Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Biotechnológia Anaerob biotechnológia Immobilizálás.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Biotechnológia Anaerob biotechnológia Immobilizálás."— Előadás másolata:

1 Biotechnológia Anaerob biotechnológia Immobilizálás

2 Anaerob biotechnológia

3 Aerob - Anaerob Aerob Obligát anaerob Fakultatív aerob Mikroaerofil Aerorezisztens

4 Aerob - Anaerob Cukorból Piroszőlősavig egyezik Anaerob: szerves savak Aerob: CO 2 + ATP

5 Szén - kén körforgás

6 Kén körforgás

7 Nitrogén körforgás

8 REDUKCIÓ Oxidálószer + e - → termék Elektron akceptor = Oxidációs szám csökken Oxidáció Redukálószer → termék + e - Elektron donor = Oxidációs szám nő Redox folyamat

9 Redox pár Nernst egyenlet –-60 mV/pH e - –-30 mV/pH 2e - – E ≤ -300 mV

10 Anaerob anyagcsere Fermentáció –Terméke piroszőlősav szerves sav, pl. acetát, laktát energia, oxidált koenzim Anaerob légzés

11 Anaerob anyagcsere Fermentáció Anaerob légzés –Nitrát redukció, denitrifikálás –Szulfát vagy kén redukció –Metanogenezis glükóz + 3NO H 2 O → 6HCO NH 4 +, ΔG 0 ' = kJ glükóz + 3SO H + → 6HCO SH -, ΔG 0 ' = -453 kJ glükóz + 12S + 12H 2 O → 6HCO HS H +, ΔG 0 ' = -333 kJ AEROB ΔG0' = -2844kJ

12 Anaerob körülmények biztosítása

13

14 Anaerob munkahely –Kontrollált anaerob környezet –Szabad kézzel lehet dolgozni –Steril –Zsiliprendszer

15 Anaerob = alacsony redox potenciál E ≤ -300 mV

16 Anaerob tenyésztés sajátosságai Hosszú “lag” fázis –A rendszer anaerobbá válik –Sejtszám nem nő –Redox potenciál csökken

17 Anaerob tenyésztés sajátosságai Anaerob baktérium spórájából nem fejlődik aktív sejt -120 mV redox potenciál alatt CRP = culture redox potential ≠ belső redox potenciál

18 Anaerob tenyésztés sajátosságai Kevert kultúrák Szintrópia Két mikróba egymás működését segíti, kölcsönös előnyöket biztosítva a partnereknek

19 Szintrópia – fajok közötti H 2 átadás Methanobacillus omelianskii –Etanolból ecetsav anaerob úton –Termodinamikailag nem megy Szintrópia 2 CH 3 CH 2 OH + 2 H 2 O = 2 CH 3 COO H H 2 ΔG o' = +19 kJ / 2 mol EtOH "S" törzs: CO H 2 = CH H 2 O „H" törzs: ΔG o' = -131 kJ / mol CH 4 2 CH 3 CH 2 OH + CO 2 = 2 CH 3 COO H + Δ G o' = -112 kJ / mol CH 4 Együttes reakció:

20 Listeria monocytogenes Gram + Emberben 10% előfordul tünet nélkül Súlyos idegrendszeri gyulladásokat okoz Monocitákat, makrofágokat, leukocitákat támad –Sejtbe bejut –Vérrel fertőz

21 Staphylococcus Gram +, sokan ártalmatlanok –Bőrön, nyálkahártyákon S. aureus - patogén

22 Immobilizálás

23 Immobilizálási technikák: prokarióta Bezárás

24 Immobilizálási technikák: prokarióta Felületi adszorpció

25 Immobilizálási technikák: prokarióta Keresztkötés

26 Immobilizálási technikák: prokarióta Makropórusos hordozó

27 Immobilizálási technikák: prokarióta Szűrés

28 Immobilizálási technikák: prokarióta Felületi kitapadás

29 Immobilizálási technikák: prokarióta Természetes aggregátumok

30 Immobilizálási technikák: eukarióta Roller bottle

31 Immobilizálási technikák: eukarióta Sima felületű mikrohordozó

32 Immobilizáló mátrixok Alginát –D-mannuronsav –L-güluronsav –Zegzugos kopolimer Kétértékű kation: Ca 2+ –Keresztkötés Ionos kötés –Gyenge –Koncentráció függő Pórusméret: 1-15 μ

33 Immobilizáló mátrixok Alginát –D-mannuronsav –L-güluronsav –Zegzugos kopolimer Kétértékű kation: Ca 2+ –Keresztkötés Ionos kötés –Gyenge –Koncentráció függő Pórusméret: 1-15 μ

34 Alginát immobilizálás Na-alginát –Viszkózus folyadék Sejtekkel keverés Cseppek –50 mM CaCl 2 oldatba –0,5-2 mm átmérő Biológiailag lebontható Szárítva tárolható

35 Immobilizáló mátrixok Pektin –D-galakturonsav –Ca 2+ só –Mechanikai stabilitás nagy –Keresztkötő szer kell Glutáraldehid Polietilénimin

36 Immobilizáló mátrixok Pektin –Növényi sejtfal alkotó –Különböző mértékben észterezett –GRAS probiotikum

37 Immobilizáló mátrixok Controlled pore glass –Kétféle üveg keverék Borát + szilikát –Egyiket kioldják –Térhálós szerkezet –Mechanikai stabilitás –Sterilezhető –Felület derivatizálható Sejt, molekula megkötés kromatográfia

38 Immobilizáló mátrixok Controlled pore rubber –Kétféle gumi keverék –Egyiket kioldják –Térhálós szerkezet –Mechanikai stabilitás –Sterilezhető –Sejt, molekula megkötés

39 Immobilizáló mátrixok Poliuretán –Izocianát + alkohol + katalizátor –Adalékokkal sokféle Forma Keménység –Víznél könnyebb Aerob mikrobáknak –Biológiailag NEM lebontható

40 Immobilizáló mátrixok Poliuretán –Nagy, inert felület –Levegő szűrő biofilterekben

41 Biotechnológia Pezsgőgyártás –Üvegbe félig érlelt bor + cukor + élesztő –Parafadugó –1-3 év érlelés után élesztő eltávolítás forgatással –Nyak fagyasztása –Élesztő “kilövés” –Helyére aroma + konyak CO 2 serkenti az EtOH felszívódását (!)

42 Biotechnológia Pezsgőgyártás –Élesztő alginátban –“kabátolás” Kitin, kitozán –Érlelés = szabadon lebegő élesztő –Ülepítés gyorsan, hatékonyan

43 Biotechnológia Pezsgőgyártás –Élesztő alginátban –“kabátolás” –Ülepítés gyorsan, hatékonyan –25% pezsgő megtakarítás –Munkaerő megtakarítás

44 Biotechnológia Apró magvak + alginát –Könnyebb vetni Répa, fehérrépa Tápanyag, csírázást segítő anyagok, patogének elleni védekezés –P. fluorescens

45 Ivóvíz tisztítás Globális probléma –Emberiség száma nő –Emberi eredetű szennyezés nő –Iható víz mennyisége csökken

46 Ivóvíz tisztítás Nitrogén felhalmozódás –NH 4 +, NO 3 -

47 Szennyvíztisztítás Kommunális, ipari Nitrogén: ammónia, nitrát Aerob – anaerob kezelés

48 Szennyvíztisztítás Kommunális, ipari Nitrogén: ammónia, nitrát Aerob – anaerob kezelés –Tiszta víz –Energia –Kezelt iszap = Szerves trágya

49 Ivóvíz denitrifikálása Nitrát – nitrit átalakulás a bélcsatornában –Fakultatív anaerobok –Részleges redukció –NO 2 - hemoglobinhoz kötődik irreverzibilisen “Kék csecsemő” Agyi krónikus hypoxia Emésztőtraktus tumor

50 Ivóvíz denitrifikálása Nitrát redukció fokozatosan

51 Ivóvíz denitrifikálása Gélcső reaktor –Nitrifikál Nitrosomonas europaea –Denitrifikál Paracoccus denitrificans Energia: EtOH –Térben elválasztva

52 Ivóvíz denitrifikálása “Mágikus” gyöngy –Gömbhéjakban Aerob Anaerob –Térben elválasztva –Tápanyag: ecetsav

53 Ivóvíz denitrifikálása: KIBIR Kombinált Ioncserélő-Biológiai Rendszer –Ioncserélő kromatográfia Megköti a vízből a nitrátot Tömény, sós nitrát oldat Tiszta ivóvíz –Biotechnológia –(SzTE, SzBK, BayBio) Denitrifikálás bioreaktorban

54 Ivóvíz denitrifikálása: KIBIR Szintrópia –Fajok közötti H 2 átadás –Redukálószer

55 Ivóvíz denitrifikálása: KIBIR Alginátba immobilizálva “Kabátolással stabilizált” Cellulóz energiaforrás NO 3 - CO 2 + N 2 cellulóz szál Pseudomonas denitrificans Acetivibrio cellulolyticus immobilizáló mátrix

56 Ivóvíz denitrifikálása: KIBIR Olcsó Megbízható Hatékony DE: nem használják


Letölteni ppt "Biotechnológia Anaerob biotechnológia Immobilizálás."

Hasonló előadás


Google Hirdetések