Mikroorganizmy w biotechnologii

Źródła szczepów przemysłowych:

1. Środowisko naturalne

2. Środowisko przekształcone przez człowieka

3. Kolekcja szczepów

4. Inne źródła

Pozyskiwanie mikroorganizmów o znaczeniu przemysłowym:

- izolacja nowych mikroorganizmów o pożądanych cechach

- badanie nowych szczepów, nowe sposoby hodowli, bardziej czułe metody analityczne

Pozyskiwanie szczepów mikroorganizmów o znaczeniu przemysłowym

1. Wybór miejsca

2. Pobranie próby ze środowiska

3. Wstępna obróbka próbki

4. Izolacja

5. Testy selekcyjne

6. Testy fermentacyjne

7. Identyfikacja gatunkowa wybranego mikroorganizmu

1. Wybór miejsca

Środowisko – to wybrane przez nas na drodze racjonalnego wyboru źródło mikroorganizmów, z którego spodziewamy się wyizolować, z zastosowaniem klasycznych technik mikrobiologicznych mikroorganizmów o właściwościach, które stanowią o ich atrakcyjności biotechnologicznej

Przykłady:

1. Wydajna enzymatyczna hydroliza laktozy w mleku o temperaturze 10-15 stopni C

Miejsce pobrania próby – środowisko naturalne obfitujące w gatunki mikroorganizmów psychrofilnych i psychrotrofowych

2. Przetwórstwo skrobi – wytwarzanie syropów glukozowych

Środowisko naturalne obfitujące w gatunki mikroorganizmów termofilnych i hipertermofilnych

3. Nowe antybiotyki

Środowisko naturalne obfitujące w gatunki promieniowców

4. Bioremediacja gleby skażonej produktami ropopochodnymi

Środowisko obfitujące w gatunki mikroorganizmów zdolnych do biodegradacji węglowodorów

5. Bioremediacja gleby skażonej pierwiastkami promieniotwórczymi

Środowisko obfitujące w gatunki mikroorganizmów odpornych na promieniowanie jonizujące

2. Pobranie próby ze środowiska

Kolekcja gatunków mikroorganizmów dominujących w populacji drobnoustrojów w danym środowisku nie stanowi problemu. Mikroorganizmy potencjalnie przydatne w procesach przemysłowych to tylko niewielki odsetek całej populacji

Sposoby zwiększania liczebności pozyskiwanych mikroorganizmów:

- oddziaływanie na środowisko przed pobraniem próby

- wprowadzenie do środowiska wabików – pułapek

- wstępna obróbka fizyczna lub mechaniczna próbki

- hodowla wzbogacająca.

Przykłady:

1. Izolacja bakterii propionowych – hodowle beztlenowe na glukozie, podłoże z mleczanem/C

2. Izolacja bakterii kwasu octowego – źródło węgla, 4% etanol (Acetobacter, Glukonobacter)

3. Izolacja promieniowców – novobiocyna, penicylina

4. Izolacja grzybów – Streptomycyna

5. Izolacja bakterii przetrwalnikujących – podwyższona temperatura

3. Techniki izolacyjne

Zastosowanie pożywek stałych – metodę tę stosuje się do izolowania producentów enzymów. Stosuje się odpowiednią pożywkę selekcyjną zawierającą substrat dla enzymu i obserwuje się stan podłoża wokół kolonii.

Izolacja poprzez przegląd szczepów – wykorzystuje się takie podłoża hodowlane, które zapewniają maksymalną ekspresję cech genetycznych. Przygotowuje się wiele pożywek o różnych czynnikach limitujących, a dla każdego limitowanego substratu stosuje się różne formy składników występujących w dostarczonych ilościach.