img042 (54)

Pozyskiwanie organizmów użytecznych przemysłowo na przykładzie bakterii wytwarzających kwasy organiczne

Bakterie produkujące kwas mlekowy - podłoże zawierające glukozę i ekstrakt drożdżowy, temperatura 20-35°C, bez napowietrzania. Po wstępnym okresie rozwoju bakterii różnych rodzajów dominującąf lorąstająsię bakterie kwasu mlekowego, charakteryzujące się większą tolerancją na kwas mlekowy. Szczególnie aktywne w syntezie kwasu mlekowego są bakterie termofilne (48-52°C).

Bakterie wytwarzające kwas propionowy - podłoże o odczynie obojętnym, zawierające ekstrakt drożdżowy, sole mineralne i mleczan sodowy, temperatura 30°C, bez dostępu tlenu.

Bakterie kwasu octowego - bogate podłoże kompleksowe z ekstraktem drożdżowym, jako główne źródło węgla etanol, w warunkach dobrego natlenienia, przez zapewnienie dużej powierzchni kontaktu podłoża z powietrzem.

Testy fermentacyjne

Pozwalają na ocenę stopnia przydatności w przemyśle

poszczególnych izolatów mikroorganizmów wyselekcjonowanych w testach selekcyjnych

Ich celem jest wybór mikroorganizmu przeprowadzającego

określony proces biotechnologiczny z największąwydajnościąpo uwzględnieniu kosztów ekonomicznych związanych z prowadzeniem procesu produkcji wybranego bioproduktu na skalę przemysłową

Prowadzone są w niewielkich bioreaktorach o pojemności 5-201

W testach tych ustala się optymalną metodę hodowli badanego mikroorganizmu

•    wybór określonego rozwiązania konstrukcyjnego bioreaktora

•    wybór sposobu hodowli (ciągła, dolewowa, okresowa)

•    warunki fizyko-chemiczne hodowli

•    skład pożywki hodowlanej

Wybrane, na podstawie testów fermentacyjnych mikroorganizmy, zostają poddane badaniom mającym ustalić ich przynależność gatunkową

Identyfikacja taksonomiczna mikrooroanizmu - określenie przynależności badanego organizmu do odpowiedniej jednostki taksonomicznej, najczęściej gatunku

gatunek - populacja mikroorganizmów wykazujących wysoki stopień podobieństwa w ściśle określonym zakresie cech, a różniących się od innych gatunków tego samego rodzaju

Identyfikacja taksonomiczna bakterii

Szczep - grupa drobnoustrojów potomnych jednej komórki Szczep referencyjny - izolat danego gatunku opisany jako pierwszy i najlepiej scharakteryzowany (wzorzec)

gatunek - grupa wielu szczepów podobnych w ściśle określonym zakresie cech, w tym szczep referencyjny, wykazujących co najmniej 70% homologii pełnego genomowego DNA

Cechy umożliwiające identyf ikację bakterii

S morfologia

S skład chemiczny ściany komórkowej S zdolność do tworzenia pigmentów i substancji zapasowych >7 sposób odżywiania S wymagania pokarmowe (źródła C, N, S)

skład jakościowy i ilościowy produktów fermentacji S wymagania tlenowe S zakres temperatur i pH wzrostu S wrażliwość na antybiotyki S patogenność

S zależności symbiotyczne z innymi organizmami V środowisko występowania

^ obecność określonych antygenów (charakterystyka immunologiczna)

■/ sekwencja DNA genomowego

Metody identyfikacji mikroorganizmów

Podział metod identyfikacji mikroorganizmów: a) biochemiczne

b)    biofizyczne

c)    biologii molekularnej

d)    immunochemiczne

Metody biochemiczne polegają na określeniu zdolności mikroorganizmów do asymilacji, fermentacji lub rozkładu określonych związków chemicznych

>    cechy biochemiczne określa się na podstawie reakcji chemicznych zachodzących w odpowiednio skomponowanych pożywkach wzrostowych

>    wyniki testów biochemicznych odczytuje się makroskopowo:

■ wzrost lub jego brak

•    zmiana zabarwienia pożywki

•    reakcja barwna po wprowadzeniu odczynnika reagującego z wytwarzanym metabolitem

Metody biofizyczne

Umożliwiają identyfikacją taksonomiczną mikroorganizmów poprzez oznaczanie produktów ich metabonzmu lub wybranych związków wchodzących w skład struktur komórkowych np.

❖ Techniki elektroforetyczne

Metody biologii molekularne)

Metody identyfikacji oparte na badaniu homologii fragmentów kwasów nukleinowych np.

❖ Metody oparte o techniką PCR