1 / 55

Biotechnol ógia

Biotechnol ógia. Anaerob biotechnol ógia Immobilizálás. Anaerob biotechnológia. Aerob - Anaerob. Aerob Obligát anaerob Fakultatív aerob Mikroaerofil Aerorezisztens. Aerob - Anaerob. Cukorból Piroszőlősavig egyezik Anaerob : szerves savak Aerob : CO 2 + ATP. Szén - kén körforgás.

forest
Download Presentation

Biotechnol ógia

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Biotechnológia Anaerob biotechnológia Immobilizálás

  2. Anaerob biotechnológia

  3. Aerob - Anaerob • Aerob • Obligát anaerob • Fakultatív aerob • Mikroaerofil • Aerorezisztens

  4. Aerob - Anaerob • Cukorból • Piroszőlősavig egyezik • Anaerob: szerves savak • Aerob: CO2+ ATP

  5. Szén - kén körforgás

  6. Kén körforgás

  7. Nitrogén körforgás

  8. REDUKCIÓ Oxidálószer + e-→ termék Elektron akceptor = Oxidációs szám csökken Oxidáció Redukálószer → termék + e- Elektron donor = Oxidációs szám nő Redox folyamat

  9. Redox pár • Nernst egyenlet • -60 mV/pH e- • -30 mV/pH 2e- • E ≤ -300 mV

  10. Anaerob anyagcsere • Fermentáció • Terméke • piroszőlősav • szerves sav, pl. acetát, laktát • energia, oxidált koenzim • Anaerob légzés

  11. Anaerob anyagcsere • Fermentáció • Anaerob légzés • Nitrát redukció, denitrifikálás • Szulfát vagy kén redukció • Metanogenezis • glükóz + 3NO3- + 3H2O →    6HCO3- + 3NH4+, ΔG0' = -1796 kJ • glükóz + 3SO42- + 3H+→   6HCO3- + 3SH-, ΔG0' = -453 kJ • glükóz + 12S + 12H2O → 6HCO3- + 12HS- + 18H+, ΔG0' = -333 kJ • AEROB ΔG0' = -2844kJ

  12. Anaerob körülmények biztosítása

  13. Anaerob körülmények biztosítása

  14. Anaerob körülmények biztosítása • Anaerob munkahely • Kontrollált anaerob környezet • Szabad kézzel lehet dolgozni • Steril • Zsiliprendszer

  15. Anaerob tenyésztés sajátosságai • Hosszú “lag” fázis • A rendszer anaerobbá válik • Sejtszám nem nő • Redox potenciál csökken

  16. Anaerob tenyésztés sajátosságai • Anaerob baktérium spórájából nem fejlődik aktív sejt -120 mV redox potenciál alatt • CRP = culture redox potential ≠ belső redox potenciál

  17. Anaerob tenyésztés sajátosságai • Kevert kultúrák • Szintrópia • Két mikróba egymás működését segíti, kölcsönös előnyöket biztosítva a partnereknek

  18. "S" törzs: 2 CH3CH2OH + 2 H2O = 2 CH3COO- + 2 H+ + 4 H2 ΔGo' = +19 kJ / 2 mol EtOH „H" törzs: CO2 + 4 H2 = CH4 + 2 H2O ΔGo' = -131 kJ / mol CH4 Szintrópia – fajok közötti H2 átadás • Methanobacillus omelianskii • Etanolból ecetsav anaerob úton • Termodinamikailag nem megy • Szintrópia Együttes reakció: 2 CH3CH2OH + CO2 = 2 CH3COO- + 2 H+Δ Go' = -112 kJ / mol CH4

  19. Listeria monocytogenes • Gram + • Emberben 10% előfordul tünet nélkül • Súlyos idegrendszeri gyulladásokat okoz • Monocitákat, makrofágokat, leukocitákat támad • Sejtbe bejut • Vérrel fertőz

  20. Staphylococcus • Gram +, sokan ártalmatlanok • Bőrön, nyálkahártyákon • S. aureus - patogén

  21. Immobilizálás

  22. Immobilizálási technikák: prokarióta • Bezárás

  23. Immobilizálási technikák: prokarióta • Felületi adszorpció

  24. Immobilizálási technikák: prokarióta • Keresztkötés

  25. Immobilizálási technikák: prokarióta • Makropórusos hordozó

  26. Immobilizálási technikák: prokarióta • Szűrés

  27. Immobilizálási technikák: prokarióta • Felületi kitapadás

  28. Immobilizálási technikák: prokarióta • Természetes aggregátumok

  29. Immobilizálási technikák: eukarióta • Roller bottle

  30. Immobilizálási technikák: eukarióta • Sima felületű mikrohordozó

  31. Immobilizáló mátrixok • Alginát • D-mannuronsav • L-güluronsav • Zegzugos kopolimer • Kétértékű kation: Ca2+ • Keresztkötés • Ionos kötés • Gyenge • Koncentráció függő • Pórusméret: 1-15 μ

  32. Immobilizáló mátrixok • Alginát • D-mannuronsav • L-güluronsav • Zegzugos kopolimer • Kétértékű kation: Ca2+ • Keresztkötés • Ionos kötés • Gyenge • Koncentráció függő • Pórusméret: 1-15 μ

  33. Alginát immobilizálás • Na-alginát • Viszkózus folyadék • Sejtekkel keverés • Cseppek • 50 mM CaCl2 oldatba • 0,5-2 mm átmérő • Biológiailag lebontható • Szárítva tárolható

  34. Immobilizáló mátrixok • Pektin • D-galakturonsav • Ca2+ só • Mechanikai stabilitás nagy • Keresztkötő szer kell • Glutáraldehid • Polietilénimin

  35. Immobilizáló mátrixok • Pektin • Növényi sejtfal alkotó • Különböző mértékben észterezett • GRAS • probiotikum

  36. Immobilizáló mátrixok • Controlled pore glass • Kétféle üveg keverék • Borát + szilikát • Egyiket kioldják • Térhálós szerkezet • Mechanikai stabilitás • Sterilezhető • Felület derivatizálható • Sejt, molekula megkötés • kromatográfia

  37. Immobilizáló mátrixok • Controlled pore rubber • Kétféle gumi keverék • Egyiket kioldják • Térhálós szerkezet • Mechanikai stabilitás • Sterilezhető • Sejt, molekula megkötés

  38. Immobilizáló mátrixok • Poliuretán • Izocianát + alkohol + katalizátor • Adalékokkal sokféle • Forma • Keménység • Víznél könnyebb • Aerob mikrobáknak • Biológiailag NEM lebontható

  39. Immobilizáló mátrixok • Poliuretán • Nagy, inert felület • Levegő szűrő biofilterekben

  40. Biotechnológia • Pezsgőgyártás • Üvegbe félig érlelt bor + cukor + élesztő • Parafadugó • 1-3 év érlelés után élesztő eltávolítás forgatással • Nyak fagyasztása • Élesztő “kilövés” • Helyére aroma + konyak • CO2 serkenti az EtOH felszívódását (!)

  41. Biotechnológia • Pezsgőgyártás • Élesztő alginátban • “kabátolás” • Kitin, kitozán • Érlelés = szabadon lebegő élesztő • Ülepítés gyorsan, hatékonyan

  42. Biotechnológia • Pezsgőgyártás • Élesztő alginátban • “kabátolás” • Ülepítés gyorsan, hatékonyan • 25% pezsgő megtakarítás • Munkaerő megtakarítás

  43. Biotechnológia • Apró magvak + alginát • Könnyebb vetni • Répa, fehérrépa • Tápanyag, csírázást segítő anyagok, patogének elleni védekezés • P. fluorescens

  44. Ivóvíz tisztítás • Globális probléma • Emberiség száma nő • Emberi eredetű szennyezés nő • Iható víz mennyisége csökken

  45. Ivóvíz tisztítás • Nitrogén felhalmozódás • NH4+, NO3-

  46. Szennyvíztisztítás • Kommunális, ipari • Nitrogén: ammónia, nitrát • Aerob – anaerob kezelés

  47. Szennyvíztisztítás • Kommunális, ipari • Nitrogén: ammónia, nitrát • Aerob – anaerob kezelés • Tiszta víz • Energia • Kezelt iszap = Szerves trágya

  48. Ivóvíz denitrifikálása • Nitrát – nitrit átalakulás a bélcsatornában • Fakultatív anaerobok • Részleges redukció • NO2- hemoglobinhoz kötődik irreverzibilisen • “Kék csecsemő” • Agyi krónikus hypoxia • Emésztőtraktus tumor

  49. Ivóvíz denitrifikálása • Nitrát redukció fokozatosan

  50. Ivóvíz denitrifikálása • Gélcső reaktor • Nitrifikál • Nitrosomonas europaea • Denitrifikál • Paracoccus denitrificans • Energia: EtOH • Térben elválasztva

More Related