy przeprowadzać coraz silniejszymi antybiotykami.

To samo zjawisko obserwuje się w świecie zwierząt i, niestety, u ludzi.

Ponadto w organizmie zwierząt stałocieplnych antybiotyki powodują szereg negatywnych konsekwencji, takich jak dysbioza, deformacje płodu u kobiet w ciąży itp.

Jak być? Odpowiedź na to pytanie daje sama natura! A tą odpowiedzią są PROBIOTYKI!

Wiodące instytuty biotechnologii i inżynierii genetycznej od dawna zajmują się opracowywaniem nowych i selekcją znanych mikroorganizmów, które charakteryzują się niesamowitą odpornością i zdolnością „wygrywania” w walce z innymi drobnoustrojami.

Te elitarne szczepy, takie jak „Bacillus subtilis” i „Licheniformis”, są szeroko stosowane w leczeniu ludzi, zwierząt i roślin niezwykle skutecznie i całkowicie bezpiecznie.

Jak to jest możliwe? Oto jak: ciało ludzi i zwierząt koniecznie zawiera wiele niezbędnych bakterii. Biorą udział w procesach trawienia, tworzeniu enzymów i stanowią prawie 70% układu odpornościowego człowieka. Jeśli z jakiegokolwiek powodu (przyjmowanie antybiotyków, złe odżywianie) równowaga bakteryjna danej osoby zostanie zakłócona, wówczas nie będzie ona chroniona przed nowymi szkodliwymi drobnoustrojami i w 95% przypadków zachoruje ponownie.

To samo dotyczy zwierząt. A elitarne szczepy, gdy dostaną się do organizmu, zaczynają aktywnie się rozmnażać i niszczyć patogenną florę, ponieważ wspomniane już powyżej, mają większą witalność. Zatem za pomocą szczepów elitarnych mikroorganizmów możliwe jest utrzymanie makroorganizmu w zdrowiu bez antybiotyków i w harmonii z naturą, ponieważ same w sobie, będąc w organizmie, szczepy te przynoszą jedynie korzyść i nie szkodzą.

Są lepsze od antybiotyków również dlatego, że:

Reakcja mikrokosmosu na wprowadzenie superantybiotyków do praktyki gospodarczej jest oczywista i wynika z materiału doświadczalnego, jakim już dysponują naukowcy – narodzin supermikrobu.

Mikroby to zdumiewająco doskonałe, samorozwijające się i samouczące się maszyny biologiczne, zdolne do zapamiętywania w swojej pamięci genetycznej mechanizmów, które stworzyły, aby chronić je przed szkodliwym działaniem antybiotyków i przekazywać informacje swoim potomkom.

Bakterie są swego rodzaju „bioreaktorem”, w którym powstają enzymy, aminokwasy, witaminy i bakteriocyny, które podobnie jak antybiotyki neutralizują patogeny.

Nie ma jednak od nich uzależnienia ani skutków ubocznych typowych przy stosowaniu antybiotyków chemicznych. Wręcz przeciwnie, są w stanie oczyścić ściany jelit, zwiększyć ich przepuszczalność dla niezbędnych składników odżywczych, przywrócić równowagę biologiczną mikroflory jelitowej i pobudzić cały układ odpornościowy

Naukowcy wykorzystali naturalny sposób utrzymania zdrowia makroorganizmu, jakim jest natura, mianowicie wyizolowali ze środowiska naturalnego bakterie - saprofity, które mają właściwość hamowania wzrostu i rozwoju patogennej mikroflory, m.in. w przewodzie pokarmowym ciepło- krwiste zwierzęta.

Miliony lat ewolucji życia na planecie stworzyły tak wspaniałe i doskonałe mechanizmy tłumienia mikroflory chorobotwórczej przez mikroflorę niepatogenną, że nie ma wątpliwości co do sukcesu tego podejścia.

W niekwestionowanej większości przypadków konkurencja wygrywa niepatogenna mikroflora, a gdyby tak nie było, nie byłoby nas dzisiaj na naszej planecie.

W oparciu o powyższe naukowcy zajmujący się produkcją nawozów i środków grzybobójczych do użytku w rolnictwie również próbowali przejść od podejścia chemicznego do biologicznego.

A rezultaty nie pojawiały się powoli! Okazało się, że ta sama Bacillus subtilis skutecznie zwalcza aż siedemdziesiąt odmian przedstawicieli patogenów, które powodują takie choroby upraw ogrodowych, jak rak bakteryjny, więdnięcie fusarium, zgnilizna korzeni i podstawy itp., Wcześniej uważane za nieuleczalne choroby roślin, których nie można było wyleczyć ŻADEN FUNGICYD sobie z tym nie poradzi!

Ponadto bakterie te wywierają wyraźnie pozytywny wpływ na okres wegetacji rośliny: skraca się okres wypełniania i dojrzewania owoców, zwiększają się korzystne właściwości owoców, zmniejsza się zawartość w nich azotanów itp.

substancji toksycznych, a co najważniejsze, znacznie zmniejsza się zapotrzebowanie na nawozy mineralne!

Preparaty zawierające szczepy elitarnych bakterii zajmują już pierwsze miejsca na wystawach rosyjskich i międzynarodowych, zdobywając medale za skuteczność i przyjazność dla środowiska. Mali i duzi producenci rolni zaczęli już aktywnie z nich korzystać, a środki grzybobójcze i antybiotyki stopniowo odchodzą w przeszłość.

Wyrobami firmy Bio-Ban są preparaty „Flora-S” i „Fitop-Flora-S” oferujące suche nawozy torfowo-humusowe zawierające stężone kwasy humusowe (a humus nasycony to klucz do doskonałych zbiorów) oraz szczep bakterie „Bacillus subtilis” do walki z chorobami. Dzięki tym lekom możesz szybko przywrócić zubożoną ziemię, zwiększyć produktywność ziemi, chronić uprawy przed chorobami, a co najważniejsze, możesz uzyskać doskonałe zbiory na ryzykownych obszarach rolniczych!

Wierzę, że powyższe argumenty wystarczą, aby ocenić zalety probiotyków i zrozumieć, dlaczego naukowcy twierdzą, że wiek XX to wiek antybiotyków, a wiek XXI to wiek probiotyków!

Podobne dokumenty

    Selekcja mikroorganizmów

    Pojęcie i znaczenie selekcji jako nauki o tworzeniu nowych i udoskonalaniu istniejących ras zwierząt, odmian roślin i szczepów mikroorganizmów.

    Ocena roli i znaczenia mikroorganizmów w biosferze oraz cech ich wykorzystania. Formy bakterii kwasu mlekowego.

    prezentacja, dodano 17.03.2015

    Biologia zwierząt

    Znaczenie pajęczaków i owadów w medycynie i rolnictwie, zwalczanie szkodników. Kryteria podziału kręgowców na anamnię i owodniowce. Cykl życiowy plazmodu malarii.

    test, dodano 12.05.2009

    Genetycznie modyfikowane organizmy. Zasady uzyskiwania, zastosowanie

    Główne metody pozyskiwania genetycznie modyfikowanych roślin i zwierząt. Mikroorganizmy transgeniczne w medycynie, przemyśle chemicznym, rolnictwie.

    Niekorzystne skutki organizmów modyfikowanych genetycznie: toksyczność, alergie, onkologia.

    praca na kursie, dodano 11.11.2014

    Metody hodowli zwierząt i mikroorganizmów

    Różnice między zwierzętami i roślinami.

    Cechy doboru zwierząt do hodowli. Co to jest hybrydyzacja, jej klasyfikacja. Nowoczesne odmiany selekcji zwierząt. Obszary zastosowania mikroorganizmów, ich korzystne właściwości, metody i cechy selekcji.

    prezentacja, dodano 26.05.2010

    Klasyfikacja mikroorganizmów. Podstawy morfologii bakterii

    Studium przedmiotu, głównych zadań i historii rozwoju mikrobiologii medycznej.

    Systematyka i klasyfikacja mikroorganizmów. Podstawy morfologii bakterii. Badanie cech strukturalnych komórki bakteryjnej. Znaczenie mikroorganizmów w życiu człowieka.

    wykład, dodano 12.10.2013

    Charakterystyka mikroorganizmów kwasu mlekowego, bifidobakterii i bakterii kwasu propionowego stosowanych w produkcji biolodów

    Probiotyki to bakterie, które nie są chorobotwórcze dla człowieka i wykazują działanie antagonistyczne wobec mikroorganizmów chorobotwórczych.

    Wprowadzenie do charakterystyki probiotycznych pałeczek kwasu mlekowego. Analiza fermentowanych produktów mlecznych o właściwościach probiotycznych.

    streszczenie, dodano 17.04.2017

    Współczesna doktryna pochodzenia mikroorganizmów

    Hipotezy dotyczące pochodzenia życia na Ziemi.

    Badanie aktywności biochemicznej mikroorganizmów, ich roli w przyrodzie, życiu ludzi i zwierząt w pracach L. Pasteura. Badania genetyczne bakterii i wirusów, ich zmienność fenotypowa i genotypowa.

    streszczenie, dodano 26.12.2013

    Poprawa właściwości konsumenckich preparatów probiotycznych

    Wpływ probiotyków na zdrowie człowieka.

    Immunostymulujące, antymutagenne właściwości bakterii kwasu propionowego. Wpływ jodu na właściwości biochemiczne bakterii probiotycznych. Charakterystyka jakościowa preparatów jodowanych, parametry biochemiczne.

    artykuł, dodano 24.08.2013

    Bioinżynieria – zastosowanie mikroorganizmów, wirusów, roślin transgenicznych i zwierząt w syntezie przemysłowej

    Wytwarzanie produktów syntezy drobnoustrojów I i II fazy, aminokwasów, kwasów organicznych, witamin.

    Produkcja antybiotyków na dużą skalę. Produkcja alkoholi i polioli. Główne rodzaje bioprocesów. Inżynieria metaboliczna roślin.

    praca na kursie, dodano 22.12.2013

    Wykorzystanie pożytecznych mikroorganizmów

    Rola mikroorganizmów w przyrodzie i rolnictwie.

    test, dodano 27.09.2009

PRZEMYSŁ MIKROBIOLOGICZNY, produkcja dowolnego produktu przy użyciu mikroorganizmów. Proces przeprowadzany przez mikroorganizmy nazywa się fermentacją; pojemnik, w którym przepływa, nazywany jest fermentorem (lub bioreaktorem).

Procesy z udziałem bakterii, drożdży i pleśni są wykorzystywane przez człowieka od setek lat do produkcji żywności i napojów oraz do obróbki tekstyliów i skóry, jednak udział mikroorganizmów w tych procesach został wyraźnie ukazany dopiero w połowie XIX wieku.

W XX wieku Przemysł wykorzystał różnorodność niezwykłych zdolności biosyntetycznych mikroorganizmów, a fermentacja zajmuje obecnie centralne miejsce w biotechnologii. Za jego pomocą uzyskuje się różnorodne chemikalia i leki o wysokiej czystości, wytwarza się piwo, wino i sfermentowaną żywność.

We wszystkich przypadkach proces fermentacji dzieli się na sześć głównych etapów.

Tworzenie środowiska. Przede wszystkim należy wybrać odpowiednią pożywkę hodowlaną. Mikroorganizmy do wzrostu potrzebują organicznych źródeł węgla, odpowiedniego źródła azotu i różnych minerałów. Przy produkcji napojów alkoholowych podłoże musi zawierać słód jęczmienny, wytłoki owocowe lub jagodowe.

Na przykład piwo jest zwykle produkowane z brzeczki słodowej, a wino z soku winogronowego. Oprócz wody i ewentualnie niektórych dodatków ekstrakty te stanowią pożywkę wzrostową.

Środowiska produkcji chemikaliów i leków są znacznie bardziej złożone. Najczęściej jako źródło węgla wykorzystuje się cukry i inne węglowodany, ale często oleje i tłuszcze, a czasami węglowodory.

Źródłem azotu jest najczęściej amoniak i sole amonowe, a także różne produkty pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego: śruta sojowa, nasiona soi, mączka z nasion bawełny, mączka z orzeszków ziemnych, produkty uboczne ze skrobi kukurydzianej, odpady poubojowe, mączka rybna, ekstrakt drożdżowy. Formułowanie i optymalizacja podłoży hodowlanych to bardzo złożony proces, a receptury podłoży przemysłowych stanowią zazdrośnie strzeżoną tajemnicę.

Sterylizacja. Pożywkę należy wysterylizować, aby zniszczyć wszystkie zanieczyszczające mikroorganizmy. Sam fermentor i urządzenia pomocnicze są również sterylizowane. Istnieją dwie metody sterylizacji: bezpośredni wtrysk przegrzanej pary i ogrzewanie za pomocą wymiennika ciepła.

Pożądany stopień sterylności zależy od charakteru procesu fermentacji.

Główne grupy mikroorganizmów stosowanych w przemyśle spożywczym

Powinien być maksymalny podczas przyjmowania leków i chemikaliów. Wymagania dotyczące sterylności przy produkcji napojów alkoholowych są mniej rygorystyczne.

Mówi się, że takie procesy fermentacji są „chronione”, ponieważ w środowisku powstają takie warunki, że mogą się w nich rozwijać tylko określone mikroorganizmy. Na przykład przy produkcji piwa pożywkę hodowlaną po prostu gotuje się, a nie sterylizuje; Fermentor jest również używany w stanie czystym, ale nie sterylnym.

Kultura odbioru. Przed rozpoczęciem procesu fermentacji konieczne jest uzyskanie czystej, wysoce produktywnej kultury. Czyste kultury mikroorganizmów przechowuje się w bardzo małych objętościach i w warunkach zapewniających ich żywotność i produktywność; zwykle osiąga się to poprzez przechowywanie w niskich temperaturach.

Fermentor może pomieścić kilkaset tysięcy litrów pożywki, a proces rozpoczyna się od wprowadzenia do niego kultury (inokulum) stanowiącej 1-10% objętości, w której będzie przebiegać fermentacja. Zatem początkową kulturę należy hodować etapami (z subkulturami) aż do osiągnięcia poziomu biomasy drobnoustrojów wystarczającego do zajścia procesu mikrobiologicznego z wymaganą produktywnością.

Przez cały czas należy bezwzględnie utrzymywać czystość kultury, zapobiegając jej zanieczyszczeniu obcymi mikroorganizmami.

Utrzymanie warunków aseptycznych możliwe jest jedynie przy starannej kontroli mikrobiologicznej i chemiczno-technologicznej.

Wzrost w fermentorze przemysłowym (bioreaktorze). Mikroorganizmy przemysłowe muszą rosnąć w fermentorze w optymalnych warunkach, aby wytworzyć wymagany produkt.

Warunki te są ściśle kontrolowane, aby zapewnić rozwój drobnoustrojów i syntezę produktu. Konstrukcja fermentora powinna pozwalać na regulację warunków wzrostu – stałą temperaturę, pH (kwasowość lub zasadowość) oraz stężenie tlenu rozpuszczonego w pożywce.

Konwencjonalny fermentor to zamknięty cylindryczny zbiornik, w którym mechanicznie miesza się pożywkę i mikroorganizmy.

Przez medium pompowane jest powietrze, czasami nasycone tlenem. Temperatura jest kontrolowana za pomocą wody lub pary przepuszczanej przez rury wymiennika ciepła. Ten fermentor z mieszaniem stosuje się, gdy proces fermentacji wymaga dużej ilości tlenu. Część produktów natomiast powstaje w warunkach beztlenowych i w takich przypadkach stosuje się fermentory o innej konstrukcji. Dzięki temu piwo warzone jest przy bardzo niskich stężeniach rozpuszczonego tlenu, a zawartość bioreaktora nie jest napowietrzana ani mieszana.

Niektórzy piwowarzy nadal tradycyjnie używają otwartych pojemników, jednak w większości przypadków proces odbywa się w zamkniętych, nienapowietrzonych, cylindrycznych pojemnikach, które zwężają się ku dnie, co pozwala na osiadanie drożdży.

Produkcja octu opiera się na utlenianiu alkoholu do kwasu octowego przez bakterie.

Acetobakter. Proces fermentacji odbywa się w pojemnikach zwanych acetatorami z intensywnym napowietrzeniem. Powietrze i medium zasysane jest przez mieszadło obrotowe i dostarczane do ścianek fermentora.

Izolacja i oczyszczanie produktów. Po zakończeniu fermentacji bulion zawiera mikroorganizmy, niewykorzystane składniki odżywcze pożywki, różne produkty przemiany materii mikroorganizmów oraz produkt, który miał być wytwarzany na skalę przemysłową. Dlatego produkt ten oczyszcza się z innych składników bulionu.

Przy produkcji napojów alkoholowych (wino i piwo) wystarczy po prostu oddzielić drożdże przez filtrację i doprowadzić filtrat do kondycjonowania. Jednakże poszczególne substancje chemiczne powstałe w wyniku fermentacji są ekstrahowane ze złożonego bulionu.

Choć mikroorganizmy przemysłowe są specjalnie selekcjonowane pod kątem ich właściwości genetycznych, tak aby uzysk pożądanego produktu ich metabolizmu był maksymalizowany (w sensie biologicznym), to ich stężenie jest wciąż niewielkie w porównaniu do osiąganego w produkcji opartej na syntezie chemicznej.

Dlatego konieczne jest zastosowanie skomplikowanych metod izolacji - ekstrakcji rozpuszczalnikiem, chromatografii i ultrafiltracji. Recykling i utylizacja odpadów pofermentacyjnych. Wszelkie przemysłowe procesy mikrobiologiczne generują odpady: bulion (płyn pozostały po ekstrakcji produktu produkcyjnego); komórki wykorzystanych mikroorganizmów; brudna woda używana do mycia instalacji; woda używana do chłodzenia; woda zawierająca śladowe ilości rozpuszczalników organicznych, kwasów i zasad.

Odpady płynne zawierają wiele związków organicznych; odprowadzane do rzek będą stymulować intensywny rozwój naturalnej flory bakteryjnej, co doprowadzi do zubożenia wód rzecznych w tlen i powstania warunków beztlenowych. Dlatego też odpady przed utylizacją poddawane są biologicznemu przetwarzaniu mającemu na celu zmniejszenie zawartości węgla organicznego. Przemysłowe procesy mikrobiologiczne można podzielić na 5 głównych grup: 1) uprawa biomasy drobnoustrojów; 2) otrzymywanie produktów przemiany materii mikroorganizmów; 3) otrzymywanie enzymów pochodzenia mikrobiologicznego; 4) otrzymywanie produktów rekombinowanych; 5) biotransformacja substancji.

Biomasa mikrobiologiczna. Same komórki drobnoustrojów mogą służyć jako produkt końcowy procesu produkcyjnego. Na skalę przemysłową produkowane są dwa główne rodzaje mikroorganizmów: drożdże niezbędne do pieczenia oraz mikroorganizmy jednokomórkowe wykorzystywane jako źródło białek, które można dodawać do żywności dla ludzi i zwierząt.

Drożdże piekarskie uprawia się w dużych ilościach od początku XX wieku. i był używany jako produkt spożywczy w Niemczech podczas pierwszej wojny światowej.

Jednak technologia wytwarzania biomasy drobnoustrojów jako źródła białek spożywczych została opracowana dopiero na początku lat 60. XX wieku. Szereg europejskich firm zwróciło uwagę na możliwość hodowli drobnoustrojów na podłożu takim jak węglowodory w celu uzyskania tzw.

białko organizmów jednokomórkowych (SOO). Triumfem technologicznym było wytworzenie produktu dodawanego do pasz dla zwierząt gospodarskich, składającego się z suszonej biomasy drobnoustrojów hodowanej w metanolu.

Proces odbywał się w sposób ciągły w fermentorze o pojemności roboczej 1,5 miliona litrów

Jednak ze względu na rosnące ceny ropy i jej przetworów projekt ten stał się nieopłacalny ekonomicznie, ustępując miejsca produkcji mączki sojowej i rybnej. Pod koniec lat 80-tych zlikwidowano zakłady do produkcji odpadów biologicznie aktywnych, co położyło kres szybkiemu, choć krótkiemu okresowi rozwoju tej gałęzi przemysłu mikrobiologicznego. Bardziej obiecujący okazał się inny proces - uzyskanie biomasy grzybów i mikoproteiny białek grzybów z wykorzystaniem węglowodanów jako substratu.

Produkty metaboliczne. Po dodaniu hodowli do pożywki obserwuje się fazę opóźnienia, w której nie następuje widoczny wzrost mikroorganizmów; okres ten można uznać za czas adaptacji. Następnie tempo wzrostu stopniowo wzrasta, osiągając stałą, maksymalną wartość dla danych warunków; Ten okres maksymalnego wzrostu nazywany jest fazą wykładniczą lub logarytmiczną.

Stopniowo wzrost spowalnia i pojawia się tzw faza stacjonarna. Następnie liczba żywych komórek maleje, a wzrost zatrzymuje się.

Zgodnie z kinetyką opisaną powyżej tworzenie metabolitów można monitorować na różnych etapach.

W fazie logarytmicznej powstają produkty niezbędne do wzrostu mikroorganizmów: aminokwasy, nukleotydy, białka, kwasy nukleinowe, węglowodany itp. Nazywa się je metabolitami pierwotnymi.

Wiele metabolitów pierwotnych ma znaczącą wartość. Zatem kwas glutaminowy (a dokładniej jego sól sodowa) jest zawarty w wielu produktach spożywczych; lizyna jest stosowana jako dodatek do żywności; Fenyloalanina jest prekursorem aspartamu, substytutu cukru.

Metabolity pierwotne są syntetyzowane przez naturalne mikroorganizmy w ilościach niezbędnych jedynie do zaspokojenia ich potrzeb. Dlatego zadaniem mikrobiologów przemysłowych jest tworzenie zmutowanych form mikroorganizmów - superproducentów odpowiednich substancji.

W tej dziedzinie nastąpił znaczny postęp: udało się np. otrzymać mikroorganizmy syntetyzujące aminokwasy do stężenia 100 g/l (dla porównania organizmy typu dzikiego akumulują aminokwasy w ilościach liczonych w miligramach).

W fazie spowolnienia wzrostu oraz w fazie stacjonarnej niektóre mikroorganizmy syntetyzują substancje, które nie powstają w fazie logarytmicznej i nie odgrywają wyraźnej roli w metabolizmie. Substancje te nazywane są metabolitami wtórnymi. Są syntetyzowane nie przez wszystkie mikroorganizmy, ale głównie przez bakterie nitkowate, grzyby i bakterie przetrwalnikujące. Zatem producenci metabolitów pierwotnych i wtórnych należą do różnych grup taksonomicznych. Jeżeli kwestia fizjologicznej roli metabolitów wtórnych w komórkach produkcyjnych była przedmiotem poważnej debaty, to ich produkcja przemysłowa jest niewątpliwie interesująca, ponieważ metabolity te są substancjami biologicznie czynnymi: niektóre z nich mają działanie przeciwdrobnoustrojowe, inne są specyficznymi inhibitorami enzymów , a inne są czynnikami wzrostu. , wiele z nich ma działanie farmakologiczne.

Produkcja takich substancji stała się podstawą do powstania szeregu gałęzi przemysłu mikrobiologicznego. Pierwszą z tej serii była produkcja penicyliny; Mikrobiologiczna metoda produkcji penicyliny została opracowana w latach czterdziestych XX wieku i położyła podwaliny pod nowoczesną biotechnologię przemysłową.

Przemysł farmaceutyczny opracował wysoce wyrafinowane metody badania przesiewowego (testowania masowego) mikroorganizmów pod kątem zdolności do wytwarzania cennych metabolitów wtórnych.

Początkowo celem badań przesiewowych było otrzymanie nowych antybiotyków, jednak szybko odkryto, że mikroorganizmy syntetyzują także inne substancje farmakologicznie czynne.

W latach 80. XX wieku ustalono produkcję czterech bardzo ważnych metabolitów wtórnych. Były to: cyklosporyna – lek immunosupresyjny stosowany w celu zapobiegania odrzuceniu wszczepionych narządów; imipenem (jedna z modyfikacji karbapenemu) jest substancją o najszerszym spektrum działania przeciwdrobnoustrojowego ze wszystkich znanych antybiotyków; lowastatyna jest lekiem obniżającym poziom cholesterolu we krwi; Iwermektyna jest lekiem przeciwrobaczym stosowanym w medycynie w leczeniu onchocerkozy, czyli „ślepoty rzecznej”, a także w weterynarii.

Enzymy pochodzenia mikrobiologicznego. Na skalę przemysłową enzymy pozyskiwane są z roślin, zwierząt i mikroorganizmów. Zastosowanie tego ostatniego ma tę zaletę, że pozwala na produkcję enzymów w ogromnych ilościach przy użyciu standardowych technik fermentacji.

Ponadto znacznie łatwiej jest zwiększyć produktywność mikroorganizmów niż roślin czy zwierząt, a zastosowanie technologii rekombinacji DNA umożliwia syntezę enzymów zwierzęcych w komórkach mikroorganizmów.

Otrzymane w ten sposób enzymy znajdują zastosowanie głównie w przemyśle spożywczym i dziedzinach pokrewnych. Synteza enzymów w komórkach jest kontrolowana genetycznie, dlatego też w wyniku ukierunkowanych zmian w genetyce mikroorganizmów typu dzikiego uzyskano istniejących producentów mikroorganizmów przemysłowych.

Produkty rekombinowane. Technologia rekombinacji DNA, lepiej znana jako inżynieria genetyczna, umożliwia włączenie genów organizmów wyższych do genomu bakterii. W rezultacie bakterie nabywają zdolność do syntezy „obcych” (rekombinowanych) produktów - związków, które wcześniej mogły być syntetyzowane jedynie przez organizmy wyższe.

Na tej podstawie stworzono wiele nowych procesów biotechnologicznych mających na celu produkcję białek ludzkich lub zwierzęcych, które były wcześniej niedostępne lub wykorzystywane z dużym ryzykiem dla zdrowia.

Sam termin „biotechnologia” zyskał na popularności w latach 70. XX wieku w związku z rozwojem metod wytwarzania produktów rekombinowanych. Jednak koncepcja ta jest znacznie szersza i obejmuje każdą metodę przemysłową opartą na wykorzystaniu żywych organizmów i procesów biologicznych.

Pierwszym rekombinowanym białkiem wyprodukowanym na skalę przemysłową był ludzki hormon wzrostu. W leczeniu hemofilii stosuje się jedno z białek układu krzepnięcia krwi, a mianowicie czynnik

VIII. Zanim opracowano metody wytwarzania tego białka poprzez inżynierię genetyczną, izolowano je z ludzkiej krwi; stosowanie takiego leku wiązało się z ryzykiem zakażenia ludzkim wirusem niedoboru odporności (HIV).

Przez długi czas cukrzycę skutecznie leczono insuliną zwierzęcą. Naukowcy uważali jednak, że rekombinowany produkt stwarzałby mniej problemów immunologicznych, gdyby można go było otrzymać w czystej postaci, bez zanieczyszczeń innymi peptydami wytwarzanymi przez trzustkę.

Ponadto spodziewano się, że z biegiem czasu liczba osób chorych na cukrzycę będzie wzrastać na skutek takich czynników, jak zmiany w sposobie żywienia, poprawa opieki medycznej nad kobietami w ciąży chorymi na cukrzycę (i wynikający z tego wzrost częstości występowania predyspozycji genetycznych do cukrzycy), i wreszcie oczekiwane wydłużenie średniej długości życia chorych na cukrzycę.

Pierwsza rekombinowana insulina trafiła do sprzedaży w 1982 r., a pod koniec lat 80. XX w. praktycznie zastąpiła insulinę zwierzęcą.

Wiele innych białek jest syntetyzowanych w organizmie człowieka w bardzo małych ilościach, a jedynym sposobem ich wyprodukowania na skalę wystarczającą do zastosowania klinicznego jest technologia rekombinacji DNA. Białka te obejmują interferon i erytropoetynę.

Erytropoetyna wraz z czynnikiem stymulującym tworzenie kolonii mieloidalnych reguluje tworzenie się komórek krwi u ludzi. Erytropoetynę stosuje się w leczeniu niedokrwistości związanej z niewydolnością nerek i może znaleźć zastosowanie jako wzmacniacz płytek krwi w chemioterapii nowotworów.

Biotransformacja substancji. Mikroorganizmy można wykorzystać do przekształcenia pewnych związków w substancje strukturalnie podobne, ale cenniejsze. Ponieważ mikroorganizmy mogą wykazywać swoje działanie katalityczne tylko w stosunku do niektórych substancji, procesy zachodzące z ich udziałem są bardziej specyficzne niż czysto chemiczne. Najbardziej znanym procesem biotransformacji jest produkcja octu poprzez przekształcenie etanolu w kwas octowy.

Ale wśród produktów powstających podczas biotransformacji znajdują się także tak cenne związki, jak hormony steroidowe, antybiotyki i prostaglandyny. Zobacz też INŻYNIERIA GENETYCZNA. Mikrobiologia przemysłowa i postępy inżynierii genetycznej(wydanie specjalne magazynu Scientific American).

M., 1984
Biotechnologia. Zasady i zastosowanie. M., 1988

Produkcja Wykorzystanie mikroorganizmów przez człowieka.

Mikroorganizmy są szeroko stosowane w przemyśle spożywczym, gospodarstwach domowych i przemyśle mikrobiologicznym do produkcji aminokwasów, enzymów, kwasów organicznych, witamin itp.

Klasyczna produkcja mikrobiologiczna obejmuje winiarstwo, browarnictwo, wypiek chleba, produkty na bazie kwasu mlekowego i octu spożywczego. Na przykład winiarstwo, browarnictwo i produkcja ciasta drożdżowego nie są możliwe bez użycia drożdży, które są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie.

Historia przemysłowej produkcji drożdży rozpoczęła się w Holandii, gdzie w 1870 r. Powstała pierwsza fabryka produkująca drożdże. Głównym rodzajem produktu były drożdże prasowane o wilgotności około 70%, które można było przechowywać zaledwie kilka tygodni.

Długotrwałe przechowywanie było niemożliwe, gdyż sprasowane komórki drożdży pozostały żywe i zachowały swoją aktywność, co doprowadziło do ich autolizy i śmierci. Jedną z metod przemysłowego konserwowania drożdży jest suszenie. W suchych drożdżach, przy niskiej wilgotności, komórka drożdży znajduje się w stanie anabiotycznym i może przetrwać przez długi czas.

Pierwsze suche drożdże pojawiły się w 1945 roku. W 1972 r. Pojawiła się druga generacja drożdży suszonych, tzw. drożdże instant.

Zastosowanie mikroorganizmów w przemyśle spożywczym

Od połowy lat 90-tych pojawiła się trzecia generacja drożdży suszonych: drożdże piekarskie Saccharomyces cerevisiae, które łączą w jednym produkcie zalety drożdży instant z silnie skoncentrowanym kompleksem specjalistycznych enzymów piekarskich.

Drożdże te nie tylko poprawiają jakość pieczywa, ale także aktywnie przeciwdziałają procesowi czerstwienia.

drozdze Saccharomyces cerevisiae wykorzystywane są także do produkcji alkoholu etylowego.

Winiarstwo wykorzystuje wiele różnych ras drożdży, aby wyprodukować wyjątkową markę wina o wyjątkowych właściwościach.

Bakterie kwasu mlekowego biorą udział w przygotowywaniu potraw takich jak kapusta kiszona, ogórki kiszone, oliwki kiszone i wiele innych potraw marynowanych.

Bakterie kwasu mlekowego przekształcają cukier w kwas mlekowy, który chroni produkty spożywcze przed bakteriami gnilnymi.

Za pomocą bakterii kwasu mlekowego przygotowuje się szeroką gamę produktów kwasu mlekowego, twarogów i serów.

Jednocześnie wiele mikroorganizmów odgrywa negatywną rolę w życiu człowieka, będąc czynnikami sprawczymi chorób u ludzi, zwierząt i roślin; mogą powodować psucie się żywności, niszczenie różnych materiałów itp.

Aby zwalczać takie mikroorganizmy, odkryto antybiotyki - penicylinę, streptomycynę, gramicydynę itp., Które są produktami metabolizmu grzybów, bakterii i promieniowców.

Mikroorganizmy dostarczają ludziom niezbędnych enzymów.

Dlatego amylaza jest stosowana w przemyśle spożywczym, tekstylnym i papierniczym. Proteaza powoduje rozkład białek w różnych materiałach. Na Wschodzie proteazę z grzybów używano kilka wieków temu do produkcji sosu sojowego.

Dziś wykorzystuje się go do produkcji detergentów. Podczas konserwowania soków owocowych stosuje się enzym taki jak pektynaza.

Mikroorganizmy wykorzystywane są do oczyszczania ścieków i odpadów z przetwórstwa spożywczego. W wyniku beztlenowego rozkładu materii organicznej w odpadach powstaje biogaz.

W ostatnich latach pojawiły się nowe zakłady produkcyjne.

Z grzybów pozyskiwane są karotenoidy i steroidy.

Bakterie syntetyzują wiele aminokwasów, nukleotydów i innych odczynników do badań biochemicznych.

Mikrobiologia jest szybko rozwijającą się nauką, której osiągnięcia w dużej mierze związane są z rozwojem fizyki, chemii, biochemii, biologii molekularnej itp.

Aby skutecznie studiować mikrobiologię, wymagana jest znajomość wymienionych nauk.

Zajęcia skupiają się przede wszystkim na mikrobiologii żywności.

Wiele mikroorganizmów żyje na powierzchni organizmu, w jelitach ludzi i zwierząt, na roślinach, produktach spożywczych i wszystkich otaczających nas przedmiotach. Mikroorganizmy spożywają różnorodną żywność i niezwykle łatwo dostosowują się do zmieniających się warunków życia: ciepła, zimna, braku wilgoci itp.

n. Οʜᴎ rozmnażają się bardzo szybko. Bez znajomości mikrobiologii nie da się kompetentnie i skutecznie kierować procesami biotechnologicznymi, utrzymywać wysoką jakość produktów spożywczych na wszystkich etapach ich wytwarzania oraz zapobiegać spożywaniu produktów zawierających patogeny chorób przenoszonych drogą pokarmową i zatruć.

Należy szczególnie podkreślić, że badania mikrobiologiczne produktów spożywczych, nie tylko z punktu widzenia cech technologicznych, ale także, nie mniej ważne, z punktu widzenia ich bezpieczeństwa sanitarnego i mikrobiologicznego, są najbardziej złożonym przedmiotem mikrobiologii sanitarnej .

Tłumaczy się to nie tylko różnorodnością i obfitością mikroflory w produktach spożywczych, ale także wykorzystaniem mikroorganizmów w produkcji wielu z nich.

Pod tym względem w analizie mikrobiologicznej jakości i bezpieczeństwa żywności należy wyróżnić dwie grupy mikroorganizmów:

– specyficzna mikroflora;

– niespecyficzna mikroflora.

Konkretny— ϶ᴛᴏ rasy kulturowe mikroorganizmów, które służą do przygotowania danego produktu i stanowią istotne ogniwo w technologii jego wytwarzania.

Mikroflora ta wykorzystywana jest w technologii produkcji wina, piwa, pieczywa i wszelkich fermentowanych przetworów mlecznych.

Niespecyficzne— ϶ᴛᴏ mikroorganizmy, które przedostają się do produktów spożywczych ze środowiska, zanieczyszczając je.

Wśród tej grupy mikroorganizmów wyróżnia się mikroorganizmy saprofityczne, chorobotwórcze i oportunistyczne, a także mikroorganizmy powodujące psucie się żywności.

Stopień zanieczyszczenia zależy od wielu czynników, do których zalicza się prawidłowe pozyskiwanie surowców, ich przechowywanie i przetwarzanie, przestrzeganie reżimów technologicznych i sanitarnych przy wytwarzaniu produktów, ich przechowywaniu i transporcie.