ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Βιοτεχνολογία. Μικροβιακή παραγωγή προϊόντων, κάθετη επεξεργασία

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Βιοτεχνολογία Μικροβιακή παραγωγή προϊόντων, κάθετη επεξεργασία Διδάσκουσα: Αναπλ. Καθ. Άννα Ειρήνη Κούκκου

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

3 Mικροβιακή παραγωγή προϊόντων

4 Προϊόντα βιοτεχνολογίας Aντιβιοτικά Oργανικοί διαλύτες Τρόφιμα Πρόσθετα Oργανικά οξέα Γλυκερόλη Aμινοξέα στεροειδή πετροχημικά μονοκύτταρη πρωτεΐνη βιταμίνες ενζυμα

5 Glucose Glucose-6-phosphate 2-keto-3-deoxy- 6-phosphogluconate Fructose-1,6- diphosphate Glyceraldehyde- 3-phosphate Dihydroxyacetone phosphate Lactate Pyruvate Glycerol 2,3 butanediol Acetolactate Ethanol Acetyl CoA Acetoacetate Acetate Butyryl CoA Acetone Butyrate Butanol

6

7 Υποστρώματα Πρωτογενείς μεταβολίτες Μεταβολικά τελικά προϊόντα Αιθανόλη Ακετόνη Βουτανόλη Γαλακτικό οξύ 2,3-βουτανόλη Δευτερογενείς μεταβολίτες Αντιβιοτικά Μυκοτοξίνες χρωστικές Απαραίτητοι μεταβολίτες Αμινοξέα Βιταμίνες νουκλεοζίτες Βιομετατροπές Αμινοξέα Στεροειδή σορβόλη

8 Διάγραμμα τυπικής αερόβιας διεργασίας Αποθήκη πρώτων υλών Σύστήματα ρύθμισης Ενέργεια Προετοιμασία πρώτων υλών Αποστείρωση Βιοαντιδραστήρας Καθαρισμός επιθυμητών προϊοντων Αέρας Συμπίεση Αποστείρωση Προϊόντα Θερμότητα Απόβλητα

9 Ζυμώσεις μεγάλης κλίμακας Large Scale Fermentations Η μετατροπή μιας εργαστηριακής μεθόδου σε μια βιομηχανική εφαρμογή καλείται Ανακλιμάκωση Ανάπτυξη σε μεγάλη κλίμακα απαιτεί αλλαγές στη καλλιέργεια Μεγάλοι όγκοι δεν ακολουθούν τα ίδια κινητικά δεδομένα με τις καλλιέργειες σε δοκιμαστικούς σωλήνες Τρυβλία-πετρί, κωνικές φιάλες πειραματικό βιομηχανικό πρότυπο (pilot plan) τελικό βιομηχανικό επίπεδο

10 Στάδια ζύμωσης Διατήρηση-φύλαξη μικροοργανισμού Ανάπτυξη εμβολιάσματος Προκαλλιέργεια-ζύμωση Τελική ζύμωση

11 Μικροβιακή παραγωγή Ακατέργαστα υλικά άλεση υδρόλυση αποστείρωση Κάθετη επεξεργασία Βιομετατροπή Αντιδραστήρας Ανάκτηση προϊόντος Παραγωγή βιομάζας Βιοσύνθεση μεταβολιτών κατάλυση Bιομετατροπες διήθηση φυγοκέντρηση καθίζηση σπάσιμο κυττάρων εκχύλιση κρυστάλλωση χρωματογραφία ξήρανση

12 Κάθετη διαδικασία Ενδοκυτταρικό προϊόν Συλλογή κυττάρων Εξωκυτταρικό προϊόν κύτταρα Θρεπτικό υλικό λύση εκχύλιση Προϊόν απόχυση Προϊόν απόχυση

13 Διαχωρισμός Διήθηση Φυγοκέντρησηη

14 Σύστημα διήθησης

15 Διήθηση μεγάλης κλίμακας μέσω περιστροφικού φίλτρου υπό κενό

16 Διήθηση μέσω διασταυρούμενης ροής

17 Συλλογή κυττάρων

18 Φυγοκέντρηση Supernatant Centrifuge tube Supernatant Precipitate Precipitate Tubular bowl Rotor Feed

19

20 Tύποι φυγοκέντρων

21 Χημικοί τρόποι Αλκαλικό περιβάλλον Οργανικοί διαλύτες Απορρυπαντικά Βιολογικοί τρόποι Ένζυμα Λύση κυττάρων

22 Λύση κυττάρων Φυσικές μέθοδοι Υπέρηχοι Ωσμωτικό σοκ Πάγωμα-ξεπάγωμα Λυοτρίβηση Υγρή ρήξη των κυττάρων

23 Υγρή ρήξη με υψηλή πίεση

24 Λύση κυττάρων λόγω πρόσκρουσης

25 ΖΥΜΩΣΗ Eνζυμα-αντιβιοτικά > Διαγνωστικά ένζυμα Πενικιλλίνη, πρωτεάσες Αμινοξέα

26 Τέλος Ενότητας

27 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

28 Σημειώματα

29 Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. Έχουν προηγηθεί οι κάτωθι εκδόσεις: Έκδοση 1.0 διαθέσιμη εδώ.

30 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκουσα: Αναπλ. Καθ. Άννα Ειρήνη Κούκκου. «Βιοτεχνολογία. Μικροβιακή παραγωγή προϊόντων, κάθετη επεξεργασία». Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση:

31 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή, Διεθνής Έκδοση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη. [1]