Samenvatting hfst 2: industriële microbiologie

Micro 2



2 Industriële microbiologie
2.1 Inleiding
Industriële microbiologie = microbiële biotechnologie
Er zijn 3 toepassingsgebieden

 Rode biotechnologie
= toepassingen in de geneeskunde
Vb. medicijnen, vaccins, antilichamen
 Groene biotechnologie
= toepassingen in de landbouw en de voeding
Vb. genetisch gewijzigde gewassen, enzymen
 Witte (of industriële) biotechnologie
= industriële productie en processen, ook gebruik van biomassa als hernieuwbare
brandstof

2.2 Algemene beschouwingen
2.2.1 Groei en productvorming
2.2.1.1 Industriële fermentaties
ieder grootschalig proces waarin, door de activiteit van micro-organismen, uit grondstoffen
economisch waardevolle producten worden gevormd (vaak ≠biochemische fermentatie)

2.2.1.2 Soorten producten
De industriële producten die door m.o. gemaakt worden, zijn in een aantal groepen op te delen

 M.o. zelf ze zijn het gewenste product. Vb. gistcellen
 Enzymen zijn het beoogde product
 Microbiële metabolieten belangrijkste groep microbiële producten

Soms over een niet tastbaar product, maar over een omzetting die m.o. kunnen tewerkstellen 
biotransformatie of gebruik biokatalysator.
2.2.1.3 Primaire en secundaire metabolieten
Primair: metabolieten die tijdens de groeifase (trofofase), als gevolg van voor de groei noodzakelijk
metabolisme, gevormd worden. Aan het einde van de groei of als groei stopt, gaat soms
metabolisme verder (overmaat substraat of bepaalde aanwezige enzymen).
 duidelijk verschil tussen trofofase en productiefase (idiofase). De producten die tijdens deze fase
ontstaan noemt men secundaire
metabolieten. Deze stoffen zijn voor
groei en reproductie van het m.o.
niet essentieel.




1

, Micro 2


2.2.1.4 Batch en continu processen
Batch: Medium in een grote tank (fermentor) met m.o. geïnoculeerd, waarna het gewenste

Proces kan plaatsvinden. Na afloop product uit vloeistof geïsoleerd

Continu: continu opnieuw substraat toegevoegd aan fermentor en afgewerkt medium met

Cellen uit de fermentor verwijderd.

Fed-batch: batch met continue aanvoer

2.2.2 Wat is nodig voor een industrieel fermentatieproces?
Voorwaarden voor een economisch haalbaar microbiologisch productieproces

 er is een micro-organisme beschikbaar dat men grootschalig (in industriële fermentoren) kan
kweken en dat de stof, liefst in grote hoeveelheden, produceert
 er zijn goedkope grondstoffen beschikbaar waaruit de stof kan worden gevormd
 de terugwinning van het product uit de procesvloeistof heeft een hoog rendement
 de bij het proces ontstane bij- en afvalproducten kunnen worden verwerkt.

2.2.2.1 Geschikte m.o.
Noodzakelijke eigenschappen

 gewenste stof produceren
 op grote schaal kweken

bijkomende eigenschappen

 in reincultuur beschikbaar en gedurende een langere periode in stand te houden
 genetisch stabiel zijn
 snel groeien en de stof in relatief korte tijd produceren
 niet pathogeen, geen toxische stoffen
 genetisch manipuleerbaar

stamverbetering door genetische technieken

 mutatie door UV-straling en chemische stoffen
 verbetering door mutatie en selectie
 DNA-recombinatie

Gebruikte micro-organismen

 Archaea: vaak interessante eigenschappen omwille van aanpassing aan extreme
omstandigheden
 Bacteriën:
o Melkzuurbacteriën: Lactobacillus e.a.
o Corynebacterium productie aminozuren
o Xanthomonas productie xanthaangom
o Streptomyces productie medisch belangrijke metabolieten (antibiotica…)
 Fungi
 Aspergillus productie organische zuren
 Penicillium productie penicillines
 Virussen



2