img096 (2)

Gdy produkt biosyntezy nie jest wydzielany na zewnątrz komórek niszczenie ścian komórkowych jest istotnym etapem procesu technologicznego.

Dezintegracja

Celem jest zniszczenie ścian komórkowych drobnoustrojów i wydobycie składników wewnątrzkomórkowych przy maksymalnym zachowaniu aktywności, struktury i funkcji wewnątrzkomórkowych składników komórek rozdrabnianych. Istnieje szereg metod dezintegracji, wybór odpowiedniej zależy od: właściwości materiału biologicznego (danej kultury i produktu który chcemy uzyskać), budowy ściany komórkowej, wrażliwości składnika, miejsca występowania składnika w komórce, kosztów i czasu realizacji procesu, metod dalszego przerobu.

Metoda | Zasada działania | Agresywność | Koszt
Metody mechaniczne
Homogenizacja	rozrywanie w wyniku mieszania	średnia	niski
Mielenie	niszczenie w wyniku działania materiału ciernego, naprężenia i zderzenia	Średnia	niski
Ultrasonifikacja	rozpad pod działaniem ultradźwięków, kawitacji	wysoka	wysoki
Ciśnieniowa	gwałtowna zmiana ciśnienia przy przepływie przez małe otwory	wysoka	niski
Metody niemechaniczne
Szok osmotyczny	różnica stężeń powoduje rozrywanie ścian komórek w wyniku działania ciśnienia osmotycznego	niska	niski
Trawienie enzymami	rozkład ścian komórki w wyniku działania enzymów	niska	wysoki
Trawienie ługami	zmydlanie tłuszczy, rozpuszczanie membran	wysoka	niski
Rozpuszczanie	rozpuszczalniki organiczne rozpuszczająskładniki membrany	średnia	niski

Metody dezintegracji ścian komórek drobnoustrojów:

1)    mechaniczne (homogenizacja, mielenie, urządzenia z elementami rozdrabniającymi: młyny perełkowe)

2)    działanie czynnikami fizycznymi (ultradźwięki, prasy wysokociśnieniowe, szok osmotyczny lub ciśnieniowy, zamrażanie i rozmrażanie)

3)    działanie czynnikami chemicznymi (detergenty, antybiotyki, rozpuszczalniki organiczne, kwasy i inne substancje)

4)    rozkład ściany komórkowej na drodze lizy enzymatycznej

(enzymy lityczne, autoiiza, liza fagowa)

5)    inne (kombinowane, mutanty o zwiększonej przepuszczalności ściany komórkowej, komórki o zwiększonej sekrecji składników)

Metody i urządzenia stosowane do wydzielania produktów biotechnologicznych z biomas

dezintegracja komórek na skaie przemysłowa:

-    metoda ciśnieniowa, homogenizatory i prasy wysokociśnieniowe, działanie na komórki wysokim ciśnieniem; pękanie natychmiastowe komórek;; przepływ zawiesiny komórek przez wąską szczelinę pod ciśnieniem, gwałtowna zmiana ciśnienia powoduje eksplozje komórek (ok. 60 - 100 MPa)

-    młyny perełkowe, kulowe, działanie mechaniczne, urządzenia z elementami rozdrabniającymi wstrząsanie w obecności kulek, komórki między powierzchniami elementów rozdrabniających poddawane naprężeniom tnącym, zderzeniom, mielenie w młynach kulowych poziome bębny wypełnione kulkami.

Metody i urządzenia stosowane do wydzielania produktów biotechnologicznych z biomas

W skaii laboratoryjnej i półtecnnicznej:

-    dezintegratory wysokoobrotowe, niszczenie ścian komórek następuje w wyniku wytworzenia dużych naprężeń ścinających w roztworze.

-    metody enzymatyczne, rozkład ścian komórkowych uzyskuje się w wyniku działania enzymów lizujących ścianę komórkową (lizozym, lizostaf ina - bakterie, chitinaza -grzyby. f>-glukanazy - drożdże); metody autolizy komórkowej

-    rozrywanie przez kryształy wody, kilkakrotne zamrażanie i rozmrażanie zawiesiny komórek powoduje uwolnienie zawartości komórek.

Metody i urządzenia stosowane do wydzielania produktów biotechnologicznych z biomas

W skali laboratoryjnej i półtechnicznej:

-    operacje termiczne, suszenie, szok termiczny może prowadzić do dezitegracji komórek,

-    szok osmotyczny. zmiana ciśnienia osmotycznego, zastosowanie do uwalniania produktów z przestrzeni periplazmatycznej, zrównoważenie komórek w 20% (w/v) sacharozie, szybkie zebranie i zawieszenie w wodzie w 4°C

-    dezintegratory ultradźwiękowe, przepływ fali dźwiękowej przez zawiesinę komórek, energia ultradźwięków działa destrukcyjnie na komórki, bardzo ważne jest chłodzenie próbki, gdyż znaczna część energii przetwarzana jest na ciepło.