HOOFDSTUK 11: Industriële microbiologie (= Hfst. 30) 11.1 Industriële micro-organismen en hun producten (= 30.1)

Transcriptie

1 MICROBIOLOGIE - DEEL I - LES 7 Prof. Dr. ir. J. Swings «Biology of Microorganisms», 9de ed. (2000) HOOFDSTUK 11: Industriële microbiologie (= Hfst. 30) 11.1 Industriële micro-organismen en hun producten (= 30.1) 11.2 Groei en produktvorming in industriële processen (30.2) 11.3 Eigenschappen van grootschalige fermentaties (= 30.3) 11.4 Up-scaling van fermentaties (= 30.4) 1

2 HOOFDSTUK 11: Industriële microbiologie (= Hfst. 30) 11.1 Industriële micro-organismen en hun producten (= 30.1) 11.2 Groei en produktvorming in industriële processen (30.2) 11.3 Eigenschappen van grootschalige fermentaties (= 30.3) 11.4 Up-scaling van fermentaties (= 30.4) Cultuur collecties Afkorting ATCC BCCM CBS DSMZ naam, plaats American Type Culture Collection, VS Belgium Co-ordinated Collections of Micro-organisms, België Centraalbureau voor Schimmelculturen, Nederland Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen, Duitsland 2

3 Industrieel microorganisme: - Produceert gewenst product - Genetisch stabiel - Grootschalig te groeien - Sporen (inoculatie) - Snelle groei en productie - Goedkoop groeimedium - Ongevaarlijk - Genetisch te manipuleren Produkten van industriële microbiologie Fig

4 HOOFDSTUK 11: Industriële microbiologie (= Hfst. 30) 11.1 Industriële micro-organismen en hun producten (= 30.1) 11.2 Groei en produktvorming in industriële processen (30.2) 11.3 Eigenschappen van grootschalige fermentaties (= 30.3) 11.4 Up-scaling van fermentaties (= 30.4) Primaire metabolieten Fig

5 Secundaire metabolieten Fig 11.2 Relatie tss. primaire en secundaire metabolieten Fig

6 HOOFDSTUK 11: Industriële microbiologie (= Hfst. 30) 11.1 Industriële micro-organismen en hun producten (= 30.1) 11.2 Groei en produktvorming in industriële processen (30.2) 11.3 Eigenschappen van grootschalige fermentaties (= 30.3) 11.4 Up-scaling van fermentaties (= 30.4) 6

7 Een industriële fermentor Fig 11.4 HOOFDSTUK 11: Industriële microbiologie (= Hfst. 30) 11.1 Industriële micro-organismen en hun producten (= 30.1) 11.2 Groei en produktvorming in industriële processen (30.2) 11.3 Eigenschappen van grootschalige fermentaties (= 30.3) 11.4 Up-scaling van fermentaties (= 30.4) 7

8 Scale-up Fig 11.6 LES 7 HOOFDSTUK 11: industriële microbiologie (= Hfst. 30) 11.5 Isolatie en characterizering van antibiotica (= 30.5) 11.6 Industriële produktie van antibiotica (= 30.6) 11.7 Vitaminen en aminozuren (= 30.7) 11.9 Enzymen (= 30.9) Azijn (= 30.10) Gist (= 30.12) Alcohol en alcohol-houdende dranken (= 30.13) Micro-organismen als voedsel (= 30.14) 8

9 Het ideale industriële micro-organisme Reincultuur Stabiel Sporen Groeit vlug / op grote schaal Onschadelijk Genetisch te manipuleren Cellen verwijderen Industriële microbiologie Antibiotica Vitaminen Aminozuren Enzymen Azijn Gist Alcohol Proteïnen 9

10 LES 7 HOOFDSTUK 11: industriële microbiologie (= Hfst. 30) 11.5 Isolatie en characterizering van antibiotica (= 30.5) 11.6 Industriële produktie van antibiotica (= 30.6) 11.7 Vitaminen en aminozuren (= 30.7) 11.9 Enzymen (= 30.9) Azijn (= 30.10) Gist (= 30.12) Alcohol en alcohol-houdende dranken (= 30.13) Micro-organismen als voedsel (= 30.14) Commercieel geproduceerde antibiotica Antibiotica producerend micro-organisme Bacitracine Bacillus licheniformis (EFB) Cephalosporine Cephalosporium species (F) Kanamycine Streptomyces kanamyceticus (A) Penicilline Penicillium chrysogenum (F) Tetracycline Streptomyces rimosus (A) 10

11 Fig 11.7 Fig

12 LES 7 HOOFDSTUK 11: industriële microbiologie (= Hfst. 30) 11.5 Isolatie en characterizering van antibiotica (= 30.5) 11.6 Industriële produktie van antibiotica (= 30.6) 11.7 Vitaminen en aminozuren (= 30.7) 11.9 Enzymen (= 30.9) Azijn (= 30.10) Gist (= 30.12) Alcohol en alcohol-houdende dranken (= 30.13) Micro-organismen als voedsel (= 30.14) Fig

13 Fig Fig

14 Fig 11.8 LES 7 HOOFDSTUK 11: industriële microbiologie (= Hfst. 30) 11.5 Isolatie en characterizering van antibiotica (= 30.5) 11.6 Industriële produktie van antibiotica (= 30.6) 11.7 Vitaminen en aminozuren (= 30.7) 11.9 Enzymen (= 30.9) Azijn (= 30.10) Gist (= 30.12) Alcohol en alcohol-houdende dranken (= 30.13) Micro-organismen als voedsel (= 30.14) 14

15 Fig

16 Monosodium glutamaat (MSG) L-glutamaat Smaakversterker In champignons «Chinese restaurant syndroom» Fig

17 Fig LES 7 HOOFDSTUK 11: industriële microbiologie (= Hfst. 30) 11.5 Isolatie en characterizering van antibiotica (= 30.5) 11.6 Industriële produktie van antibiotica (= 30.6) 11.7 Vitaminen en aminozuren (= 30.7) 11.9 Enzymen (= 30.9) Azijn (= 30.10) Gist (= 30.12) Alcohol en alcohol-houdende dranken (= 30.13) Micro-organismen als voedsel (= 30.14) 17

18 Waspoeders Proteasen Lipasen Cellulase Amylase 18

19 High fructose corn syrup Mais zetmeel α-amylase Gluco amylase Glucose isomerase Glucose + fructose Geimmobiliseerde enzymen Fig

20 LES 7 HOOFDSTUK 11: industriële microbiologie (= Hfst. 30) 11.5 Isolatie en characterizering van antibiotica (= 30.5) 11.6 Industriële produktie van antibiotica (= 30.6) 11.7 Vitaminen en aminozuren (= 30.7) 11.9 Enzymen (= 30.9) Azijn (= 30.10) Gist (= 30.12) Alcohol en alcohol-houdende dranken (= 30.13) Micro-organismen als voedsel (= 30.14) Habitats azijnzuurbacteriën fruit en bloemen bijenkorf wijn bier palmwijn sake tequila thee cider frisdranken nata de coco looien melkzuur-gepreserveerd vlees kaas produktie kefir azijn bloem 20

21 Doorsnede ingeënte appel Boscoop Acetobacter Acetobacter Gluconobacter 21

22 Fig LES 7 HOOFDSTUK 11: industriële microbiologie (= Hfst. 30) 11.5 Isolatie en characterizering van antibiotica (= 30.5) 11.6 Industriële produktie van antibiotica (= 30.6) 11.7 Vitaminen en aminozuren (= 30.7) 11.9 Enzymen (= 30.9) Azijn (= 30.10) Gist (= 30.12) Alcohol en alcohol-houdende dranken (= 30.13) Micro-organismen als voedsel (= 30.14) 22

23 23

24 Fig LES 7 HOOFDSTUK 11: industriële microbiologie (= Hfst. 30) 11.5 Isolatie en characterizering van antibiotica (= 30.5) 11.6 Industriële produktie van antibiotica (= 30.6) 11.7 Vitaminen en aminozuren (= 30.7) 11.9 Enzymen (= 30.9) Azijn (= 30.10) Gist (= 30.12) Alcohol en alcohol-houdende dranken (= 30.13) Micro-organismen als voedsel (= 30.14) 24

25 25

26 Glucose 2EtOH + 2 CO (druif: % suikers) Wijntypes Rode Witte Zoete Droge Schuimwijn Sauternes Eiswein Spätlese Ciders & perries Sake Palmwijn Mede Pulque Champagne Versterkte wijn Sherry Porto Madeira 26

27 Fig Fig

28 Bier! Hoge gisting S. cerevisiae C Ales, Engelse 4 6d Lage gisting S. carlsbergensis 5 10 C Pilsener, Lager 6 12d Gerst bevat: 60% zetmeel 10% N houdende stof 7 8 dagen kieming van gerst Eesting vd mout Extraktieketel proteolyse β-amylase totale versuikering Draf 28

29 Fig Geestrijk vocht Fig

30 Substraten voor bio-ethanol produktie Melasse Zetmeel Jeruzalem artisjok Cellulose Wei Mogelijke alcohol opbrengst (1000L/ha) Suikerriet Maniok Jeruzalem artisjok Suikerbiet Aardappelen Graan

31 Levensmiddel vs. Brandstof LES 7 HOOFDSTUK 11: industriële microbiologie (= Hfst. 30) 11.5 Isolatie en characterizering van antibiotica (= 30.5) 11.6 Industriële produktie van antibiotica (= 30.6) 11.7 Vitaminen en aminozuren (= 30.7) 11.9 Enzymen (= 30.9) Azijn (= 30.10) Gist (= 30.12) Alcohol en alcohol-houdende dranken (= 30.13) Micro-organismen als voedsel (= 30.14) 31

32 Fusarium graminearum 12% proteins 5% fibres 3% fat no chlolesterol 85 kcal / 100g Quorn 32