جزوه میکروبیولوژی صنعتی
دانلود جزوه
صنایع غذایی کتاب میکروبیولوژی صنعتی مایکل جی دکتر شجاع الساداتی دکتر مرتضوی کروگر ﺩﺍﻧﺸﮕﺎﻩ ﻓﺮﺩﻭﺳﻲ ﻣﺸﻬﺪ استاد سجاد یزدان دکتر پذیر
میکروبها ابزارها ی کارآمد : ❖ )( )( : : ً : )(؛ )(. ً : )( – – – –
: )(
:
ً ً ً ❖ : : : :
: : : :
: – : : : : : : )(:
:
: :
:
❖ ❖ : :
✓ ✓ :
✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ❖ :
: : )( : : : : : : : صورت گیرد ، تولید محصول توجیه اقتصادی نخواهد داشت.(
10. تولید کم محصولات جانبی به منظور سهولت خالص سا زی: چنانچه میکروب در حین تولید محصول مورد نظر ما ،محصولات و یا آنزیمهای دیگری را نیز تولید کند، این عمل باعث بروز مشکلاتی در خالص کردن محصول تولیدی می شود در نتیجه امکان دارد محصولی ناخالص بدست آید.
11. سلولهای میکروبی نباید حساس به تنش برشی بوده یا بیش از حد کف تولید نمایند: چناچه میکروارگانیسم در زمانتولید محصول در داخل فرمانتور، با چرخش فرمانتور، از هم جدا شده و نیز تولید محصول بخاطر این تنش کاهش پیدا کند به این حالت تنش برشی گویند. حساس بودن به تنش برشی باعث کاهش تولید محصول شده و باعث کاهش راندمان تولید می شود. در فرمانتورهای همزن دار، هنگام همزدن محیط کشت همراه میکروب، کف تولید می شود .
تولید کف باعث کاهش راندمان تولید ، امکان جزوه میکروبیولوژی صنعتی و ممانعت از رسیدن اکسیژن به تمام قسمتهای محیطکشت و میکروبها می شود. برخی میکروارگانیسم ها در حین تولید، باعث ایجاد کف بسیار بالا شده و در نتیجه باعث اختلال در تولید می شود .
آموزش میکروبیولوژی
میکرو ارگانیسم های ایمن
صنایع تخمیری برای انتخاب یک میکرو ارگانیسم صنعتی ، علاوه بر توانایی تولید موثر یک یا چند محصول در کنار رشد سریع و کاربرد مواد غذایی ارزان و در دسترس ، ترجیح می دهند تا از میکرو ارگانیسم های Generaly ( GRASrecognized as safe( یا ایمن استفاده کنند . به همین دلیل است که برای به کار بردن میکرو ارگانیسم های پاتوژن و یا
نژادهای دستکاری شده به لحاظ ژنتیکی یا Genetically manipulated microorganisms (GMM( باید بسیار احتیاط کرد . در جدول شماره 1 به مهمترین میکرو ارگانیسم هائی که به عنوان GRAS یاد می شود اشاره می کنیم.
نمونه هایی از انواع میکرو ارگانیسم های GRAS
میکرو ارگانیسم های ایمن ) GRAS(
قارچ های رشته ا ی مخمره ا باکتری ها
آسپرژیلوس نایجر کاندیدا یوتیلیس باسیلوس سوبتیلیس
آسپرژیلوس اریزا کلویورومایسس مارکسیانوس لاکتوباسیلوس بلگاریکوس
موکورژاوانیکوس لاکتیس کلویورومایسس لاکتی س لاکتوکوکوس
پنی سیلیوم راکفورتی ساکارومیسس سرویزبه لوکونوستوک ائنوس
ثبات ژنتیکی ، مشخص بودن مسیر بیو سنتزی محصول مورد نظر ، کم نیاز بودن ، سهولت جدا سازی میکرو ارگانیسم وفرآورده نهائی از محیط کشت تخمیر و تولید کم محصولات جانبی از دیگر ویژگی های مهم یک سویه ی صنعتی به شمار می روند و توانائی رشد میکرو ارگانیسم در شرایط پر تنش محیطی مانند گرما ، فشار اسمزی ، سرما و … در یک سویه مولد ، امتیاز بزرگی محسوب می شود .
کلیه مراحل تولید میکروبی هر نوع محصولی را به دو فاز فرآیندهای بالا دستی و پایین دستی تقسیم کرد. در فرآیندهای بالا دستی، کلیه مراحل و پیش زمینه های لازم برای عمل تخمیر از جمله غربالگری سویه مولد، انتخاب محیط مناسب رشدو تخمیر برای سویه ها و فراهم کردن دیگر شرایط لازم برای ارتقای تولید محصول باید رعایت شود.
گاهی محصولات میکروبی، متابولیت های اولیه هستند که در فاز لگاریتمی رشد میکرواورگانیس م تولید میشوند. در فاز سکون رشد نیز متابولیت ثانویه تولید می شود.
آموزش میکروبیولوژی صنعتی
صرف نظر از نوع تخمیر، می توان کلیه مراحل تولید میکروبی و فرآیند تخمیری هر نوع محصولی را به دو فاز فر آیندها ی بالا دستی و پایی ن دستی تقسیم کرد.
فر آیند بالا دس تی:
1. غربالگری سوی ه مولد: انتخاب میکروارگانیس م صنعتی ی ا توسعه میکروارگانیس م تا حصول میکروارگانیسم صنعت ی با روشهای مختل ف
2. انتخاب م حیط مناسب رشد و تخمیر برای سو یه ها: انتخاب م حیط کشت مناسب از نظر صنعتی، ارزان، فراوان و مناسب از نظر رشد و تولید محصو ل
3. تنظیم ترکیب م حیط کشت با توجه به وضعیت موجود برای مرحله ی توسعه مای هی تلقی ح و تخمیر اصل ی
4. استریل و سترون سازی م حیط کشت، تجهیزات ،لوازم کشت و هو ا
5. توسعه مای ه تلقی ح مناسب ) بهترین تعداد میکروارگانیسم در بهترین شر ایطش (
6. تامین تجهیزات و لوازم کل فرآیند
7. افزودن مایه تلقی ح )میکروارگا نیسم( به م حیط کشت استریل شد ه
پس از انجام عملیات بالا دس تی در ح ین فرآین د تولید محصول یا میکروارگانیسم، بای د شرایط زیر رع ایت شود:
– کنترل فرآیند در حی ن تخمیر
– حفظ وضعیت استریل در حی ن تخمیر
– تامین مواد افزود نی در حین تخمیر
– انتخاب زمان مناسب بر ای خاتمه تخمیر در وضعیت بست ه
فر آیند پایین دست ی
1. جداسا زی توده زیستس یا بیومس
2. تخریب دیواره سلول برا ی آزاد سازی محصولات درون سلولی و چسبیده به دیواره سلول ) در محصولات ترشح شده به خارج سلول این مرحله وجود ندارد(
3. تغلیظ محصول
4. کنترل کیفی و کمی محصول
5. بسته بند ی
6. استریل کردن پسماندها در صورت استفاده از ارگانیسم مهندسی شد ه
7. تصفیه
• کل فرآیندهای تخمیری به زبان ساده مرحله 1: نگهدار ی مای ه تلقی ح
نگهدار ی طولا نی مدت نژاده ای تولید، لازمه انجام یک فر ا یند تخمیری است. هدف اص لی ا ین مرحله، تنها به زنده ماندن و بقای میکروارگانیسم خلاصه نمی شود. میکروارگانیسمها را به آسانی می توان با انتقال دوره آ ی )کشت مکرر یا پاساژ دادن( زنده نگه داشت اما احتمال دارد میکروارگانیسم توانایی تول ید خود را از دست دهد و همچنین امکان جهش یا م.تاسیون نیز در آنها وجود دارد.
نژادهای تولید کننده را بای د از لحاظ اسنریل بودن و توانایی تولید محصول، کنترل نمود و سپس تا هنگام استفاده، نگهداری کرد. سه تکنیک زیر از متداول ترین روشهایی هستند که برای نگهدا ری میکروارگانیسم استفاده می¬شوند.
الف: نگهدا ری در درجه حرارت پایین )2-6 درجه سانتی گراد( ب: نگهدار ی بصورت منجمد) 20- تا 80- درجه سانتی گراد( ج: لیوفلیزه کردن )خشک کردن انجمادی( مرحله 2: رشد ما یه تلق ی ح
در ابتدا، کشت محافظت شده را در م حیط کشت مایع یا جامد کشت داده و فعال م ی شود. شرایط مورد استفاده در کشت دادن اولیه ) م حیط کشت، درجه حرارت انکوباسیون و .. ( به ونوع فر آیند بستگی دارد. برای رسیدن به اپتیمم یا مناسب ترن وضعیتمقدار تولید محصول مورد نظر در فرآیند تولید صنع تی، کشت مناسب و ص حی ح مایه تلقی ح بسیار حائز اهمیت است .
مرحله 3: کشت مقدما ت ی
به منظور به دست آوردن مای ه : )(
:
• • : : ❖ ً ً حیط کشت غذایی و ی ا با اداره کردن مناسب فرآیند تخمیر )مثلاً میزان وارد کردن سوبسترا( حذف نمود، بایستی از موتانه ایی که در آنها مکانیسمهای تنظیمی مختل شده، به عنوان نژاد تولید کنند ه استفاده کرد.
در اکثر فرآیندهای تخمیر در صنعت ، مراحل مختلفی وجود دارد که هر یک محیط کشت ویژه ای نیاز دارند . این مراحل شامل تکثیر مایه ی میکروبی ) کشت استارتر ( ، تخمیر در ابعاد نیمه صنعتی و تولید فراورده های نهائی در مقیاس صنعتی است . در مواردی که محصول مورد نظر متابولیت اولیه یا زیست توده می باشد ، باید از محیط های کشتی بهره برد که موجب رشد بهینه ی میکرو ارگانیسم شود و چنانچه فرآورده ی نهائی، بخشی از متابولیت ثانویه میکروبی است باید از محیطی استفاده کرد که یک دوره مقدماتی رشد سلولی را فراهم کرده و بعد از آن شرایط مناسب را برای تولید متابولیت ثانویه ایجاد کند، چرا که تولید این محصولات وابسته به رشد نیست. در این حالت با کاهش یک یا چند ماده غذائی، رشد رامتوقف می کنند .
نیازهای عمومی برای انجام فرآیند تخمیر: منابع کربن ، نیتروژن ، فسفر و گوگرد ، برخی عناصر نادر و کمیاب ، گاهی ویتامین هایی مثل بیوتین و ریبوفلاوین ، بافرها و یا عوامل کنترل کننده pH و ضد کف می باشند .
منابع کربن:
– ً ً – – – — – -/
فهرست مطالب