Микроорганизмы в биосинтезе

В процессе биологической очистки в отличие от большинства процессов биосинтеза, где преобладает монокультура, участвуют различные группы организмов, формирующие структуру биоценоза активного ила, куда могут входить гетеротрофные и автотрофные нитрифицирующие бактерии, сапрозойные простейшие, а также инфузории, коловратки и черви. В процессе биологической очистки структура биоценоза активного ила меняется в зависимости от условий развития и взаимоотношения различных групп, определяемых наличием питательного субстрата, условиями аэрации и продолжительностью очистки. Основным фазам роста ила при утилизации органического субстрата соответствует последовательное изменение биоценоза от микроорганизмов с сапрозойиым способом питания до организмов-хищников. По мере снижения концентрации органических веществ в сточной воде происходит отмирание бактерий и их потребление голозойными простейшими, количество которых увеличивается. Далее, ио мере истощения субстрата простейшие становятся нищей для хищных инфузорий, коловраток н червей [11]. Характер изменения численности особей по отдельным группам иллюстрирует график на рис.-4.18. [c.219]

БРОЖЕНИЕ (ферментация) — процесс разложения органических веществ, преимущественно углеводов, на более простые соединения под влиянием микроорганизмов или выделенных ими ферменте ). Освобождающуюся при этом энергию микроорганизмы расходуют для своей жизнедеятельности, а продукты Б. используют для биосинтеза. Важнейшими типами Б. являются спиртовое (производство вина, пива, этилового спирта и др.), молочнокислое (производство кефира, кваса, силосование кормов, квашение овощей и др.), маслянокислое (происходит в заболоченных почвах, в испорченных консервированных продуктах), метановое. [c.47]

С каждым годом все большее число разнообразных процессов микробиологического синтеза реализуется в промышленных условиях, Промышленная биотехнология становится новым перспективным направлением, открывающим необозримые горизонты использования продуктов биосинтеза микроорганизмов в народном хозяйстве. Увеличивается число биохимических заводов и комбинатов по производству уже освоенной продукции микробиологического синтеза — ферментных препаратов, витаминов, кормовых антибиотиков, аминокислот, микробиологических препаратов для борьбы с вредителями растений, кормовых дрожжей и др. Широким фронтом ведутся исследования по получению и технологии производства новых биологически активных препаратов, разрабатываемых с использованием современных достижений молекулярной генетики и генной инженерии. К перспективным задачам промышленной биотехнологии относится также реализация микробиологических процессов, направленных на решение энергетической проблемы, в том числе производство биогаза, топливного этанола, метана, топливного водорода с помощью фотосинтезирующих микроорганизмов и др. [c.3]

Клетка. Основу биотехнологической системы составляют процессы микробиологического синтеза, направленные на получение разнообразных целевых продуктов биосинтеза — белков, аминокислот, липидов и др. Важную роль играют также процессы биологической очистки, направленные на утилизацию органических и неорганических соединений растущими на данном субстрате микроорганизмами. Индустриальное использование процессов культивирования микроорганизмов связано со способностью клеток в определенных условиях окружающей среды расти и размно- [c.7]

Некоторые непредельные органические кислоты, как, например, лино-левая, арахидоновая, являются одновременно пластическим и энергетическим материалом и витаминами группы Р. К витаминам примыкают и ростовые вещества микроорганизмов, которые нуждаются в получении этих веществ из окружающей среды, например урацил, оротовая кислота. Многие витамины— пантотеновая кислота, биотин, инозит, рибофлавин и другие — одновременно являются и ростовыми веществами для различных видов микроорганизмов. В природе биосинтез витаминов осуществляется растениями и микроорганизмами так, витамин Кг н витамин В12 синтезируется исключительно микроорганизмами. [c.631]

В природном микроорганизме биосинтез антибиотика - это не патология, это нормальный процесс в его метаболизме. Но промышленные продуценты антибиотиков - иное дело, у них нарушен механизм регуляции, они образуют антибиотика больше, чем это нужно природному микроорганизму. [c.209]

Математические модели кинетики роста микроорганизмов, образования продуктов биосинтеза и утилизации субстратов отличаются от известных моделей химической кинетики. В основу большинства используемых моделей роста микроорганизмов положены уравнения ферментативной кинетики микробиологических процессов [1—4, 23, 27]. Однако, учитывая значительное число протекающих в клетках стадий биохимических ферментативных реакций, применение законов ферментативной кинетики носит в большинстве случаев формальный характер. Отличительной особенностью большинства моделей является использование в качестве основного параметра модели численности или концентрации микробной популяции. Именно большая численность микробных популяций позволяет широко применять при моделировании кинетики роста детерминистический подход, опирающийся на хорошо развитый аппарат дифференциальных уравнений. В то же время известны работы, в которых используются стохастические модели кинетики [25]. Среди них распространены работы, основанные на простой концепции рождения и гибели , что в математическом аспекте позволяет применять аппарат марковских процессов. В более сложных моделях микробная популяция представляется Б виде конечного числа классов, каждый из которых ха- [c.53]

Тетрациклины — антибиотики широкого спектра действия. Они активны в отношении грам-отрицательных и грам-положительных бактерий, риккет-сий, некоторых крупных вирусов и простейших. Они устойчивы к действию различного рода гидролаз, к ним медленнее развивается резистентность микроорганизмов. К их недостаткам следует отнести различные побочные эффекты. Механизм антимикробного действия тетрациклинов основан на ингибировании ими биосинтеза белка микробной клетки. [c.304]

Микробиологические исследования. На первом этапе определяются микробиологические, биохимические и физико-химические характеристики процесса на микроуровне. Основная задача подобных исследований заключается в нахождении наиболее вероятного механизма протекания процесса с выбором модели кинетики и оценкой констант. На этом же этапе решаются задачи выбора эффективных культур и микроорганизмов и оптимизации питательных сред. Наиболее быстрое решение указанных задач возможно лишь с использованием вычислительной техники, с помощью которой удается быстро просматривать конкурирующие механизмы протекания процесса биосинтеза, оценивать кинетические константы и выбирать оптимальный состав питательных сред. В настоящее время использование вычислительной техники на этом этапе исследований позволяет в некоторых случаях автоматизировать эксперимент, что существенно увеличивает эффективность научных исследований. [c.44]

Характерной особенностью роста популяции микроорганизмов является зависимость удельной скорости роста клеток от концентрации субстрата или продукта биосинтеза. Графики на рис. 2.9 иллюстрируют щироко используемые при анализе кинетических закономерностей зависимости. Основной вид зависимостей (рис. 2.9, а, б, й) аналогичен 5-образной кривой с насыщением, однако повышение концентрации питательного субстрата может вызывать и ингибирующий эффект (рис. 2.9,г). Практически важна ситуация, когда продукты метаболизма при определенной их концентрации в среде ингибируют рост клеток (рис. 2.9, д, е, ж). Совместное влияние субстрата и продуктов метаболизма иллюстрирует зависимость на рис. 2.9, з. Достаточно общий случай взаимодействия субстрата и продукта метаболизма, влияющего на удельную скорость роста, отражает модель Моно—Иерусалимского [c.61]

Специфика теплового расчета процесса ферментации связана с определением величины теплового потока в процессе биосинтеза. Количество тепла, выделяемого в процессе аэробного, культивирования микроорганизмов, зависит от вида используемого углеродсодержащего субстрата и эффективности его утилизации микроорганизмами, т. е. выхода биомассы. Общее количество тепла, выделяемого в единицу времени при биосинтезе 1 кг микробной массы, составит [c.101]

Расчеты, приведенные в работе [20] для рабочего диапазона изменения переменных процессов ферментации, показали существенное влияние вязкости жидкости, концентрации мицелия и интенсивности перемещивания на скорость потребления кислорода микроорганизмами. Увеличение вязкости ферментационной жидкости и концентрации мицелия приводит к увеличению кажущейся константы Моно и к уменьщению интенсивности дыхания для заданного уровня концентраций растворенного кислорода. Из этого следует, что величина концентраций (парциального давления) растворенного кислорода для процесса биосинтеза не остается постоянной в течение всего процесса, а изменяется с изменением концентрации биомассы, вязкости среды, скорости вращения мешалки. Этот вывод хорошо согласуется с экспериментальными данными [15, 42]. [c.98]

Условия функционирования узла следующие. В биореактор поступают потоки питательной среды /.], нейтрализующего агента 2 и культуральной жидкости L (после сепарационного разделения последний содержит определенное количество клеток микроорганизмов). В отводимом из сепаратора потоке Ц находятся концентрированная биомасса микроорганизмов и некоторое количество неутилизированной питательной среды (субстрата). Поток суспензии микроорганизмов из биореактора в сепаратор обозначим з. Биореактор имеет систему охлаждения II, обеспечивающую поддержание заданной температуры процесса ферментации в условиях выделения тепла при реакции биосинтеза. Суспензия микроорганизмов при сепарации дополнительно подогревается. Биореактор представлен в виде трех операторов — I — смешение , II — теплообмен , III — биохимический синтез , а сепаратор в виде двух операторов — IV — теплообмен и V — разделение . [c.19]

ФОСФАТИДОВЫЕ КИСЛОТЫ (ф-лу см. в ст. Липиды), носкоподобные в-ва сильные к-ты рК1 3,9 рКг 8,3. Содержатся и тканях животиых, растениях и микроорганизмах. Промежут. продукты биосинтеза фосфоглицеридов. Получ. расщеплением лецитинов и др. фосфолипидов фосфолипа-зой В или синтетически. [c.627]

Биореактор рассматривается как аппарат идеального перемешивания, функционирование которого полностью характеризуется только кинетикой процесса биосинтеза. В этих условиях скорость роста микроорганизмов зависит только от концентрации лимитирующего субстрата. [c.137]

Принципы получения вторичных метаболитов основаны на особенностях их образования клетками микроорганизмов. Биосинтез вторичных метаболитов фазоспецифичен и происходит по завершении стадии роста, в и 1 иофазе, благодаря чему их еще называют идиолитами (см. с. 32). Среди вторичных метаболитов ведущее место по объему производства занимают антибиотики. [c.61]

Кривые на графике рис. 3.20, а показывают влияние частичной сегрегации (различные варианты расчета) на выходную концентрацию микроорганизмов и остаточную концентрацию субстрата. Таким образом, на показатели процесса биосинтеза влияют как условия смешения в зонах аппарата, так и взаимное расположение зон. Для биореакторов большого объема с несколькими перемешивающими устройствами характерно наличие нескольких зон микросмешения и сегрегации, что может быть представлено более сложной моделью, обобщенно учитывающей уровень смешения л структуру потоков в биореакторе. [c.152]

Высокая ценность антибиотиков и необходимость производства их в больших масштабах привели к созданию антибиотической промышленности, отличной от химической, основанной на биосинтезе, с поддержанием стерильности, интенсивной аэрации и контролируемой температуры в течение всего процесса ферментации. Явилась необходимость в селекции высокопроизводительных штаммов микроорганизмов — продуцентов антибиотиков для их очистки понадобилось создание экстракционного оборудования, аппаратуры для промышленной ионообменной хроматографии и др. [c.687]

Г. обнаружены в вирусах и фагах, микроорганизмах, грибах, растениях, в клетках и тканях животных. Их главная ф-ция-участие в катаболизме сложных углеводов они играют также важную роль в их биосинтезе (напр., крахмала, углеводных цепей гликопротеинов). Липидозы и др. болезни накопления обусловлены наследств, недостатком определенных Г. [c.576]

Степень полимеризации и разветвления колеблется в широком диапазоне и зависит от вида продуцирующего микроорганизма. Биосинтез декстрана из сахарозы могут осуществлять бесклеточные ферментные экстракты из бактерий штамма ЬеисоповШ по такой схеме [c.181]

Более подробно было изучено влияние арсенита в концентрации 5 10"" М. Результаты показали (табл. 76), что данная концентрация приводит к значительному накоплению пировиноградной кислоты в культуральной жидкости уже после 3 сут развития стрептомицета. В то же время при вполне хорошем росте микроорганизма биосинтез новобиоцина прекращается практически полностью. [c.336]

К основным питательным веществам, используемым микроорганизмами в качестве исходного сырья для биосинтеза, следует отнести углерод, азот и фосфор. При аэробном культивировании микроорганизмов в энергетическом метаболизме клетки непосредственное участие принимает кислород, выполняя роль акцептора электронов. С участием молекулярного кислорода происходит окисление углеводородного субстрата с последовательным образованием надвинного спирта, а затем жирной кислоты. При анаэробном процессе микроорганизмы получают энергию в результате окисления, когда акцепторами электронов выступают неорганические соединения. У фототрофов (фотосинтезирующих бактерий, водорослей) в качестве источника энергии служит энергия солнечной радиации. [c.10]

Большинство работ в практикуме по курсу Технология белковых препаратов и БАВ" имеет элементы исследовательского характера, А также позволяетполучить практические навыки в управлении процессами биосинтеза микроорганизмов. [c.76]

Биологический синтез протеинов. В этих целях используются в основном алканы средней молекулярной массы. Тем не менее белково-внтаминный концентрат (БВК) может быть получен не только из жидких, но и газообразных нормальных алканов, а также из продуктов нх окисления. Последние лучше растворяются в воде и поэтому легче усваиваются микроорганизмами, что обеспечивает ббльшую экономичность процесса. Микроорганизмы представляют собой аэробные формы бактерий, избирательно использующие алканы в присутствии кислорода воздуха и питательной водной среды, содержащей неорганический или органический азот, соли фосфора, магния, калия, микроэлементы — железо, цинк, медь, марганец и другие, содержащиеся обычно в пресной и морской воде. Температура биосинтеза 25—40 °С. [c.204]

Большое разнообразие процессов микробиологического синтеза реализуется в многочисленных, различных по своему принципу действия и конструктивным особенностям биореакторах. Наибольшее внимание при этом уделяется бноинженерному оформлению аэробных процессов глубинного культивирования микроорганизмов, что связано, с одной стороны, с высокими энергетическими затратами на проведение процесса биосинтеза в условиях интенсивного газо-жидкостного взаимодействия, а с другой стороны, с задачами создания промышленных биореакторов большой единичной мощности. С биотехнологической точкп зрения аппаратурное оформление процесса биосинтеза должно обеспечивать наилучшие условия для роста и размножения микроорганизмов. С учетом этого биореактор, предназначенный для аэробного культивирования микроорганизмов, включает в качестве основных функциональных элементов следующие [c.195]

Один из методов повышения производительности биореакторов в технологии биосинтеза связан с так называемым "высокоплотностным культивированием" микроорганизмов, которое реализуется при проведении процесса по специальной программе с подпиткой субстратом в периодическом режиме культивирования [24]. Это повышает концентрацию клеток микроорганизмов в среде культивирования и при поддержании неизменной удельной скорости биосинтеза общую производительность биореактора. Однако такой процесс требует тщательного выдерживания необходимых параметров биосинтеза (прежде всего текущей концентрации органического субстрата и концентрации растворенного кислорода, а также pH и содержания минеральных компонентов питания). Кроме того, питательные субстраты должны подаваться в биореактор в концентрированном виде. Процесс с подпиткой был бы одним из наилучших решений при биологическом обезвреживании концентрированных токсичных стоков и отходов, поскольку он может привести не только к увеличению производительности биореактора, но и к уменьшению объема вторичных стоков и отходов со стадии биологической очистки, Однако применительно к переработке токсичных соединений возможности тфоцесса с подпиткой резко ограничиваются из-за образования побочных продуктов метаболизма, ингибирующих процесс окисления. Так, в наших экспериментах в обычными консорциумами фенолдеструкторов ингибирование окисления в режиме с [c.235]

На практике в большинстве случаев, если не на первых этапах, то на последующих происходит вмешательство операторов, что препятствует дальнейшему развитию рассмотренной ситуации и позволяет с меньшими потерями восстановить нормальный режим эксплуатации. Однако особенность процессов биосинтеза микроорганизмов связана с невозможностью во многих случаях при отклонениях режимных параметров процесса от оптимальных значений восстановить первоначальную активность культуры. Это в свою очередь приводит к необходимости замены культуры, технологический режим работы бнореактора нарушается, а иногда происходит полный останов аппарата п всего производства. [c.166]

Механизм антибактериального действия хорошо изучен. Известно, что микроорганизмы в своем развитии синтезируют фолиевую кислоту (15, витамин Вс), которая контролирует биосинтез аминокислот, пуриновых и пиримидиновых оснований. Структура нормальной фолиевой кислоты содержит фрагмент л-аминобензойной кислоты (см. разд 5.4.11). Однако фермент, осуществляющий синтез этого витамина в присутствии лекарственного вещества, вместо аминобензойной кислоты использует ее имитатор - антагонистический сульфаниламидный фрагмент. В результате микроорганизм синтезирует псевдофолиевую кислоту (16), что блокирует образование дигидро- и тетрагидрофолиевых кислот - нормальных метаболитов [c.71]

Декстран — высокомолекулярный полисахарид, состоящий из п молекул глюкозы. Получают биосинтезом из 10—12%-ного раствора сахарозы при участии микроорганизмов Ьеисопо51ос те5еп1его1(1е5 в присутствии солей фосфорной кислоты (Ыа, К, МН4) при 25°. Продукт выделяют фракционированным осаждением спиртом. При гидролизе среднемолекулярной фракции в течение 1—5 ч 0,05—0,3 н. раствором соляной кислоты при 80—95° получают препарат с молекулярным весом 50 000—150 000, осаждаемый из раствора спиртом или ацетоном. [c.534]

Смотреть страницы где упоминается термин Микроорганизмы в биосинтезе: [c.112] [c.213] [c.282] [c.173] [c.18] [c.25] [c.54] [c.166] [c.42] [c.478] [c.82] [c.680] [c.79] [c.101] [c.129] [c.264] [c.370] [c.429] [c.550] [c.595] [c.75]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология