Промислова мікробіологія

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Львівський національний університет ветеринарної медицини та біотехнологій ім. С.З. Гжицького

Індивідуальне науково-дослідне завдання

Промислова мікробіологія

Підготував

Студент III курсу

БТФ (сп) 7п/г

Мандзюк Сергій

Львів-2015

План

мікроорганізм біосинтез білок генний ферментативний

Вступ

1. Мікробіологія як наука

1.1 Методи і цілі мікробіології

1.2 Зв'язок з іншими науками

2. Промислова мікробіологія

3. Мікробіологічний синтез

4. Продукти мікробіологічного синтезу

5. Промисловий біосинтез білка

5.1 Кормові дріжджі

5.2 Білкові концентрати із бактерій

5.3 Білки мікроскопічних грибів

Висновок

Список використаної літератури

Вступ

Мікробіологія - це наука, що вивчає життя і розвиток живих мікроорганізмів (мікробів). Мікроорганізми - самостійна велика група одноклітинних організмів, пов'язаних за своїм походженням з рослинним і тваринним світом.

Розвиток мікробіології почалося ще в часи стародавності, коли медики вперше припустили, що «зараза передається від людини до людини» через якихось живих істот. У результаті подальшого розвитку природничих наук з'явилися спеціальні методи наукових досліджень, що дозволили вченим остаточно переконатися в цьому твердженні.

Серед видатних вчених-мікробіологів можна виділити Л. Пастера, Р. Коха, І.І. Мечникова, Д.І. Іванівського.

На науковій основі створюються усе більш досконалі інженерно-біологічні системи, в яких властива мікроорганізмам величезна енергія ферментативного перетворення речовин використовується для направленого синтезу продуктів, необхідних сільському господарству і промисловості.

Одне із завдань мікробіологічної промисловості синтез повноцінного кормового білка що є цінним в харчуванні людини та кормовиробництві.

Білки є обов'язковими компонентами клітин будь-якого живого організму, що виконують життєво важливі функції: каталітичний, регуляторний, транспортний, біоенергетичні, захист від інфекції й дії стресових факторів, структурні, запасні й інші.

Високою інтенсивністю синтезу білків відрізняються багато мікроорганізмів, причому білки мікробних клітин мають підвищений зміст незамінних амінокислот. Мікроорганізми як джерела кормового білка мають ряд переваг у порівнянні з рослинними й навіть тваринними організмами. Вони відрізняються високим (до 60 % сухої маси) і стійким змістом білків.

1. Мікробіологія як наука

Мікробіологія (від грецьк. microc - малий, bios - життя, logos - наука) - це наука про дуже малі, невидимі неозброєним оком живі істоти, названі мікроорганізмами, або мікробами, їх систематику, морфологію та фізіологію, екологію та взаємовідношення з іншими живими організмами.

Більш ніж за трьохсотлітню історію вивчення мікроорганізмів (з моменту першого описання мікроорганізмів А. Левенгуком) мікробіологія зібрала велику кількість наукових даних і розділилася на галузі (загальна, технічна, сільськогосподарська, ветеринарна, медична, санітарна, морська, космічна та ін.).

У медичній мікробіології залежно від об'єкту дослідження виділяють:

бактеріологію - науку про бактерії;

мікологію - науку про гриби;

протозоологію - науку про найпростіші;

вірусологію - науку про віруси.

Як окрема дисципліна сформувалась імунологія, набула розвитку генна інженерія.

Медична мікробіологія вивчає хвороботворні (патогенні) мікроорганізми, їх морфологію, фізіологію, екологію, резистентність, антигенну структуру, фактори патогенності, розробляє методи діагностики, профілактики та лікування інфекційних хвороб.

Мікробіологи створюють препарати для їх специфічної профілактики та лікування.

Досягнення та завдання медичної мікробіології в боротьбі з інфекційними захворюваннями. Завдяки успіхам мікробіології й інших медичних наук в усьому світі ліквідовано натуральну віспу, знижено захворюваність на чуму, поліомієліт, кір, висипний і поворотний тифи та інші хвороби, значно знижено смертність від інфекційних хвороб. Але наприкінці XX ст. були зареєстровані спалахи епідемій дифтерії, туберкульозу, холери та кишкових захворювань, значно поширилися внутрішньо лікарняні інфекції.

Виникли нові проблеми: а) виділено вірус імунодефіциту людини (ВІЛ), збудники інших раніше невідомих інфекцій; б) відкрито пріони; в) унаслідок мінливості мікроорганізмів з'явилися стійкі до лікарських препаратів збудники.

Над вирішенням цих проблем працюють мікробіологи всього світу й України зокрема. ВООЗ створила розширену програму профілактики інфекційних захворювань, її реалізація дозволить ліквідувати такі хвороби, як поліомієліт, краснуха, кір, епідемічний паротит, а захворюваність на туберкульоз, дифтерію, правець, коклюш значно знизиться. Реалізовувати цю програму і доведеться сьогоднішнім студентам - майбутнім медпрацівникам, а допоможе їм у цьому знання мікробіології.

Сучасні методи мікробіологічної діагностики інфекційних захворювань. Успіхи в лікуванні та профілактиці інфекційних хвороб значною мірою залежать від своєчасної діагностики. Мікробіологія пропонує такі сучасні методи діагностики:

мікроскопічний - ґрунтується на виявленні збудника в патологічному матеріалі та його ідентифікації (визначенні виду). За допомогою мікроскопа вивчають його морфологічні (форму, розмір, взаємне розміщення клітин, рухливість, наявність спори та капсули) і тинкторіальні властивості (здатність забарвлюватися барвниками);

мікробіологічний - посів патологічного матеріалу на живильні середовища, виділення чистої культури та її ідентифікація на основі вивчення культуральних і біохімічних властивостей мікроорганізмів; нині розроблено автоматичні системи, які дозволяють протягом кількох годин визначити вид збудника, вивчити його антибіотикограму;

біологічний - уведення патологічного матеріалу лабораторним тваринам із метою моделювання в них інфекційного захворювання, виділення чистої культури збудника з подальшою ідентифікацією, виявлення токсинів;

серологічний - виявлення в крові специфічних антитіл і антигенів;

алергічний метод - виявлення підвищеної чутливості, макроорганізму до конкретного збудника або продуктів його життєдіяльності. Використовують для діагностики туберкульозу (реакція Манту), бруцельозу (реакція Бюрне) та ін.;

молекулярно-генетичний - виявлення фрагментів нуклеїнових кислот мікроорганізмів у патологічному матеріалі.

Використовують молекулярні та генні ДНК- і РНК-зонди в поєднанні з ланцюговою полімеразною реакцією (ЛПР). За допомогою цього методу можна ідентифікувати будь-який об'єкт.

1.1 Методи і цілі мікробіології

До методів дослідження будь-яких мікроорганізмів відносять:

мікроскопічний метод: світлова, фазово-контрастна, темнопольна, флуоресцентна, електронна;

культуральний метод (бактеріологічний, вірусологічний);

біологічний метод (зараження лабораторних тварин з відтворенням інфекційного процесу на чутливих моделях;

молекулярно-генетичний метод [ПЛР -- полімеразна ланцюгова реакція, ДНК-і РНК-зонди та ін];

серологічний метод -- виявлення антигенів мікроорганізмів або антитіл до них;

Мета медичної мікробіології -- глибоке вивчення структури і найважливіших біологічних властивостей патогенних мікробів, взаємини їх з організмом людини в певних умовах природного і соціального середовища, удосконалення методів мікробіологічної діагностики, розробка нових, більш ефективних лікувальних і профілактичних препаратів, вирішення такої важливої проблеми, як ліквідація і попередження інфекційних хвороб.

1.2 Зв'язок з іншими науками

За час існування мікробіології сформувалися загальна, технічна, сільськогосподарська, ветеринарна, медична, санітарна гілки.

Загальна вивчає найбільш загальні закономірності, властиві кожній групі перелічених мікроорганізмів: структуру, метаболізм, генетику, екологію тощо. Технічна займається розробкою біотехнології синтезу мікроорганізмами біологічно активних речовин: білків, нуклеїнових кислот, антибіотиків, спиртів, ферментів, а також рідкісних неорганічних сполук. Сільськогосподарська досліджує роль мікроорганізмів у кругообігу речовин, використовує їх для синтезу добрив, боротьби зі шкідниками. Ветеринарна вивчає збудників захворювань тварин, методи діагностики, специфічної профілактики та етіотропного лікування, спрямованого на знищення збудника інфекції в організмі хворої тварини. Медична мікробіологія вивчає хвороботворні (патогенні) і умовно-патогенні для людини мікроорганізми, а також розробляє методи мікробіологічної діагностики, специфічної профілактики та лікування етіотопного викликаються ними інфекційних захворювань. Санітарна мікробіологія вивчає санітарно-мікробіологічне стан об'єктів навколишнього середовища, харчових продуктів і напоїв, і розробляє санітарно-мікробіологічні нормативи і методи індикації патогенних мікроорганізмів у різних об'єктах і продуктах.

2. Промислова мікробіологія

Мікробіологічна промисловість, галузь промисловості, в якій виробничі процеси базуються на мікробіологічному синтезі коштовних продуктів з різних видів нехарчової сировини (вуглеводнів нафти і газу, гідролізату деревини), а також відходів промислової переробки цукрового буряка, кукурудзи, олійних і круп'яних культур і т.д. Випускає білково-вітамінні концентрати, амінокислоти, вітаміни, ферментні препарати, антибіотики, бактерійні і вірусні препарати для захисту рослин від шкідників і хвороб, бактерійні добрива, а також продукти комплексної переробки рослинної сировини - фурфурол, ксиліт і ін. М. п. виникла в ході сучасної науково-технічної революції і заснована на новітніх досягненнях технічною мікробіології, хімії, фізики, хімічної технології і кібернетики.

Процеси, що протікають за участю бактерій, дріжджів і цвілевих грибів, людина застосовував сотні років для отримання харчових продуктів та напоїв, обробки текстилю та шкіри, але участь в цих процесах мікроорганізмів було чітко показано тільки в середині 19 ст. У 20 ст. промисловість використовувала все розмаїття чудових біосинтетичних здібностей мікроорганізмів, і тепер ферментація займає центральне місце в біотехнології. З її допомогою отримують різноманітні хімікалії високого ступеня чистоти і лікарські препарати, виготовляють пиво, вино, ферментовані харчові продукти.

Технічна мікробіологія вивчає мікроорганізми, використовувані у виробничих процесах з метою отримання різних практично важливих речовин: харчових продуктів, етанолу, гліцерину, ацетону, органічних кислот тощо.

Величезний внесок у розвиток мікробіології внесли російські й радянські вчені: І.І. Мечников (1845-1916), Д.І. Івановський (1863-1920), М.Ф. Гамалія (1859-1949), Л.С. Ценковський, С.Н. Виноградський, В.Л. Омелянський, Д.К. Заболотний (1866-1929), В.С. Буткевич, С.П. Костичев, М.Г. Холодний, В.Н. Шапошников, Н.А. Красильников, А.А. Ішменецкій та ін.

Велика роль у розвитку технічної мікробіології належить С.П. Костичева, С.Л. Іванова і А.І. Лебедєву, які вивчили хімізм процесу спиртового бродіння, викликається дріжджами. На підставі досліджень хімізму освіти органічних кислот міцеліальними грибами, проведеним В.Н. Костичева і В.С. Буткевичем, в 1930 році в Ленінграді було організовано виробництво лимонної кислоти. На основі вивчення закономірностей розвитку молочнокислих бактерій, здійсненого В.Н. Шапошниковим і А.Я. Мантейфель, на початку 1920-х років у СРСР було організовано виробництво молочної кислоти, необхідної в медицині для лікування ослаблених і рахітичних дітей. В.Н. Шапошников та його учні розробили технологію отримання ацетону і бутилового спирту за допомогою бактерій, і в 1934 році в Грозному був пущений перший в СРСР завод з випуску цих розчинників. Праці Я.Я. Нікітінського Ф.М. Чистякова поклали початок розвитку мікробіології консервного виробництва та холодильного зберігання швидкопсувних харчових продуктів. Завдяки роботам А.С. Корольова, А.Ф. Войткевич і їх учнів значний розвиток отримала мікробіологія молока та молочних продуктів.

Частиною технічної мікробіології є харчова мікробіологія, що вивчає способи отримання харчових продуктів з використанням мікроорганізмів. Наприклад, дріжджі застосовують у виноробстві, пивоварінні, хлібопеченні, спиртовому виробництві; молочнокислі бактерії - у виробництві кисломолочних продуктів, сирів, при квашенні овочів; оцтово-кислі бактерії - у виробництві оцту; міцеліальні гриби використовують для одержання лимонної та інших харчових органічних кислот тощо. До теперішнього часу виділилися спеціальні розділи харчової мікробіології: мікробіологія дріжджового і хлібопекарського виробництва, пивоварного виробництва, консервного виробництва, молока та молочних продуктів, оцту, м'ясних і рибних продуктів, маргарину тощо.

Отже мікробіологічна промисловість - галузь промисловості, в якій виробничі процеси базуються на мікробіологічному синтезі коштовних продуктів з різних видів нехарчової сировини (вуглеводнів нафти і газу, гідролізату деревини), а також відходів промислової переробки цукрового буряка, кукурудзи, олійних і круп'яних культур і т.д. Випускає білково-вітамінні концентрати, амінокислоти, вітаміни, ферментні препарати, антибіотики, бактерійні і вірусні препарати для захисту рослин від шкідників і хвороб, бактерійні добрива, а також продукти комплексної переробки рослинної сировини - фурфурол, ксиліт і ін. Мікробіологічна промисловість виникла в ході сучасної науково-технічної революції і заснована на новітніх досягненнях технічною мікробіології, хімії, фізики, хімічної технології і кібернетики.

На науковій основі створюються усе більш досконалі інженерно-біологічні системи, в яких властива мікроорганізмам величезна енергія ферментативного перетворення речовин використовується для направленого синтезу продуктів, необхідних сільському господарству і промисловості. Значна частина продукції мікробіологічної промисловості уживається для здобуття біологічно повноцінних комбікормів. З розрахунку на 1 т дріжджів, доданих в корми, на фермах додатково виробляється до 800-1200 кг свинини, або 1500-2000 кг м'яса птиці (у живій вазі), або 15-25 тис. яєць, зберігається 3,5-5 т зерна. Економічна ефективність тваринництва ще більш зростає, коли разом з кормовими дріжджами до складу раціонів вводяться бракуючі вітаміни і амінокислоти, кормові антибіотики, ферментні препарати.

Ферментні препарати набагато прискорюють ряд технологічних процесів обробки (сільськогосподарський) сировини, підвищують вихід і покращують якість продукції в харчовій, м'ясній, молочній і легкій промисловості, значно збільшують продуктивність праці. Ферментні препарати застосовуються також в хімічній промисловості (випуск миючих засобів високої якості), перспективне використання їх в чорній металургії (видалення жиру з тонкокатаного сталевого аркуша), в системах очищення промислових і побутових стічних вод.

Потреби народного господарства, і перш за все сільського господарства, в продуктах мікробіологічного синтезу безперервно зростають.

Мікробіологічна промисловість прискорює технічний прогрес у ряді галузей промисловості - харчовою, легкою, важкою. У хімічній промисловості, наприклад, з амінокислот і ін. білкових продуктів мікробіологічного синтезу можна організувати виробництво нового вигляду високоякісних штучних волокон і плівок - повноцінних замінників шерсті. Продукція мікробіологічної промисловості - лізин, ферментні і білкові препарати - в перспективі широко використовуватиметься для збагачення хліба хлібних продуктів, харчових концентратів білком і підвищення т.ч. їх живильній цінності.

3. Мікробіологічний синтез

Мікробіологічний синтез, синтез структурних елементів або продуктів обміну речовин мікроорганізмів за рахунок властивих мікробній клітці ферментних систем. При мікробіологічному синтезі , як і будь-якому органічному синтезі, складні речовини утворюються з простіших з'єднань. Мікробіологічний синтез слід відрізняти від бродіння, в результаті якого теж виходять різні продукти мікробного обміну (наприклад, спирти органічні кислоти), але переважно за рахунок розпаду органічної речовини. Значна частина продуктів, що утворюються в ході мікробіологічного синтезу, володіє фізіологічною активністю і представляє практичну цінність для народного господарства.

До мікробіологічного синтезу відносять широкий круг процесів: 1. накопичення мікробної маси для використання її: а) як білково-вітамінні добавки до корм; би) як джерела здобуття білків, ліпідів, ферментів, токсинів, вітамінів, антибіотиків; в) для боротьби з паразитами тварин і рослин; г) як носій ферментативної активності в реакціях мікробіологічної (ензіматічеськой) трансформації органічних сполук. 2. здобуття тих, що накопичуються поза мікробною кліткою метаболітів, у тому числі ферментами, токсинами, антибіотиками, амінокислотами, вітамінами, нуклеотидами і т. п.

Мікробіологічний синтез здійснюється усередині клітки при активації низькомолекулярних компонентів (наприклад, коферментом А) і участі нуклеотид фосфатів, найчастіше аденінових похідних. Характерна особливість мікроорганізмів -- їх здібність до надсинтезу, тобто надлишковому утворенню деяких продуктів обміну речовин (багатьох амінокислот, нуклеотидів, вітамінів), що перевищує потребу мікробної клітки.

Здібність до надсинтезу того або іншого з'єднання властива певним видам мікроорганізмів, якими, як правило, і користуються як продуценти при виробництві відповідних метаболітів шляхом мікробіологічного синтезу. При цьому застосовують не лише культури, відібрані з природних джерел, але і спеціально виведені штучним шляхом мутанти - штами, в яких надсинтез - наслідок порушень обміну речовин під впливом мутагенів . Вживання мутантів дозволяє значно збільшити вихід ряду продуктів. Наприклад, виведені культури з високим рівнем надсинтезу лізину, інозиновою кислоти, деяких вітамінів. За допомогою мутантів удалося в 100-150 разів підняти активність біосинтезу пеніциліну; штами мутантів використовуються при виробництві як цього, так і ін. антибіотиків.

4. Продукти мікробіологічного синтезу

Антибіотики -- один з перших продуктів мікробіологічного синтезу, які широко виробляють для медицини і сільського господарства. Антибіотичні препарати, що вживаються переважно в медицині, відрізняються високою мірою чистоти. На корм тваринам частіше йде концентрат середовища після вирощування в ній продуцента, інколи разом з біомасою, що містить значну кількість ін. продуктів обміну речовин продуцента, у тому числі вітаміни, амінокислоти, нуклеотиди і т.п. Деякі антибіотики (фітобактеріоміцин, тріхотецин, поліміксин) використовуються як засоби захисту рослин від фітопатогенних мікроорганізмів.

Вітаміни, провітаміни, коферменти. Методом мікробіологічного синтезу виробляють в основному вітамін B12, а частково і вітамін B2 і його коферментну форму - флавінаденінднуклеотид (ФАД), каротиноїди, ергостерин. Крім того, розвивається виробництво різних ін. з'єднань цього типу (нікотинамідні коферменти і ін.). Вітамін B12 отримують практично лише шляхом мікробіологічного синтезу.

Ферменти, що синтезуються мікроорганізмами, і створювані на їх основі ферментні препарати придбали велике значення в народному господарстві, особливо в харчовій промисловості. Продуцентами ферментів - протеаз, амілаз, фосфатаз, целюлаз, пектіназ, глюкозооксидази, ліпаз, каталази - служать багато міцеліальних грибів деякі актиноміцети і бактерії.

Амінокислоти. Спостережуваний в багатьох країнах недолік ряду амінокислот в раціонах людини і кормах тварин викликав промислове їх здобуття, у тому числі і методом мікробіологічного синтезу. Істотна перевага мікробіологічного синтезу амінокислот перед хімічним методом полягає в здобутті їх безпосередньо у вигляді природних ізомерів (L-формі). З амінокислот, що виробляються синтезом, найбільш важливі лізин і глутамінова кислота.

Білок і білково-вітамінні препарати. Особливе значення як джерело білка має мікробна біомаса. Виробництво такої біомаси на дешевій сировині розглядають як один із засобів усунення зростаючого білкового дефіциту в живленні людини і тварин.

До продуктів мікробіологічного синтезу слід віднести і деякі засоби захисту рослин: бактерійні ентомопатогенні препарати (наприклад, ентобактерін, інсектин, дендробациллін), що викликають загибель шкідливих комах і що запобігають їх масовому розмноженню.

5. Промисловий біосинтез білка

Особливе значення як джерело білка має мікробна біомаса. Виробництво такої біомаси на дешевій сировині розглядають як один із засобів усунення зростаючого білкового дефіциту в живленні людини і тварин. Найбільш інтенсивний розвиток отримали промислові методи мікробіологічного синтезу так званих кормових дріжджів, вживаних в вигляді сухої біомаси як джерело білка і вітамінів в тваринництві. Кормові дріжджі містять значному кількість білка (до 50-55%), до складу якого входять незамінні амінокислоти, наприклад лізин, триптофан, метіонін ; вони багаті вітамінами, багатьма мікроелементами. Для вирощування кормових дріжджів використовували переважно дешеву вуглеводну сировину - гідролізат відходів деревообробної промисловості, нехарчових рослинних матеріалів (соняшникове лушпиння, стрижні кукурудзяних качанів і т. п.), сульфітні щелока, різні види барди і т. д. Нині в крупних промислових масштабах організовується виробництво дріжджів на вуглеводнях ( на -алканах, газойлі, різних фракціях нафти). Великі запаси цієї сировини дозволяють планувати великотоннажне виробництво мікробної біомаси. Для здобуття білково-вітамінної біомаси вивчається також можливість вживання бактерій. Багато бактерій добре зростають на вуглеводнях, зокрема газоподібних (наприклад, на метані), а також на ін. джерелах вуглецю (наприклад, на метанолі і оцтовій кислоті). Вуглеводні і їх похідні привертають увагу і як сировина для мікробіологічного синтезу окремих фізіологічно активних з'єднань (амінокислот, вітамінів, нуклеотидів і т. д.).

5.1 Кормові дріжджі

Дріжджі вперше стали використати як джерело білка для людини і тварин у Німеччині под годину першої світової війни. Була розроблена промислова технологія культивування пивних дріжджів. Як вихідна сировина для одержання кормового білка звичайно використаються відходи целюлозної і деревопереробної промисловості, солома, бавовняна лушпайка, кошики соняшника, лляна багаття, стрижні кукурудзяних качанів, бурячна меляса, картопляна оболонь, виноградні вижимки, пивна дробина, верхівковий мало розкладений торф, барда спиртових виробництв, відходи кондитерській й молочної промисловості.

У порівнянні із рослинними джерелами білків кормові дріжджі мають підвищений зміст нуклеїнових кислот. Кормові дріжджі, культивіруємі на живильному з середовищі зв - парафіні нафти, можуть містити багато шкідливих домішок - похідні бензолу, D - амінокислоти, аномальні ліпіди, різні токсини і канцерогенні речовини, тому їхні піддають спеціальному очищенню (екстракція бензином).

Для одержання кормових дріжджів застосовують технологію з глибинного вирощування в спеціальних апаратах - ферментерах, у які забезпечується режим постійного перемішування суспензії мікробних клітин у рідкому живильному і із оптимальні умови аерації. З метою підтримки заданого температурного режимові у конструкції ферментера передбачається система відводу надлишкового тепла. Робочий цикл вирощування культури дріжджів триває близько 20 часів. По закінченні робочого циклу культуральна рідина разом з утвореними в ній клітинами дріжджів виводиться із ферментера, а нього знову подається живильний субстрат й культура дріжджових клітин для вирощування.

При переробці в харчовий білок біомасу дріжджів ретельно очищають. З цією метою клітинні оболонки дріжджових клітин руйнують за допомогою механічної, лужної, кислотної чи ферментативної обробки і потім екстрагують гомогенну дріжджову масу органічним розчинником. Після такого очищення від органічних й мінеральних домішок отриманий дріжджовий продукт обробляють лужним розчином для розчинення білків, потім білковий розчин відокремлюють від маси, що залишилася, дріжджів й направляють на діаліз. У процесі діалізу із білкового розчину видаляють низькомолекулярні домішки. Очищені діалізом білки осаджують, висушують і отриману білкову масу використають як добавки в різні харчові продукти.

5.2 Білкові концентрати із бактерій

Поряд із одержанням кормових дріжджів важливе значення для кормо-виробництва мають також бактеріальні білкові концентрати зі змістом сировинного білка 60-80% від сухої маси. Відомо понад 30 видів бактерій, котрі можуть бути використані як джерела повноцінного кормового білка. Бактерії здатні нарощувати біомасу в кілька разів швидше дріжджових клітин і у білку бактерій утримується значно понад сірко-містких амінокислот, внаслідок чого він має понад високу біологічну цінність у порівнянні із білком дріжджів.

При використанні як сировина газоподібних продуктів, основним компонентом які є метан, живильну суміш під тиском подають у спеціальний ферментер струминного типу.

По закінченню ферментації клітини бактерій осаджують й відокремлюють від живильного на середовища сепараторі. Отриману бактеріальну масу піддають механічній чи ультразвуковій обробці із метою руйнування клітинних оболонок, після чого висушують й використають для готування кормових білкових концентратів.

Високою інтенсивністю синтезу білків характеризується бактерії, здатні накопичувати у своїх клітинах до 80% сировинного білка розраховуючи на суху речовину.

5.3 Білки мікроскопічних грибів

Коштовним джерелом добро збалансованих по амінокислотному складі білків є клітини міцелію багатьох мікроскопічних грибів. По своїх живильних властивостях білки грибів наближаються до білок сої і м'яса, внаслідок чого можуть використати задля готування білкових концентратів, але й як приварок у їжу. Сировиною для промислового вирощування мікроскопічних грибів звичайно служать рослинні відходи, що містять клітковину, геміцеллюлози, лігнін.

Залежно від способу підготовки рослинної сировини для культивування мікроскопічних грибів застосовують й відповідні технології їхнього вирощування. Для культивування грибів на твердому живильному розробленому середовищі метод твердо фазної ферментації, що включає здрібнювання і обробку рослинної сировини парами води і аміаку, збагачення цієї сировини мінеральними речовинами, посів й вирощування міцелію грибів у заданому режимі аерації і підтримки оптимальної температури. Однак при такій технології культивування грибів коефіцієнт використання рослинної сировини низький, що, порівняно невисокий рівень зміст білка у вирощуваній грибній масі (20-30% від сухої маси).

Більше високий коефіцієнт використання сировини звичайно досягається при вирощуванні грибів на гідролізатах рослинних відходів й рідких відходів деревопереробної і целюлозно-паперової промисловості. Для цього застосовують метод глибинного культивування, як й при вирощуванні кормових дріжджів. Зміст білків у грибній масі. Вирощеної на рідкому живильному , середовищі може досягати 50-60% від сухої маси. З метою понад повного використання сировини також практикується спільне культивування грибів й бактерій. Поряд із використанням рослинних відходів розроблені також технології по переробці в грибний білок торфу, гною, екскрементів тварин.

Висновок

Мікробіологічна промисловість - галузь промисловості, в якій виробничі процеси базуються на мікробіологічному синтезі коштовних продуктів з різних видів нехарчової сировини (вуглеводнів нафти і газу, гідролізату деревини), а також відходів промислової переробки цукрового буряка, кукурудзи, олійних і круп'яних культур і т.д. Випускає білково-вітамінні концентрати, амінокислоти, вітаміни, ферментні препарати, антибіотики, бактерійні і вірусні препарати для захисту рослин від шкідників і хвороб, бактерійні добрива, а також продукти комплексної переробки рослинної сировини - фурфурол, ксиліт і ін.

На науковій основі створюються усе більш досконалі інженерно-біологічні системи, в яких властива мікроорганізмам величезна енергія ферментативного перетворення речовин використовується для направленого синтезу продуктів, необхідних сільському господарству і промисловості. Значна частина продукції мікробіологічної промисловості уживається для здобуття біологічно повноцінних комбікормів.

При мікробіологічному синтезі , як і будь-якому органічному синтезі, складні речовини утворюються з простіших з'єднань. Мікробіологічний синтез слід відрізняти від бродіння, в результаті якого теж виходять різні продукти мікробного обміну, але переважно за рахунок розпаду органічної речовини. Значна частина продуктів, що утворюються в ході мікробіологічного синтезу, володіє фізіологічною активністю і представляє практичну цінність для народного господарства.

Особливе значення як джерело білка має мікробна біомаса. Виробництво такої біомаси на дешевій сировині розглядають як один із засобів усунення зростаючого білкового дефіциту в живленні людини і тварин.

Найбільш інтенсивний розвиток отримали промислові методи мікробіологічного синтезу так званих кормових дріжджів, вживаних в вигляді сухої біомаси як джерело білка і вітамінів в тваринництві.

Список використаної літератури

1. Лисак В.В. Мікробіологія: навчальний посібник. - Мінськ: БДУ, 2007. - 426 с.

2. Вербина Н.М., Каптерева Ю.В. Мікробіологія харчових виробництв. - М.: видавництво ВО «Агропромиздат», 1988.

3. Вербина Н.М., Каптерева Ю.В. Мікробіологія харчових виробництв. -- М.: изд. ВО «Агропромиздат», 1988.

4. http://tmb.org.ua/new/index.php.

5. http://knowledge.allbest.ru/biology.

Размещено на Allbest.ru