ميکروب شناسي صنعتي

[Mahdi Eng 22,940]

اطلاعات اوليه ميکروبيولوژي

 

 

ست نقش دائمي و مهمي در صنايع ميکروبي بر عهده دارد. او ميکروبهاي مورد نياز را انتخاب کرده و محيط کشت مناسب و شرايط مساعد ( تهويه ، بهم زدن محيط ، ph و درجه حرارت) را تعيين مي نمايد. او با انجام فرايند در لوله آزمايش و ارلن ، طرح را در سطح کارخانه پياده مي کند، همواره روش آزمايشگاهي در سطح وسيع نتيجه مطلوب نمي دهد لذا تنظيم مجدد براي متناسب کردن آن براي کاربرد تجارتي ضرورت دارد. در سرتاسر فرايند آماده کردن مواد غذايي نظارت جهت حفظ کيفيت فرآورده ضرورت دارد.

 

کاربرد صنعتي ميکروبيولوژي

 

 

شامل ميکروارگانيسمها در مقياس بزرگ ، سنتز انواع مواد شيميايي مي باشد.

● کشت ميکروارگانيسمها در مقياس بزرگ

 

در صنعت ميکروارگانيسمها را در مقياس بزرگ پرورش مي دهند. مخمر نانوايي در شيريني پزي و تهيه انواع نانها جهت خمير مورد استفاده قرار مي گيرد. کشاورزان دانه هاي گياهان تيره نخود را جهت ايجاد گرههاي ريشه اي به باکتري ريزبيوم آغشته مي کنند. تهيه مايه ميکروبي جهت تهيه کره و انواع پنيرها در صنايع شيري لازم است. به علاوه مخمرها و کپکها به عنوان غذا يا جهت تهيه غذا مورد استفاده قرار مي گيرند. و باکتريهاي بيماريزا در مقياس وسيعي براي تهيه واکسنها به منظور ايجاد ايمني در انسان و حيوانات کشت داده مي شوند.

● مخمر نانوايي

 

مخمر نان سويه اي از قارچ ساکارومايسس سروزيه است که قدرت توليد گاز و مزه مطبوع دارد. ابتدا بايد کشت خالصي از مخمر را در آزمايشگاه تهيه کرده و بعد آن را در مقياس بزرگ تهيه نموده و سرانجام آن را در بشکه هاي بزرگ وارد سازند. در جريان اين مراحل توجه زيادي بايد بکار رود تا از بروز آلودگي جلوگيري شود. مخمرها را با سانتريفوگاسيون و شستشو از محيط جدا ساخته و آن را با نشاسته مخلوط کرده و سپس تحت فشار را به صورت کيک درمي آورند. کيک مخمري را در شرايط سرما نگه مي دارند تا از فساد آن توسط ميکروبهاي ديگر ممانعت به عمل آيد. مخمرها را مي توان تا ۱۰ درصد رطوبت خشک کرد. در اين حالت مخمرها ماهها سالم باقي مي مانند.

 

 

● تهيه ميکروارگانيسمها جهت استفاده پزشکي

عامل ايمني زايي که آن را واکسن مي نامند عبارت است از:

 

سوسپانسيون غليظ ميکروبي ضعيف شده يا کشته شده. در اين کار سويه هايي از ميکروبها انتخاب مي شوند که قدرت ايمني زايي بيشتري داشته باشند. .واکسنها را تحت شرايط کاملا کنترل شده تهيه مي کنند. واکسنهاي باکتريايي را از کشت ميکروبها در آگار بدست مي آورند. سلولهاي سطح آگار غذايي را با محلول سرم فيزيولوژيک شستشو داده، باکتريها را با سانتريفوگاسيون جدا کرده و آنها را در سرم فيزيولوژيک در تراکم استاندارد (مثلا يک بيليون سلول در هر ميلي ليتر) وارد مي سازند.

 

بسياري از واکسنها را با حرارت ۶۰ - ۵۵ درجه به مدت ۶۰ - ۳۰ دقيقه يا پرتو فرابنفش ، فرمالدئيد و فنل کشته يا غير فعال مي سازند. فرآورده نهايي را از نظر محتوا و ماده ايمني زا و قدرت ايمني زايي و خالص بودن مورد سنجش قرار مي دهند و در مورد واکسن کشته شده، ستروني آن نيز بايد تائيد گردد. آنگاه آنها را در لوله هاي کوچک ريخته و تا زمان مصرف در درجه حرارت پايين نگهداري مي کنند. گاهي مواد شيميايي نگهدارنده براي متوقف کردن رشد ميکروارگانيسمهاي آلوده کننده اضافه مي کنند. بايد اضافه کرد که امروزه در مورد برخي از بيماريها واکسنهاي نوترکيب تهيه شده است.

 

● تخمير الکلي

 

اين واکنش فرمول کلي تخمير الکلي توسط مخمر است.

 

C۶h۱۲o۶→۲c۲h۵oh +۲co۲

 

اين فرمول نشان مي دهد که قند ماده اوليه بوده و فرايند بي هوازي است. اتانول و دي اکسيد کربن به مقدار زياد (تا ۹۰ درصد) متراکم مي شود و معمولا مقادير کمي از ساير فرارده ها نيز تشکيل مي شود. مخمرها عادي قادرند گلوکز ، فروکتوز ، ساکارز و مالتوز را تخمير کنند. پلي ساکاريدهايي مانند نشاسته و سلولز را نمي توان بوسيله مخمرها تخمير کرد. ابتدا بايستي آنها را به قندهاي ساده تجزيه کرده، سپس تحت تاثير مخمرها قرار داد. در صنعت از مخمرها بدين گونه استفاده هاي زيادي مي شود.

● توليدحلال هاي صنعتي

 

 

تخمير استون- بوتانول يکي از چندين فرايند ميکروبيولوژي که مهم و در تهيه حلال ها مي باشد. علاوه بر بوتانول و استون ، اتانول ، دي اکسيدکربن ، هيدروژن و مقدار کمي اسيد استيک و اسيد بوتيريک توليد مي شود. استون را در تهيه مواد منفجره ، استات سلولز و چسبها بکار مي برند. در کشور آمريکا ماده خام اوليه ، ملاس و ذرت است. ملاس سترون يا مالت ذرت پخته شده را در بشکه هايي با باکتري کلستريديوم استوبوتيليکوم مخلوط مي کنند.

 

تخمير در شرايط بي هوازي در حرارت ۳۷ درجه سانتيگراد بعد از ۷۲ - ۴۸ ساعت پايان مي يابد. دي اکسيد کربن و هيدروژن متصاعد شده را که شامل ۶۰ درصد هيدرات کربن تخمير پذير مي باشد براي مصارف صنعتي جمع آوري مي کنند. حلال هاي خنثي ، بوتانول ، استون و اتانول را با تقطير بخشي بدست مي آورند.

 

● تخمير کپکي

 

کپکها انواع اسيدهاي آلي را با اکسيده کردن گلوکز يا ساير مواد نظير اسيد گلوکونيک ، اسيد اگزاليک و اسيد سيتريک توليد مي کنند. اسيد گلوکونيک از گونه هاي معيني از قارچها به نام آسپرژيلوس نيگرا ، تهيه مي شوند و گلوکونات کلسيم به عنوان دارو براي کودکان و زنان باردار استفاده مي شود. اسيد گاليک از تانن يا اسيد تانيک بوسيله آسپرژيلوس نيگرا تهيه مي شود که در صنايع تهيه رنگ و جوهر مصرف مي شود.

 

● تهيه آنزيمها

 

چند نوع آنزيم ميکروبي جهت مصارف صنعتي تهيه مي شود. آميلاز ، انورتاز ، پروتئيناز و پکتيناز. بطور کلي ميکروارگانيسم را تحت شرايط مناسب جهت تهيه آنزيم پرورش مي دهند و آنگاه آنزيم را عصاره گيري کرده و با راسب کردن خالص مي سازند. به عنوان مثال آنزيم آميلاز را با فرايند خاصي از گونه هاي آسپرژيلوس و گونه هاي باسيلوس بدست مي آورند.

 

آميلاز را براي هيدروليز نشاسته به دکسترين يا قندهاي ديگر يا هر دو تهيه چسبها ، در صنايع نساجي ، شفاف کردن آب ميوه ها بکار مي برند. آنزيم پروتئيناز آسپرژيلوس و باسيلوس ، پروتئينها را هيدروليز کرده و در گوشت نرم کن ، صنايع چرم سازي بکار برده مي شود. علاوه بر موارد فوق باکتريها و کپکها در تهيه موادي نظير دکسترن و هورمونهايي مانند جيبرلين (هورمون گياهي) و استروئيدها نقش مهم به عهده دارند.