استخدام الميكروبات كمنتجات منزلية / صناعية مهمة
استخدام الميكروبات كمنتجات منزلية / صناعية مهمة!
الميكروبات أو الكائنات الحية الدقيقة هي كائنات صغيرة غير مرئية للعين المجردة لأنها بحجم 0.1 مم أو أقل. يمكن ، لذلك ، يمكن رؤيتها فقط تحت المجهر. توجد الميكروبات في كل مكان داخل التربة ، في جميع أنواع المياه ، في الهواء ، على جزيئات الغبار ، داخل وخارج أجسامنا ، وكذلك الحيوانات والنباتات الأخرى.
Image Courtesy: img.docstoccdn.com/thumb/orig/121368308.png
حتى أنها تحدث في معظم الأماكن القاسية حيث لا توجد أشكال أخرى للحياة - في الثلج ، داخل المنافس الحراري أو داخل السخانات (مع درجة حرارة 100 درجة مئوية) ، في أعماق التربة ، الموائل الحمضية للغاية ، الميكروبات تنتمي إلى مجموعات متنوعة من الكائنات الحية - البكتيريا والفطريات والبروتوزوا والنباتات المجهرية.
الفيروسات ، viroids و prions مدرجة أيضا بين الميكروبات. هم وكلاء معدية. الفيروسات هي كيانات بروتين نووي ، وتتكون الفيروسات من الأحماض النووية فقط. البريونات هي عوامل معدية للبروتينات. لا يمكن استزراع الثلاثة في خلاصات خالية من الخلايا. يمكن زراعة معظم الميكروبات الأخرى على الوسائط الغذائية حيث تشكل مستعمرات ، مثل البكتيريا والفطريات. يمكن رؤية المستعمرات بالعين المجردة. فهي مفيدة في دراسة جوانب مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة.
في حين أن الميكروبات هي عوامل سببية لمعظم الأمراض المعدية ، إلا أنها تستخدم أيضًا من قبل البشر والطبيعة في العديد من العمليات الهامة في المنازل والصناعات والزراعة ومعالجة مياه الصرف الصحي. بدلا من ذلك ، تصبح الميكروبات جزءًا من العديد من المقالات المفيدة التي يستخدمها الإنسان الأوائل مثل العسل المخمر (مشروب الكحول) ، والنبيذ ، والخبز ، واللبن الرائب ، والجبن ، وفصل الألياف النباتية ، وما إلى ذلك.
المنتجات المنزلية
1. منتجات الألبان:
تضاف بكتيريا حمض اللاكتيك (LAB) مثل lactobacillus إلى الحليب. يحول سكر اللاكتوز من الحليب إلى حمض اللبنيك. حمض اللاكتيك يسبب تجلط الدم وهضم جزئي من بروتين الحليب. يتم تغيير الحليب إلى اللبن الرائب واللبن والجبن. يحتوي المبدئ أو اللقاح المستخدم في تحضير منتجات الألبان فعليًا على ملايين من LAB.
(ط)
يتم تحضير اللبن الرائب الهندي عن طريق حشو اللبن منزوع الدسم والقشدة مع Lactobacillus acidophilus عند درجة حرارة حوالي 40 درجة مئوية أو أقل. تعتبر الخثارة أكثر مغذية من الحليب لأنها تحتوي على عدد من الأحماض العضوية والفيتامينات بما في ذلك B 12 . يفحص اللقاح الموجود في اللبن الرائد أيضًا نمو المرض الذي يسبب الميكروبات في المعدة وأجزاء أخرى من السبيل الهضمي. تؤكل الرائب على هذا النحو ، مملحة أو محلاة. يتم خثيرة الرائب لإعداد lassi. كما أنها تستخدم للحصول على حليب الزبدة والزبدة.
(2) الزبادي (= الزبادي):
وينتج عن طريق اللبن الرائب بمساعدة من Streptococcus thermophiles و Lactobacillus bulgaricus. يتم الحفاظ على درجة الحرارة عند حوالي 45 درجة مئوية (40 ° ^ 6 درجة مئوية) لمدة أربع ساعات. له نكهة حمض اللاكتيك وأسيتالديهيد. غالباً ما يتم تحلية الزبادي وتخلطه بالفاكهة.
(3) زبدة الحليب:
وهو منتج محمض يتشكل بتلقيح الحليب الخالي من الدسم مع استزراع المكوّنات Streptococcus crremoris و S. lactis و Lactobacillus acidophilus وأنواع Leuconostoc عند 22 درجة مئوية لمدة 18 ساعة. ويسمى أيضًا السائل الحامضي المستخلص بعد زبدة الزبدة من اللبن الرائب.
(رابعا) كريم الحامضة:
يتم تلقيح كريم تم الحصول عليها عن طريق متماوج من الحليب مع Steractococcus lactis لإنتاج حامض اللبنيك والرمز Leuconostoc لإضفاء نكهة مميزة.
(ت) الجبن:
إنها واحدة من أقدم منتجات الألبان التي أعدت بمساعدة الميكروبات. يتم فصل اللبن الرائب من الجزء السائل أو مصل اللبن لتشكيل الجبن. اعتمادا على محتوى الماء ، الجبن هو من ثلاثة أنواع - لينة (50-80 ٪ من الماء) ، شبه مقشورة (حوالي 45 ٪ من الماء) وصعبة (أقل من 40 ٪ ماء).
كانت طريقة تحضير الجبن بمساعدة الميكروبات معروفة في آسيا وأوروبا قبل المسيح بفترة طويلة. هناك العديد من أنواع الجبن مع نسيج ونكهة وطعم مختلف. تتم عملية التخثر بمساعدة بكتيريا حمض اللاكتيك وإنزيم رينين (= كولين تجلط الدم ، chymosin) ، المنفحة (من معدة العجل) أو مستخلص فاكهة خميرة Withania coagulans. في إعداد اللبن الجبن الخام يتم تخثره بمساعدة بكتيريا حمض اللاكتيك. يتم تسخين اللبن الرائب بلطف لفصل الجبن عن مصل اللبن.
يسمح لأي سائل متبقي في الجبنة باستنزافه عن طريق تعليقه في قطعة قماش. يتم تحضير الجبن الغير مطبوخ أو المخمرة من خلال خطوة واحدة للتخمر والتي تشمل تلقيح الحليب الخالي من الدسم مع استزراع الجبن (على سبيل المثال ، لاك توكلسلوس ، أسيبتوباكتر ، ساكاروميسيس ، رييزوبوس ، أميلوموسيس) بالإضافة إلى رانين أو المنفحة بعد 1-2 ساعة. يتم وضع اللبن الرائب في حاويات مسامية مبطنة بقطعة قماش لتصريف المصل.
يتم تحضير الجبن الناضج من الجبن غير المجفف عن طريق غمسه أولاً في المحلول الملحي ، المسح ، ثم النضج مع سلالة مختلفة من البكتيريا والفطريات. يستغرق 1-16 أشهر للنضج. يتم نضج الجبن السويسري الكبير مع مساعدة من CO 2 إنتاج (تسبب ثقوب) بكتيريا تسمى Propionibacterium sharmanii. الجبن الروكفور يستخدم Penicillium roqueforti بينما تستخدم جبن الكمامبير Penicillium camemberti من أجل النضج.
2. الخبز:
تزرع سلالات مختارة من خميرة بيكر ، Saccharomyces cerevisiae ، على دبس السكر. عندما يحدث نمو كاف ، يتم حصاد خميرة بيكر وتحويلها إلى مسحوق أو كعك. تضاف كمية صغيرة من خميرة الخباز إلى دقيق القمح. نفس الشيء مطلوب. يتم الاحتفاظ بالدقيق في درجة حرارة دافئة لبضع ساعات. تتضخم. تسمى هذه الظاهرة خميرة. يحدث التخدير بسبب إفراز ثلاثة أنواع من الإنزيمات بالخميرة.
هم الأميليز ، المالتاز والزيماسي. الأميلاز يسبب انهيار كمية صغيرة من النشا إلى سكر المالتوز. Maltase يحول المالتوز إلى الجلوكوز. يتم التحكم في الجلوكوز من قبل zymase. Zymase هو مجمع من عدة إنزيمات من التنفس اللاهوائي الذي يجلب التخمير. تخمير الغلوكوز بشكل رئيسي يتكون من الكحول الإيثيلي وثاني أكسيد الكربون. السببان في التورم أو تخمير العجين. يتم خبز العجين مخمر. كل من ثاني أكسيد الكربون والكحول الإيثيلي يتبخران مما يجعل الخبز مسامي وناعم.
3. دوسا ، أوبما وإدلي:
هم إعداد المخمرة من الأرز والغرام الأسود (الحجاب الحاجي أوراد). ويسمح للاثنين بالتخمر لمدة 3-12 ساعة مع أنواع Leuconostoc و Streptococcus المحمولة جواً من البكتيريا. ينتج ثاني أكسيد الكربون الناتج أثناء عملية التخمر عن نفث العجين.
4. جليبي:
يتم تخمير العجينة شبه السائلة من الدقيق الفاخر من القمح مع الخميرة ، المقلية على شكل لفائف وغطس في شراب السكر للحصول على Jalebi. وبالمثل أعد Imriiti من طحين Black Gram.
5. الأطعمة الأخرى:
Tempeh (اندونيسيا) ، Tofu (اليابانية) و Sufu (الصينية) هي الأطعمة المخمرة التي تم الحصول عليها من فول الصويا. صلصة الصويا هي صلصة مالحة بنكهة براون مخمرة من فول الصويا والقمح. وتستخدم البراعم الخيزران العطاء والخضار مباشرة وكذلك بعد التخمير. يتم تحضير عدة أنواع من النقانق عن طريق تخمير الأسماك واللحوم ومعالجتها. مخلل الملفوف المختم بعناية ومخلل الملفوف.
6. SCP (بروتين الخلية الواحدة):
إنه إنتاج الكتلة الحيوية الميكروبية كأغذية تكميلية للبشر والحيوانات. و SCP المشتركة هي Spirulina ، الخميرة و Fusarium graminearum. المعالجة مطلوبة. إن البروتين SCP غني بالبروتينات والفيتامينات والمعادن ذات الجودة العالية ولكنه ضعيف في الدهون. إلى جانب إثبات البروتينات التي تشتد الحاجة إليها ، يفيد الاستهلاك والإنتاج المستدامين في الحد من التلوث البيئي لأنه يزرع في الغالب على نفايات عضوية متوسطة من الزراعة والصناعات.
7. تودى:
إنه شراب تقليدي لبعض أجزاء جنوب الهند الذي يصنع عن طريق تخمير sap من النخيل. مصدر مشترك هو التنصت على spadices غير مفتوحة من جوز الهند. وهو مشروب منعش يمكن تسخينه لإنتاج الجرجير أو سكر النخيل. غادر Toddy لبضع ساعات تخمير مع مساعدة من الخميرة التي تحدث بشكل طبيعي لتشكيل المشروبات التي تحتوي على حوالي 6 ٪ من الكحول. بعد 24 ساعة يصبح الطيب غير مستساغ. يمكن استخدامه الآن لإنتاج الخل.
منتجات صناعية:
يستخدم النشاط التخمرى للميكروبات صناعياً للحصول على عدد من المنتجات. النوعان الشائعان هما التخمر الكحولي والمضادات الحيوية.
منهجية:
بالنسبة لأي استخدام صناعي جديد لنشاط ميكروبي ، تمر التكنولوجيا عبر ثلاث مراحل - مقياس المختبر ، مقياس المصنع التجريبي ووحدة التصنيع. ويسمى التطوير من نطاق المختبر إلى وحدة التصنيع بالتوسع.
1. مقياس المختبر:
بعد فترة وجيزة من اكتشاف استخدام الكائنات الحية الدقيقة ، يتم البحث عن الحد الأقصى لعدد السلالات ويتم اختيار السلالة الأكثر ملاءمة وتضاعف. يتم تصنيع جهاز / جهاز مقياس المختبر. لديها fermentor الزجاج (fermenter). يتم وضع جميع المعلمات للعملية مثل المغذيات الخاصة بالميكروب ، ودرجة الحموضة ، والتهوية ، والتخلص من C02 إذا تطورت ، ودرجة الحرارة المثلى ، والمنتجات ، وتثبيط المنتج أو التحفيز ، ووقت الإنتاج الأمثل ، وفصل المنتج وتنقيته. في نهاية المطاف ، يتم الانتهاء من عملية مقياس المختبر.
2. مقياس النبات التجريبي:
وهي مرحلة وسيطة يتم فيها اختبار العمل في نطاق المختبر ، ويتم تقييم جودة وصفات المنتج. يتم استبدال الأوعية الزجاجية بأوعية معدنية. وتسمى الحاوية التي يتم فيها التخمير بـ "مفاعل حيوي" أو "fermentor". يتم تحسين نظام التهوية وتصحيحات الأس الهيدروجيني وتعديلات درجة الحرارة.
3. وحدة التصنيع:
يتم تحديد حجمها من قبل الاقتصاديات عملت في أثناء عملية مقياس النبات التجريبي. مفاعل حيوي أو fermentor غالبا ما تكون كبيرة. تضاف الكائنات الدقيقة في المفاعلات الحيوية بثلاث طرق:
(1) دعم نظام النمو أو سطح وسط المغذيات ،
(2) نظام نمو معلق أو معلق في وسط المغذيات ،
(3) نظام نمو العمود أو ثابت حيث يتم الاحتفاظ الكائنات الدقيقة الموضع في حبات الجينات الكالسيوم في الأعمدة.
التخمر الكحولي:
وجد لويس باستور لأول مرة أن الحليب والزبدة تنتج بسبب نشاط الكائنات الحية الدقيقة الخميرة والخميرة. أنواع الخميرة المستخدمة في التخمير الكحولي هي Saccharomyces cerevisiae (خميرة برور) ، S. ellipsoidens (خميرة النبيذ) ، S. Sake (Sake Yeast) و S. pireformis (الزنجبيل البيرة / البيرة الخميرة). وسط المغذيات هو الشعير الشعير للبيرة ، الشعير الجاودار المخمرة للجين ، والأرز المخمر لساكي ، والتفاح الكاجو لفيني ، والبطاطا للفودكا ، والحبوب المخمرة لويسكي ، دبس السكر المخمرة للروم والعصائر المخمرة للنبيذ والبراندي.
1. لا تمتلك الخميرة كمية كافية من دياستيز / الأميليز. لذلك ، يتم استخدام 1 ٪ من الشعير أو Rhizopus عندما يتكون وسط المغذيات من الكربوهيدرات المعقدة كما هو موجود في الحبوب والبطاطس. يتم التحلل المائي للنشاء في خزان منفصل عند درجة حرارة عالية (55 درجة مئوية) لمدة 30 دقيقة. ويسمى الطعام المسحوق الممزوج بالماء الساخن للحصول على الشعير الهريس. يسمى وسط المغذيات المحلاة قبل التخمير الكحولي نبتة.
2. يتم تعقيم مفاعل حيوي / خزان التخمير بمساعدة البخار تحت الضغط. يتم إضافة وسط المغذيات السائلة أو نبتة في الخزان وتعقيمها بالمثل. ومن ثم يسمح لها بالبرودة.
3. عندما يتم تبريد وسط المغذيات السائلة إلى درجة حرارة مناسبة ، يتم تلقيح مع سلالة مناسبة من الخميرة من خلال نظام نمو الدعم (على السطح) أو نظام نمو معلق (داخل نبتة). التخمر يحدث بثلاث طرق:
(1) عملية الدفعات:
المفاعل الحيوي كبير جدًا (سعة تصل إلى 2،25،000 لترًا من المتوسط). يسمح للخميرة والمغذيات بالبقاء هناك حتى يتحقق الحد الأقصى من محتوى الكحول (6-12 ٪). يطلق عليه غسل. يتم إزالة نفس و تعقيم خزان للدفعة القادمة ،
(2) العملية المستمرة:
هناك إزالة منتظمة لجزء من الخمور / الغسل المخمّر وإضافة المزيد من المغذيات ،
(3) عملية الدفعات الفيدرالية:
يتم تغذية المغذيات بانتظام بكميات صغيرة في جهاز التخمير وذلك لتحسين عمل الميكروب المخمّر دون أي تثبيط ،
(4) الخميرة المستقرة:
في الآونة الأخيرة يتم استخدام الخميرة في حالة عدم استقرار في حبات الجينات الكالسيوم. هذه التقنية هي 20 مرة أكثر كفاءة.
4. يتم تصفية كل من البيرة والنبيذ ، مبستر وزجاجاتهم دون مزيد من التقطير. البيرة لديها محتوى مدمن على الكحول من 3 - 6 ٪ بينما النبيذ في المحتوى الكحولي هو 9-12 ٪. يتم تحقيق محتوى الكحول أعلى عموما من خلال إضافة مباشرة من الكحول. تتم إضافة القفص إلى نبتة أثناء تحضير البيرة. يتم تقطير المرق المخمر في حالة المشروبات الكحولية الأخرى التي تسمى المشروبات الكحولية الصلبة ، مثل الجين (40٪) والروم (40٪) والبراندي (60-70٪). الروح المصححة هي كحول بنسبة 95٪. الكحول المطلق هو 100 ٪ من الكحول.
5. منتجات وداع التخمير الكحولي هي CO 2 و الخميرة. يمكن تشكيل عدد من المواد الكيميائية الأخرى بتغير وسط المغذيات ، والأس الهيدروجيني والتهوية - بروبانول n ، وبوتانول ، وكحول الأميل ، والفينيلثانول ، والجليسرول ، وحامض الخليك ، وحمض البيروفيك ، وحمض السكسينيك ، وحامض اللبنيك ، وحمض الكابريك ، وحمض الكابريليك ، ethyl acetate، acetaldehyde، diacetyl، hydrogen sulphide، etc.
مضادات حيوية:
وقد صاغ هذا المصطلح من قبل واكسمان (1942). المضادات الحيوية (Gk. anti-against، bios-life) هي مواد كيميائية تنتجها بعض الميكروبات التي يمكن بتركيز صغير أن تقتل أو تؤخر نمو الميكروبات الضارة دون التأثير بشكل سلبي على المضيف. كان البنسلين أول مضاد حيوي اكتشفه ألكسندر فليمنج (1928). وجد أن الفطريات البنسيليوم notatum أو مستخلصه يمكن أن يمنع نمو بكتيريا Staphylococcus aureus.
ومع ذلك ، فإن المضاد الحيوي تم استخراجه تجارياً بواسطة جهود سلسلة وفلوري. استخدمت المادة الكيميائية على نطاق واسع في علاج الجنود الأمريكيين المصابين في الحرب العالمية الثانية. حصلت فليمينغ ، وسلسلة ، وفلوري على جائزة نوبل في عام 1945. وعزل واكسمان وودروف actinomycin في عام 1941 و streptothricin في عام 1942. اكتشف Waksman وألبرت (1943) و Waksman (1944) streptomycin. Burkholder (1947) chloromycetin معزولة.
أكثر من 7000 المضادات الحيوية معروفة. في كل عام يتم اكتشاف 300 مضاد حيوي جديد بواسطة كائنات دقيقة شديدة الحساسية (بدأت في عام 1970). تنتج Streptomyces griseus أكثر من 41 مضادا حيويا في حين تشكل بكتريا Bacillus subtilis حوالي 60 مضاد حيوي. يمكن أن تكون المضادات الحيوية واسعة النطاق أو محددة. طيف واسع مضاد حيوي. وهو مضاد حيوي يمكن أن يقتل أو يدمر عددًا من العوامل الممرضة التي تنتمي إلى مجموعات مختلفة ذات تركيبة تركيب وحائط مختلفة. مضاد حيوي محدد. وهو مضاد حيوي فعال فقط ضد نوع واحد من مسببات الأمراض.
عمل:
تعمل المضادات الحيوية إما كمبيد للبكتيريا (قتل البكتيريا) أو جراثيم (تثبيط نمو البكتيريا). ويتم ذلك عن طريق: (1) تعطيل تركيب الحائط ، على سبيل المثال البنسلين ، السيفالوسبورين ، الباسيتراسين ، (2) تعطيل إصلاح البلازمما وتوليفها ، على سبيل المثال ، بوليميكسين ، نيستاتين ، أمفوتيريسين ، (3) تثبيط 50 ثانية الريبوسوم ، على سبيل المثال ، الاريثروميسين. (iv) تثبيط 30 s ريبوسوم وظيفة ، على سبيل المثال ، الستربتومايسين ، نيومايسين ، (ت) تثبيط aa-tRNA ملزمة للريبوسوم ، على سبيل المثال ، التتراسيكلين ، (6) تثبيط الترجمة ، على سبيل المثال ، الكلورامفينيكول.
خصائص مضاد حيوي جيد:
(أ) غير قادر على الاستضافة بدون أي آثار جانبية ،
(ب) غير ضار بالنيكل الدقيق الطبيعي للقناة الهضمية ،
(ج) القدرة على تدمير مسببات الأمراض وكذلك الطيف الواسع ،
(د) فعالة ضد جميع سلالات الممرض ،
(هـ) العمل السريع.
مقاومة المضادات الحيوية:
غالباً ما تطور مسببات الأمراض المقاومة للمضادات الحيوية الموجودة حتى يتم إنتاج مضادات حيوية جديدة. عادة ما يتم إنتاج المقاومة بسبب وجود جينات خارج الصبغي موجودة في البلازميدات. يمكن أن تنتقل من بكتيريا إلى أخرى بسبب التحول والتنبيغ. نتيجة للتحول المتكرر ، أصبحت سلالات معينة من البكتيريا حشرات متعددة المقاومة أو فائقة ، على سبيل المثال ، NDM-1.
تأتي المقاومة للمضادات الحيوية من (1) تطوير الصمغ الغزير ، (2) تغيير غشاء الخلية بحيث لا يستطيع المضاد الحيوي التعرف على العامل الممرض ، (3) تغيير غشاء الخلية الذي يمنع دخول المضاد الحيوي ، (4) التغيير إلى شكل L من قبل الممرض ، (ذ) طفرة في مسببات الأمراض. (6) تطوير أنزيم ممرض قادر على تعديل المضاد الحيوي.
إنتاج المضادات الحيوية:
تزرع سلالة مناسبة من الكائنات الحية الدقيقة على وسط غذائي معقم مع توفير pW الأمثل ، والتهوية ، ودرجة الحرارة ، وكيل antifoaming وسلائف المضادات الحيوية (إن وجدت). عندما ينتشر ما يكفي من المضادات الحيوية إلى متوسطة ، يتم فصل الكائنات الدقيقة ويتم استخراج المضادات الحيوية من المتوسط عن طريق الترسيب ، والامتصاص أو معالجة المذيبات. يتم تنقيته وتركيزه واختباره الحيوي قبل التعبئة.
يتم الحصول على المضادات الحيوية من الأشنات والفطريات ، eubacteria و actinomycetes. المضاد الحيوي المشترك من الاشنات هو حمض الزئبق (Usnea و Cladonia). بين eubacteria ، اثنين لحساب معظم المضادات الحيوية ، Bacillus (70 ٪) و Pseudomonas (30 ٪). تنتج الفطريات عددًا من المضادات الحيوية مثل البنسلين والباتيولين وغريزيوفولفين (أنواع البنسليوم) والسيفالوسبورين (من الفطريات البحرية Cephalosporium acremonium) و antiamoebin (Emericellopsis) و polyporin (.Polystictus sanguineus) و clitocybin (Clitocybine gigantea) و citrinin (Aspergillus clavatus و Penicillium citrinum) ، clavacin (Aspergillus clavatus) ، إلخ.
يتم الحصول على الأدوية الأكثر شهرة من الأكتينوميسيتات ، خاصة الستربتوميسيس ، على سبيل المثال ، الستربتومايسين ، الكلورامفينيكول ، التتراسيكلين ، التيراميسين ، الاريثروميسين. المضادات الحيوية الأخرى التي تنتج من الأكتينوميسيت هي Streptosporangium ، Streptoverticillium ، Micromonospora ، Nocardia و Actinoplanes ، إلخ. يتم تعديل بعض المضادات الحيوية لتعزيز إمكاناتها. هم شبه اصطناعي ، على سبيل المثال ، الأمبيسلين ، الأوكوسيلين.
الاستخدامات:
المضادات الحيوية تستخدم:
(ط) كأدوية لعلاج عدد من الأمراض المسببة للأمراض أو المعدية. بسبب المضادات الحيوية وأشكالها الأكثر فعالية ، أصبح عدد من الأمراض الهائلة قابلة للشفاء ، على سبيل المثال الطاعون والتيفوئيد والسل والسعال الديكي والدفتيريا والجذام ، إلخ.
(2) كمواد حافظة في المواد الغذائية الطازجة القابلة للتلف (مثل اللحوم والأسماك) والأطعمة المبسترة والمعلبة ،
(3) كمكمل غذائي للحيوانات ، وخاصة الطيور الداجنة لأنها تعزز النمو.
المواد الكيميائية والإنزيمات والجزيئات النشطة بيولوجيا الأخرى:
تستخدم الميكروبات للإنتاج التجاري والصناعي لبعض المواد الكيميائية مثل الأحماض العضوية والكحوليات والإنزيمات والجزيئات النشطة بيولوجيا الأخرى. الجزيئات النشطة بيولوجيا هي تلك الجزيئات التي تعمل في الأنظمة الحية أو يمكن أن تتفاعل مع مكوناتها. يتم الحصول على عدد منهم من الميكروبات.
الأحماض العضوية:
يتم تصنيع عدد من الأحماض العضوية بمساعدة الميكروبات. المهم منها على النحو التالي:
1. حمض الخليك:
يتم إعداده من الكحوليات المتخمرة بمساعدة بكتيريا حمض الأسيتيك ، Acetobacter aceti. التخمير الكحولي هو عملية لا هوائية ، ولكن تحويل الكحول إلى حمض الأسيتيك هو واحد هوائي.
حالما يتم تشكيل حمض الأسيتيك 10-13 ٪ ، يتم تصفية السائل. يتم استخدامه بعد النضج كالخل. يعتمد نوع الخل ونوعيته على الركيزة المستخدمة للتخمير الكحولي والنضج. لأغراض أخرى ، يتم تنقية حمض الأسيتيك. يستخدم حمض عضوي في المستحضرات الصيدلانية ، عوامل التلوين ، المبيدات الحشرية ، البلاستيك ، إلخ.
2. حامض الستريك:
يتم الحصول عليها من خلال التخمر التي تقوم بها الأنواع Aspergillus النيجر و Mucor على شراب السكرية. يمكن أيضا استخدام خميرة كانديدا ليبوليتيكا ، بشرط أن تكون وسطتها الغذائية ناقصة من الحديد والمنغنيز. يعمل حامض الستريك في الصباغة والحفر والأدوية والأحبار والمنكهات والحفاظ على المواد الغذائية والحلويات.
3. حمض اللاكتيك:
كان أول حمض عضوي يتم إنتاجه من التخمر الميكروبي في وسط نشوي وسريري. يتم تنفيذ تخمر حمض اللاكتيك من قبل كل من البكتيريا (على سبيل المثال ، العقدية اللاكتيكية ، الأنواع الملبنة) والفطريات (على سبيل المثال ، Rhizopus). الحمض المشتق من مصادر فطرية أكثر تكلفة ولكنه ذو نقاء مرتفع. يتم استخدام أي وسائط نشوية أو سكرية.
يستخدم حمض اللاكتيك في الحلويات وعصائر الفاكهة والخلاصات والمخللات وعلاج اللحوم والليمون والخضروات المعلبة ومنتجات الأسماك. كما أنه يعمل أيضا في دباغة الجلود ، وطباعة الصوف في إعداد المواد البلاستيكية والمستحضرات الصيدلانية.
4. حمض الغلوكونيك:
يتم تحضير الحمض بواسطة نشاط نحل Aspergillus niger و Penicillium. يستخدم غلوكونات الكالسيوم على نطاق واسع كمصدر للكالسيوم للأطفال ، والأبقار والأمهات المرضعات. يتم استخدامه أيضا في إعداد المستحضرات الصيدلانية.
5. حامض Butyric:
يتم إنتاج الحمض أثناء نشاط تخمر البكتريا Clostridium acetobutylicum. الزوجة من الزبدة هي أيضا بسبب تشكيله.
6. الكحول:
الإيثانول والميثانول والبروبانول والبيوتانول هي كحولات يمكن إنتاجها تجاريا عن طريق نشاط التخمر لبعض الفطريات (مثل الخميرة ، Mucor ، Rhizopus) والبكتيريا (على سبيل المثال ، Clostridium acetobutylicum ، C. saccharotobutylicum). الكحولات هي مذيبات صناعية مهمة.
الانزيمات:
الأنزيمات هي مواد بروتينية ذات أصل بيولوجي قادرة على تحفيز التفاعلات الكيميائية الحيوية دون أن تخضع لأي تغيير. وقد صاغ ويليام كوهن (1867) كلمة "إنزيم" بعد أن قدمت الخميرة التفاعلات الخاضعة للتحكم الحيوي المحسَّنة في التخمير الكحولي (Gk. en-، zyme-eeast). وجد بوخنر (1901) أن خلاصة الخميرة لديها نشاط إنزيمي. عدد الانزيمات يصل الآن إلى عدة آلاف.
كلهم جزيئات ضخمة (جزيئات كبيرة الحجم) ذات شكل ثلاثي الأبعاد محدد. الانزيمات محددة الركيزة وتقوم بإجراء تحفيزي معين. أنها تعمل على أفضل وجه في درجة حرارة الغرفة ودرجة الحموضة شبه محايد باستثناء العديد من الأنزيمات الهاضمة. كان لاستخدام الإنزيمات في التكنولوجيا الحيوية عددًا من المشكلات التي تم التغلب عليها إلى حد كبير من خلال تقنية شلل الإنزيمات داخل الخلايا الاصطناعية أو المواد الهلامية. يتم استخدام حوالي 300 إنزيم في الصناعة والأدوية. يتم الحصول على معظمها من الميكروبات.
1. البروتياز:
هم الانزيمات التي تحلل البروتينات و polypeptides. يتم الحصول على البروتياز من أنواع Mortierella renispora و Aspergillus و Bacillus. تستخدم الانزيمات في:
(1) مسح بيرة (ويساعد على التخلص من البرد) والويسكي ،
(2) تنظيف الجلود ،
(3) تليين الخبز واللحوم
(4) إنفجار الحرير ،
(5) تصنيع الغراء السائل ،
(4) تصنيع المنظفات القادرة على إزالة البقع البروتينية.
2. الأميليازات:
انهم يحللون النشويات. يتم الحصول على amylases من الأنواع Aspergillus و Rhizopus و Bacillus. يتم استخدام الانزيمات من أجل:
(ط) تليين وتحلية الخبز ،
(2) إنتاج المشروبات الكحولية (مثل البيرة والويسكي) من المواد النشوية ،
(3) إزالة التعكر في العصائر الناتجة عن النشا ،
(د) فصل وإزالة ألياف النسيج.
يتم استخدام الأميلاز والغلوكوزيلاز والجلوكوزوميراز في تحويل نشا كوم إلى شراب كومبريت غني بالفاكوز. الفركتوز بالمناسبة هو أحلى السكريات. لذلك ، شراب كوم هو أحلى من حل السكروز. يتم استخدامه في التحلية والمشروبات المنكهة ، البسكويت ، الكعك ، الخ.
3. المنفحة:
وهو عبارة عن مستخرج من معدة العجل يحتوي على إنزيم رينين. يتم الآن الحصول على المنفحة أو chymosin من الأنواع Mucor و Endothio. Withania والتين (ficin) تنتج أيضا نفس المنتج.
4. اللاكتيز:
يتم الحصول عليها من Saccharomyces fragilis و Torula crremoris. تحوّل الإنزيمات اللاكتوز (سكر الحليب) إلى حمض اللاكتيك. اللاكتيك ، يمكن أن حمض تخثر بروتين الحليب ، الكازين. اللاكتيزات تمنع تكوين البلورات (الرمل) في مستحضرات الألبان مثل الآيس كريم والجبن المطبوخ.
5. Streptokinase (منشط البلازمينوجين المناسلي أو TPA):
وهو إنزيم تم الحصول عليه من ثقافات بعض بكتيريا انحلال الدم العقدية Streptococcus وتم تعديله وراثيا ليعمل كمغفل للجلطة. له تأثير fibrinolytic. لذلك ، فإنه يساعد في إزالة الجلطات الدموية داخل الأوعية الدموية من خلال حل الفيبرين داخل الأوعية الدموية.
6. البكتينازات:
يتم الحصول عليها تجاريا من Byssochlamys fulvo. جنبا إلى جنب مع البروتياز ، يتم استخدامها في إزالة العصائر من الفاكهة. استخدامات أخرى في استعادة الألياف وإعداد القهوة الخضراء.
7. Lipases:
هم الانزيمات الشحمية الذائبة التي يتم الحصول عليها من lipolytica المبيضات و geotrichum candidum. يضاف Lipases في المنظفات لإزالة البقع الزيتية من الغسيل. كما أنها تستخدم في النكهة الجبن.
السيكلوسبورين A:
وهو أحد عشر oligopeptide حلقي العضوية التي تم الحصول عليها من خلال نشاط التخمر الفطرية Trichoderma polysporum. لديها خصائص مضادة للفطريات ، المضادة للالتهابات والمناعة. إنه يمنع تنشيط الخلايا التائية ، وبالتالي يمنع تفاعلات الرفض في زراعة الأعضاء.
العقاقير المخفضة للكوليسترول:
وهي نتاج نشاط تخمر الخميرة Monasciis purpureus التي تشبه mevalovate وهي مثبطات تنافسية لـ p-hydroxy-p-methylglutaryl أو HMG CoA reductase. هذا يمنع تركيب الكولسترول. وبالتالي ، يتم استخدام الستاتينات في خفض نسبة الكوليسترول في الدم ، على سبيل المثال ، فاستاتين ، برافاستاتين ، سيمفاستاتين.
