PYTANIA NA EXAM doc


7. Scharakteryzuj materiały pomocnicze stosowane w biotechnologii.

8. Bioreaktory - budowa, klasyfikacja.

Bioreaktory (fermentatory) to urządzenia stosowane do hodowli drobnoustrojów, komórek roślinnych i zwierzęcych. Mogą być przemysłowe, laboratoryjne.

Procesy zachodzące w bioreaktorach - przemiany:

wzrost drobnoustrojów

wytwarzanie pożądanych produktów metabolizmu

enzymatyczne wytwarzanie surowców

wzrost komórek roślinnych i zwierzęcych

Są to urządzenia skonstruowane w sposób umożliwiający kontrolę procesu produkcyjnego jego optymalny przebieg (pomiar i regulację paramentów) w warunkach maksymalnego ograniczenia lub całkowitego wyeliminowania możliwości zanieczyszczeń.

Do pracy w warunkach laboratoryjnych stosuje się bioreaktory od kilku do kilkunastu litrów. Są one wykonane ze szkła i mogą być sterylizowane w autoklawach.

W praktyce przemysłowej stosuje się bioreaktory wykonane ze stali kwasoodpornej o pojemności od kilku dziesięciu litrów do kilkuset m3. Bioreaktory o pojemności do 2 tys. m3 są do oczyszczania ścieków.

Klasyfikacja bioreaktorów

Z uwagi na sposób prowadzenia procesu bioreaktory można podzieli na trzy grupy:

9. Omów podział technik hodowli drobnoustrojów ze względu na stan fizyczny pożywki.

0x08 graphic
0x08 graphic
Klasyfikacja technik hodowli drobnoustrojów ze względu na stan fizyczny pożywki


0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
Hodowle w podłożach ciekłych

0x08 graphic
Hodowle w podłożach stałych



Zawiesina mikroorganizmów w ciekłej pożywce (hodowle wgłębne)

Wzrost grzybów w postaci „kożucha” na powierzchni ciekłej pożywki (hodowle powierzchniowe)

Hodowle z unieruchomionym materiałem biologicznym na powierzchni nośnika lub zamknięcie w jego wnętrzu

Stosowane do hodowli grzybów strzępkowych w ziarnie zbóż, otrębach pszennych, odpadach celulozowych


10. Hodowla ciągła - warunki, zastosowanie.

Prowadzona jest w reaktorze przepływowym zasilanym pożywką. Z aparatu w sposób ciągły odprowadzany jest płyn pofermentacyjny z biomasą.

Stężenie biomasy i substratu w strumieniu odpływającym bioreaktora są takie same jak w jego objętości. Natężenie odbioru płynu ze zbiornika jest równe natężeniu dopływu pożywki.

Hodowle ciągłe stosowane są w procesach, w których konieczna jest kontrola stężenia substratu. W hodowli ciągłej preferowane są komórki szybko rosnące. Proces ten jest odpowiedni do otrzymywania biomasy oraz metabolitów pierwotnych.

Trudności w hodowli ciągłej:

niehomogeniczność zawiesiny w bioreaktorze

utrzymanie jałowości

utrzymanie stabilności hodowli

Warunki:

Zastosowanie:

13. Zalety i wady ekstrakcji nadkrytycznej.



14. Opisz liofilizację kultur drobnoustrojów (warunki, zastosowanie).

Polega na suszeniu próżniowym zamrożonej kultury w temperaturze -73°C (mieszanina suchego lodu z etanolem) zawieszonej w odpowiedniej pożywce ochronnej. W warunkach głębokiej próżni następuje sublimacja wody (ok. 99% suchej masy). Obecność niewielkiej ilości wody zabezpiecza białka przed degradacją.

Metoda wymaga specjalnego urządzenia z pompa próżniowa obniżającą ciśnienie do rzędu 0,1-0,01 Pa oraz elementu umożliwiającego zamknięcie buteleczek z liofilizowanym materiałem pod próżnią. Używana do produkcji szczepionek bakteryjnych i wirusowych.

Metoda ma też liczne niedogodności, do których należą:

11. wymień procesy stosowane do wydzielania i oczyszczania produktów biosyntezy w zależności od ich zasadniczej funkcji.

- separacja produktów nierozpuszczonych i cząstek stałych - rozdzielanie zawiesin: wirowanie i filtracja

- wydzielanie i koncentracja produktu - ekstrakcja rozpuszczalnikowa, adsorpcja, procesy membranowe
- oczyszczalnie produktu - techniki chromatograficzne, elektroforeza, precypitacja
- końcową obróbkę - krystalizacja i suszenie

12. Ogólna charakterystyka metod membranowych

Mikrofiltracja - filtracja membranowa - Stosuje się duże prędkości liniowe przepływu zawiesiny wzdłuż przegrody filtracyjnej, którą jest mikroporowata membrana. Proces realizowany jest w filtrze zwanym modułem membranowym

Ultrafiltracja - rozdział oparty jest na fizycznym odsiewaniu cząstek substancji rozpuszczonych przez membranę o odpowiedniej porowatości, nie występuje przeciwciśnienie osmotyczne. Stosowane ciśnienia nie przekraczają 1 MPa.
Ultrafiltracja umożliwia rozdzielanie składników na poziomie molekularnym (wyodrębnianie enzymów i antybiotyków).

Nanofiltracja - W nanofiltracji stosuje się membrany pozwalające na przepływ niektórych jonów np. Na K.
Ciśnienie stosowane przy nanofiltracji waha się od 1 do 3 Mpa. Stosowana do usunięcia z roztworu np. białek, cukrów i innych dużych cząstek, pozostawiając w filtracie sole.

Stosowana w procesach uzdatniania i zmiękczania wody.

Odwrócona osmoza - hiperfiltracja - U podstaw procesu odwróconej osmozy leży zjawisko osmozy naturalnej : samorzutne przenikanie rozpuszczalnika przez membranę w kierunku roztworu o większym stężeniu.
Odwrócona osmoza pozwala oddzielić rozpuszczalnik od substancji rozpuszczonych niskiej masie cząsteczkowej np. sole i cukry.
Stosowane ciśnienie robocze są wysokie i wynoszą od 1 do 10 MPa, musi być większe niż ciśnienie osmotyczne i skierowane przeciwnie do niego.

Dializa i elektrodializa - Efekt rozdzielania w dializie jest spowodowany różnica w szybkości dyfuzji molekularnej składnika roztworu w membranie. Stosowana do rozdzielania makrocząsteczek lub cząstek koloidalnych od związków małocząsteczkowych.
W elektrodializie składniki jonowe roztworu przenikają pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego przez membrany jonitowe, mają zdolność selektywnego przenoszenia jonów. W elektrolicie umieszczonym w polu elektrycznym kationy i aniony poruszają się do odpowiednich elektrod.

Perwaporacja - permeacja z odparowaniem - To proces separacji roztworów ciekłych zachodzącym z częściowym odparowaniem cieczy w membranie nieporowatej i prowadzącym do otrzymania permeatu w postaci pary (konieczność doprowadzenia do cieczy ciepła parowania).
Stosowana w odwadnianie etanolu lub usuwanie związków organicznych z wody.

15. Suszenie rozpyłowe - wady i zalety, zastosowanie.

Zalety:

Wady:

Zastosowanie:

16. Podział bakterii kwasu mlekowego

Ze względu na wymagania temperaturowe:
-mezofile: 20-28 stopni, do 1,5% kwasu mlekowego: Lactococcus lactis, Lactobacillus casei, L. plantarum, Leuconostoc

- termofile: 40-45 stopni, do 3% kwasu mlekowego: Lactobacillus delbrueckii, Streptococcus thermophilus

Ze względu na szlaki przemian cukrów:

- homofermentatywne: produkt końcowy to kwas mlekowy (Lactococcus lactis, L. delbrueckii, L. plantarum, Lactobacillus acidophilus)

-heterofermentatywne: produkt końcowy kwas mlekowy, octowy i alkohol etylowy (Leuconostoc, Lactobacillus brevis, Lactobacillus fermentum)

17. omów wymagania dot. Szczepów probiotycznych

18. omów otrzymywanie ksantanu

Otrzymywanie ksantanu przez Xanthomonas campestris
1. biosynteza ksantanu
- przygotowanie inokulum i fermentacja w bioreaktorze
- metoda okresowa: 25-34stC, pH = 7, 40-144h
- w pożywce z glukozą lub sacharozą, azotem i mikroelementami

- kwasowość wzrasta wskutek wydzielania polimeru (pH 5)

-pożywka jest mieszana w celu dostarczenia i rozprowadzenia tlenu (szybsze mieszanie gdy pod wpływem ksantanu zwiększa się lepkość cieczy)
2. wydzielanie biopolimeru - poprzedzone pasteryzacją lub sterylizacja
- wydzielanie ksantanu z cieczy pofermentacyjnej, zawierającej 10-30 g/dm3 ksantanu, 1-10g/dm3 komórek
- 3-10g/dm3 niewykorzystanych składników odżywczych
- ksantan jest wydzielany w wyniku zmniejszenia rozpuszczalności przez odparowanie lub przy użyciu rozpuszczalników organicznych (mieszających się z wodą), po odfiltrowaniu lub oddestylowaniu rozpuszczalników jest przemywany, suszony w warunkach zmniejszonego ciśnienia lub gazu obojętnego (10% wody), mielony i pakowany

19. Omów otrzymywanie kwasu mlekowego

20. Utrwalanie biologiczne mięs i produktów mięsnych, wymień drobnoustroje i scharakteryzuj jeden.

CEL:

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA JAKOŚĆ:

Grupy mikroflory:

z cukru dodanego lub obecnego w mięsie produkującym kwas mlekowy. Niskie pH, sprzyja żelowaniu rozp. Białek mięsa i nadaje kiełbasom stabilną konsystencję, hamuje wzrost drobnoustrojów patogennych (e. coli, c. botulinum, salmonella) przez zużycie składników pokarmowych

Penicillum candidium, penicillium nalgiovense grzyby pleśniowe nanosi się a powierzchnię produktu, gdzie w obecności tlenu tworzą charakterystyczny nalot

21. Etapy produkcji piwa

22. Klasyfikacja biosensorów

Podstawą klasyfikacji biosensorów są dwa kryteria: zasada działania i konstrukcja przetwornika. Ze względu na zasadę działania wyróżnia się następujące rodzaje biosensorów:

Sensory biomimetyczne. Takie sensory naśladujące narządy zmysłów (smak, węch) zazwyczaj nie zawierają materiału biologicznego jako warstwy recep­torowej i dlatego nie zawsze są zaliczane do biosensorów. Najbardziej znany spośród nich jest „sztuczny nos" - sensor do rozpoznawania zapachów, który składa się z kilkunastu czujników chemicznych o przewodnictwie zmieniającym się w różny sposób, w zależności od adsorpcji na nich rozmaitych związ­ków z fazy gazowej. Odpowiedni układ elektroniczny, zazwyczaj typu sieci neuronowej, analizuje sygnały z poszczególnych czujników i określa zapach. Układ kontrolny najpierw uczy się, poznając i zapamiętując wzorcowe zapachy. Zapach produktu jest często miarą jego jakości (bukiet wina, aromat kawy lub herbaty), może świadczyć o stopniu jego dojrzałości (owoce, sery dojrzewające), a także wskazywać na rozpoczęcie procesów mikrobiologicznego psucia się żywności.

Ze względu na konstrukcję przetwornika wyróżnia się następujące rodzaje biosensorów:

Niekiedy biosensory klasyfikuje się również ze względu na rodzaj czujnika, rozróżniając biosensory: komórkowe, tkankowe, enzymatyczne, immunologiczne i chemiczne.

23. Zastosowanie biosensorów w przemyśle spożywczym

--glukometry, które są powszechnie stosowane do oznaczania glukozy w sokach owocowych, napojach, winie, napojach typu instant, lodach, dżemach, miodzie.
--Firmy produkujące frytki wykorzystują badanie zawartości glukozy w wodzie po płukaniu pokrojonych ziemniaków do przewidywania barwy gotowego produktu.
--Czujnik w kształcie ostrza z kilkoma miniaturowymi elektrodami glukozowymi wprowadzony do mięsa pokazuje profil zawartości glukozy od powierzchni w głąb, który informuje o świeżości produktu i stopniu skażenia mikrobiologicznego.
--Elektrodę glukozową można stosować on line do kontrolowania przebiegu różnorodnych procesów fermentacyjnych.

--Biosensory z immobilizowaną oksydazą lub dehydrogenazą są stosowane do oznaczania zawartości etanolu w napojach alkoholowych, preparatach drożdży, do kontroli przebiegu fermentacji piwa lub wina.
--Oznaczanie L-mleczanów, przy użyciu elektrod z oksydazą L-mleczanową, jest przydatne do kontrolowania procesów fermentacyjnych w mleku UHT i w winie oraz do oceny jakości i świeżości warzyw w puszkach

--oznaczanie świeżości ryb. Łączna zawartość inozyno-5'-fosforanu, inozyny i hipoksantyny powstających po śnięciu ryby wskutek stop­niowego rozkładu ATP oraz wzajemna relacja ich stężeń świadczą o świeżości mięsa rybiego ( elektrod z immobilizowanymi 5'-nukleotydazą, fosforylazą nukleozydów i oksydazą ksantynową)

.--Jakość i świeżość olejów, można oznaczać na podstawie zawartości nadtlenków powstających po utlenieniu polienowych kwasów tłuszczowych, stosując elektrodę tlenową z immobilizowaną peroksydazą.

--Zawartość polifenoli w oliwie oraz w herbacie, piwie i winie można oznaczyć elektrodą tlenową z immobilizowaną oksydazą polifenoli (tyrozynaza).

--Do oznaczania pozostało­ści S02 stosowanego do utrwalania wina i suszonych owoców używa się elektrody z immobilizowaną oksydazą siarczanową(IV).

-- w mleczarstwie np. wykrywania antybiotyków, mikroflory, pestycydów, azotanów, wit. C, cholesterolu

24. Omów tlenowe oczyszczanie ścieków

Najpowszechniej wykorzystywanym procesem oczyszczania ścieków jest tlenowa biodegradacja oparta na systemie osadu czynnego. Ścieki przepływają przez komorę napowietrzania, gdzie rozpuszczona materia organiczna jest mineralizowana, czyli utleniana do dwutlenku węgla, azotanów i fosforanów:

rozpuszczona materia organiczna + 02 —» nowa biomasa + C02 + HNOs + H3P04

Reakcje przeprowadzają głównie bakterie zgrupowane w kłaczki o średnicy około 0,1 mm. Po czasie reakcji wynoszącym kilka godzin (ścieki komunalne) do kilku dni (bardziej zagęszczone ścieki przemysłowe), mieszanina ścieków i biomasy przepływa przez osadnik, gdzie kłaczki są grawitacyjnie separowane od oczyszczonych ścieków. Aby zapewnić odpowiednie osadzanie się kłaczków, ich stężenie w komorze napowietrzania nie powinno przekraczać 4 g na litr. Osadzone kłaczki (nazywane osadem) są częściowo ponownie wprowadzane do komory napowietrzania a częściowo odrzucane. Wysoka wydajność zależy od prawidłowego wyboru obciążenia objętościowego komór osadu czynnego, które powinno mieścić się z zakresie 0,5-1,5 g BZT5 na litr mieszaniny ścieków i biomasy na dzień, aby zapewnić prawidłowe formowanie się kłaczków oraz uzyskać eliminację 90% rozpuszczonej materii organicznej

Główna zaleta: dobra jakość oczyszczonych ścieków (niewielka wartość BZT5 i substancji odżywczych pozostających po oczyszczeniu)

Wada: ogromne ilości osadu nadmiernego, który trzeba wywozić.

25. Charakterystyka żelatyny jako źródła azotu w pożywce

26. Czy żywność modyfikowana jest bezpieczna? Uzasadnij.

27. Perwaporacja

Perwaporacja to metoda rozdziału mieszanin ciekłych za pomocą nieporowatych membran liofilowych wykonanych z odpowiednich materiałów.
Rozdzielane składniki muszą różnić się możliwością sorpcji na membranie i dyfuzji przez membranę. Perwaporacja zastępuje takie metody jak destylacja próżniowa czy ekstrakcyjna, może być również uzupełnieniem destylacji konwencjonalnej. Rozdział w perwaporacji jest niezależny od równowagi ciecz-para, w związku z czym, można ten proces efektywnie stosować m.in. do separacji azeotropów (np. odwadnianie bioetanolu) czy też odwadniania innych rozpuszczalników organicznych.

Zastosowanie:

Zagadnienia na zaliczenie z przedmiotu „Biotechnologia

Zagadnienia na zaliczenie z przedmiotu „Biotechnologia



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
anatomia pytania na exam
pytania na exam- wpr. do pedagogiki 2, materiały na uczelnię I semestr, egzaminy
pytania na exam MAKRO
KPC pytania na exam
34 odpowiedzi na pytania na exam
PYTANIA NA EXAM1 doc
PYTANIA NA USTNA doc
pytania i odpowiedzi na exam
Dietetyka pytania exam, pytania na egzam
pytania i odpowiedzi (exam), materiały na uczelnię I semestr, egzaminy
pytania na biomechanike przerobione do drukuu, notatki, testy, Biomechanika, biomechanik a exam
Pytania z Mikrobiologii na exam
Pytania na SIZIM, UE IiE ISIZ, Prezentacje - Sroka, Sroczka, sizm i simeb materiały exam
Pytania na test Końcowy dr Ewa doc
~$ronaRUDA PYTANIA NA EGZAMIN DYPLOMOWY całość bez 2 doc
PYTANIA na kolokwia i egzaminy zeprane grupami związków DOC
odpowiedzi na pytania z Pakistanu Mikołaj doc

więcej podobnych podstron