1. Cele wytwarzania mikroorganizmów przemysłowych. 

- wytwarzanie biomasy – drożdże piekarnicze, drożdże paszowe, kultury startowe w produkcji przetworów mlecznych, wytwarzanie szczepionek

- wytwarzanie metabolitów pierwotnych i wtórnych

- zużywanie substratu – utylizacja

1. Wykorzystanie technologiczne wirusów

- modyfikacja wirusów gł. adenowirusów w terapii antyrakowej – zmiana genomu komórki rakowej. Selektywne zakażanie komórek rakowych (transdukcja) lub aktywacja genu tylko w komórce rakowej.

- Antygeny (produkcja szczepionek).

- Nośnik materiału genetycznego (transformacja wektorowa).

1. Fotoautotrofy , zastosowanie 

Samożywne organizmy korzystające z energii słonecznej do wzrostu. Wydzielają tlen w procesie fotosyntezy, a zapotrzebowanie węgla pokrywają przez wiązanie atmosferycznego CO₂. Do tej grupy należą glony, sinice, nieliczne bakterie. Znajdują główne zastosowanie w oczyszczaniu ścieków i produkcji biomasy mikroorganizmów

1. Mikroorganizmy chemolitotroficzne i ich zastosowanie

Organizmy korzystające z energii zawartej w zredukowanych związkach nieorganicznych. Do tej grupy należą bakterie metanowe, wodorowe, żelazowe, nitrifikujące, siarkowe. Wykorzystywane są do biologicznego ługowania metali oraz w oczyszczaniu ścieków.

1. Dekstran

Dekstran – polimer glukozy, wykorzystywany jako sztuczna krew. Produkuje go Leuconostoc mesenteroides ssp. dextranicum

1. Jakie bakterie wykorzystuje się w produkcji sztucznego śniegu? Jak to się dzieje?

Sztuczny śnieg wytwarzają bakterie psychrofilne Pseudomonas sylinge i borealis. Zawierają białka nukleacyjne, które przyciągają cząsteczki wody. Bakterie obniżają temperaturę wody tworząc kryształy lodu. Położone są centralnie w śnieżynce. Nie mają bezpośredniego kontaktu z kryształami, tworzą wokół ściany komórkowej wodną otoczkę. Mogą wytwarzać śnieg nawet w temperaturze 3, 4^oC

1. Znaczenie przemysłowe kwasu mlekowego

- przetwory owocowo-warzywne (do zakwaszania i konserwacji),

- napoje chłodzące,

- w przemyśle garbiarskim,

- farmaceutycznym,

- kosmetycznym. 

1. Przemysłowe wykorzystanie baterii mlekowych w produkcji produktów mlecznych

- nadanie produktom specyficznych cech organoleptycznych – smaku, aromatu i konsystencji, diacetyl – nadaje zapach śmietanie i masłu, aldehyd octowy – pożądany w jogurtach, niepożądany w maśle i śmietanie (psuje ich aromat), etanol – składnik kefiru i kumysu

- zwiększenie ich wartości odżywczej oraz zwiększeniu przyswajalności składników mineralnych.

- stabilizacja (konserwacja) biologiczna produktów – ograniczenie rozwoju mikroorganizmów zanieczyszczających surowce, w tym również chorobotwórczych.

1. Przemysłowe wykorzystanie diacetylu i aldehydu octowego

Są metabolitem fermentacji mlekowej.

Diacetyl – nadaje charakterystyczny smak i aromat masłu i śmietanie. Lactobacillus lactis, Lactococcus lactis, Leuconostoc mesenteroides, Streptococcus diacetylactis

Aldehyd octowy – pożądany w jogurtach, niepożądany w maśle i śmietanie (psuje ich aromat), Lactobacillus delbruecki ssp. bulgaricus

1. Bakterie homo- , heterofermentacji mlekowej

Homofermentacja:

Streptococcus lactis – ziarniaki w mleku i produktach roślinnych, termofilne

Streptococcus cremoris – ziarniaki w mleku i produktach mlecznych, termofilne

Lactobacillus lactis – pałeczki w mleku i produktach mlecznych, mezofile

Thermobacterium lactis – pałeczki termofilne

Lactobacillus plantarum – pałeczki w masie roślinnej (silosach), mezofilne

Streptobacterium plantarum – ziarniaki w masie roślinnej (silosach), termofilne

Heterofermentacja:

Streptococcus diacetilactis – ziarniaki w mleku i produktach mlecznych, kwas mlekowy i octowy, etanol i diacetyl

Leuconstoc – ziarniaki w mleku i roślinach, kwas mlekowy i octowy, alkohol, śluz i gazy

Lactobacillus brevis – pałeczki w mleku i produktach roślinnych (silosach), kwas mlekowy, octowy, CO2, etanol, mannitol

Grupa pałeczki okrężnicy, Escherichia coli – pałeczki na roślinach, kwas mlekowy, octowy, etanol, CO2, H2 i produkty fermentacji białka

1. Homo i heterofermentacja mleka

W homofermentacji powstaje tylko kwas mlekowy.

W hetero fermentacji powstaje kwas mlekowy, etanol, CO2

1. Kiszonki paszowe 

Lactobacillus plantarum i brevis

- wewnątrz paszy są warunki względnie beztlenowe

- w paszy bytują bakterie mezofilne, które rozkładając materię podnoszą jej temperaturę i umozliwiają rozwój bakterii termofilnych

- bakterie termofilne prowadzą do powstania kiszonek paszowych

1. Kiszenie ogórków 

Za kiszenie ogórków odpowiadają bakterie Lactobacillus plantarum i brevis.

- ogórki umieścić w słoiku

- zalać wodą i szczelnie zamknąć – stworzyć warunki beztlenowe

- bakterie obecne na ogórkach zaczynają się rozmnażać i powodować fermentację

1. Dlaczego dodajemy sól do ogórków?

Sól powoduje zwiększenie ciśnienia osmotycznego i ma działanie bakteriostatyczne i konserwujące.

1. Metabolity antagonistyczne bakterii kwasu mlekowego

- kwasy organiczne (mlekowy i octowy)

- metabolity niskocząsteczkowe (diacetyl, aldehyd octowy, kwasy tłuszczowe, etanol)

- bakteriocyny (białka toksyczne dla bakterii)

- enzymy bakteryjne (lizozym)

- inne (woda utleniona)

1. Podział bakteriocyn ze względu na strukturę i ich zastosowanie

1. Bakteriocyny niskocząsteczkowe o masie poniżej 5kDa – zawierają nietypowe aminokwasy np. lantioninę – nizyna, laktocyna S, laktycyna

2. Bakteriocyny niskocząsteczkowe o masie poniżej 10kDa – termo stabilne:

3. aktywne w stosunku do bakterii Listeria – kurwacyna A, leukocyna

1. aktywność uwarunkowana współdziałaniem 2 białek – laktacyna G + M

2. aktywowane grupami tiolowymi po zredukowaniu reszty cysteinowej – laktokokcyna B

3. Termowrażliwe bakteriocyny wysokocząsteczkowe powyżej 30 kDa – acidofilina A, laktacyna A i B

1. Bakteriocyny z obecnością części lipidowych lub sacharydowych – leukonocyna, laktocyna 27

1. Nizyna 

Bakteriocyna produkowana przez Lactococcus lactis ssp. lactis. Hamuje rozwój bakterii przetrwalnikujących (Bacillus i Clostridium) i nieprzetrwalnikujących (Listeria, Lactobacillus, Staphylococcus, Streptococcus, Pediococcus), głównie G+. Najlepiej rozpuszcza się w pH kwaśnym. Wykazuje szeroki zakres aktywności. Jest bezpiecznym konserwantem dodawanym do serów, konserwowanych owoców i warzyw, produktów mięsnych, alkoholi.

1. Bakterie wrażliwe na nizynę

Nieprzetrwalnikujące Lactobacillus brevis	Przetrwalnikujące Bacillus cereus
Lactobacillus buchnerii	Bacillus coagulans
Lactobacillus casei	Bacillus licheniformis
Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus	Bacillus stearothermophilus
Lactobacillus plantarum	Bacillus subtilis
Lactococcus lactis	Clostridium botulinum
Leuconostoc mesenteroides	Clostridium butyricum
Oenococcus oenos	Clostridium perfringens
Listeria monocytogenes	Clostridium sporogenes
Listeria ivanovii	Clostridium tyrobutyricum
Micrococcus luteus
Staphylococcus aureus	Endospory
Streptococcus agalactiae	BACILLUS (tlenowe)
Streptococcus pyogenes	i CLOSTRIDIUM (beztlenowe)
Pediococcus acidilactici
Pediococcus damnosus
Pediococcus pentosaceus

1. Cechy bakterii mlekowych probiotycznych:

- odporne na kwaśne pH soku żołądkowego i zasadowe pH żółci

- wykazują adherencję i kolonizację nabłonka jelitowego

1. Baterie mlekowe wykorzystane w probiotykach 

Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium breve, Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus rhamnosus

1. Startery – zastosowanie

- wytwarzanie kwasu mlekowego,

- koagulacja białek mleka (ścięcie białka i powstanie skrzepu),

- oczkowanie serów (kwas propionowy i CO2

1. Kwas mlekowy – artykuły spożywcze

- jogurt, kefir, kumys, żętnica, jogurty bio, maślanka, śmietana, masło

1. Fermentacja mięsa

Lactobacillus sakei, plantarum, brevis, curvantus, Pediococcus acidilactis, pentosaceus

1. Nowe fermentacyjne produkty zwierzęce i roślinne

- zwierzęce: fermentowane dojrzewające wędliny surowe, ryby

- roślinne: fermentowana kukurydza i soja promieniowce i ich metabolity

1. Lactobnacillus sakei – bakteria względnie beztlenowa odkryta w japońskim alkoholu sake. Występuje w mięsie. Szybko się namnaża odżywiając się inozyną. Ma zdolność do odbudowy DNA dzięki karnitynie i genie usuwającym szkodliwe substancje. Jest odporna na wędzenie, peklowanie, przyprawianie i zamrażanie. Wypiera drobnoustroje chorobotwórcze w tym Listerię. Nadaje kiełbasie i wędlinom pożądany aromat i kolor.

2. Zastosowanie bakterii L. sakei w przemyśle spożywczym.

- przemysł mięsny – nadaje smak i aromat wędlinom i kiełbasom

1. Sosy sojowe

Lactobacillus delbrueckii i Pediococcus sp.

1. Organizmy metylotroficzne 

Wśród organizmów metylotroficznych wyróżnia się: bakterie i drożdże.

Metylotrofy bezwzględne – wykorzystują tylko metan lub metanol: Methylococcus, Methylomonas, Metanomonas, Methylophilus

Metylotrofy względne – wykorzystują metan, metanol i inne: Pseudomonas, Methylobacterium

1. Opisz bakterie metylotroficzne 

Odżywiają się metanem lub metanolem. Zawierają dużo białka (60-80%) i tłuszcz (7-10%). Całkowicie rozkładają materię do biogazu (metanu, wody i CO₂). Stanowią dobre źródło białka w paszach dla zwierząt

1. Fermentacja metanowa

Na drodze oddychania fermentacyjnego lub redukcyjnego. Redukcja CO₂ do CH₄. Całkowity rozkład materii do biogazu (metanu, CO2, wody)

1. Czym różni sie metanogeneza od zwyklej fermentacji? Czy to też jest fermentacja? Skład biogazu

Skład biogazu: metan, CO₂, woda

1. Co to jest fermentacja propionowa? Wykorzystanie fermentacji propionowej. Co daje serom kwas propionowy? Wymienić przykłady drobnoustrojów.

Fermentacja propionowa powstaje w wyniku oddychania fermentacyjnego lub redukcyjnego z wykorzystaniem glukozy. Powstaje kwas propionowy i CO₂. Wykorzystuje się ją w serowarstwie. Kwas propionowy nadaje serom pożądany smak i aromat a CO₂ odpowiada za oczkowanie serów. Bakterie: Propionibacterium, Clostridium propionicum

1. genetyka Bacillus

2. Biotransformacja Bacillus

Biotransformacja– jednoetapowe chemiczne przekształcenie związków organicznych w struktury im podobne. Wykonywana jest przez Bacillus, Clostridium. Komórka fizjologicznie nie musi tego wykorzystywać, ale wykorzystuje się tę możliwość np. w produkcji hormonów sterydowych (kortyzolu), aminokwasów, preparatów przeciwalergicznych, przeciwreumatycznych, antybiotyków (półsyntetycznej penicyliny, wykorzystanie kwasu 6-aminopenicylinowego)

1. Bacillus i produkcja antybiotyków

Bacytracyna – B.subtilis i lkicheniformis – G+ i G-

Butyrozyna – B.circulans – G+ i G-

Ramicydyna – B.brevis – G+

Polimyxyna – B.polymyxa

1. Alfa- amylaza i penicylinaza, a Bacillus

Alfa-amylaza – B. subtilis, coagulans, megaterium, licheniformis, amyloliquefaciens, macerans

Proteinaza: B. subtilis, licheniformis, anthracis – beta laktamaza

B. cereus i megaterium - maktamaza

1. Bacillus - rozkład węglowodanów i białek 

Rozkład węglowodanów: Bacillus cereus, coagulans, licheniformis, macerans, megaterium, subtilis – amylaza

Rozkład białek: Bacillus cereus, licheniformis, megaterium, subtilis - metaloproteinaza

1. Bacillus thurigensis

Bacillus thurigensis wytwarzają toksyny o białkowej naturze, aktywne w zwalczaniu owadów. Zdolność tą wykorzystuje się w leśnictwie i rolnictwie w środkach ochrony roślin. 5 toksyn wiąże się z odpowiednimi receptorami na powierzchni komórek nabłonka jelita danego owada.

1. Clostridium 

Jest to bakteria laseczka beztlenowa lub względnie beztlenowa, barwi się Gram + lub gram zmiennie, posiada rzęski, przetrwalnikuje. Rozkłada materię do kwasu octowego, kwasu masłowego, acetonu, butanolu i etanolu

1. Znaczenie przemysłowe Clostridium

- fermentują wytwarzając aceton, butanol, etanol, kwas masłowy, kwas octowy

- rozkładają cukry oraz białka i aminokwasy(reakcja Sticklanda)

1. Fermentacja sacharydów przez Clostridium

Fermentacja celulozy: produkty fermentacji: kwas octowy, mlekowy, bursztynowy, etanol, CO₂, H₂ – Clostridium celloproparium i thermocellum

Fermentacja pektyn i skrobi: produkty fermentacji: aceton, butanol, etanol, izopropanol, kwas masłowy, octowy, propionowy i bursztynowy, CO₂, H₂, niektóre wiążą N₂ – Clostridium butyricum, acetobutyricum, pasteurianum, perfingers

Fermentacja sacharydów do kwasu octowego: całkowita synteza kwasu octowego z CO₂, u niektórych gatunków obecne cytochromy – Clostridium aceticum i thermoaceticum

1. Fermentacja aminokwasów przez Clostridium

Produkty fermentacji: kwas octowy, kwasy tłuszczowe, NH3 CO2, czasami H2, niektóre również fermentują sacharydy do kwasu octowego i masłowego; mogą produkować egzotoksyny – Clostridium tetani, botulinum, propionicum

1. Przydatność Acetobacter i Gluconobacter

Są to bakterie octowe, wykorzystywane w produkcji octu

1. Bakterie octowe i celulolityczne i ich zastosowanie

Bakterie octowe: Glukanobacter i Acetobacter – produkcja octu, bakterie celulolityczne: Cellulomonas, Bacillus, Clostridium – rozkład celulozy

1. Produkcja kwasu octowego metodą powierzchniową

Metoda powierzchniowa (orleańska) – samorzutne zafermentowanie wina w otwartym zbiorniku – acetobacter utlenia etanol. W produkcji wina owocowego, octu winnego

1. Drobnoustroje do produkcji kwasu octowego metodą powierzchniową. 

Acetobacter xialinium

1. Metoda ociekowa w produkcji octu.

Metoda ociekowa (wiązana) – unieruchomienie kwasu octowego na specjalnym porowatym materiale, który zmaczany jest etanolem

1. Metoda wgłębna produkcji kwasu octowego

Metoda wgłębna (bezwiórowa) – w temperaturze około 30^oC przez 48 godzin w zbiornikach. Najbardziej efektywna. W produkcji silnego octu 15%

1. Metody produkcji kwasu octowego

Fermentacja białek i węglowodanów przez bakterie Clostridium.

Utlenianie etanolu przez bakterie kwasu octowego (peroksydacja – szybko; suboksydacja – wolno)

1. Czy jabłka mogą być surowcem w fermentacji octowej?

Tak, ponieważ zawierają cukier, fruktozę

1. Fermentacja acetonowo-butanolowa

Powstaje w wyniku oddychania fermentacyjnego lub w wyniku oddychania redukcyjnego. Redukcja CO₂ i węglanów do acetonu

1. Gdzie w organizmie żywym spotykamy się z fermentacją acetonowobutanolową i czemu ona służy?

W jelicie cienkim, zapobiega ona obniżeniu pH, dzięki czemu enzymy z trzustki mogą pracować

1. Klasyfikacja technologiczna promieniowców

IV wolumin, sekcja Enterobacteriaceae beztlenowe i tlenowe. Są to bakterie tworzące pseudogrzybnię.

1. Znaczenie przemysłowe promieniowców

- utylizacja odpadów

- mikrokorozja materiałów

- rozkład celulozy, ligniny, emalii i gumy

- produkcja antybiotyków, enzymów, hormonów sterydowych, witaminy B₂, amoniaku, substancji powierzchniowo-czynnych.

1. Promieniowce w rolnictwie

- utylizują odpady kompostowe

- powodują zakażenie zbóż i roślin uprawnych np. parch ziemniaczany

1. Promieniowce i ich metabolity.

- antybiotyki (wankomycyna, erytromycyna, neomycyna, tyrozyna, tetracyklina – Streptomyces, gentamycyna – Micromonospora),

- enzymy (proteaza – Streptomces),

- inhibitory enzymów (bestatyna, pepstatyna – Streptomyces),

- substancje powierzchniowo czynne (kwasy karboksylowe – Nocardia),

- witamina B₁₂ – Streptomyces olivaceus

1. Charakterystyka drożdży

Eukarioty, rozmnażają się płciowo lub bezpłciowo, są heterochromatyczne – odżywiają się związkami organicznymi, Mogą być mezofilne lub kriofilne (fermentacja wówczas trwa dłużej, wytwarza się więcej CO2 i etanolu a mniej kwasów. Oddychają tlenowo lub względnie beztlenowo (fermentacyjnie).

1. Oddychanie drożdży w aspekcie technologicznym

- wykazujące metabolizm tlenowy - w skład tej grupy wchodzą drożdże niefermentujące, u których zachodzi jedynie oddychanie,

- prowadzące procesy tlenowe i beztlenowe w proporcjach równowagowych - drożdże, u których oddychanie stanowi od 40 do 50% przemian metabolicznych, np. drożdże browarnicze górnej fermentacji, drożdże piekarskie, większość drożdży patogennych

- wykazujące głównie metabolizm beztlenowy - drożdże, u których udział oddychania w procesach metabolicznych nie przekracza 10-15%, np. drożdże gorzelnicze, drożdże winiarskie, drożdże browarnicze dolnej fermentacji,

1. Drożdże, a etanol

Drożdże przeprowadzają fermentację etanolową (beztlenową): Saccharomyces cerevisiae, Saccharomysces bawarium

- tlenowe – brak fermentacji etanolowej

- tlenowe i beztlenowe – drożdże browarnicze górnej fermentacji, drożdże piekarskie, większość drożdży patogennych (40-50% przemian metabolicznych)

- beztlenowe – drożdże gorzelnicze, winiarskie, browarnicze dolnej fermentacji (10-15% przemian metabolicznych)

1. Rola drożdży Sacharomycces cerevisiae w chlebie

- spulchniają ciasto i wpływają na porowatość miękiszu chleba przez produkcję CO2 w fermentacji alkoholowej – powstaje alkohol, ale odparowuje przy pieczeniu

- tworzenie cech smakowo-zapachowych

1. Dlaczego ciasto ulega spulchnieniu?

Ponieważ wytwarza się CO₂

1. Fermentacja pieczywa

Lactobacillus plantarum - struktura i pulchność ciasta, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus brevis, Lactobacillus sanfranciscensis – rozkłada maltozę (60% cukru w mące)

Za wypiek chleba odpowiadają głównie drożdże Saccharomyces cerevisiae

1. Zanieczyszczenia mikrobiologiczne w piekarnictwie

- Aspergillus i Penicillum – pleśnie

1. Cechy drożdży gorzelniczych

- szybki wzrost oraz wydajność w produkcji biomasy komórek (trzykrotny przyrost biomasy w czasie propagacji)

- szybka fermentacja cukrów brzeczki,

- wysoka czystość mikrobiologiczna populacji i żywotność komórek,

- stabilność cech morfologicznych i fizjologicznych w ciągu 12-16 generacji,

- uzdolnienia flokulacyjne – właściwa szybkość osadzania się komórek (wolniejsza w czasie fermentacji, a szybsza podczas leżakowania)

- wytwarzanie związków smakowych i zapachowych, warunkujących odpowiedni bukiet piwa.

1. Zanieczyszczenia w browarnictwie 

- Lactobacillus – mętnienie piwa

- Periococcus – zmętnienie, kwaśny smak piwa

- Bacillus – powstawanie nitrozamin (toksyn)

- Zymomonas, Pseudomonas – zaoctowanie, więcej siarki

- Ychia, Candida – zadrożdżenie piwa, posmak drożdżowy

1. Charakterystyka drożdży winiarskich 

- krótki okres adaptacji

- intensywna fermentacja o prawidłowym przebiegu,

- produkcja etanolu do wymaganego poziomu,

- oporność na podwyższone stężenie etanolu

- wytwarzanie metabolitów decydujących o właściwym smaku i aromacie wina,

- zdolność do częściowego metabolizowania kwasu jabłkowego – odkwaszanie

- możliwość prowadzenia prawidłowej fermentacji w środowisku o wysokiej zawartości cukrów

- oporność na obecność związków siarki

- oporność na wysokie ciśnienie CO₂ w produkcji szampanów i win musujących,

- tolerancja na wysokie stężenie garbników

- mała wrażliwość na niskie pH środowiska fermentacyjnego i kwasy organiczne,

- zdolność do flokulacji i szybkiego osadzania się po zakończeniu fermentacji, co umożliwia szybkie klarowanie wina.

1. Właściwości drożdży winiarskich w zależności od produktu

- wina mocne (14-18%) i średnio mocne (10-14%) – odporne na podwyższone stężenie etanolu

- miód pitny – odporność na wysokie stężenie cukru

- szampan i wina musujące – odporność na wysokie ciśnienie CO2

- wino czerwone – odporność na wysokie stężenie garbników

1. Zanieczyszczenia drożdżami i bakteriami octowymi w winiarstwie.

- Lactobacillus – powstanie kwasu mlekowego i octowego

- Acetobacter, Glukonobacter – zaoctowanie, więcej siarki

- Ychia, Candida – zadrożdżenie, posmak drożdżowy

1. Systematyka grzybów strzępkowych

2. Pleśnie 

Pleśnie tworzą plechę, mogą namnażać się i żyć w różnych temperaturach (psychrofile, mezofile, termofile). Wykazują się szybkim wzrostem. Mogą być pasożytnicze, chorobotwórcze a nawet toksyczne.

1. Grzyby strzępkowe, a antybiotyki 

cefalosporyna C Cephalosporium acremonium

cyklosporyna – blokuje immunosupresję, osłabia odporność, zwiększa przyjęcie przeszczepu Tyolypocladium inflalum

fumagilina Aspergillus fumigatus

gryzeofulwina Penicillium griseofuhus

kwas fusydowy Fusidium coccineum

penicylina G Penicillium chrysogenum

wariotyna Paecilomyces varioti

1. Grzyby strzępkowe, a amylaza i proteaza

Amylaza: Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Rhizopus niveus

Proteaza: Aspergillus sp., Mucor sp. Botritis sp., Penicillium sp.

1. Grzyby strzępkowe, a enzymy

acylaza L-aminokwasowa, enzymy amylolityczne, enzymy pektynolityczne, enzymy celulolityczne, enzymy lipolityczne, dekstranaza, β-glultanaza, glukoamylaza, inwertaza, katalaza, laktaza, oksydaza glukozowa

1. Enzymy pleśni 

Aspergillus niger i oryzae, Mucor, Rhizopus

a-amylaza, glukomylaza – syropy glukozowe, cukiernictwo, piwowarstwo, przetwórstwo zbożowe

pektynaza – klarowanie soków owocowych, winiarstwo, przemysł owocowy

celulaza – przetwórstwo owoców, przemysł paszowy i papierniczy

proteinaza – serowarstwo, przemysł mięsny

lipaza – serowarstwo, chemia gospodarcza

oksydaza glukozowa – przemysł spożywczy, farmaceutyczny

katalaza – rozkład wody utlenionej w przemyśle spożywczym

1. Proteinazy uzyskiwanie i zastosowanie technologiczne

Są to enzymy Penicillium roqueforti Mucor sp. Aspergillus oryzae stosowane w serowarstwie (dojrzewanie serów), przemyśle mięsnym (poprawa kruchości tkanki - tenderyzacja)

1. Grzyby pleśniowe, a technologie serowarskie 

- Penicillum roqueforti i Aspergillus orezae Penicillum glaucum, Penicillum candidum, Penicillum cammenberti – sery pleśniowe

1. Grzyby strzępkowe a produkty orientalne. 

Sos sojowy i pasta miso - Aspergillus oryzae

1. Co wytwarza fusidium?

Kwas fusydowy - antybiotyk

1. Co wytwarza fusarium?

Kwas fusaniowy

1. Zastosowanie penicillum, candida, aspergillus, kluyveromyces

Penicillum – antybiotyk (penicylina), serowarstwo (sery pleśniowe), enzymy

Candida – kwas cytrynowy, produkty białkowe

Aspergillus – antybiotyki, kwas cytrynowy, enzymy

Kluyveromyces – utylizacja serwatki

1. Grzyby strzępkowe, a kwas cytrynowy i jego zastosowanie

Metoda cytrynianowa:

- przy użyciu wodorotlenku wapnia i kwasu octowego wytrąca się w wysokiej temperaturze kwas cytrynowy

Metoda bezcytrynianowa z zastosowaniem Aspergillus niger polega na:

- dezaktywacji grzybni w temp. 70°C i oddzieleniu od roztworu hodowlanego,

- oczyszczeniu filtratu garbnikami i ziemią okrzemkową,

- odbarwieniu na kolumnie węglowej,

- zatężeniu w wyparce próżniowej do 72% zawartości kwasu cytrynowego,

- krystalizacji kwasu cytrynowego w temp. 7°C.

Zastosowanie kwasu cytrynowego

- w przemyśle spożywczym, w konserwantach, owocach, zakwasza, jest inaktywatorem enzymów, stabilizuje wino, hamuje jełczenie tłuszczów,

- metalurgicznym – ułatwia zespolenie materiałów

- farmaceutycznym – efekt musujący w tabletkach musujących, zapobiega krzepnięciu krwi (w stacjach krwiodawstwa)

- mlecznym – usuwa resztki kamienia z przewodów

1. Wgłębna metoda produkcji kwasu cytrynowego

- grzyb Aspergillus rozwija się w całej pożywce, brak dostępu tlenu

1. Produkcja i zastosowanie kwasu glutaminowego w przemyśle

Produkcja: Brevibacterium flavum, Corynebacterium glutaminom na szlaku biosyntezy lizyny w obecności biotyny, substratem jest melasa buraczana – dodatek poprawiający smak potraw, koncentraty spożywcze (zupy, sosy)

1. Produkcja lizyny i metioniny

Corynebacterium glutaminom, Pseudomonas, Bacillus subtilis, Escherichia coli

Lizyna – na szlaku biosyntezy

Metionina – na szlaku syntezy chemicznej

Zastosowanie: produkcja pasz białkowych

1. Produkcja amylazy, zastosowanie

Jest metabolitem grzybów Aspergillus oryzae i niger. Zastosowanie: rozkład cukrów, przemysł cukierniczy, syropy glukozowe, przemysł gorzelniczy, browarniczy, przetwórstwo zbożowe

1. Zastosowanie mikroorganizmów do produkcji antybiotyków

Promieniowce (Streptomyces - najczęściej, Nocardia, Micromonosporum), grzyby (Aspergillus, Penicillum) i inne bakterie (Bacillus subtilis, licheniformis, brevis, circulans, polymyxa)

1. Metody zwiększające liczbę drobnoustrojów do produkcji antybiotyków

- izolacja drobnoustrojów z środowiska naturalnego np. z włosów, pałeczek parafinowych

- wyizolowanie jedynie drobnoustrojów wytwarzających antybiotyki i zabicie innych drobnoustrojów np. poprzez zmianę pH.

1. Probiotyki, prebiotyki, synbiotyki

Probiotyki - żywe kultury mikroorganizmów, będące dodatkiem żywieniowym, które korzystnie wpływają na organizm zwierzęcia lub człowieka poprzez stwarzanie pożądanej mikroflory w przewodzie pokarmowym. (Fuller 1989). Nie są trawione w przewodzie pokarmowym

Prebiotyki - są to syntetyczne substancje dodatkowe żywności, nie trawione w przewodzie pokarmowym, ale sprzyjające rozwojowi korzystnej mikroflory probiotycznej. Do związków tego typu należą:

oligofmtoza (2-5 cząsteczek fruktozy połączonych wiązaniem glukozydowym)

inulina (dwucukier składający się z fruktozy i glukozy)

laktuloza (polimer fruktozo - glukozowy)

Synbiotyki - mieszanina probiotyków z prebiotykami. 

1. Cechy probiotyków 

- korzystny wpływ na organizm gospodarza

- nie może wykazywać właściwości patogennych lub toksycznych dla organizmu gospodarza,

- powinien zawierać dużą liczbę żywych komórek mikroorganizmów

- powinien być zdolny do przeżycia i/lub namnożenia w środowisku jelita gospodarza (odporny na niskie pH i kwasy organiczne),

- nie powinien zmieniać składu i właściwości podczas okresu przechowywania, w określonych przez producenta warunkach.

1. Mechanizm działania probiotyków na mikroflorę jelit

- konkurencyjna eliminacja z przewodu pokarmowego mikroflory patogennej (zwłaszcza Salmonella, Vibrio) oraz potencjalnie chorobotwórczej (E. coli) m.in. poprzez zdolność adhezji do nabłonka i w konsekwencji zmniejszenie szans kolonizacji bakterii szkodliwych,

- wytwarzanie przez probiotyczną mikroflorę dużej ilości kwasu mlekowego, obniżającego pH, co działa destrukcyjnie na niekorzystne mikroorganizmy,

neutralizacji enterotoksyn (wytwarzanych przez E. coli),

- produkowanie substancji antybiotycznych działających przeciw niektórym patogenom.

1. Wymagania stawiane probiotykom

- szczepy wyizolowane z przewodu pokarmowego człowieka

- odporność na działanie kwasu żołądkowego i soli żółciowych

- szybkość wzrostu i podziału bakterii

- zdolność adherencji i kolonizacji komórek nabłonka jelitowego

- eliminacja szczepów patogennych

- badania – ocena ryzyka inwazyjności szczepu (infekcyjność), badania toksykologiczne, ewentualna możliwość degradacji błony śluzowej

1. Właściwości bakterii probiotycznych 

- kolonizacja nabłonka jelit i wypieranie drobnoustrojów chorobotwórczych

- poprawa perystaltyki i motoryki przewodu pokarmowego

- obniżenie cholesterolu we krwi

- działanie przeciwnowotworowe

- zwiększenie tolerancji laktozy

- zwiększenie odporności immunologicznej

1. Metabolity bakterii probiotycznych

- kwasy organiczne (mlekowy i octowy)

- metabolity niskocząsteczkowe (diacetyl, aldehyd octowy, kwasy tłuszczowe, etanol)

- bakteriocyny (białka toksyczne dla bakterii)

- enzymy bakteryjne (lizozym)

- inne (woda)

1. Eubiosis, dysbiosis 

Eubiosis (prawidłowa mikroflora jelit):

- Enterococcus faecium ok. 54%

- Lactobacillus acidophilus ok. 12%

- Echerichia coli poniżej 1%

- inne gatunki ok. 33% ogólnej liczby drobnoustrojów

Dysbiosis (= nieprawidłowa mikroflora):

- Echerichia coli ok, 14%

- Streptococcus faecium ok. 6%

- Lactobacillus acidophilus – brak

- inna mieszana mikroflora ok. 80%

1. Rozkład papieru. 

Drobnoustroje rozkładają celulozę i ligninę, wytwarzają śluz, na 1cm² może być aż milion grzybów i bakterii – Aspergillus flavus, Aspergillus funingatus, Fusarium solami, Streptococcus astra

1. Dlaczego w papie są bakterie celulolityczne?

Papa jest tworzywem papierniczym zawierającym celulozę, która jest pożywką dla bakterii celulolitycznych

1. Rozkład drewna, zgnilizna, grzyby domowe

Drewno – zawiera celulozę (węglowodan/cukier) i wodę (wilgoć) – zwiększa to aktywność drobnoustrojów wytwarzających enzym rozkładający celulozę (celulazę) oraz wilgociolubnych np. grzybów wywołujących zgniliznę.

Zgnilizna:

1. Brunatna – drewno ciemnieje, rozkład celulozy – grzyby Aspergillus, Penicillum

2. Biała – zbielenie drewna, rozkład ligniny i celulozy – Hiriopchorus abiacimus, Fomes fermentarius

3. Szara – grzyby wilgociolubne (najczęściej pod zlewami) – Chetonium globosum

4. Korozyjna – ubytki, jamki w drewnie – grzyby Ascomycetes

Grzyby domowe:

1. Właściwy – przy wilgotności 18-20% - Serpula lacrymans

2. Biały – przy wilgotności 20-30% - Poria vaillantii

3. Piwniczny – przy wilgotności 30-40% - Cinifora puteana

1. Włókna i tkaniny 

Bawełna – w 1g bawełny może znajdować się 10⁵ promieniowców i 10⁴ grzybów. Drobnoustroje w włókienkach – Streptomyces, Celvibrio, Aspergillus

Włókna tylowe – Celribio, Aspergillus

Wełna owcza – drobnoustroje łamią włókna i zmieniają jej kolor:

1. Wełna fioletowa - Chromobacterium

2. Wełna niebieska – Pseudomonas

3. Wełna różowa – Bacillus subtilis

1. Korozja skóry

– Aspergillus, Penicillum, Hetomium, Ychia, przebarwienia skóry, ubytki, zmiana zapachu i koloru:

1. Skóra fioletowa – Bacillus megaterium

2. Skóra czerwona – Aeropectridium

3. Skóra na butach – może zawierać drobnoustroje chorobotwórcze – Trichoderma, Trichophyton, Microsporium.

1. Mikrobiologiczny rozkład powłok malarskich

Farby, powłoki malarskie – zawierają celulozę i związki białkowe. Zakażenie pojawia się na etapie produkcji, przechowywania i transportu. Drobnoustroje powodują zwiększoną kleistość farby, pojawia się śluz, który utrudnia rozsmarowywanie.

Farba winylowa – Pseudomonas, Proteus, E.coli, grzyby pleśniowe: Aspergillus, Penicillum, Antenaria

Farba olejna – Fusarium, Trichoderma, Fragosporium, Aspergillus flavus – są toksyczne, niebezpieczne, chorobotwórcze

1. Rozkład kauczuku i gumy 

Kauczuk – jest dobrym źródłem węgla – Streptomyces, promieniowce i drożdże

Gumy np. gumowe fugi na pływalniach – gumy pękają – Trichophyton, Trichoderma – są toksyczne

1. Mikrobiologiczny rozkład produktów naftowych

Nafta, paliwa silikonowe, oleje – tworzy się szlam, zgęstnienie, lepkość, powodujących zakwaszenie i zatykanie pomp i filtrów. Do paliw dodaje się mikrobiocydy (hamują rozwój mikroorganizmów) i stosuje się stały monitoring.

1. Korozja szkła 

Szkło niszczeje, matowieje, uszkodzenie szkła witrażowego. Stosuje się tu mikrocyty (chroniące przed drobnoustrojami)

1. Korozja cegieł i betonu

Cegła – zaokrąglenie cegieł, kruszenie – drobnoustroje wykorzystują węgiel z CO2, utleniają siarkowodór do siarczanów i wytwarzają energię

Drobnoustroje, które odgrywają rolę w korozji kamienia:

- drobnoustroje fotolitotroficzne (fotoautotroficzne) – sinice i glony

- porosty

- bakterie /i grzyby chemoorganotroficzne (heterotroficzne). Grzyby pleśniowe.

1. Zanieczyszczenia w lekach i kosmetykach

- Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella, Enterobacter

1. Merkaptany

- tiole, tioalkohole, siarkowe odpowiedniki alkoholu, produkują je Thiobacillus

1. Ekstrakt

2. Fotofermentacja

3. biotransmutacje estrów i ...