Verwendung von Mikroorganismen als wichtige Haushalts- / Industrieprodukte

Verwendung von Mikroorganismen als wichtige Haushalts- / Industrieprodukte!

Mikroben oder Mikroorganismen sind kleine Organismen, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind, da sie eine Größe von 0, 1 mm oder weniger haben. Sie sind daher nur unter dem Mikroskop zu sehen. Mikroben sind überall im Boden, in allen Arten von Gewässern, in der Luft, auf Staubpartikeln, innerhalb und außerhalb unseres Körpers sowie in anderen Tieren und Pflanzen vorhanden.

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Sie kommen sogar an den meisten unwirtlichen Orten vor, an denen keine anderen Lebensformen existieren können - im Schnee, in Thermalventilen oder in Geysiren (bei einer Temperatur von 100 ° C), tief im Boden, in stark sauren Lebensräumen. Mikroben gehören zu verschiedenen Organismengruppen - Bakterien, Pilze, Protozoen, mikroskopische Pflanzen.

Viren, Viroide und Prionen gehören ebenfalls zu den Mikroben. Sie sind Infektionserreger. Viren sind Nukleoproteineinheiten, Viroide bestehen nur aus Nukleinsäuren. Prionen sind proteinhaltige Infektionserreger. Die drei können nicht in zellfreien Extrakten kultiviert werden. Die meisten anderen Mikroben können auf Nährmedien gezüchtet werden, wo sie Kolonien bilden, z. B. Bakterien, Pilze. Die Kolonien sind mit bloßen Augen zu sehen. Sie sind nützlich bei der Untersuchung verschiedener Aspekte von Mikroorganismen.

Während Mikroben ursächlich für die meisten Infektionskrankheiten sind, wurden sie auch von Mensch und Natur in vielen wichtigen Prozessen in Haushalten, in der Industrie, in landwirtschaftlichen Betrieben und in der Abwasserbehandlung verwendet. Vielmehr werden Mikroben Teil vieler nützlicher Artikel, die von frühen Menschen verwendet werden, wie fermentierter Honig (alkoholisches Getränk Met), Weine, Brot, Quark, Käse, Trennung von Pflanzenfasern usw.

Haushaltsprodukte

1. Milchprodukte:

Milchsäurebakterien (LAB) wie Laktobazillus werden der Milch zugesetzt. Es wandelt Milchzucker in Milchsäure um. Milchsäure bewirkt die Gerinnung und teilweise Verdauung von Milcheiweiß-Casein. Milch wird in Quark, Joghurt und Käse umgewandelt. Der Starter oder das Inokulum, das zur Herstellung von Milchprodukten verwendet wird, enthält tatsächlich Millionen LAB.

(i) Quark:

Indischer Quark wird durch Beimpfung von Magermilch- und Rahmmilch mit Lactobacillus acidophilus bei einer Temperatur von etwa 40 ° C oder weniger hergestellt. Quark ist nahrhafter als Milch, da er eine Reihe organischer Säuren und Vitamine enthält, einschließlich B ₁₂ . LAB in Quark kontrolliert auch das Wachstum von Krankheiten, die Mikroben im Magen und anderen Teilen des Verdauungstraktes verursachen. Quark wird als solcher gegessen, gesalzen oder gesüßt. Quark wird aufgewühlt, um Lassi vorzubereiten. Es wird auch verwendet, um Butter und Buttermilch zu erhalten.

(ii) Joghurt (= Joghurt):

Es wird durch Gerinnung von Milch mit Hilfe von Streptococcus thermophiles und Lactobacillus bulgaricus hergestellt. Die Temperatur wird vier Stunden bei etwa 45 ° C (40 ° C bis 6 ° C) gehalten. Es hat einen Geschmack von Milchsäure und Acetaldehyd. Joghurt wird oft mit Früchten gesüßt und gemischt.

(iii) Buttermilch:

Es ist ein angesäuertes Produkt, das durch Animpfen von Magermilch mit der Starterkultur von Streptococcus cremoris, S. lactis, Lactobacillus acidophilus und Leuconostoc-Spezies bei 22 ° C für 18 Stunden gebildet wird. Säureflüssigkeit, die nach dem Umrühren von Butter aus Quark übrig bleibt, wird auch Buttermilch genannt.

(iv) Sauerrahm

Sahne, die durch Milchkneten gewonnen wird, wird mit Sterptococcus lactis zur Herstellung von Milchsäure und Leuconostoc Cremoris zur Verleihung des charakteristischen Aromas beimpft.

(v) Käse:

Es ist eines der ältesten Milchprodukte, die mit Hilfe von Mikroben zubereitet werden. Der Käsebruch wird von flüssigem Teil oder Molke getrennt, um Käse zu bilden. Je nach Wassergehalt gibt es drei Arten von Käse: weich (50-80% Wasser), halbhart (etwa 45% Wasser) und hart (weniger als 40% Wasser).

Die Zubereitung von Käse mit Hilfe von Mikroben war lange vor Christus in Asien und Europa bekannt. Es gibt verschiedene Käsesorten mit unterschiedlicher Textur, Geschmack und Geschmack. Die Gerinnung erfolgt mit Hilfe von Milchsäurebakterien und Enzym Rennin (= Casein Coagulase, Chymosin), Lab (aus Kalbsmagen) oder Fruchtextrakt von Withania Coagulans. Bei der Zubereitung von Rohkäse wird Milch mit Hilfe von Milchsäurebakterien geronnen. Der Käsebruch wird vorsichtig erhitzt, um den Käse von der Molke zu trennen.

In Käse verbliebene Flüssigkeit kann durch Aufhängen in ein Tuch abgelassen werden. Unreifer oder Hüttenkäse wird durch einstufige Fermentation hergestellt, bei der entrahmte Milch mit einer Käsekultur (z. B. Lac tobacillus, Acetobacter, Saccharomyces, Rhizopus, Amylomyces) inokuliert und nach 1-2 Stunden zugegeben wird. Der Käsebruch wird in mit Tuch ausgekleideten porösen Behältern zum Ablassen der Molke untergebracht.

Reifer Käse wird aus nicht gereiftem Käse hergestellt, indem er zuerst in Salzlake getaucht, abgewischt und anschließend mit verschiedenen Bakterien- und Pilzstämmen reift. Die Reifung dauert 1-16 Monate. Schweizer Käse mit großen Löchern wird mit Hilfe von CO ₂ erzeugendem Bakterium (Propionibacterium sharmanii) reifen gelassen. Roquefort-Käse verwendet Penicillium Roqueforti, während Camembert-Käse Penicillium Camemberti für die Reifung einsetzt.

2. Brot:

Ausgewählte Sorten von Baker's Yeast, Saccharomyces cerevisiae, werden auf Melasse gezüchtet. Wenn ausreichendes Wachstum stattgefunden hat, wird Bäckerhefe geerntet und entweder zu Pulver oder Kuchen verarbeitet. Weizenmehl wird mit einer kleinen Menge Bäckerhefe versetzt. Das gleiche ist nötig. Das geknetete Mehl wird einige Stunden bei warmer Temperatur gehalten. Es schwillt an. Das Phänomen wird als Treibmittel bezeichnet. Hefe wird durch die Sekretion von drei Arten von Enzymen durch Hefe verursacht.

Sie sind Amylase, Maltase und Zymase. Amylase führt dazu, dass eine kleine Menge Stärke in Maltosezucker zerlegt wird. Maltase wandelt Maltose in Glukose um. Glukose wird von Zymase beeinflusst. Zymase ist ein Komplex aus mehreren Enzymen der anaeroben Atmung, der die Fermentation bewirkt. Die Fermentation von Glukose bildet hauptsächlich Ethylalkohol und Kohlendioxid. Die beiden verursachen ein Anschwellen oder Auslaufen des Teigs. Der Sauerteig wird gebacken. Sowohl Kohlendioxid als auch Ethylalkohol verdampfen und machen das Brot porös und weich.

3. Dosa, Uppma und Idli:

Sie sind fermentierte Zubereitung aus Reis und Schwarzem Gramm (vem. Urad). Die beiden können 3-12 Stunden mit luftgetragenen Leuconostoc- und Streptococcus-Bakterienarten fermentieren. Während der Fermentation erzeugtes CO ₂ bewirkt ein Aufblähen des Teigs.

4. Jalebi:

Der halbflüssige Teig aus feinem Weizenmehl wird mit Hefe fermentiert, in Form von Spiralen gebraten und in Zuckersirup getaucht, um Jalebi zu erhalten. Imriti wird in ähnlicher Weise aus Black Gram Mehl hergestellt.

5. Andere Nahrungsmittel:

Tempeh (Indonesien), Tofu (Japanisch) und Sufu (Chinesisch) sind fermentierte Lebensmittel aus Sojabohnen. Sojasauce ist eine braune, salzige Sauce, die aus Sojabohnen und Weizen fermentiert wird. Zarte Bambussprossen werden sowohl direkt als auch nach der Gärung als Gemüse verwendet. Verschiedene Wurstsorten werden durch Fermentation und Härten von Fisch und Fleisch hergestellt. Sauerkraut ist fein gehackt, fermentierter und eingelegter Kohl.

6. SCP (Einzelzellprotein):

Es ist die Produktion von mikrobieller Biomasse als Ergänzungsfutter für Mensch und Tier. Die üblichen SCP sind Spirulina, Hefe und Fusarium graminearum. Verarbeitung ist erforderlich. SCP ist reich an hochwertigem Eiweiß, Vitaminen und Mineralstoffen, aber fettarm. SCP ist nicht nur ein Beweis für dringend benötigte Proteine, sondern auch zur Verringerung der Umweltverschmutzung, da es oft über organische Nährstoffe aus der Landwirtschaft und der Industrie angebaut wird.

7. Toddy:

Es ist ein traditionelles Getränk aus einigen Teilen Südindiens, das durch Gärung von Palmensaft hergestellt wird. Eine häufige Quelle ist das Abklopfen ungeöffneter Kokosnussgeschosse. Es ist ein erfrischendes Getränk, das erhitzt werden kann, um Jaggery oder Palmzucker herzustellen. Toddy, der für einige Stunden stehen gelassen wurde, unterzieht sich mit Hilfe von natürlich vorkommender Hefe zu einem Getränk, das etwa 6% Alkohol enthält. Nach 24 Stunden wird toddy ungenießbar. Es kann jetzt zur Herstellung von Essig verwendet werden.

Industrielle Produkte:

Die Fermentationsaktivität von Mikroben wird industriell genutzt, um eine Reihe von Produkten zu erhalten. Die zwei häufigsten sind alkoholische Gärung und Antibiotika.

Methodik:

Für jede neue industrielle Nutzung einer mikrobiellen Aktivität durchläuft die Technologie drei Stufen: Labormaßstab, Technikumsmaßstab und Fertigungseinheit. Die Entwicklung vom Labormaßstab bis zur Fertigungseinheit wird als Skalierung bezeichnet.

1. Laborwaage:

Kurz nach der Entdeckung der Verwendung eines Mikroorganismus wird die maximale Anzahl von Stämmen durchsucht, und der am besten geeignete Stamm wird ausgewählt und multipliziert. Eine Apparatur / Anlage im Labormaßstab wird hergestellt. Es hat einen Glasfermenter (Fermenter). Alle Parameter des Prozesses werden wie Nährstoffe für die Mikrobe, pH-Wert, Belüftung, Entsorgung von C0 ₂ bei Entwicklung, optimale Temperatur, Nebenprodukte, Produkthemmung oder -stimulation, Zeitpunkt der optimalen Produktion, Trennung des Produkts und seiner Reinigung ermittelt. Letztendlich ist der Prozess im Labormaßstab abgeschlossen.

2. Pilotanlagenmaßstab:

Es ist eine Zwischenstufe, in der die Arbeit im Labormaßstab geprüft wird, Kosten und Produktqualitäten bewertet werden. Glasgefäße werden durch metallische Behälter ersetzt. Der Behälter, in dem die Fermentation durchgeführt wird, wird als Bioreaktor oder Fermenter bezeichnet. Belüftungssystem, pH-Korrekturen und Temperatureinstellungen werden perfektioniert.

3. Fertigungseinheit:

Seine Größe wird durch die im Pilotanlagenmaßstab erarbeiteten Volkswirtschaften bestimmt. Bioreaktor oder Fermenter ist oft groß. Mikroorganismen werden in Bioreaktoren auf drei Arten hinzugefügt:

(i) das Wachstumssystem oder die Oberfläche des Nährmediums unterstützen,

(ii) suspendiertes Wachstumssystem oder suspendiert in Nährmedium,

(iii) Säule oder immobilisiertes Wachstumssystem, bei dem in Calciumalginatperlen angeordnete Mikroorganismen in Säulen gehalten werden.

Alkoholische Gärung:

Louis Pasteur stellte zum ersten Mal fest, dass Bier und Buttermilch aufgrund der Aktivität von hefeähnlichen Mikroorganismen erzeugt werden. Bei der alkoholischen Gärung verwendete Hefearten sind Saccharomyces cerevisiae (Bierhefe), S. ellipsoidens (Weinhefe), S. sake (Sake Yeast) und S. pireformis (Ginger Beer / Ale Yeast). Das Nährmedium ist Gerstenmalz für Bier, fermentiertes Roggenmalz für Gin, fermentierten Reis für Willen, Cashew-Apfel für Fenny, Kartoffel für Wodka, fermentiertes Getreide für Whisky, fermentierte Melasse für Rum und fermentierte Säfte für Weine und Schnaps.

1. Hefe besitzt nicht genügend Diastase / Amylase. Daher wird entweder 1% Malz oder Rhizopus verwendet, wenn das Nährmedium aus komplexen Kohlenhydraten besteht, wie sie in Getreide und Kartoffeln vorhanden sind. Die Hydrolyse der Stärke wird in einem separaten Tank bei hoher Temperatur (55 ° C) 30 Minuten lang durchgeführt. Das zerkleinerte, mit heißem Wasser gemischte Futter zur Herstellung von Malz wird als Maische bezeichnet. Das gesüßte Nährmedium vor der alkoholischen Gärung wird Würze genannt.

2. Bioreaktor / Gärtank wird mit Hilfe von Dampf unter Druck sterilisiert. Das flüssige Nährmedium oder die Würze wird in den Tank gegeben und auf ähnliche Weise sterilisiert. Dann darf es abkühlen.

3. Wenn das flüssige Nährmedium auf eine geeignete Temperatur abgekühlt ist, wird es mit einem geeigneten Hefestamm durch ein Unterstützungssystem (auf der Oberfläche) oder ein suspendiertes Wachstumssystem (in der Würze) beimpft. Die Fermentation erfolgt auf drei Arten:

(i) Chargenprozess:

Der Bioreaktor ist sehr groß (Kapazität bis zu 2, 25.000 Liter Medium). Hefe und Nährstoffe dürfen dort verbleiben, bis der maximale Alkoholgehalt erreicht ist (6-12%). Es heißt Waschen. Das gleiche wird entfernt und der Tank für die nächste Charge sterilisiert.

(ii) kontinuierlicher Prozess:

Es wird regelmäßig eine Portion fermentierter Lauge / Wäsche entnommen und mehr Nährstoffe hinzugefügt.

(iii) Fed-Batch-Prozess:

Der Nährstoff wird regelmäßig in kleinen Mengen in den Fermenter eingespeist, um die Funktion der Fermentationsmikrobe ohne jegliche Hemmung zu optimieren.

(iv) immobilisierte Hefe:

In letzter Zeit wird Hefe in immobilisiertem Zustand in Calciumalginatperlen eingesetzt. Die Technik ist 20 Mal effizienter.

4. Bier und Wein werden ohne weitere Destillation filtriert, pasteurisiert und in Flaschen abgefüllt. Bier hat einen Alkoholgehalt von 3 - 6%, während der Alkoholgehalt in Weinen 9-12% beträgt. Ein höherer Alkoholgehalt wird im Allgemeinen durch direkte Zugabe von Alkohol erreicht. Hopfen wird bei der Bierzubereitung der Bierwürze zugesetzt. Die Destillation der fermentierten Brühe erfolgt bei anderen alkoholischen Getränken, den sogenannten Hartlaugen, z. B. Gin (40%), Rum (40%), Brandy (60-70%). Rektifizierter Spiritus besteht zu 95% aus Alkohol. Absoluter Alkohol ist 100% Alkohol.

5. Nebenprodukte der alkoholischen Gärung sind CO ₂ und Hefe. Eine Reihe anderer Chemikalien kann durch die Änderung von Nährmedium, pH und Belüftung gebildet werden - n-Propanol, Butanol, Amylalkohol, Phenylethanol, Glycerin, Essigsäure, Brenztraubensäure, Bernsteinsäure, Milchsäure, Capronsäure, Caprylsäure. Ethylacetat, Acetaldehyd, Diacetyl, Schwefelwasserstoff usw.

Antibiotika:

Der Begriff wurde von Waksman (1942) geprägt. Antibiotika (Gk. Anti-against, bios-life) sind chemische Substanzen, die von einigen Mikroben produziert werden, die in geringer Konzentration das Wachstum schädlicher Mikroben abtöten oder verlangsamen können, ohne den Wirt zu beeinträchtigen. Penicillin war das erste Antibiotikum, das Alexander Fleming (1928) entdeckte. Er fand heraus, dass der Pilz Penicillium notatum oder sein Extrakt das Wachstum des Bakteriums Staphylococcus aureus hemmen könnte.

Das Antibiotikum wurde jedoch durch Bemühungen von Chain und Florey kommerziell extrahiert. Die Chemikalie wurde ausgiebig bei der Behandlung verwundeter amerikanischer Soldaten im Zweiten Weltkrieg eingesetzt. Fleming, Chain und Florey erhielten 1945 den Nobelpreis. Waksman und Woodruff isolierten 1941 Actinomycin und 1942 Streptothricin. Waksman und Albert (1943) und Waksman (1944) entdeckten Streptomycin. Burkholder (1947) isolierte Chloromycetin.

Über 7000 Antibiotika sind bekannt. Jährlich werden rund 300 neue Antibiotika mittels überempfindlicher Mikroorganismen entdeckt (seit 1970). Streptomyces griseus produziert mehr als 41 Antibiotika, während Bacillus subtilis etwa 60 Antibiotika bildet. Antibiotika können breit oder spezifisch sein. Breites Spektrum Antibiotikum. Es ist ein Antibiotikum, das eine Reihe von Erregern töten oder zerstören kann, die zu verschiedenen Gruppen mit unterschiedlicher Struktur und Wandzusammensetzung gehören. Spezifisches Antibiotikum. Es ist ein Antibiotikum, das nur gegen eine Art von Krankheitserregern wirkt.

Aktion:

Antibiotika wirken entweder als Bakterizide (töten Bakterien) oder bakteriostatisch (hemmen das Wachstum von Bakterien). Dies geschieht durch (i) Zerstörung der Wandsynthese, z. B. Penicillin, Cephalosporine, Bacitracin, (ii) Zerstörung der Plasmalemma-Reparatur und -synthese, z. B. Polymyxin, Nystatin, Amphotericin, (iii) Hemmung der 50 S-Ribosomenfunktion, z. Erythromycin. (iv) Inhibierung der 30 S-Ribosomenfunktion, z. B. Streptomycin, Neomycin, (v) Inhibierung der aa-tRNA-Bindung an Ribosomen, z. B. Tetracyclin, (vi) Inhibierung der Translation, z. B. Chloramphenicol.

Eigenschaften eines guten Antibiotikums:

(a) harmlos zum Wirt ohne Nebenwirkung,

(b) harmlos zu normaler Mikroflora des Verdauungskanals,

(c) Fähigkeit, Pathogene sowie breites Spektrum zu zerstören,

(d) wirksam gegen alle Erregerstämme,

(e) Schnelle Aktion.

Resistenz gegen Antibiotika:

Krankheitserreger entwickeln häufig Resistenzen gegen vorhandene Antibiotika, so dass neuere Antibiotika hergestellt werden müssen. Die Resistenz wird im Allgemeinen aufgrund extrachromosomaler Gene erzeugt, die in Plasmiden vorhanden sind. Sie können aufgrund von Transformation und Transduktion von einem Bakterium zu einem anderen gelangen. Als Ergebnis wiederholter Transformation sind bestimmte Bakterienstämme zu multiresistenten oder Super-Bugs geworden, z. B. NDM-1.

Die Resistenz gegen Antibiotika beruht auf (i) der Entwicklung von reichlichen Schleimhäuten, (ii) der Veränderung der Zellmembran, so dass das Antibiotikum den Erreger nicht erkennen kann, (iii) der Veränderung der Zellmembran, die den Eintritt von Antibiotika verhindert, (iv) die Umstellung auf L-Form durch den Erreger (y) Mutation im Erreger. (vi) Entwicklung eines Pathogenenzyms, das Antibiotika modifizieren kann.

Produktion von Antibiotika:

Ein geeigneter Mikroorganismenstamm wird auf einem sterilisierten Nährmedium kultiviert, das mit optimalem pW, Belüftung, Temperatur, Antischaummittel und Antibiotikumvorstufe (falls vorhanden) versehen ist. Wenn ausreichend Antibiotikum in das Medium eindiffundiert ist, wird der Mikroorganismus abgetrennt und das Antibiotikum durch Ausfällung, Absorption oder Lösungsmittelbehandlung aus dem Medium extrahiert. Es wird vor dem Abpacken gereinigt, konzentriert und biologisch untersucht.

Antibiotika werden aus Flechten, Pilzen, Eubakterien und Actinomyceten gewonnen. Das häufigste Antibiotikum aus Flechten ist Usninsäure (Usnea und Cladonia). Unter den Eubakterien sind zwei für die meisten Antibiotika verantwortlich, Bacillus (70%) und Pseudomonas (30%). Pilze liefern eine Reihe von Antibiotika, wie Penicillin, Patulin und Griseofulvin (Penicillium-Arten), Cachalosporine (aus dem Meerespilz Cephalosporium acremonium), Antiamoebin (Emericellopsis), Polyporin (.Polystictus sanguineus), Clitocybin (Clitocibaranari) Citrinum), Clavacin (Aspergillus clavatus) usw.

Die bekanntesten Wirkstoffe stammen von Actinomyceten, insbesondere Streptomyces, z. B. Streptomycin, Chloramphenicol, Tetracyclin, Terramycin, Erythromycin. Andere Antibiotika, die Actinomyceten liefern, sind Streptosporangium, Streptoverticillium, Micromonospora, Nocardia und Actinoplanes usw. Einige Antibiotika sind modifiziert, um ihr Potenzial zu erhöhen. Sie sind halbsynthetisch, z. B. Ampicillin, Oxocillin.

Verwendet:

Antibiotika werden verwendet:

(i) Als Arzneimittel zur Behandlung einer Reihe von pathogenen oder Infektionskrankheiten. Aufgrund von Antibiotika und ihrer neueren, wirksameren Formen sind jetzt eine Reihe von schweren Krankheiten heilbar, z. B. Pest, Typhus, Tuberkulose, Keuchhusten, Diphtherie, Lepra usw.

ii) als Konservierungsmittel in verderblichen frischen Lebensmitteln (z. B. Fleisch und Fisch), pasteurisierten und konservierten Lebensmitteln,

(iii) Als Ergänzungsfuttermittel für Tiere, insbesondere Geflügel, weil sie das Wachstum fördern.

Chemikalien, Enzyme und andere bioaktive Moleküle:

Mikroben werden für die kommerzielle und industrielle Produktion bestimmter Chemikalien wie organischen Säuren, Alkoholen, Enzymen und anderen bioaktiven Molekülen verwendet. Bioaktive Moleküle sind solche Moleküle, die in lebenden Systemen funktionieren oder mit ihren Komponenten interagieren können. Einige von ihnen werden von Mikroben erhalten.

Organische Säuren:

Mit Hilfe von Mikroben werden eine Reihe organischer Säuren hergestellt. Die wichtigsten sind wie folgt:

1. Essigsäure:

Es wird aus fermentierten Alkoholen mit Hilfe von Essigsäurebakterien Acetobacter aceti hergestellt. Die alkoholische Gärung ist ein anaerober Prozess, aber die Umwandlung von Alkohol in Essigsäure ist aerob.

Sobald sich 10-13% Essigsäure bilden, wird die Flüssigkeit filtriert. Es wird nach der Reifung als Essig verwendet. Die Art und Qualität des Essigs hängt vom Substrat ab, das für die alkoholische Gärung und Reifung verwendet wird. Für andere Zwecke wird Essigsäure gereinigt. Die organische Säure wird in Pharmazeutika, Farbstoffen, Insektiziden, Kunststoffen usw. eingesetzt.

2. Zitronensäure:

Es wird durch die Fermentation von Aspergillus niger und Mucor-Arten an zuckerhaltigen Sirupen gewonnen. Hefe Candida lipolytica kann auch verwendet werden, vorausgesetzt, dass das Nährmedium Eisen und Mangan enthält. Zitronensäure wird beim Färben, Gravieren, Medikamenten, Tinten, Aroma und Konservierung von Lebensmitteln und Süßigkeiten eingesetzt.

3. Milchsäure:

Es war die erste organische Säure, die aus der mikrobiellen Fermentation in stärkehaltigem und zuckerigem Medium hergestellt wurde. Die Milchsäurefermentation wird sowohl von Bakterien (z. B. Streptococcus lactis, Lactobacillus-Arten) als auch von Pilzen (z. B. Rhizopus) durchgeführt. Die aus Pilzquellen gewonnene Säure ist kostspieliger, aber von hoher Reinheit. Jedes stärkehaltige oder zuckerhaltige Medium wird verwendet.

Milchsäure wird in Süßwaren, Fruchtsäften, Essenzen, Pickles, Fleisch, Limonaden, Gemüsekonserven und Fischprodukten verwendet. Es wird auch als Beizmittel beim Gerben, Bedrucken von Wolle bei der Herstellung von Kunststoffen und Pharmazeutika eingesetzt.

4. Gluconsäure:

Die Säure wird durch die Aktivität der Arten Aspergillus niger und Penicillium hergestellt. Kalziumgluconat wird weithin als Kalziumquelle für Säuglinge, Kühe und stillende Mütter verwendet. Es wird auch zur Herstellung von Arzneimitteln verwendet.

5. Buttersäure:

Die Säure wird während der Fermentationsaktivität des Bakteriums Clostridium acetobutylicum erzeugt. Die Rückhaltung von Butter ist auch auf ihre Bildung zurückzuführen.

6. Alkohole:

Ethanol, Methanol, Propanol und Butanol sind Alkohole, die kommerziell durch Fermentationsaktivität einiger Pilze (z. B. Hefe, Mucor, Rhizopus) und Bakterien (z. B. Clostridium acetobutylicum, C. saccharotobutylicum) hergestellt werden können. Die Alkohole sind wichtige industrielle Lösungsmittel.

Enzyme:

Enzyme sind proteinhaltige Substanzen biologischen Ursprungs, die biochemische Reaktionen katalysieren können, ohne selbst etwas zu verändern. Das Wort Enzym wurde von William Kuhne (1867) geprägt, nachdem die Hefe die am besten untersuchten biokatalytisch kontrollierten Reaktionen der alkoholischen Fermentation darstellte (Gk. En-in, Zymehefe). Buchner (1901) stellte fest, dass Hefeextrakt enzymatische Aktivität aufweist. Die Anzahl der Enzyme beträgt inzwischen mehrere Tausend.

Alle sind Makromoleküle (große Moleküle) mit einer spezifischen dreidimensionalen Form. Enzyme sind substratspezifisch und üben eine spezifische katalytische Wirkung aus. Sie funktionieren am besten bei Raumtemperatur und einem nahezu neutralen pH-Wert mit Ausnahme einiger Verdauungsenzyme. Die Verwendung von Enzymen in der Biotechnologie hatte eine Reihe von Problemen, die durch die Technik der Immobilisierung von Enzymen in künstlichen Zellen oder Gelen weitgehend überwunden wurden. Etwa 300 Enzyme werden in der Industrie und in der Medizin verwendet. Die meisten von ihnen stammen aus Mikroben.

1. Proteasen:

Sie sind Enzyme, die Proteine ​​und Polypeptide abbauen. Proteasen werden von Mortierella renispora, Aspergillus und Bacillus erhalten. Die Enzyme werden verwendet in:

(i) Clearing (Kaltproofing) von Bier und Whisky,

(ii) Reinigung von Häuten

iii) Erweichen von Brot und Fleisch

iv) Entfetten von Seide

(v) Herstellung von Flüssigkleber

(iv) Herstellung von Detergenzien, die proteinhaltige Flecken entfernen können.

2. Amylasen:

Sie bauen Stärke ab. Amylasen werden von Aspergillus-, Rhizopus- und Bacillus-Arten erhalten. Die Enzyme werden eingesetzt für:

i) Erweichen und Versüßen von Brot,

(ii) Herstellung von alkoholischen Getränken (z. B. Bier, Whisky) aus stärkehaltigen Materialien,

(iii) Beseitigung der Trübung in Säften durch Stärke,

(iv) Trennung und Entschlichtung von Textilfasern.

Amylase, Glucoamylasen und Glucoisomerasen werden bei der Umwandlung von Com-Stärke in einen Fructose-reichen Com-Sirup eingesetzt. Übrigens ist Fruktose der süßeste Zucker. Daher ist der Com-Sirup süßer als die Saccharoselösung. Es wird zum Süßen und Aromatisieren von Erfrischungsgetränken, Keksen, Kuchen usw. verwendet.

3. Rennet:

Es ist ein Extrakt aus dem Kalbmagen, der das Enzym Rennin enthält. Rennet oder Chymosin wird jetzt von Mucor- und Endothio-Arten gewonnen. Withania und Feige (Ficin) ergeben ebenfalls ein ähnliches Produkt.

4. Laktasen:

Sie werden von Saccharomyces fragilis und Torula cremoris erhalten. Die Enzyme wandeln Laktose (Milchzucker) in Milchsäure um. Milchsäure, Säure kann Milcheiweiß, Casein koagulieren. Laktasen verhindern die Kristallbildung (Sandigkeit) in Milchzubereitungen wie Eiscreme und Schmelzkäse.

5. Streptokinase (Tissue Plasminogen Activator oder TPA):

Es ist ein Enzym, das aus den Kulturen eines hämolytischen Bakteriums Streptococcus gewonnen und genetisch so modifiziert wurde, dass es als Gerinnungshemmer fungiert. Es hat fibrinolytische Wirkung. Daher hilft es bei der Beseitigung von Blutgerinnseln in den Blutgefäßen durch Auflösen von intravaskulärem Fibrin.

6. Pektinasen:

Sie werden kommerziell von Byssochlamys fulvo erhalten. Zusammen mit Proteasen werden sie zur Reinigung von Fruchtsäften eingesetzt. Andere Anwendungen sind das Filtern von Fasern und die Zubereitung von Rohkaffee.

7. Lipasen:

Es sind lipidlösende Enzyme, die aus Candida lipolytica und Geotrichum candidum gewonnen werden. Lipasen werden in Waschmitteln hinzugefügt, um ölige Flecken aus der Wäsche zu entfernen. Sie werden auch zum Würzen von Käse verwendet.

Cyclosporin A:

Es ist ein elfgliedriges cyclisches Oligopeptid, das durch fermentative Aktivität des Pilzes Trichoderma polysporum erhalten wird. Es hat antimykotische, entzündungshemmende und immunsuppressive Eigenschaften. Es hemmt die Aktivierung von T-Zellen und verhindert somit Abstoßungsreaktionen bei der Organtransplantation.

Statine:

Sie sind Produkte der Fermentationsaktivität von Hefe-Monasciis purpureus, die Mevalovat ähneln und kompetitive Inhibitoren der p-Hydroxy-p-methylglutaryl- oder HMG-CoA-Reduktase sind. Dies hemmt die Cholesterinsynthese. Statine werden daher zur Senkung des Blutcholesterins eingesetzt, z. B. Lovastatin, Pravastatin, Simvastatin.