βιοτεχνολογία

ΓΕΩΡΓΙΑ-ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΑ-ΙΑΤΡΙΚΗ-ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ Βιοτεχνολογία: χρησιμοποίηση ζωντανών οργανισμών προς όφελος του ανθρώπου. Παρελθόν: Παραγωγή ψωμιού, μπίρας, κρασιού Σήμερα : Τρόφιμα, εμβόλια,αντιβιοτικά (Πενικιλίνη -Φλέμιγκ 1928), ινσουλίνη (1982),αυξητική ορμόνη (1985),ερυθροποιητίνη (1989), μονοκλωνικά αντισώματα (διάγνωση, θεραπεία καρκίνου, μεταμοσχεύσεις), κλπ. ΓΕΩΡΓΙΑ-ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΑ-ΙΑΤΡΙΚΗ-ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ Η βιοτεχνολογία στηρίζεται κυρίως σε: τεχνικές καλλιέργειας και ανάπτυξης μικροοργανισμών τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA

Χρόνος διπλασιασμού μικροοργανισμών Χρόνος διπλασιασμού μικροοργανισμών είδος Χρόνος διπλασιασμού σε ιδανικές συνθήκες Escherichia coli 20min Mycobacterium tuberculosis 18h Amoeba proteus 24h Saccharomykes cerevisae 2h Παράγοντες που επηρεάζουν τον χρόνο διπλασιασμού: διαθεσιμότητα θρεπτικών συστατικών. pH. οξυγόνο. θερμοκρασία.

Διαθεσιμότητα θρεπτικών συστατικών Διαθεσιμότητα θρεπτικών συστατικών αυτότροφοι ετερότροφοι νερό Μεταλλικά ιόντα Πηγή άνθρακα το CO2 της ατμόσφαιρας Πηγή άνθρακα διάφορες οργανικές ενώσεις (υδατάνθρακες) Αμμωνιακά ή νιτρικά άλατα

pH οξυγόνο Οι περισσότεροι αναπτύσσονται σε pH 6-9. Υπάρχουν όμως εξαιρέσεις, όπως πχ ο Lactobacillus που αναπτύσσεται σε pH 4-5 οξυγόνο υποχρεωτικά αερόβιοι: χρειάζονται υψηλή συγκέντρωση Ο2, πχ. βακτήρια του γένους Mycobacterium υποχρεωτικά αναερόβιοι: το Ο2 γι’ αυτούς είναι τοξικό , πχ. βακτήρια του γένους Clostridium προαιρετικά αερόβιοι: αναπτύσσονται ταχύτερα παρουσία Ο2, παρά απουσία του, πχ. οι μύκητες που χρησιμοποιούνται στην αρτοποιία

θερμοκρασία Οι περισσότεροι αναπτύσσονται άριστα σε θερμοκρασία 20-45οC. Υπάρχουν όμως και εξαιρέσεις….

Καλλιέργεια μικροοργανισμών στο εργαστήριο Καλλιέργεια μικροοργανισμών στο εργαστήριο Γίνονται κύρια για ερευνητικούς σκοπούς Τα θρεπτικά υλικά μπορεί να είναι υγρά ή στερεά Η κατασκευή στερεών καλλιεργειών απαιτεί την χρησιμοποίηση ενός πολυσακχαρίτη που προέρχεται από φύκη (άγαρ) και ο οποίος διαλύεται στο νερό σε θερμοκρασίες πάνω από 45ο C, αλλά στερεοποιείται σε μικρότερες θερμοκρασίες. Εμβολιασμός: προσθήκη μικρής ποσότητας κυττάρων στο θρεπτικό υλικό. Με διατήρηση της κατάλληλης θερμοκρασίας σε ειδικούς κλιβάνους σε 12-76 ώρες παράγεται μεγάλος αριθμός μικροοργανισμών. Οι καλλιέργειες αυτές μπορούν να διατηρηθούν στην κατάψυξη (-80οC) Θρεπτικά υλικά, σκεύη και οτιδήποτε άλλο χρησιμοποιηθεί στην καλλιέργεια πρέπει να αποστειρώνονται.

Καλλιέργεια μικροοργανισμών στη βιομηχανία Καλλιέργεια μικροοργανισμών στη βιομηχανία παραγωγή κυττάρων ή προϊόντων μεταβολισμού των κυττάρων σε μεγάλη κλίμακα γίνονται σε κατάλληλες τους βιοαντιδραστήρες (ή ζυμωτήρες), όπου ρυθμίζονται αυτόματα οι συνθήκες της καλλιέργειας. το θρεπτικό υλικό είναι σε υγρή μορφή. χρησιμοποιούνται φθηνές πηγές άνθρακα. αποστείρωση του βιοαντιδραστήρα και του θρεπτικού υλικού-στείρες συνθήκες. Ζύμωση ονομάζεται η διαδικασία ανάπτυξης μικροοργανισμών σε υγρό θρεπτικό υλικό κάτω από οποιεσδήποτε συνθήκες αναερόβιες ή αερόβιες. Τα προϊόντα της ζύμωσης είναι είτε κύτταρα (βιομάζα) είτε προϊόντα κυττάρων ( πρωτεΐνες, αντιβιοτικά)

Είδη καλλιέργειας μικροοργανισμών σε βιομηχανική κλίμακα Είδη καλλιέργειας μικροοργανισμών σε βιομηχανική κλίμακα Στην κλειστή μετά την τοποθέτηση του αποστειρωμένου θρεπτικού υλικού στον βιοαντιδραστήρα, τον εμβολιασμό με μια μικρά ποσότητα μικροοργανισμών και την ρύθμιση των απαραίτητων συνθηκών, δεν επεμβαίνουμε ξανά στην διαδικασία. Στην συνεχή καλλιέργεια προσθέτουμε συνεχώς θρεπτικό υλικό και απομακρύνουμε τα τοξικά προϊόντα μεταβολισμού των αναπτυσσόμενων μικροοργανισμών. (Την κλειστή καλλιέργεια προτιμούμε για την παραλαβή προϊόντων μεταβολισμού, ενώ την συνεχή για την παραλαβή βιομάζας) .

Η κλειστή καλλιέργεια έχει 4 φάσεις, λανθάνουσα, εκθετική, στατική και φάση θανάτου, ενώ η συνεχής έχει 2 φάσεις την λανθάνουσα και την εκθετική. Στην κλειστή καλλιέργεια οι μικροοργανισμοί παράγουν χρήσιμα προϊόντα συνήθως κατά την εκθετική και την στατική φάση. Στην συνεχή καλλιέργεια οι μικροοργανισμοί βρίσκονται συνέχεια στην εκθετική φάση ανάπτυξης…

Παραλαβή προϊόντων ζύμωσης Παραλαβή προϊόντων ζύμωσης Με διήθηση ή φυγοκέντρηση διαχωρίζονται τα υγρά από τα στερεά συστατικά ( κύτταρα). Το επιθυμητό προϊόν μπορεί να βρίσκεται στα στερεά ή στα υγρά συστατικά. Το τελικό προϊόν πρέπει να καθαρισθεί.