Curs5_microind_master_2013.ppt

7/25/2019 Curs5_microind_master_2013.ppt

http://slidepdf.com/reader/full/curs5microindmaster2013ppt 1/55

Biomasa microbianaBiomasa microbianaCulturi starter si inocul

– industria produselor alimentare si abauturilor,

-tratamentul deseurilor,-insilozare,

-agricultura, biopesticide

Sursa de proteina pentru hranaomului , find lipsita de miros si gust poatef incorporata intr-o gama larga de produse

alimentare

Proteina furajera in hrana

animalelor.



DrojdiaDrojdiaalimentara/panifcatiealimentara/panifcatie2x12x1! "g/an! "g/an

# – $# m$# – $# m$

Melasa ca sursa de C si energie

- pretratat cu acizi pentru eliminarea sulftilor sitratament termic pentru precipitarea proteinelor.

Surse de azot %saruri de amoniu sau uree& Suplimentarea cu biotina si acid pantotenic, ortofosfat si

alte minerale, iar p' trebuie ajustat la (.-(.(.

Obiectiv - a genera o cantitate mare de biomasa -

activitate de fermentatie inalta si proprietatibune de conservare.

)espiratia aeroba - #* din carbonul disponibil poate f potential

con+ertit la biomasa. )andamentul teoretic maxim de crestere este de 0.5 g!g, in

conditii anaerobe aceasta +aloare scade sub 0."# g!g. - prinurmare mentinerea respiratiei aerobe %prezenta oxigenului inmediul de ermentatie& este esentiala.



Drojdia alimentara/deDrojdia alimentara/depanifcatiepanifcatie sistem de operare semicontinuu

rata specifca pentru a pre+eni aparitia eectului

rabtree, proces in care substratul inhiba

respiratia aeroba.

limiteaza metabolismul anerob si producerea deetanol.

obtine un randament de $0 g!% .

a sr0itul azei de cre0tere –

SISTEM

SEMICONTINUU

ncurajeaz produc3ia

de carbohidra3i - trehaloz stocare, reduce sinteza de proteina 0i sinteza

4)5, 0i

stabilizeaz celulele pentru a creste

durata de depozitare.



Drojdia alimentara/deDrojdia alimentara/depanifcatiepanifcatie separarea drojdiei de mediul de ermentatie - prin

centriugari %min #re+/min& –

celulele prele+ate/recoltate sunt spalate de mai multe ori

cu apa, racire la 2–(6 si in fnal uscate la 7–7#* %8/8& .

conser+are la rece, sau uscata 7–1* %8/8& umiditate –

conser+ata ara rerigerare

ciclul de operatii - aproximati+ 2 saptamani, trecand prin

9 de generatii



Drojdia alimentaraDrojdia alimentara

" cresterea acti+itatii de ermentatie %generarea de :2&

# utilizarea rapida de maltoza %principalul zahar din aluatuldin paine&

& osmotoleranta, i.e. capacitatea de a creste in prezenta

unor concentratii ridicate de zaharuri si sare;

caracteristici bune de conser+are, inclusi+ criotoleranta

5 rate de crestere inalte.

Prorietati dorite si necesitati deimbunatatire



Single cell proteinSingle cell proteinprimul si al doilea )azboi <ondial, cand =ermania

a reusit inlocuirea a mai mult de jumatate dinsursa de proteina importata cu proteina din drojdii

proteina microbiana – sursa de potentiala de

proteina in acele regiuni in care agricultura nupoate asigura necesarul

cresterea cererii – ca urmare a cresteriidemografce in tarile in curs de dez+oltare

4cest obiecti+ nu a ost indeplinit in ciuda ne+oiie+idente si a+antajelor pe care le oera protienamicrobiana ata de sursele con+entionale de

proteina



Continutul in proteina si acizi nucleici al

microorganismelor



Single cell proteinSingle cell protein

producerea de produse mai rafnate care inlocuiesccarnea si proteina urajera pentru animale

interesul pentru proteina microbiena urajera

depinde de costul de productie in relatie cu pretulde piata al proteinei din soia si peste

moti+ul pentru care proteina urajera de origine

microbiana nu este produsa in cantitati mari sedatoreaza pretului scazut al acestor sursecon+entionale de proteina



>ingle cell protein>ingle cell protein

dez+oltari rapide in productia de proteina microbiana aa+ut loc intre 1!9 si 1!7.

cercetari intense – gama larga de microorganisme casursa alternati+a de proteina, moti+ate de o crestere a

pretului surselor con+entionale de proteina pentru hranaanimalelor

in aceasta perioada s-a olosit termenul single cell protein%>?& - Massachusetts Institute of Technology .

>? nu este proteina pura– celule microbiene %bacterii,le+uri, ungi flamentosi sau alge&, carbohidrati, lipide,acizi nucleici, saruri minerale si +itamine.



>ingle cell protein>ingle cell protein?rezinta numeroase a+antaje ata de proteinacon+etionala de origine +egetala sau animala@

" rata de crestere rapida si producti+itate inalta;# continut proteic ridicat, $-A* din greutateauscata;& capacitatea de utiliza o gama larga de surseietine de , inclusi+ deseuri; posibilitatea de a f usor modifcate genetic5 nu ocupa supraete de teren mari$ productia este independenta de +ariatiilesezoniere si climatice' calitate produs constanta.



>ingle cell protein>ingle cell protein ontinutul in proteina si calitatea acestea este strans dependenta

de tipul de microorganism

<icroorganismele aerobe cu rata de crestere rapida sunt inprincipal utilizate data randamentelor inalte si producti+itatii inalte

(acteriile au o rata a cresterii mai mare si cresc la temperaturimai mari decat le+urile sau ungi flamentosi si contin mai multaproteina

%evurile cresc relati+ rapid, si aptul ca sunt unicelulare pun maiputine probleme decat ungii flamentosi

nsa, fungii )lamentosi au capacitatea de a degrada o gamalarga de materiale, si la el ca si le+urile pot tolera p' scazut, carereduce riscul contaminarii microbiene. De asemenea sunt mai usorrecoltate la sarsitul procesului decat le+urile si bacteriile.



Producerea de biomasa *proteina de origineProducerea de biomasa *proteina de originemicrobiana+microbiana+

S.C.(.S.C.(. %%SSingleingle CCellell BBiomassiomass&, 2#-#* substante&, 2#-#* substanteneproteice.neproteice.

Selectionarea microorganismelor

continutul ridicat de proteine si vitamine (procent ridicat de aminoacizi

esentiali);

capacitatea de dezvoltare pe substraturi disponibile si ieftine;

stabilitate in cultura;

Performanta (rata de crestere, productivitate si randament);

Toleranta la temperatura si pH

Necesitatile in oxigen, generarea de caldura in cursul procesului si

fomarea de spuma

rezistenta la contaminanti si produsi toxici

separare usoara de mediul de culturaStructura si compozitia produsului final in termeni de continut proteic,

concentratia de acizi nucleici;

gust acceptabil, culoare, textura si digestibilitate usoara

Microorganismele utilizate ca sursa de proteina sunt bacteriile, drojdiile, mucegaiurile si algele




<ajoritatea produselor >? sunt in prezentutilizate ca uraje pentru animale si nu pentruconsum uman - trebuie sa indeplineasca cerintede siguranta stringente

:btinerea de aprobari pentru producerea deproteina destinata consumului uman este unproces mai scump, si in mod e+identinCuenteaza alegerea microorganismului.

n aspect de siguranta care trebuie luat inconsiderare pentru toate produsele >? estecontinutul in acizi nucleici




5umeroase microoganisme prezinta in mod natural concentratiicrescute, si insusi conditiile de desasurare a procesuluia+orizeaza rate de crestere mari si continut ridicat in proteinecare promo+eaza ni+ele mari de 4)5.

Digestia acizilor nucleici de catre om si animale conduce lagenerarea de compusi purinici

<etabolismul lor ulterior conduce la o crestere a ni+elului deacid uric din plasma, care poate cristaliza la ni+elul articulatiilor– simptome asemanatoare gutei sau pietre la rinichi.

Eungi flamentosi – eliminata productia de aCatoxin 4bsorptia de substante toxice sau carcinogenice %compusi

aromatici policiclici& – deri+ati din substratul de crestere



>ubst>ubstraratul de tul de ostul total al >? este dependent de

numerosi actori@randamentul de biomasa per unitate desubstrat utilizata,

producti+itate %"ilograme de biomasaprodusa/unitate +olum bioreactor/ora

costurile legate de substrat

modalitatea de operare a procesului si

alte aspecte@ costuri de in+estitie



>ubst>ubstraratul de tul de n aspect important in producerea comerciala de biomasa

microbiana o reprezinta costul substratului de C, care poatereprezenta #-9 * din totalul costului de productie

4u ost analizate numeroase surse de C si energie

carbohidrati, hidrocarburi, alcooli si chiar dio-id de

carbon

Dioxid de carbon@ poate f fxat prin otosinteza de cianobacterii

si alge +erzi precum@ Spirulina si Chlorella, culti+ate in supraata

olosind sursa de energie – energie luminoasa nsa majoritatea proceselor olosesc microorganisme

chemoheterotroe culti+ate pe substraturi disponibile la pret

scazut. )esursele regenerabile sunt surse dorite, in special

deseuri agricole si ale diferitelor industrii.



>ubstraturi>ubstraturi

?rincipalele substraturi utilizatein producerea de >?comerciala sunt@ alcooli, n-alcani, melase, zer.

n alegerea substratului@" costul substratului;

# randamentul biomasei;

& costurile de separare si

purifcare %inclusi+ indepartareacompusilor toxici&

cerintele de aerare

5 caldura si necesitatile deracire



>ingle cell protein>ingle cell proteinantitatea de biomasa produsa pornind de la dierite substraturide poate f estimata - inormatii specifce metabolismul

microbian, precum@" calea de catabolizare a sursei de %o estimare a cantitatii de

4F? %adenozin triosat& produsa pe unitatea de substrat oxidata&

gradul de decuplare, adic utilizri non-producti+e ale 4F?.

# calea de

asimilare/anabolism, oestimare a cantitatii de

4F? necesara pentru

sinteza unei unitati de

biomasa celulara

& cerintele de mentenanta

pentru organism, adica

cantitatea de 4F?

necesara pentru



?rocese dez+oltate pentru?rocese dez+oltate pentruproducerea de >?producerea de >?

<ulte statii pilot au ost dez+oltate n ultimii $ ani care olosesc o serie de substraturi 0i microorganisme.

u toate acestea, relati+ pu3ine au operat comercial, din cauza obstacolelor ntlnite in transerul

tehnologiei la ni+el industrial %cerinte de aerare, ratele de transer a oxigenului, eectele :2&sau din

moti+e economice.



?rocese dez+oltate pentru?rocese dez+oltate pentruproducerea de >?producerea de >?Gn unele cazuri, economia produc3iei poate f mbunt3it prin fe

cre0terea +alorii produsul sau reducerea costurilor de produc3ie

prin@

1 utilizarea de substraturi mai ietine;2 mbunt3irii efcien3ei organismului;

$ mbunt3irea +aloarii nutriti+e / compozi3ia protein microbian;

( comercializare proteine ca un produse rafnate pentru

uman, mai degrab dect consumul animal;# produc3ia de alte produse secundare +aloroase, de exemplu,

9 reducerea costurilor de procesare n a+al, de exemplu, prin

reducerea

+alori endogene 4)5.



?rocese dez+oltate pentru?rocese dez+oltate pentruproducerea de >?producerea de >??rocesele con3in n esen3 acelea0i etape de baz, indierent de

substratul carbon sau microorganismele utilizate." pregtire mediu

-principala surs de carbon poate necesit pretratare fzic sau

chimic nainte de utilizare.

-substraturi polimerice sunt adesea hidrolizate nainte de a f

ncorporate cu surse de azot, osor 0i alte elemente nutriti+e

esentiale.

# procesul industrial – aseptic sau nu ; se olosesc procese cu

operare continua in unctie de rata de crestere a organismului

pentru a exploata la maxim producti+itatea

? d lt t t? d lt t t



?rocese dez+oltate pentru?rocese dez+oltate pentruproducerea de >?producerea de >?& Separarea si prelucrarea.

-celulele sunt separate de mediul de culti+are prin fltrare saucentriugare 0i pot f prelucrate pentru a reduce ni+elul de acizi

nucleici - 0oc termic pentru a inacti+a proteaze celulare.

-in unc3ie de mediul de cre0tere olosit, purifcare suplimentar

poate f necesar@ splare, pasteurizare, deshidratare 0i

ambalare.

Di+ersele procedee descrise mai jos au a+ut

relati+ succes n termeni comerciali, 0i / sau implic dez+oltri

tehnologice notabile.



?rocesul Bel?rocesul Bel ndustria produselor lactate produce in fecare an A millione

de tone de zer

Hliminarea acestui produs secundar al industriei produselorlactate se realizeaza la un cost ridicat de capital pentruindustria lactatelor .

zer con3ine aproximati+ (# g / l lactoz 0i 1 g / l proteine .

n producerea de >? se oloseste le+ura ce poate degradalactoza , incercari au ost realizate si cu alte microorganisme,inclusi+ Penicillium cyclopium.

4u ost dez+oltate mai multe procese pentru utilizarea lactozeidin zer, unele din cele mai de succes au ost operate de Bel

Industries din Eranta.

Kluyveromyces lactis sau K. marxianus % K. fragilis& - proteinaProtibel, olosita pentru consumul uman si animal.



?rocesul Bel?rocesul Bel ?asteurizare – 7#* din proteinele din zer sunt precipitate

oncentratia de lactoza este ajustata la $( g/, suntadaugate saruri minerale

Bioreactor – 22 m$, cu operare continua, $A6 si p' $.#.

e+urile olosesc lactoza,

concentratia de biomasa - 2# g/,

randamentul biomasei este cuprins intre .(#–.## g/glactoza.

elulele le+urice sunt recuperate prin centriugare,resuspendate in apa, recentriugate.



?rocesul >I<B4?rocesul >I<B4 Dez+oltat in Suedia, producerea de >? pentru hranaanimalelor olosind deseuri de procesare a cartoflor

>ubstratul – amidon, multe microorganisme nu poate degrada

2 microorganisme – in asociatie@ Saccharomycosis buligera,siCania utilis ! en"ime hirolitice de degradare a amidonului

S. buligera ! bioreactor de dimensiuni mici – deseuri sterilizate,amidonul este hidrolizat, suplimentare sursa de azot si osat

?rodusul rezultat este introdus intr-un al doilea bioreactor$m$ – ambele microorganisme

n fnal, C. utilis domina aceasta a doua etapa, !* din produsulfnal

:perare continua – 1 zile

Biomasa bogata in proteina %(#*&, concentrata si uscata



?rocesul >I<B4?rocesul >I<B4



?):H> ?HJ:?):H> ?HJ: 1!7#, primul proces continuu comercial pentru

producerea de ungi flamentosi ?robleme@ rata de transer a oxigenului

Dez+oltat in /inlanda - lesii sulftice, deri+at al procesarii

lemnului, contine@ monozaharide, si acetic acid. >uplimente alte surse de %melase, zer si deseuri

+egetale hidrolizate& pot f adaugate inainte de inoculare -

Paecilomyces variotii.

?roces operat conutinuu, aseptic – 1 tone de

>?/an, 2 bioreactoare %$9m$&

?roteina ?e"ilo - #!* proteina, olosita pentru uraje-

animale.



?rocesul B:?):FH5?rocesul B:?):FH5

4lcani – sursa de carbon %metan si hidrocarburilichide 12 - 2.&

<ulte studii - companii petroliere 1!9 - 1!7, inperioada – proteina urajera con+entionala – pret

ridicat si pretul produselor petroliere – scazutprobleme tehnice %nu sunt miscibili cu apa,

metanul – explozibil, unele substraturi trebuiepurifcate, sau proteina deri+ata - tratata pentrueliminarea compusilor toxici adsorbiti, procesele– probeleme de racire, aerare, find inaltexoterme, necesita o cantitate substantiala deoxigen decat carbohidratii



?rocesul B:?):FH5?rocesul B:?):FH5 <ajoritatea proceselor bazate pe aceste substraturi nu au

depasit niciodata aza de statie pilot

Fotusi, un proces similar, dez+oltat recent, s-a do+edit a a+ea

relati+ succes.

?rocesul Bioprotein dez+oltat in 1!! de orferm oloseste gaz

natural bogat in metan ca unica sursa de carbon pentru

cresterea Methylococcus capsulatus.

n amestec de bacterii heterotroe - contribuie la stabilizareaprocesului

ompania – capacitate de 1tone/an, se aCa in 5or+egia si a

ost fnalizata in 1!!A



?rocesul B:?):FH5?rocesul B:?):FH5?roces aerob cu operare continuu - mediu ce

contine amoniac, minerale si metan - <area

5ordului

Biomasa este recoltata continuu prin centrifgare

si ultrafltrare, inacti+are cu caldura, si uscare.

?rodusul fnal contine 7* proteina,

comercializat sub denumirea de Pronin.Hste aprobat de H pentru utilizare in hrana

animalelor si pestilor, insa ar putea f olosit in

+iitor in hrana omului



Metabolismul utilizariiMetabolismul utilizariialcaniloralcanilor

1. <acroemulsie sau microemulsie

. :xidarea initiala a moleculei de alcan@ )-'2-'$ K 54D' K 'K K :2 )-'2-'2-:' K 54DK K '2:

. :xidarea mai departe a moleculei de alcan oxidata

54D 54D'K'K 54D 54D'K'K

)-'2-'2-:' )-'2-': )-'2-::'

monooxigenaza

!cizii garsi formati pot fi incorporati in lipidele celulei bacteriene

sau pot fi oxidati mai departe prin "#oxidare unitati cu doi

atomi de $ ce intra in sinteza constituentilor celulari



F'H ?)FHH5 ?):H>> F'H ?)FHH5 ?):H>><etanolul are numeroase a+antaje ata de metansi alte surse de carbon@

<iscibil complet cu apa, disponibil in orma pura,proteina rezultata nu trebuie sa fe purifcata

<etanul poate f con+ertit la metanol – numeroase

companii petroliere au dez+oltat procese bazatepe aceasta sursa atracti+a de carbon in anii 1!7.

?robleme@ concentratii mici tolerate demicroorganism %.1–1.* %+/+&&,

)ata de oxigen – mai mici decat in cazulmetanului sau altor hidrocarburi

aldura



Metabolismul utilizarii metanului siMetabolismul utilizarii metanului simetanoluluimetanoluluica sursa de energieca sursa de energie

. '( K 54D' K 'K

K :2 '$-:' K 54DK

K '2:

M M'2 I I'2 N N'2

. '$-:' '': '::' :2

'$-:' K :2 '':K '2:2

metan-monooxigenaza

metanoldehidrogenaza

metanol-oxidaza

%nzimele implicate in oxidarea metanului si metanolului, la bacterii, metan#monooxigenaza este localizatanumai in membrana plasmatica in timp ce celelalte enzime sunt distribuite in spatiul periplasmic, membrana

plasmatica si sistemul membranar intern derivat din membrana plasmatica

&a dro'dii, metanol#oxidaza, catalaza si alte enzime sunt localizate in organite speciale numite peroxizomi

bacterii

levuri



F'H ?)FHH5 ?):H>> F'H ?)FHH5 ?):H>> ?rocese bazate pe utilizarea metanolului - Huropa, osta

niune >o+ietica, Oaponia si >4 (acterii #yphomicrobium$ Methylococcus$ Methylophilus

methylotrophus&, levuri Cania boiinii, Pichia angusta siPichia pastoris& si chiar fungi )lamentosi %lioclaiumeli&uescens, Paecilomyces variotii siTrichoerma lignorum.

el mai a+enturos proces tehnic – dez+olatat de compania in J, care a inceput productia in 1!A.

?rocesul a olosit, M. methylotrophus, pentru a produce o

proteina urajera pentru animale %pui, porci si +ite& numita?ruteen.

?roductia a incetat in 1!A7 din moti+e economice, datoritacresterii pretului metanolului, care reprezenta #!* dincosturile de productie si pretului redus al soiei.



F'H ?)FHH5 ?):H>> F'H ?)FHH5 ?):H>> nsa acest proces – studiu datorita progreselor

inregistrate in proiectarea procesului sitehnologiei

cel mai mare proces biotehnologic aerob cu

operare continuabioreactor de $m$ tip airlit cu,Polum mediu lichid - 1.# M19 , producrea de

# tone de ?ruteen/an.

Bioreactorul – greutate de 9 tone, peste9m inaltime, cost >QA million in 1!7!.



F'H ?)FHH5 ?):H>> F'H ?)FHH5 ?):H>>aerul sterilizat prin fltrare - oxigenare cat si pentru

agitareconditii@ p' 9.#–9.! si $(–$76

chemostat, metanolul find introdus prin mai multepuncte

elulele bacteriene au ost recuperate printr-o nouatehnica de separare, implicand concentrare initiala $*%8/8& la 12* %8/8& prin Coculare – declansata prin soctermic si acid

rmata de centriugare cu reciclarea apei si uscare cuajutorul aerului.

?rodusul uscat, neprocesat - 19* acizi nucleici si peste7* proteina.

F'H ?)FHH5 ?):H>>F'H ?)FHH5 ?):H>>



F'H ?)FHH5 ?):H>> F'H ?)FHH5 ?):H>>



F'H ?)FHH5 ?):H>> F'H ?)FHH5 ?):H>> M. methylotrophus

ontinutul in proteina a ost imbunatatit cu #*. Densitatea celulara a crescut de la ( g/ la $ g/

4similarea azotului in tulpina de tip salbatic implica glutamin sintetaza %=>&si glutamat sintetaza %=:=4F&.

4cesta cale de asimilatie – 1 molecula de 4F?/ion amoniu asimilat

4lte microorganisme 'scherichia coli, - o cale mai efcienta de conser+are aenergiei – contin glutamat dehidrogenaza %=D'& – nu necesita 4F?

?entru imbunatatire efcientei energetice si cresterea randamentului debiomasa – s-a construit o tulpina mutanta - M. methylotrophus ! ce nucontine calea =:=4F, s-a introdus o plasmida ce contine gena pentru =D'de la '. coli.

4stel randamentul biomasei a crescut cu aprox $*, insa nu atat de mare inpractica



a alte specii bacteriene, ca de

exemplu 'scherichia coli, sinteza

acidului glutamic se realizeazaprin aminare reducti+a, cu

participarea enzimei -glutamat-

dehidrogenaza, ara consum de

energie.



MicroorganismeMicroorganisme

metilotrofemetilotrofeBacterii obligat metilotroe@ Methylomonas$

Metylosinus$ Metylocystis$ Methylococcus$Metylobacter$ Methylophilus

Bacterii acultati+ metilotroe@ Pseuomonas$Micrococcus$ Corynebacterium$ Bacillus$Streptomyces.

e+urile sunt acultati+ metilotroe @Kloec(era$ Cania )C. boiinii$ C.methanolica*$ Pichia )P. capsulata*$ Torulopsis)T. glabrata*.



1tilizarea metanului si1tilizarea metanului si

metanolului ca sursa demetanolului ca sursa decarboncarbon

1. incorporarea compusului cu un atom de carbon sub orma oxidata de : 2 intr-

un glucid osorilat %ciclul ribulozo-diosat sau ciclul al+in&;

2. incorporarea compusului 1 sub orma mai redusa de ormaldehida intr-un

glucid osorilat %ciclul ribulozo-monoosat sau ciclul RuaSle&;

$. incorporarea compusului 1 tot sub orma de ormaldehida intr-un aminoacid,

glicina, ormand serina %ciclul serinei&.

- Methylosinus si Methylocystis

Piruvat, fosfopiruvat, triozofosfat

icluliclul Methylomonas Methylococcus



icluliclulRuaSleRuaSle

Methylomonas, Methylococcus,

Methylobacter, Methylophilus



iclul serineiiclul serinei Methylosinus si Methylocystis

Mai putin economic

decat ciclul uale

THFA - acid tetrafolic



F'H ?)FHH5 ?):H>> F'H ?)FHH5 ?):H>>



R:)5 ?):DF:5R:)5 ?):DF:5 studii pri+ind utilizarea miceliului %micoproteinei& pentruconsumul uman in 1!9(.

Dupa numeroase studii de screening - a ost dez+oltat unproces olosind +usarium venenatum %ormerlS +.graminearum& 4F 2$$(.

>trict aseptic

produsul, Ruorn, cu un continut in 4)5 redus a ost aprobatpentru utilizare ca proteina alimentara pentru consum uman

de catre <inistreul 4griculturii din J 1!A#, la 2 de ani de lainceperea proiectului.

osturile de productie si cele legate de aprobare au ostestimate la peste >Q( million.

R:)5 ?):DF:5R:)5 ?):DF:5



R:)5 ?):DF:5R:)5 ?):DF:5 - 1 de tone de Ruorn/an

Bioreactor airlit (m$, ce a ost anterior utilizat ca statie pilot

pentru producerea proteinei ?ruteen

Bioreactor – sistem de operare continuu la $6 si p' 9..

>ursa de carbon@ sirop de glucoza deri+at din porumb, carto, sau

grau, suplimentat cu biotina si saruri minerale. 4moniacul - reglarea +alorii p' si olosit si ca sursa de azot

:xigenul – aer comprimat sterilizat

a concentratii scazute de oxigen – metabolism anaerob –ormarea de produse secundare – gust si miros inaceptabil

: concentratie oarte mare de oxigen – o producti+itate scazuta

n cursul procesului – biomasa se dubleaza la fecare (-# ore siatinge o concentratie de 1#–2 g/.



R:)5 ?):DF:5R:)5 ?):DF:5>tructura flamentoasa a organismului recoltat este

un actor critic oarte important – corelat cucalitatile alimentului

<icoproteina – diera de proteina bacteriana saule+urica datorita structurii sale microflamentoase,

ce poate f partial aliniata pentru a semana cumicrofbrele din carne.

4cest lucru permite procesarea si aromarea pentrua orma alimente ce substituie carnea si cu o

textura similara carnii

Biomasa ungica generata - 1* 4)5, prea marepentru consumul uman



R:)5 ?):DF:5R:)5 ?):DF:5

oncentratia de 4)5 este ulterior redusa prinsoc termic la 9(6 pentru $ min, care distrugeorganismul si acti+eaza )5-azele – degradarea4)5 la nucleotide care diuzeaza din celule in

mediu.4stel concentratia 4)5 este redusa la un ni+el

acceptabil de mai putin 2* %8/8&.

lterior dupa reducerea 4)5, miceliul esterecoltat continuu prin fltrare cu +acuum.



(2C3466(2C3466

continut mare de proteina@ (7-A7* si +itamine din grupul B.

proteina este de buna calitate, a+and un continut ridicat delizina si un continut bun de metionina si triptoan.

Pseuomonas$ Micrococcus$ Corynebacterium$ Klebsiella$

,rthrobacter$ Brevibacterium$ Mycobacterium$

Methylomonas$ Methylophilus$ Methylococcus$ Cellulomonas.

a+antaje@ rate de crestere rapida si unui continut mare de

triptoan si de aminoacizi cu sul;

deza+antaje@ continut mare de acizi nucleici %1-2*&, care

pot produce perturbari in metabolismul acidului uric in

organismul animal %animale hranite cu uraje proteice&,

precum si costul ridicat al separarii celulelor de mediu,

datorita dimensiunilor celulare mici.



D):ODD):OD continut mai scazut de proteina de (9-#9*;

un continut mare de lizina, dar un continut mai scazut in

metionina si triptoan;

sunt bogate in +itamine din grupul B, ergosterol si alte

substante biologic acti+e. Cania$ Torulopsis$ Pichia$ #ansenulla - Cania utilis

4+antaje@ separare usoara de mediu, datorita

dimensiunilor celulare mai mari si au un continut mai redus

de acizi nucleici %#-1*&.



<H=4)<H=4) contin 2-(* proteine continutul in metionina si triptoan este mai scazut,

continutul in lizina si alti aminoacizi esentiali este bun.

contin pe langa proteine, +itamine din grupul B. hi"opus$ Penicillium$ +usarium.

4+antaje @ structurii lor flamentoase, care permite o

separare usoara de mediu; continutul acestora in acizi

nucleici mai mic comparati+e cu al bacteriilor si drojdiilor.



2lgele2lgele

continut proteic de (-9#*.

?roteina algelor este mai saraca in izoleucinasi metionina, dar continutul celorlalti

aminoacizi esentiali este bun.

Sceneesmus sp.$ Chlorella sp.

bl i i d ili l i d? bl i i d tili t l i d



?robleme pri+ind utilizarea actuala si de?robleme pri+ind utilizarea actuala si deperspecti+a a microorganismelor ca sursaperspecti+a a microorganismelor ca sursade proteinade proteinaPaloarea nutriti+a

22 Proteina/2O

/aina soia /aina depeste

Proteina dindrojdii

Proteina dibacterii

istina 2, 1,( 1, - ,9

Eenilalanina 2,A #,1 (, $,7 2,!zoleucina (,2 #,( (,9 $,9 $,9

eucina (,A 7,7 7,$ #,! #,9

izina (,2 9,# 7, 7, 9,#

<etionina 2,A 1,( 2,9 1,2 2,

Freonina 2,A (, (,2 $,! (,

Friptoan 1,( 1,# 1,2 ,# ,!

Palina (,2 #, #,2 (, (,#

?robleme pri+ind utilizarea actuala si de?robleme pri+ind utilizarea actuala si de



?robleme pri+ind utilizarea actuala si de?robleme pri+ind utilizarea actuala si deperspecti+a a microorganismelor ca sursa deperspecti+a a microorganismelor ca sursa deproteinaproteina◦ 3o-icitatea

- nici o sursa noua de proteine nu poate fadmisa in hrana animalelor decat daca seconstat absenta oricarei toxicitati.

- respectarea conditiilor de sterilitate petot parcursul procesului de biosinteza

%absenta unor microorganisme daunatoarein produsul fnit&

? bl i i d tili t l i d? bl i i d tili t l i d



?robleme pri+ind utilizarea actuala si de?robleme pri+ind utilizarea actuala si deperspecti+a a microorganismelor ca sursaperspecti+a a microorganismelor ca sursade proteinade proteinaDigestibilitatea - peretele celular microbian este

nedigerabil

- deranjamente gastro-intestinale

- drojdii – plasmoliza la 9(64cceptabilitatea

Curs5_microind_master_2013.ppt

Documents

Transcript of Curs5_microind_master_2013.ppt