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17.1A: Industrielle Mikroorganismen - Biologie

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Es gibt verschiedene Arten von Mikroorganismen, die für die großtechnische Produktion von Industrieartikeln verwendet werden.

Lernziele

  • Beschreiben Sie, wie Mikroorganismen in der Industrie verwendet werden, um Lebensmittel oder Produkte in großen Mengen herzustellen

Wichtige Punkte

  • Die Fähigkeit spezifischer Mikroorganismen, spezialisierte Enzyme und Proteine ​​zu produzieren, wurde in der Industrie für viele Zwecke genutzt.
  • Industrielle Mikroorganismen werden zur Herstellung vieler Dinge verwendet, darunter Lebensmittel, Kosmetika, Pharmazeutika und Baustoffe.
  • Mikroorganismen können gentechnisch verändert oder manipuliert werden, um die Produktion im großen Maßstab zu unterstützen.

Schlüsselbegriffe

  • Exopolysaccharid: eine Art aus Zucker zusammengesetztes Polymer, das von einem Mikroorganismus in die äußere Umgebung abgesondert wird
  • Archaeen: eine taxonomische Domäne einzelliger Organismen ohne Kerne, die im Wesentlichen von Bakterien stammen.

Die industrielle Mikrobiologie umfasst die Verwendung von Mikroorganismen zur Herstellung von Lebensmitteln oder Industrieprodukten in großen Mengen. In der industriellen Mikrobiologie werden zahlreiche Mikroorganismen eingesetzt; Dazu gehören natürlich vorkommende Organismen, im Labor ausgewählte Mutanten oder sogar genetisch veränderte Organismen (GVO). Gegenwärtig gewinnt die Debatte um den Einsatz von gentechnisch veränderten Organismen (GVO) in Nahrungsquellen sowohl an Fahrt, mit immer mehr Unterstützern auf beiden Seiten. Der Einsatz von Mikroorganismen auf industrieller Ebene ist jedoch tief in der heutigen Gesellschaft verwurzelt. Im Folgenden finden Sie einen kurzen Überblick über die verschiedenen Mikroorganismen, die industriell verwendet werden, und deren Rolle, die sie spielen.

Archaea sind spezifische Arten von prokaryotischen Mikroben, die die Fähigkeit aufweisen, Populationen in ungewöhnlichen und typischerweise rauen Umgebungen zu erhalten. Diejenigen, die in den feindseligsten und extremsten Umgebungen überleben, sind bekannt als extremophil Archaeen. Die Isolierung und Identifizierung verschiedener Arten von Archaeen, insbesondere die extremophilen Archaeen, ermöglichten die Analyse ihrer Stoffwechselprozesse, die dann manipuliert und für industrielle Zwecke genutzt wurden.

Extremophile Archaea-Arten sind aufgrund der von ihnen produzierten Enzyme und Moleküle von besonderem Interesse, die es ihnen ermöglichen, das Leben in extremen Klimazonen zu erhalten, einschließlich sehr hoher oder niedriger Temperaturen, extrem saurer oder basischer Lösungen oder wenn sie anderen schädlichen Faktoren wie Strahlung ausgesetzt sind. Zu den spezifischen Enzymen, die isoliert und für industrielle Zwecke verwendet wurden, gehören thermostabile DNA-Polymerasen aus der Pyrococcus furiosus. Diese Art von Polymerase ist ein gängiges Werkzeug in der Molekularbiologie; es ist in der Lage, den hohen Temperaturen standzuhalten, die notwendig sind, um Polymerase-Kettenreaktionen abzuschließen. Zusätzliche Enzyme isoliert aus Pyrokokken Zu den Arten gehören spezielle Arten von Amylasen und Galactosidasen, die eine Lebensmittelverarbeitung auch bei hohen Temperaturen ermöglichen.

Corynebakterien zeichnen sich durch ihre vielfältige Herkunft aus. Sie finden sich in zahlreichen ökologischen Nischen und werden in der Industrie am häufigsten zur Massenproduktion von Aminosäuren und Ernährungsfaktoren verwendet. Insbesondere die Aminosäuren, die von Corynebacterium glutamicum gehören die Aminosäure Glutaminsäure. Glutaminsäure wird als üblicher Zusatzstoff in der Lebensmittelproduktion verwendet, wo sie als . bekannt ist Mononatriumglutamat (NACHRICHT). Corynebakterium kann auch bei der Steroidumwandlung und beim Abbau von Kohlenwasserstoffen verwendet werden. Die Steroidkonversion ist ein wichtiger Prozess bei der Entwicklung von Arzneimitteln. Der Abbau von Kohlenwasserstoffen ist der Schlüssel zum Abbau und zur Beseitigung von Umweltgiften. Gegenstände wie Kunststoffe und Öle sind Kohlenwasserstoffe; die Verwendung von Mikroorganismen, die die Fähigkeit zum Abbau dieser Verbindungen aufweisen, ist für den Umweltschutz kritisch.

Xanthomonas, eine Art von Proteobakterien, ist für seine Fähigkeit bekannt, bei Pflanzen Krankheiten zu verursachen. Die Bakterienarten, die unter Xanthomonasdie Fähigkeit aufweisen, das üblicherweise als Xanthangummi vermarktete saure Exopolysaccharid zu produzieren, das als Verdickungs- und Stabilisierungsmittel in Lebensmitteln und in kosmetischen Inhaltsstoffen verwendet wird, um eine Entmischung zu verhindern.

Eine andere Art von Mikroorganismen, die von der Industrie verwendet wird, umfasst verschiedene Arten von Aspergillus. Diese Gattung umfasst mehrere hundert Schimmelpilzarten. Aspergillus ist zu einem wichtigen Bestandteil der industriellen Mikrobiologie geworden, wo es bei der Herstellung von alkoholischen Getränken und der pharmazeutischen Entwicklung zum Einsatz kommt. Aspergillus niger wird am häufigsten zur Herstellung von Zitronensäure verwendet, die in zahlreichen Produkten wie Haushaltsreinigern, Pharmazeutika, Lebensmitteln, Kosmetika, Fotografie und Bau verwendet wird. Aspergillus wird auch häufig bei der Fermentation im großen Maßstab bei der Herstellung von alkoholischen Getränken wie japanischem Sake verwendet.