Microbiologie industriële microbiologie
Hoofdstuk 8: industriële
microbiologie
Inhoud
1.1 Inleiding..............................................................................................2
1.2 Het fermentatieproces........................................................................2
1.2.1 Vereisten voor een goed fermntatieproces:..................................3
1.2.2 Soorten fermentaties....................................................................4
1.2.3 Stappenplan fermentatie..............................................................4
1.3 Micro-organismen als product.............................................................4
1.3.1 Als voedselbron/voedingssupplement..........................................5
1.3.2 Vaccins..........................................................................................6
1.4 Metabolieten als product..................................................................10
1.4.1 Antibiotica...................................................................................11
1
,Microbiologie industriële microbiologie
1.1 Inleiding
Indeling industriële microbiële processen
1. Microbiële celproductie
a. M.O zelf vormen het eindproduct Bv: gistcellen
2. Bioconversie
a. M.O zetten een organisch substraat om in een nuttige
molecule
Bv: cortsone
3. Productie van microbiële metabolieten
a. Primaire of secundaire metabolieten vormen het eindproduct
Bv. Enzymen, antibiotica, aminozuren, …
4. Productie van gefermenteerde producten
a. Het cultuurmedium na groei vormt het eindproduct Bv. Wijn,
bier
5. Microbiële afbraak van afvalstoffen
a. Bv. waterzuivering
Producten uit de industriële microbiologie
1.2 Het fermentatieproces
3 mogelijkheden:
1. Spontane fermentatie d.m.v. natuurlijk aanwezige M.O. (bv.
hoeveboter)
2. Grondstof enten met een klein deel van het gefermenteerde
eindproduct (vb. yoghurt) (back slopping)
3. Gecontroleerde fermentatieprocessen waarbij geënt wordt met
geselecteerde MO (starterculturen):
o Kwaliteit MO is belangrijk (selectie of modificatie)
o Kwaliteit groeimedium is belangrijk: eventueel steriel medium
(vast/vloeibaar)
2
, Microbiologie industriële microbiologie
1.2.1Vereisten voor een goed fermntatieproces:
Het geschikte MO
1. Isolatie en selectie van geschikte MO uit de natuur
2. Modificatie => verbeteren van M.O. om zijn metabolische prestatie
omhoog te drijven:
o Conventionele mutatietechnieken (UV-straling/X-straling)
o Genetische recombinatietechnieken (genetische
manipulatie/Crispr/Cas)
Efficiënte industriële productiestammen “SUPERBUGS”
De keuze van het cultuurmedium
Chemische vergelijking van de reacties van een cultuur tijdens
fermentatie in een cultuurmedium
Bevat goedkope grondstoffen: vaak bijproducten voedingsindustrie
(maïsweekwater, melasse, wei) + N-bron (NH4-zouten of ureum) +
mineralen (P, Mg…)
Geschikte fermentoren = bioreactoren
Grote hoev. cultuurmedium: tot 500 m3
Steriliseerbaar en steriel houden
Aërobe-Anaërobe condities: lucht inbrengen of
afzuigen
Mengen via gas of via roerder
Steriele monstername ter controle
Antischuimmiddel of schuimafscheider
Temperatuursregeling
pH-regeling (pH-stat fermentatie)
3
Hoofdstuk 8: industriële
microbiologie
Inhoud
1.1 Inleiding..............................................................................................2
1.2 Het fermentatieproces........................................................................2
1.2.1 Vereisten voor een goed fermntatieproces:..................................3
1.2.2 Soorten fermentaties....................................................................4
1.2.3 Stappenplan fermentatie..............................................................4
1.3 Micro-organismen als product.............................................................4
1.3.1 Als voedselbron/voedingssupplement..........................................5
1.3.2 Vaccins..........................................................................................6
1.4 Metabolieten als product..................................................................10
1.4.1 Antibiotica...................................................................................11
1
,Microbiologie industriële microbiologie
1.1 Inleiding
Indeling industriële microbiële processen
1. Microbiële celproductie
a. M.O zelf vormen het eindproduct Bv: gistcellen
2. Bioconversie
a. M.O zetten een organisch substraat om in een nuttige
molecule
Bv: cortsone
3. Productie van microbiële metabolieten
a. Primaire of secundaire metabolieten vormen het eindproduct
Bv. Enzymen, antibiotica, aminozuren, …
4. Productie van gefermenteerde producten
a. Het cultuurmedium na groei vormt het eindproduct Bv. Wijn,
bier
5. Microbiële afbraak van afvalstoffen
a. Bv. waterzuivering
Producten uit de industriële microbiologie
1.2 Het fermentatieproces
3 mogelijkheden:
1. Spontane fermentatie d.m.v. natuurlijk aanwezige M.O. (bv.
hoeveboter)
2. Grondstof enten met een klein deel van het gefermenteerde
eindproduct (vb. yoghurt) (back slopping)
3. Gecontroleerde fermentatieprocessen waarbij geënt wordt met
geselecteerde MO (starterculturen):
o Kwaliteit MO is belangrijk (selectie of modificatie)
o Kwaliteit groeimedium is belangrijk: eventueel steriel medium
(vast/vloeibaar)
2
, Microbiologie industriële microbiologie
1.2.1Vereisten voor een goed fermntatieproces:
Het geschikte MO
1. Isolatie en selectie van geschikte MO uit de natuur
2. Modificatie => verbeteren van M.O. om zijn metabolische prestatie
omhoog te drijven:
o Conventionele mutatietechnieken (UV-straling/X-straling)
o Genetische recombinatietechnieken (genetische
manipulatie/Crispr/Cas)
Efficiënte industriële productiestammen “SUPERBUGS”
De keuze van het cultuurmedium
Chemische vergelijking van de reacties van een cultuur tijdens
fermentatie in een cultuurmedium
Bevat goedkope grondstoffen: vaak bijproducten voedingsindustrie
(maïsweekwater, melasse, wei) + N-bron (NH4-zouten of ureum) +
mineralen (P, Mg…)
Geschikte fermentoren = bioreactoren
Grote hoev. cultuurmedium: tot 500 m3
Steriliseerbaar en steriel houden
Aërobe-Anaërobe condities: lucht inbrengen of
afzuigen
Mengen via gas of via roerder
Steriele monstername ter controle
Antischuimmiddel of schuimafscheider
Temperatuursregeling
pH-regeling (pH-stat fermentatie)
3
