Egzamin: 01-02-2006
s. 220, A3
podział na grupy: 8:15  10:00  nazwiska od A do L
10:15  12:00  nazwiska od A
do Å»
MIKROBIOLOGIA PRZEMYSA
OWA WYKA
AD [2005]
Dr Rucka
Niniejszy dokument sporządzony został dzięki wkładowi pracy jednej osoby  koleżanki z
roku, Madzialenki  za co wszyscy serdecznie jej dziękujemy. Oby każdemu tak chciało się
chcieć, wtedy wszystkim byłoby łatwiej :&
12-10-2005
Wykład 2
Woda  jako element podłoża, jest tłem pożywki, środowiskiem
Jakość wody jest bardzo istotna. W procesach przemysłowych używa się głównie
wodę wodociągową, sterylizuje się już wszystko razem w reaktorze. Obecność związków
żelaza może wpływać niekorzystnie na produkcję np. antybiotyków, kwasu cytrynowego.
Dlatego należy na bieżąco kontrolować wodę do celów mikrobiologicznych. Woda powinna
być filtrowana.
Woda  medium do chłodzenia w trakcie procesu, do mycia  jest to woda gorszej jakości
Wiele zakładów produkcyjnych ma własne ujęcie wody np. odwierty, powierzchniowe. W
zależności od tego, skąd pochodzi, należy ją uzdatnić. Plusem jest to, że zakład może
kontrolować stan tej wody. Bardzo często browary mają własne ujęcia wody.
skład podłoża:
1. woda
2. z
ródło węgla
3. z
ródło azotu
4. inne składniki: fosfor, witaminy, prekursory (w zależności od mikroorganizmu)
z
ródło węgla  główny składnik podłoża, potrzebny do biosyntezy, z
ródło energii dla
mikroorganizmów, aby obniżyć koszty szuka się tanich i efektywnych z
ródeł, głównie używa
się węglowodanów, zaczyna się wykorzystywać węglowodory np. pozostałość po destylacji
ropy naftowej
węglowodany:
1. Monosacharydy
- glukoza  składnik podłóż mikrobiologicznych, najczęściej w laboratoriach jako
monosacharyd, dość rzadko występuje w naturze (np. w winogronach), najszybciej
przyswajana, w przemyśle używa się glukozy pochodzącej z hydrolizy skrobi (procesy
chemiczno-enzymatyczne), powstaje syrop glukozowy
Podczas sterylizacji glukoza może wchodzić w reakcję z aminokwasami z podłoża,
dlatego podłoże i glukozę sterylizuje się osobno
{rysunek  krzywa diauksji  gdy w podłożu są dwa z
ródła węgla}
2. Oligosacharydy
- laktoza  powszechna w przyrodzie  w mleku od 3 do 8 %, przemysłowo
otrzymywana przez odparowanie serwatki, nie wszystkie mikroorganizmy rozkładają
laktozÄ™
- sacharoza  w owocach, burakach cukrowych, trzcinie cukrowej
Melasa  zawiera niewykrystalizowane cukry po produkcji cukru, produkt
uboczny, zawiera również inne składniki, doskonałe z
ródło węgla do podłóż
mikrobiologicznych, ponieważ jest produktem naturalnym, więc jej skład może
się wahać, może również zawierać mikroorganizmy (zakażona!), wymaga
wstępnej analizy
3. Polisacharydy
- skrobia  składnik energetyczny składowany u roślin w bulwach, jest
nierozpuszczalna, trzeba ją chemicznie modyfikować, żeby można ją było rozpuścić,
większość organizmów przyswaja skrobię
- celuloza  bardzo rozpowszechniona, składnik ściany komórkowej roślin, jednak
niewiele organizmów ją przyswaja, dlatego wymaga wstępnej obróbki
z
ródło azotu  mogą być w dwóch postaciach: nieorganiczne sole lub z
ródło organiczne
Ò! Sole azotu  np. nawozy mineralne, mocznik, sole amonowe
Ò! Organiczny  Å‚atwiej przyswajalny, wykorzystuje siÄ™ produkty uboczne przemysÅ‚u
spożywczego np. syrop kukurydziany, syrop ziemniaczany  w postaci aminokwasów
- ekstrakt drożdżowy  liza komórek drożdży w 50°C, ogrzewanie do 75°C,
plazmoliza, filtracja, wirowanie, zawiera witaminy, aminokwasy
19-10-2005
Wykład 3
ZASZCZEPY MIKROBIOLOGICZNE
Charakterystyka wzrostu mikroorganizmów:
- bakterie  podział
- drożdże  pączkowanie
- grzyby  plecha
Pomiary ilości komórek:
- stężenie komórek
- stężenie masy komórek
Są to dwa zasadniczo różniące się parametry np. zaraz po podziale komórki
bakteryjnej mam dwie komórki, ale są jeszcze małe i ich masa się nie zmieniła, jest jak masa
jednej komórki. W praktyce mierzy się zarówno masę i ilość komórek.
" Pobieramy próbkę o znanej objętości, robi się posiew i zlicza się liczbę komórek lub
liczymy komórki pod mikroskopem
" Obecnie można automatycznie zliczać liczbę komórek, jednak automat nie rozróżnia
komórek martwych i żywych
" Pomiar przez posiew jest jednak długotrwały (24-48h), co jest problemem, gdy chcemy
na bieżąco kontrolować hodowlę
Pomiar masy  mierzymy komórki żywe i martwe pozostałości komórek, ale są to pomiary
szybkie
Ò! Wprost  oddziela siÄ™ na sÄ…czkach mikroorganizmy (lub przez wirowanie) od pÅ‚ynu
pohodowlanego, próbkę suszymy i ważymy
Ò! Pomiar turbidometryczny  mierzymy rozpraszanie Å›wiatÅ‚a
Możemy robić również pomiary niebezpośrednie mierząc jakiś składnik np. wydzielany przez
komórki  CO2.
Trzeba wyznaczyć współczynnik opisujący zależność między masą (ilością) komórek a
mierzonym składnikiem. Jednak ilość pewnych składników może zależeć od warunków
fizjologicznych, a masa siÄ™ nie zmienia.
Można mierzyć również: białka, ATP, kwasy nukleinowe.
!!! Problem jest z grzybami, gdyż one nie rosną w postaci pojedynczych komórek tylko w
koloniach, dlatego nie wiadomo, co mierzyć.
Dobry zaszczep mikrobiologiczny
1. Zawiera żywe i aktywne komórki
2. Jest dostępny w dużych ilościach
3. Wolny od zanieczyszczeń
4. Jego komórki muszą mieć zachowaną zdolność do wytwarzania interesującego nas
produktu
Dlaczego żywe i aktywne komórki?
Dążymy do tego, aby skracać do minimum fazę adaptacyjną hodowli. Podłoże do hodowli
inokulum różni się od podłoża produkcyjnego. Podłoże takie ma taki skład, aby komórki
mnożyły się jak najszybciej, natomiast podłoże produkcyjne ma taki skład, aby powstało jak
najwięcej pożądanego produktu
Czemu skracamy okres adaptacyjny:
" Ekonomia  jest to czas, gdy nic siÄ™ nie produkuje
" Jest to czas, w którym najłatwiej o zakażenie hodowli
Staramy się również, aby podłoża nie różniły się drastycznie. Ważne jest również, aby
zaszczepu było dużo, jest to około 3% objętości hodowli.
Hodowla inokulum jest procesem wieloetapowym:
- Bakterie przechowywane sÄ… na skosach
- Hodowla w pożywce płynnej w kolbach (max. 0,5 litra)
- Hodowla w mini-reaktorach  przelewamy całość kolb (kilkadziesiąt litrów)
- Przenosimy zaszczep do reaktora produkcyjnego
Po drodze sprawdzamy czystość hodowli, oraz czy nasze komórki nadal potrafią produkować
oczekiwany produkt tzn. jak się komórki zestresują, to zapomną, czego je nauczyliśmy:&
Gdy używamy drożdży często jest tak, że jako zaszczepu używamy organizmów z
poprzedniej szarży np. w produkcji piwa drożdże osadzają się, osad taki przemywamy wodą,
antybiotykami, filtrujemy i można je ponownie użyć. Istnieje jednak niebezpieczeństwo
degeneracji komórek np. wytwarzają jakiś produkt uboczny, dlatego tego samego zaszczepu
używamy około 5 razy i dajemy nowy zaszczep (nowe zastępy dzielnych drożdży gotowych,
by zmierzyć się z chmielem i jęczmieniem:&).
Inokulum do procesów grzybowych
W większości wypadków używamy spor do inokulum.
1. Doprowadzamy grzyby do sporulacji przez ustalenie odpowiednich warunków np.
ograniczamy dostęp z
ródeł azotu, jako podłoża używamy np. zmieloną kukurydzę, kromki
chleba, w warunkach wysokiej wilgotności
2. Zbieramy spory, liczymy i możemy dalej postępować na dwa sposoby:
- Używamy spor do zasiewu  wydłuża się faza adaptacyjna, nie potrzeba
dodatkowej instalacji
- Skiełkowujemy spory w osobnej instalacji, dopiero potem zaszczepiamy w
reaktorze produkcyjnym
Gdy mamy grzyby niesporulujÄ…ce:
- homogenizacja grzybni
- zaszczepiamy reaktor
Wzrost grzybów może mieć charakter rozproszony lub w agregatach.
26-10-2005
Wykład 4
Skąd możemy otrzymywać zaszczepy?
- Z komórek macierzystych, w większości krajów są przedmiotem opatentowanym
- Zakupienie z kolekcji szczepów
- Wyizolowanie szczepów ze środowiska  długa droga
- Kradzież szczepów :&
Przechowywanie szczepów
Musimy je przechowywać tak, aby nie uległy zmianom genetycznym, aby nie doszło do
zakażenia, muszą zachować żywotność i praktyczność
1. Obniżanie temperatury  spowolnienie procesów metabolicznych lub ich całkowite
zahamowanie
" Na skosach agarowych, w lodówce w temperaturze 5-10°C, można je przechowywać
maksymalnie pół roku
" W ciekÅ‚ym azocie (<150°C)  można przechowywać do kilkudziesiÄ™ciu lat, komórki
muszą być odpowiednio przygotowane, zawiesza się je w glicerolu, zamyka w
ampułkach, poddaje powolnemu zamrażaniu, wysokie koszty przechowywania
Do bieżącego użytku przechowujemy bakterie na skosach w lodówce, ale zawsze
przechowujemy żelazną rezerwę komórek trzymanych w inny sposób np. w ciekłym azocie
2. Odwadnianie komórek  powoduje to spowolnienie procesów metabolicznych
" Posiew na podłoże stałe np. gleba, produkty spożywcze, doprowadza się do wzrostu i
powoli suszy (w temperaturze pokojowej przez kilka tygodni), pozwala przechowywać
szczepy przez długi czas (kilkadziesiąt lat), głównie przechowuje się w ten sposób
grzyby promieniowce
" Liofilizacja  odwadnia się komórki w obniżonej temperaturze, zamraża się komórki
w płynnym podłożu, następnie odpompowuje się powietrze, obniża się ciśnienie, co
powoduje, że lód przechodzi ze stanu stałego w parę, podłoże zawiera czynniki
chroniące np. mleko, surowica, glutaminian sodu, ampułki z takimi zliofilizowanymi
komórkami można przechowywać minimum 10 lat, nie trzeba utrzymywać niskiej
temperatury, przy zamrażaniu komórki mogą ulec zniszczeniu i nie wszystkie komórki
mogą być zliofilizowane
BIOSYNTEZA METABOLITÓW
Podział metabolitów:
- pierwotne  związki niskocząsteczkowe, są konieczne do wzrostu komórek, np.
aminokwasy, monosacharydy
- wtórne  często związki wielkocząsteczkowe, ich synteza zachodzi póz
niej podczas wzrostu
hodowli, nie są potrzebne do wzrostu komórki, są ważne z punktu widzenia przeżycia
producenta
Jeśli chcemy otrzymywać metabolity pierwotne, musimy utrzymywać hodowlę (ciągłą) na
etapie wzrostu logarytmicznego, gdy chcemy metabolity wtórne  etap fazy stacjonarnej.
Jak przekonać komórkę, aby produkowała dany produkt?
Każdy organizm ma mechanizm kontroli np.
Sprzężenie zwrotne  końcowy produkt szlaku metabolicznego hamuje cały szlak np.:
Jako inhibitor pierwszego enzymu ze szlaku  gdy stężenie produktu końcowego dojdzie do
pewnego poziomu, zachodzi inhibicja enzymu, gdy wyczerpuje siÄ™ produkt, cykl rusza od
nowa
Produkt może też być represorem genu kodującego enzym, enzym w ogóle nie powstaje 
większa oszczędność.
By komórka nadprodukowała dany produkt, trzeba ominąć system kontroli:
Ò! Utrzymujemy stężenie produktu koÅ„cowego na niskim poziomie przez zwiÄ™kszenie
przepuszczalności błony np. dodajemy do podłoża antybiotyki uszkadzające błonę lub
otrzymujemy szczep mutantów, które nie wytwarzają błony, w ten sposób produkujemy
kwas glutaminowy, ten sposób dodatkowo pozwala na łatwiejsze uzyskanie produktu z
komórki
Ò! Wprowadza siÄ™ zmiany genetyczne, które sprawiajÄ…ce, że organizm wytwarza enzym
niewrażliwy na sprzężenie zwrotne, wtedy szlak metaboliczny działa niezależnie od
stężenia produktu końcowego, ten sposób jest trudniejszy do wykonania
09-11-2005
Wykład 5
Podstawowy szlak regulacji metabolizmu to sprzężenie zwrotne.
Enzym, którego synteza jest regulowana przy udziale końcowego produktu szlaku
metabolicznego (mechanizm represji) nazywamy enzymem represyjnym. Represorem mogÄ…
też być produkty pośrednie w szlaku metabolicznym.
Znajomość mechanizmu regulacji jest bardzo ważna, gdy chcemy otrzymywać produkt
końcowy lub sam enzym.
Przykłady omijania:
" Komórki mutujemy tak, aby nie wytwarzały biotyny (która jest składnikiem błony
komórkowej), zwiększa się przepuszczalność błony komórkowej , taka komórka nie
zatrzymuje produktu końcowego, nie następuje sprzężenie zwrotne, komórka jest
nadproducentem
" Dodanie antybiotyku  penicyliny, która uszkadza ścianę komórkową, prze to zwiększa
się przepuszczalność komórki
Represja kataboliczna  przy danym środowisku, komórka nie produkuje danego enzymu,
dopiero zmiana w środowisku prowadzi do uruchomienia jakiegoś szlaku metabolicznego,
może to być np. ubytek określonego z
ródła węgla.
Niektóre komórki mogą być wrażliwe na własny antybiotyk, zwłaszcza w fazie wzrostu
logarytmicznego, gdzie przeważają młode, szybko dzielące się komórki. Natomiast w fazie
stacjonarnej przeważają dojrzałe komórki, bardziej odporne na własny antybiotyk. W tej
fazie można sobie pozwolić na produkcję antybiotyku. Może on eliminować szczepy
konkurenckie, które zaczynają się namnażać. Komórka zaczyna produkować antybiotyk gdy
zabraknie jakiegoś składnika np. z
ródła węgla, azotu czy fosforu. Odpowiednio dobierając
skład podłoża, możemy sterować produkcją antybiotyków.
Obecność jakichś związków w podłożu może indukować jakiś szlak metaboliczny. Związki
te nazywamy induktorami.
Produkcja wielu antybiotyków również działa na zasadzie sprzężenia zwrotnego np.
penicyliny, chloramfenikolu.
Jeżeli mamy komórki zmutowane tak, aby nadprodukowały jakiś związek (np. nie produkują
biotyny) otrzymujemy produkcję metabolitu nawet 1000-krotnie większą, musimy jednak
zachować idealne warunki sterylne, ponieważ w przypadku, gdy dojdzie do zakażenia jakimś
dzikim szczepem, będzie on lepiej przystosowany i wyprze nasz szczep producencki.
IZOLACJA SZCZEPÓW UŻYTECZNYCH PRZEMYSA
OWO
Gdy pobieramy szczep ze środowiska, musimy go sobie wyizolować. Jakie kryteria musi
spełniać ten szczep?
1. Czy szczep produkuje interesujÄ…cy nas metabolit?
- Musimy zastanowić się, gdzie, w jakim środowisku, będzie największa szansa na
znalezienie organizmu o interesujących nas właściwościach
- Często poszukuje się organizmów ekstremofilnych, produkują one enzymy, które są
przystosowane do katalizowania reakcji w warunkach ekstremalnych np. odporne na
bardzo wysokie temperatury, różne zakresy pH, zasolenie, dzięki użyciu takich
enzymów nie musimy zapewniać komórkom cieplarnianych warunków
Aby wyizolować interesujący nas szczep z dużej ilości mikroorganizmów, używamy testów
przesiewowych (screeningowych). Test przesiewowy musi być prosty i tani, aby pozwolić na
szybkie przesiewanie dużej ilości komórek.
Przykład:
- Poszukujemy enzymów proteolitycznych
- Posiewamy mikroorganizmy na podłoże zawierające białko, zazwyczaj kazeina, białko
mleka
- Na podłożu rosną sobie różne szczepy
- Po 48h wlewamy na płytkę kwas trójchlorooctowy, powoduje on wytrącanie
(koagulację) białka
- W miejscach, gdzie kolonia nie rozkłada białka, otrzymujemy mętny  placek wokół
kolonii, wokół tych, które rozkładają białko, pojawia się rozjaśnienie
- Teraz już można łatwo wyizolować kolonie produkujące enzymy proteolityczne.
Gdy nie mamy testu przesiewowego, można brać pod uwagę grupę taksonomiczną. Izolujemy
danÄ… grupÄ™ np. Streptomyces, gdy szukamy jakiegoÅ› antybiotyku, i dopiero w tej grupie
szukamy konkretnego szczepu.
Po przesiewach nadal mamy bardzo dużo organizmów producenckich. Do selekcji używamy
kolejnych kryteriów.
2. Wymagania żywieniowe  szukamy szczepu, który pożywia się na tanim z
ródle węgla,
posiewamy komórki na określone podłoża z różnymi z
ródłami węgla, sprawdzamy, czy
szybko się mnożą i czy produkują nasz związek, odrzucamy organizmy, które wymagają
drogich z
ródeł węgla, wybieramy te, które wymagają tanich.
3. Optymalna temperatura wzrostu  zazwyczaj wybieramy te, dla których optimum
temperatury jest powyżej 40°C, w produkcji przemysÅ‚owej Å‚atwiej jest podgrzać niż
ochłodzić, izolacja jest bardzo prosta, prowadzimy hodowlę w danej temperaturze,
sprawdzamy, które się szybciej mnożą, produkują więcej metabolitu
4. Czy organizm będzie można hodować w urządzeniach, które już posiadamy?
Np. jeśli mamy aparaturę tlenową, nie szukamy beztlenowców, można przetestować
efektywność organizmów stosując różne rodzaje mieszania, natleniania, itp
16-11-2005
Wykład 6
TECHNOLOGIE ŚCIEKÓW
I stopień oczyszczania ścieków  oczyszczanie mechaniczne np. kraty
Ściek  wszystko, co płynie, i nie może być ponownie wykorzystane w procesie
technologicznym
- może to być również woda, która była używana do chłodzenia, bo jest podgrzana, wyższa
temperatura zmniejsza rozpuszczalność gazów
- ścieki bytowe i przemysłowe
II stopień oczyszczania ścieków  oczyszczanie biologiczne
Oczyszczanie biologiczne można przeprowadzać, gdy ścieki zawierają substancje mogąca
stanowić pożywkę dla mikroorganizmów, np. ścieki pochodzące z przemysłu spożywczego,
chemicznego
Komory osadu czynnego  reaktory z całkowitym przemieszaniem, ściek przygotowujemy
tak, aby pH było obojętne, musi być odpowiednia ilość pierwiastków podstawowych,
niekiedy nawet dodajemy określone związki, np. z azotem, aby mikroorganizmy mogły się
rozwijać
reaktor mieszalnikowy
osadnik wtórny  osadza się osad czynny
Zooglea  pałeczka tlenowa, gramujemna, ma otoczkę śluzową, wydziela egzoenzymy, które
rozkładają związki wielkocząsteczkowe
Sorbcja enzymatyczny rozkład wchłanianie
Gdy ściek jest za bardzo stężony, mamy za mało zooglei, a więcej S. natans  wskaz
nik wód
zanieczyszczonych
Jest to bakteria nitkowata, śluzowata, zmienia właściwości sedymentacyjne osadu czynnego,
bo one flokują, pływają na powierzchni, osad  puchnie i wypływa z osadnika
III stopień oczyszczania  ze ścieku usunięta jest biomasa, ale pozostaję związki
nierozkładalne przez osad czynny
23-11-2005
Wykład 7
BZT5  biologiczne zapotrzebowanie tlenu
Pozwala określić zanieczyszczenie ścieków, również wydajność oczyszczalni
mikrobiologicznych.
Usuwanie związków azotu
W ściekach azot zawarty jest w białku. Jakim procesom podlega białko:
Ò! RozkÅ‚ad proteolityczny  przy udziale egzogennych proteaz, powstajÄ… polipeptydy
peptydy aminokwasy
Stopień hydrolizy zależy od charakteru białka, większość enzymów jest specyficzna do
wiązań przy konkretnych aminokwasach, część peptydów jest wbudowana w komórkę
Ò! Dezaminacja aminokwasów  zazwyczaj na drodze tlenowej, powstajÄ… ketokwasy,
oddziela się związek azotu, dezaminacji może ulegać również mocznik występujący w
ściekach, za pomocą ureazy ulega rozkładowi do amoniaku
Ò! Amoniak rozpuszcza siÄ™ w wodzie, powstaje zasada amonowa NH4(OH)
 organizmy nitryfikacyjne:
" Nitrosomonas: NH3 NO2 w warunkach tlenowych (I stopień nitryfikacji)
" Nitrobacter: NO2 NO3 warunki tlenowe (II stopień nitryfikacji)
Nitrosomonas i Nitrobacter są chemoautotrofami tzn. uzyskują energię z utleniania związków
nieorganicznych
organizmy denitryfikacyjne  warunki beztlenowe
NOx N2
Proces ten jest hamowany obecnością tlenu, organizmy denitryfikacyjne są względnymi
beztlenowcami i w warunkach beztlenowych wykorzystują tlen ze związków azotu, proces
ten jest bardzo wydajny
ZA
OŻA BIOLOGICZNE
Jest to kolejna metoda biologicznego oczyszczania ścieków. W kolumnie umieszcza się półki
z porowatym wypełnieniem, aby zwiększyć powierzchnię, nad podłożami krąży  ramię i
rozdeszcza ścieki.
Podczas omywania przez ścieki na powierzchni wypełnienia tworzy się film biologiczny.
Tlen jest dostarczany od dołu, z powodu efektu  efektu kominowego . Z powodu działalności
biologicznej powietrze nagrzewa się i idzie do góry, wciągając od dołu chłodniejsze powietrz.
W takich złożach organizmy są immobilizowane:
Ò! ZaletÄ… jest fakt, że w odcieku nie ma mikroorganizmów, nie musimy oddzielać biomasy od
oczyszczonego ścieku. W praktyce nie jest tak łatwo. W złożu, które dłużej pracuje,
następuje odpadanie mikroorganizmów od elementów wypełnienia, dzieje się tak, gdyż
komórki znajdujące się na samej powierzchni wypełnienia obumierają, gdyż zwiększa się
miąższość biomasy, nie dociera do nich tlen ani składniki odżywcze
Ò! ZÅ‚oża biologiczne majÄ… charakter tÅ‚okowy, po drodze zmienia siÄ™ stężenie skÅ‚adników,
ubywa związków stanowiących pożywkę, przybywa metabolitów, w przypadku dostania
się do złoża jakiejś toksyny, można przyjąć, że całe jej stężenie zatrzyma się na 1-2
górnych półkach
Ò! WadÄ… jest niższa efektywność  okoÅ‚o 75-80% BZT5 (komory osadu czynnego  powyżej
90%)
Na złożu biologicznym muchówki składają larwy, które pożerają film biologiczny. Gdy larwy
przeistoczą się w postać dorosłą, a wraz z mini (jako ich część) złoże biologiczne.
Co siÄ™ dzieje z osadami po oczyszczaniu?
" Można ich użyć jako nawóz (po przegotowaniu), ale mogą w nim przeżyć larwy, cysty
organizmów pasożytniczych, osad taki może zawierać również związki nierozkładalne
np. metale ciężkie zaabsorbowane na biomasie, można używać w miejscach, gdzie nie ma
upraw użytkowych, tylko np. zieleń rekreacyjna
" Kompostowanie  w warunkach beztlenowych, rozkładane są związki zawarte w
komórkach, zmniejsza się objętość biomasy
" Wylewanie na polach irygacyjnych, jest dobry dostęp tlenu, rozwijają się organizmy
najlepiej przystosowane, część biomasy ulatnia się do atmosfery
Wszystkie te metody są jednak dość powolne, oczyszczalnie starają się zmniejszyć objętość
osadów.
BIOTECHNOLOGIA PRZEMYSA
U MLECZARSKIEGO
Podział produktów fermentacji mlekowej:
Ò! PowstaÅ‚e z dziaÅ‚alnoÅ›ci bakterii mezofilnych kwasu mlekowego:
" Twaróg
" Åšmietana
" Maślanka
" Zsiadłe mleko
Są to produkty rodzimie dla naszej szerokości geograficznej
Ò! PowstaÅ‚e po fermentacji szczepami termofilnymi kwasu mlekowego:
" Jogurt  pochodzi z basenu Morza Czarnego np. Bułgaria
Ò! PowstaÅ‚e z dziaÅ‚alnoÅ›ci bakterii kwasu mlekowego przy współdziaÅ‚aniu innych
mikroorganizmów np. drożdży
" Kefir
Skąd przemysł mleczarski bierze zaszczepy?
Rozwinęła się branża produkcji szczepionek dla przemysłu mleczarskiego.
Domowym sposobem wykorzystuje się bakterie natywne, występujące naturalnie w mleku.
Mleko musi być niepasteryzowane!
Szczepionki wytwarzane sÄ… do konkretnego produktu:
dla śmietany  Streptococcus lactis i cremonis
dla kefirku  Streptococcus lactis i cremonis, Lactobacillus, drożdże Pluiveromyces
fragilis
dla jogurciku  Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus
Często firmy dostosowują szczepionki do składu mleka np. zależą od pory roku.
30-11-2005
Wykład 8
Działalność bakterii mlekowych powoduje zakwaszenie środowiska (powstają kwasy),
wytrąca się kazeina, wytwarza się układ koloidowy i powstają micele. Kazeina, która się
wytrąca, jest białkiem nierozpuszczalnym w wodzie i tworzy się skrzep kazeinowy.
Podpuszczka (renina)  enzym występujący w żołądkach młodych ssaków, rozkłada kazeinę,
początkowo otrzymywano go z żołądków cieląt, jagniąt, teraz można używać enzymu
pochodzenia mikrobiologicznego
Po usunięciu skrzepu pozostaje serwatka, tłuszcz i białko są w skrzepie.
Ze skrzepu białka z tłuszczem powstają sery dojrzewające (żółte), ale nie są kwaśne, gdyż nie
występuje zakwaszenie mleka.
Mikroorganizmy biorą czynny udział w wytwarzaniu serów pleśniowych. Sery te powstają
również z niezakwaszonego mleka. Dojrzewały w grotach, jaskiniach, gdzie na serze
dojrzewały różne grzyby wytwarzające proteazy, lipazy. W tej chwili w produkcji
przemysłowej sztucznie zaszczepia się grzyby na skrzep kazeinowy.
Wszystkie inne produkty mleczne np. twaróg, są to produkty fermentowane (zakwaszenie
mleka)
- Sery  oddziela siÄ™ skrzep od serwatki
- Napoje mleczne  skrzep pozostaje w serwatce
" Metoda zbiornikowa  pasteryzacja, ujednolicenie składu (dodanie mleka w proszku),
umieszcza się w dużym zbiorniku, podaje się zaszczep, następuje inkubacja, mleko
fermentuje, po tym czasie rozlewa się do pojemników
" Fermentacja w opakowaniach  wyrównanie składu, pasteryzacja, homogenizacja, oddaje
się szczepionkę i rozlewa do opakowań, w opakowaniach następuje fermentacja w
termostatowanych pomieszczeniach
Szczepionki mleczarskie różnią się składem, w zależności od produktu. Hodowane są na
mleku w proszku, jest to hodowla okresowa, zatrzymywana na poczÄ…tku fazy stacjonarnej,
sporzÄ…dza siÄ™ szczepionkÄ™
Formy szczepionek:
Ò! PÅ‚ynne  bezpoÅ›rednio po przerwaniu hodowli przewiezione do producenta, jeÅ›li zakÅ‚ad
mleczarski sam produkuje szczepionki przenosi się je bezpośrednio, w praktyce jest to
najmniej przydatna forma, bo nie można jej przechowywać
Ò! StaÅ‚e:
" Liofilizowane  szczepionka sublimowana, suszona itd., hodowlÄ™ przeprowadza
siÄ™ tak samo, po przerwaniu hodowli dodaje siÄ™ czynnik kriochronny, umieszcza w
liofilizatorze, taka szczepionka może być przechowywana ok. 6 m-cy
" Suszenie rozpyłowe  zawiesinę przepuszcza się przez małe dysze przy dużym
przepływie powietrza, zawiesina jest w małych kroplach, które szybko
odparowuje, powstaje pył mikroorganizmów, taka szczepionka jest równomierna,
cząstki są równej wielkości (bo w liofilizacji otrzymuje się grudę, którą trzeba
rozdrobić, jest ona niejednolita)
Ò! Koncentraty pÅ‚ynne  szczepionki o dużym stężeniu bakterii, hodowane sÄ… na bardzo
bogatym podłożu
SELEKCJA MIKROORGANIZMÓW
Najczęściej izolujemy mikroorganizmy z gleby, która jest bardzo bogata w mikroby. Selekcja
często jest powiązana z ulepszeniami:
mutacje genetyczne
zmiany w środowisku (manipulacje warunkami hodowli)  doprowadza się do
optymalizacji hodowli, to jest już pułap możliwości, dalej trzeba już wprowadzić zmiany
genetyczne w organizmach
Mutagenizację można przeprowadzić przez:
- Promieniowanie UV  śmiertelność organizmów wynosi ok. 90%
- Mutagen chemiczny  etylenoimina
Stosuje siÄ™ na przemian czynnik chemiczny i promieniowanie
Po mutagenizacji prowadzi siÄ™ hodowlÄ™, otrzymujemy organizmy o zmienionym genotypie.
Często otrzymujemy organizmy zdolne do nadprodukcji (auksotrofy), ale są  upośledzone w
innym miejscu szlaku metabolicznego. Aby oddzielić auksotrofy od prototrofów musimy
przeprowadzić selekcję.
Wysiewamy mieszankę po mutagenizacji na podłoże minimalne z antybiotykiem, tylko
prototrofy się rozwijają, ale antybiotyk powoduje śmierć tych komórek, auksotrofy nie rosną,
antybiotyk nie działa na te komórki. Hodowla jest przenoszona na podłoża pełne, auksotrofy,
które ostały się działaniu antybiotyków, mogą się rozwijać, jako antybiotyku najczęściej
używa się penicylinę  czynnik zabijający rosnące komórki. Po hodowli można wysiać
auksotrofy na podłożę minimalne, one oczywiście nie wyrosną, ale pozwala to upewnić się,
że w hodowli nie ma już prototrofów
Jak ustalamy wymagania żywieniowe auksotrofów?
" Wysianie na podłoże minimalne z hydrolizatem kazeiny (z
ródło aminokwasów), jeśli
nasze auksotrofy rosną, to wiemy, że wymagają aminokwasów, sprawdzamy jakich
" Podłoże minimalme z witaminami  tak samo
" Podłoża z hydrolizatami RNA (mogą być drożdżowe), jeśli auksotrofy rosną, to znaczy,
że należy im dostarczyć zasady, lub całe nukleotydy
14-12-2005
Wykład 9
Selekcja mutantów indukcyjnych z nadprodukcją enzymów o znaczeniu przemysłowym.
Podział enzymów:
Ò! anaboliczne (biosyntezy)
Ò! kataboliczne (rozkÅ‚adu)
enzymy biosyntezy:
regulowane za pomocą sprzężenia zwrotnego
mutanty zdolne do ich nadprodukcji nie produkujÄ… represora lub nie jest on przez nie
rozpoznawany
enzymy kataboliczne:
ich produkcja może być kontrolowana przez trzy mechanizmy:
1.indukcję  polega na tym, że mikroorganizm produkuje enzym tylko w obecności
induktora, najczęściej substratu
2. sprzężenie zwrotne  synteza enzymu jest kontrolowana przez produkty reakcji
rozkładu albo przez analogi tych związków
3. represję kataboliczną  synteza enzymu jest hamowana, gdy w środowisku jest
dostępne łatwo przyswajalne z
ródło węgla
Aby kontrolować produkcję enzymu można manipulować składem podłoża:
- enzym indukcyjny  w podłożu powinien być induktor
- nie może być represora ani łatwo przyswajalnego z
ródła węgla, jednak efektywniejsze jest
izolowanie mutantów z nadprodukcją enzymu
- poszukuje się mutantów, które zamieniają enzym indukcyjny na konstytutywny
" hodowla w chemostacie w warunkach, w których induktor jest czynnikiem
ograniczającym o stężeniu poniżej indukcji
np. izolacja Escherichia coli z B-galaktozydazÄ… jako enzymem konstytutywnym,
induktorem była laktoza o niskim stężeniu, które nie gwarantowało indukcji, przeżyć
mogły tylko te organizmy, które produkowały enzym konstytutywny
" przenoszenie populacji mikroorganizmów z podłoża bez induktora na podłoże z
induktorem, lag-faza organizmów z enzymem indukowanym
" wykorzystanie podłoża z zasadniczym z
ródłem węgla jako substratem, który jest złym
induktorem, przeżywają organizmy, dla których to z
ródło węgla nie jest induktorem
" stosowanie substratów chromogenowych (substrat, który w wyniku reakcji zmienia
barwę) na podłożu stałym, w wyniku reakcji enzym powoduje zmianę koloru substratu,
substrat chromogenowy nie może być induktorem
np. E. Coli na podłożu z glicerolem, wyrosły kolonie spryskiwano
nitrofenylogalaktozydem, kolonie, które produkowały B-galaktozydazę barwiły się na
żółto (nitrofenylogalaktozyd jest substratem dla galaktozydazy, odczepia się nitrofenol)
- izolacja mutantów produkujących enzym w obecności represora (niewrażliwych na
sprzężenie zwrotne)
" głównie Bacillusy produkujące proteazy
" aminokwasy są represorami, ale także hamują sporulację
" izoluję się szczepy zdolne do sporulacji w obecności aminokwasów
- izolacja mutantów odpornych na represję kataboliczną:
" poszukiwanie rewertantów wśród mutantów, które utraciły zdolność syntezy danego
enzymu
" hodowla w chmostacie mieszaniny po mutagenizacji w obecności substratu dla danego
enzymu i represora katabolicznego (np. laktoza jako substrat, glukoza jako represor),
nastąpi dominacja organizmów, które mogą wykorzystywać oba z
ródła węgla
Selekcja mikroorganizmów z nadprodukcją metabolitów wtórnych
- trudna, bo nie do końca są poznane mechanizmy produkcji tych metabolitów
- metody izolacji bazujÄ… na eksperymentach
- wykorzystuje się izolację mutantów auksotroficznych, wśród których poszukuje się
organizmów z nadprodukcją metabolitów wtórnych np. antybiotyków
Ulepszanie szczepów
- hybrydyzacja (krzyżowanie szczepów)  wykorzystywana po mutagenizacji, manipulując na
zmianę mutagenizacją i składem podłoża można otrzymać organizmy o maksymalnej
wydajności, krzyżując szczepy z różnych linii otrzymujemy nowe kombinacje genów
- konstruowanie sztucznych kombinacji genów metodami inżynierii genetycznej
- można uzyskać organizmy, które efektywniej przekształcają substrat w produkt, organizmy
o zmienionych wymaganiach żywieniowych lub zmienionej morfologii wzrostu
- w wyniku manipulacji genetycznych mogą powstawać słabe szczepy, które będą wypierane
przez szczepy dzikie, natomiast po hybrydyzacji powstajÄ… szczepy silniejsze
- hybrydyzacja występuje naturalnie w środowisku np. w komórkach somatycznych grzybów
- fuzja protoplastów (osobniki pozbawione ściany komórkowej, która jest barierą dla
hybrydyzacji), w wyniku hapliodyzacji dochodzi do podziału cech i wytworzenia naturalnych
szczepów o korzystnych cechach (wymagania żywieniowe, morfologia wzrostu, efektywność
przekształcania substratu.
11-01-2005
Wykład 10
IMMOBILIZACJA
- unieruchomienie, ograniczenie ruchliwości katalizatora (enzymy, komórki, organella)
- enzymy trzeba wyizolować i oczyścić
Po co siÄ™ to robi?
Ò! Jest to opÅ‚acalne, gdyż rozwiÄ…zuje problemy produkcji ciÄ…gÅ‚ej
Ò! Może być wiÄ™ksze upakowanie katalizatora w reaktorze
Ò! Omijamy problem usuniÄ™cia katalizatora z produktu
Ò! WiÄ™ksza stabilność, trwalsza struktura biaÅ‚kowa
Wady:
Ò! WiÄ™ksze koszty inwestycyjne
Ò! Szybkość reakcji wolniejsza  ograniczenia dyfuzji
Ò! Część katalizatora może ulec dezaktywacji
Dyfuzja  proces wolny, szybkość transportu wywołana gradientem stężeń
1. Fizyczne metody immobilizacji
" Sorpcja (ad-, ab-)  katalizator jest związany z powierzchnią jakiegoś nośnika
oddziaływaniami:
- Elektrostatycznymi
- Oddziaływaniami Van der Waalsa
- Hydrofobowymi
" Ograniczony ruch w przestrzeni komórek, ale nie unieruchamiamy na żadnym nośniku
 w odpływie jest membrana półprzepuszczalna, która nie zatrzymuje produktu, a
zatrzymuje katalizator, mankamentem jest niedoskonałość membran, bardzo szybko
ulegają zatkaniu, co sprawia, że są mało wydajne
Jak zwiększyć wydajność:
- Zwiększenie powierzchni membrany
- Mieszanie, żeby oderwać cząstki osadzone na membranie
Zwinięta membrana  jest porowata, pory są asymetryczne  rozszerzają się na zewnątrz, z
takich kapilar tworzy się tzw. moduły
Moduł membranowy  rura zamknięta z każdej strony dnami sitowymi, które dają dostęp do
światła kapilar, takie moduły służą też do hodowli tkankowych, mikrorurki pełnią rolę naczyń
krwionośnych, które dostarczają związki odżywcze, a odbierają metabolity
" Mikrokapsułkowanie  zamyka się komórki w niewielkich przestrzeniach za pomocą
jakiegoÅ› polimeru np. membrany z nylonu (poliamidy), taka membrana ma odpowiednie
pory zapewniające kontakt z otoczeniem, aby pobierać związki odżywcze i oddawać
metabolity, takie mikrokapsułki można wykorzystywać jako sztuczne organy
" Unieruchamianie w żelach  komórki są zawieszone w roztworze wodnym, wkraplamy
polimer, który w tych warunkach polimeryzują, np. agaroza  polimeryzuje w obecności
jonów wapniowych, otrzymujemy komórki tkwiące w żelu   pułapkowanie w sieci
polimerowej, mankamentem tej metody jest to, że dyfuzja substratów i produktów jest
utrudniona
2. Chemiczne metody immobilizacji
Cechy nośnika:
Ò! TrwaÅ‚y mechanicznie, chemicznie i biologicznie, tzn. nie może ulec sprasowaniu (np. w
kolumnie), nie zmienia właściwości chemicznych, odporny na zjedzenie
Ò! Posiada odpowiednio rozwiniÄ™tÄ… powierzchniÄ™, żeby byÅ‚ wiÄ™kszy stopieÅ„ upakowania
Ò! Posiada grupy funkcyjne, aby umożliwić tworzenie wiÄ…zaÅ„ z katalizatorem
Nośniki syntetyczne:
 ceramiczne lub szklane mikrokulki  drogie!
materiały polimerowe: polistyren, poliamid, mogą być mikrokulki, pierścionki, dyski (jak
czerwone krwinki)
Chemiczne wiązania są zazwyczaj trwalsze niż fizyczne, ale immobilizacja taka jest bardziej
skomplikowana.
Nośniki naturalne:
agarozowe
celulozowe
A
atwo przeprowadzić z nimi reakcje wiązania chemicznego, są tańsze niż nośniki
syntetyczne i łatwo dostępne, ale z drugiej strony są nietrwałe  podatne no rozkład
biologiczny (mikroorganizmy go zaatakujÄ… i zjedzÄ…:&)
3. Immobilizacja poprzez wiązania jonowe  wykorzystuje się rożnego rodzaju
jonowymieniacze, doprowadza się do wytworzenia wiązań jonowych między
katalizatorem a nośnikiem, są mniej trwałe niż wiązania chemiczne, ich trwałość zależy
od warunków w reaktorze: pH, siła jonowa
18-01-2006
Wykład 11
Zastosowanie komórek immobilizowanych w przemyśle:
1. Produkcja aminokwasów  koniec lat 70-tych a Japonii, technologia rozdziału mieszanin
racemicznych przy pomocy immobilizowanych komórek
Podczas produkcji powstaje racemat, zawierajÄ…cy formy L i D, potrzebna nam jest tylko
forma L, jako występująca naturalnie. Chemiczne metody rozdzielania są bardzo trudne.
Immobilizowane komórki E. Coli w kolumnie jonowymiennej związane wiązaniami
jonowymi w odpowiednim pH. Przez kolumnÄ™ przepuszczano racemat N-
acylo(L,D)aminokwasów. Komórki były z
ródłem acylazy, która odszczepiała grupę
acylową tylko od formy D. Okres półtrwania (czas, po którym aktywność enzymu spadła
o połowę) wynosił 62h, czas przebywania  0,5h. W ten sposób produkowano lizynę,
kwas aspartylowy
2. Przemysł cukrowy  w burakach są różne cukry np. rafinoza, która przeszkadza w
krystalizacji sacharozy. Grzyby w postaci suszonej grzybni sÄ… z
ródłem enzymu rafinazy.
Grzyby sÄ… immobilizowane, przepuszcza siÄ™ sok buraczany, usuwana jest rafinoza.
Immobilizacja polega na tym, że komórki są zbite w jedną masę.
3. Immobilizacja laktazy  niektóre niemowlęta mają wrodzoną wadę  nie rozkładają
laktozy, cukru występującego w mleku. Do produkcji mleka bez laktozy wykorzystuje się
drożdże immobilizowane we włóknach celulozowych (octan celulozy). Podczas
polimeryzacji komórki drożdży były pułapkowane we włókienku. Drożdże były z
ródłem
laktazy, musiały być zmodyfikowane, bo normalnie drożdże nie produkują laktazy.
Mleko filtrowano przez te rurki, w tym czasie laktoza była rozkładana.
W tych procesach enzymy pochodziły z martwych komórek. Nie trzeba ich karmić, nie
namnażają się, więc łatwiej jest operować takim reaktorem.
Żywe komórki immobilizowane nastręczają dużo trudności m.in. dostarczanie tlenu, wzrost
(rozsadzałyby rurki). Na granulkach rozrastające się komórki szybko by zatkały kolumnę.
Stosując żywe immobilizowane komórki trzeba je utrzymywać na stałym poziomie, nie
dopuszczając do ich rozrostu, tzn. ściśle kontrolować ilość dostarczanego z
ródła węgla. Jeśli
zastosuje się martwe komórki, to po wyczerpaniu się enzymu jest koniec reakcji, trzeb je
wyrzucić.
4. Produkcja antybiotyków  m. in. penicyliny, komórki są immobilizowane na Cefadeksie
(cefadex?), okres półtrwania wynosi 100 dni
5. Produkcja akrylamidu  immobilizowana hydrataza nitrylowa z Rhodococcus
immobilizowanego na żelu
TYPY HODOWLI
1. Hodowla na podłożach ciekłych
hodowla wgłębna  mikroorganizmy rosną w całej objętości podłożą  ten typ
przeważa
hodowla powierzchniowa  na powierzchni pożywki tworzy się kożuch z
mikroorganizmów
hodowla z unieruchomionym materiałem biologicznym
Hodowle wgłębne są teraz najpopularniejsze:
Ò! SÄ… dobre systemy napowietrzania i jest wszÄ™dzie dostÄ™pny tlen
Ò! Dobre systemy mieszania, np. Å‚agodne mieszanie w przypadku wrażliwych mechanicznie
komórek
Ò! Nowe szczepy, które mogÄ… żyć w caÅ‚ej objÄ™toÅ›ci
2. Hodowla na podłożach stałych
Stosowane głównie dla grzybów: strzępkowce, promieniowce. Są to hodowle bardzo
proste, Całe pomieszczenie jest termostatowane (odpowiednia wilgotność), na paletach z
podłożem rozpyla się spory lub strzępki grzybów
Podłoża: ziarna zbóż, pokruszone pieczywo, wysłodki  pozostałość po produkcji cukru z
buraków, otręby
Hodowle takie są bardzo łatwe, otrzymuje się produkty o wysokim stężeniu, są duże
wydajności, wykorzystuje się surowce odpadowe (tanie podłoże). Problemem może być
nierównomierna temperatura. Mikroorganizmy produkują ciepło, które trzeba jakoś
odprowadzić, żeby się mikroby nie przegrzały, dlatego warstwa podłoża musi być
możliwie najcieńsza.
25-01-2006
Wykład 12
Szybkość wzrostu:
S * µmax
µ =
KS + S
Gdzie KS jest to stała zużywania substratu, jest miarą powinowactwa mikroorganizmów do
substratu, im większe powinowactwo, tym niższa KS
Produktywność hodowli okresowych:
dp
= QP * x
dt
Gdzie dp/dt to szybkość tworzenia produktu, QP  specyficzna szybkość tworzenia produktu,
x  biomasa
Wraz ze wzrostem szybkości wzrostu, wzrasta szybkość tworzenia produktu.
Specyficzna szybkość tworzenia produktu może, ale nie musi, być związana ze specyficzną
szybkością wzrostu
Przy hodowlach okresowych tworzenie metabolitów wtórnych polega na tym, że staramy się
skracać fazę wzrostu wykładniczego. Dla metabolitów pierwotnych staramy się wydłużać
fazę wykładniczą.
Hodowla okresowa
Zalety:
- Nie wymagajÄ… skomplikowanego oprzyrzÄ…dowania  tania
- A
atwo utrzymać (łatwiej niż w ciągłych) jałowość hodowli
- Odnawialność inokulum  odzyskuje się komórki
Wady:
- Niska produktywność  dosyć długi czas jałowy, sama hodowla trwa krótko, ale
na czas ogólny składa się czas hodowli i czas jałowy: tc = th + tj
Stosunek tj/th jest bardzo niekorzystny np. 1, produktywność niższa niż w hodowli
ciągłej
- Hodowle okresowe pracują z niejednakową szybkością, gdyż zmienia się
stężenie substratu
- Nie ma możliwości regulacji stężenia substratu
Hodowla półokresowa  okresowa ze stałym dostarczaniem substratu, jest dopływ substratu,
nie ma odpływu, zmienia się objętość reaktora, w takiej hodowli możemy zmieniać stężenie
substratu i utrzymywać je na stałym poziomie, natężenie dopływu pożywki zwiększa się,
gdyż przyrasta biomasa, dozowanie może być skokowe (częściej) lub ciągłe, może też być
okresowy odpływ, kiedy objętość reaktora dojdzie do jakiejś wartości maksymalnej
Zalety:
- Duża elastyczność hodowli  można zmieniać różne parametry
- Można kontrolować poziom substratu
- Bardzo prosta jest automatyzacja tzn. jakiś czujnik stężenia połączony z pompą
tłoczącą substrat, jeśli jest sygnał od czujnika, że jest za niski poziom substratu,
włącza się pompa
Wady:
- Sterylność pożywki  może dochodzić do zakażenia hodowli
- Często następuje degeneracja mikroorganizmów  mogą powrócić do cech
rodzicielskich i wypierać komórki zmutowane mniejsza produktywność
Hodowla ciągła  w reaktorach przepływowych  jest ciągłe zasilanie i ciągły odpływ,
stosowana tam, gdzie potrzebna jest bardzo ścisła kontrola stężenia substratu, zwłaszcza gdy
wysoki poziom substratu hamuje produktywność komórek.
Hodowle te nadają się najlepiej do otrzymywania biomasy i metabolitów pierwotnych, gorzej
z produkcją metabolitów wtórnych.
Nie nadają się do niej organizmy o niedużej szybkości wzrostu, są wypierane przez szybko
rosnące komórki, ciągle nam wypływają z reaktora, więc muszą się szybko mnożyć, aby ich
ilość w reaktorze była wystarczająca
Zalety:
- Wysoka produktywność
- Można łatwo zautomatyzować
- Można łatwo kontrolować i regulować na bieżąco parametry hodowli: stężenie
substratu, pH
Wady:
- Wysokie koszty inwestycyjne
- Są bardzo wrażliwe na zakażenie  przez dopływ tlenu, pożywki, czynników
stabilizujących pH, trudno zachować sterylność hodowli
METODY BEZTLENOWE
Przeważnie produkuje się z wykorzystaniem organizmów tlenowych, produkcja beztlenowa
jest trudniejsza
Zastosowanie metod beztlenowych:
1. oczyszczanie ścieków  fermentacja osadów ściekowych produkcja biogazów
- fermentacja  ze związków wielkocząsteczkowych powstają niskocząteczkowe
kwasy organiczne, zakwasza się środowisko i warunki są beztlenowe
- fermentacja metanowa  powstaje metan i wydziela się wodór w warunkach
beztlenowych
biogaz jest dobrym paliwem, które jest używane zazwyczaj na miejscu przy oczyszczalni
ścieków, przekształcana w energię elektryczną, która jest zużywana przez oczyszczalnię
na własne potrzeby
2. produkcja etanolu  w gorzelniach w warunkach beztlenowych
3. fermentacja acetonowo-butanolowa  Clostridium acetobutyricum  bezwzględny
beztlenowiec, ale wzrost tej bakterii jest zahamowany już przy 2,5% stężeniu tych
rozpuszczalników  trzeba je odprowadzać z reaktora
KONIEC:&