Microbiologia: Terreni Colturali

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

Quali sono le fonti di carbonio utilizzate nei terreni di coltura industriali?

Polisaccaridi (correct)

Melassa (correct)

Monosaccaridi (correct)

CO2

Il siero di latte viene utilizzato nell'industria microbiologica come fonte nutritiva per la produzione di etanolo, acidi organici e biomasse microbiche.

True

Descrivi il processo per ottenere il glucosio dall'amido.

Gelatinizzazione, liquefazione, saccarificazione

Le maltodestrine sono catene di _______________ solubili ottenute dall'idrolisi dell'amido.

glucosio Signup and view all the answers

Quali sono le sostanze antischiuma caratterizzate da un'assenza di tossicità, un basso costo e una buona termostabilità?

Silicone e polipropilenglicole Signup and view all the answers

Il pH del terreno di coltura influisce solo sullo sviluppo microbico e non sulla resa produttiva.

False Signup and view all the answers

Cosa sono i precursori nei processi biotecnologici?

Sostanze incorporate dai microrganismi per formare parti delle molecole che devono produrre. Signup and view all the answers

Il silicone e il polipropilenglicole sono preferiti per la loro inerzia biologica, nonostante il loro costo elevato. Gli agenti antischiuma agiscono come tensioattivi, riducendo la tensione superficiale e limitando la formazione di _____.

schiuma Signup and view all the answers

Quale è uno dei due principali tipi di bioreattori basati sul sistema di aerazione e agitazione?

Bioreattori ad azione pneumatica Signup and view all the answers

La sterilizzazione del terreno e del fermentatore può avvenire solo separandoli in fasi distinte.

False Signup and view all the answers

Cosa indica la fase di crescita stazionaria nella curva di crescita microbica?

equilibrio tra tasso di crescita e tasso di morte delle cellule Signup and view all the answers

La sterilizzazione del terreno e del fermentatore può avvenire contemporaneamente o in fasi separate. In quale metodo di sterilizzazione, il fermentatore viene trattato termicamente con vapore ad alta temperatura, mentre il terreno viene sterilizzato in un serbatoio separato e successivamente trasferito nel fermentatore sterile?

metodo separato Signup and view all the answers

Abbinare i tipi di fermentazione alle relative descrizioni:

Fermentazioni di tipo I = Derivano direttamente dal metabolismo energetico primario Fermentazioni di tipo II = Prodotto di complessità intermedia e deriva indirettamente dal metabolismo primario Fermentazioni di tipo III = Produzione di prodotti di biosintesi complessi derivati dal metabolismo secondario Signup and view all the answers

Cosa sono le biomasse microbiche?

Massa delle cellule microbiche cresciute nel processo. Signup and view all the answers

Cosa sono i metaboliti extracellulari?

Prodotto fuori dalle cellule microbiche, come antibiotici, enzimi, acidi organici, etanolo, polisaccaridi e aminoacidi. Signup and view all the answers

Cosa sono i metaboliti endocellulari?

Prodotto presente all'interno delle cellule microbiche, come enzimi, acidi nucleici, vitamine e antibiotici. Signup and view all the answers

Quali sono le fasi generali coinvolte nel processo di recupero e purificazione dei prodotti delle trasformazioni biotecnologiche?

Concentrazione/Purificazione Signup and view all the answers

Study Notes

Preparazione dei Terreni di Coltura

I terreni di coltura sono composti da carboidrati, sostanze azotate, vitamine e minerali
La formulazione dei terreni di coltura è cruciale per la crescita dei microrganismi desiderati
I terreni possono essere suddivisi in sintetici e complessi
I terreni complessi contenenti materie prime grezze come farine animali o vegetali, melasse e sciroppo di mais

Fonti di Carbonio

Le principali fonti di carbonio utilizzate sono carboidrati come saccarosio, amido e cellulosa
Le melasse sono una fonte di carbonio importante nell'industria microbiologica
Altri esempi di fonti di carbonio includono alcoli, polialcoli, alcani e oli vegetali e animali

Fonti di Azoto

Le principali fonti di azoto sono composti inorganici come sali di ammonio, ammoniaca gas o ammonio idrato
Altre fonti di azoto includono composti organici come aminoacidi e proteine, urea
Acqua di macerazione del mais, farine di semi di soia e di cotone, e "borlande di distilleria" sono altre fonti di azoto

Vitamine e Fattori di Crescita

Le vitamine e i fattori di crescita sono spesso presenti negli ingredienti delle materie prime grezze utilizzate
Estrarre di lievito, peptoni e idrolizzati di caseina possono essere utilizzati per integrare le vitamine e i fattori di crescita

pH e Minerali

Il pH del terreno di coltura è un parametro cruciale che influenza sia lo sviluppo microbico che la resa produttiva
I minerali come calcio, fosforo, potassio, cloro, magnesio possono essere aggiunti al terreno di coltura

Agenti Antischiuma e Oli Naturali

Gli agenti antischiuma sono sostanze che agiscono come tensioattivi, riducendo la tensione superficiale e limitando la formazione di schiuma
Gli oli naturali e sintetici possono essere utilizzati come agenti antischiuma

Precursori e Acqua

I precursori sono sostanze incorporate dai microrganismi per formare parti delle molecole che devono produrre
L'acqua è essenziale nei processi fermentativi e può essere utilizzata per la preparazione dei terreni di coltura e la termostatazione### Caratteristiche dei Fermentatori o Bioreattori
Sterilità e Asepsi: i fermentatori devono essere sterilizzabili e mantenere condizioni di asepsi durante l'intero processo produttivo.
Struttura: solitamente sono riempiti fino a circa due terzi del proprio volume con la brodocoltura, costituita dalle cellule microbiche e dal terreno di coltura o dagli enzimi e dal substrato.
Sistemi di Agitazione: i bioreattori sono dotati di sistemi di agitazione meccanica o pneumatica per omogeneizzare il contenuto e distribuire uniformemente la temperatura.
Aerazione: i bioreattori destinati a processi aerobici sono dotati di sistemi di aerazione con dispositivi di distribuzione chiamati sparger.
Controllo della Temperatura: la temperatura interna è controllata e mantenuta costante attraverso sistemi di termostatazione.

Classificazione dei Bioreattori

Monofasico: tutti i componenti del sistema di reazione sono in fase acquosa, formando una miscela omogenea.
Multifasico: almeno uno dei componenti è presente anche in fase solida o gassosa.
Bifasico: in un bioreattore bifasico, è presente una fase acquosa e una fase solida.
Reattore Anaerobico o Digestore: questo è un bioreattore trifasico con una fase liquida, una solida e una gassosa.

Tipi di Bioreattori

Bioreattori ad Azione Meccanica: l'aria viene immessa lungo l'asse di rotazione cavo e fuoriesce dalle pale che agiscono meccanicamente per rimescolare il liquido.
Bioreattori ad Agitazione Pneumatica o Air-Lift: l'aria svolge sia la funzione di aerazione che di rimescolamento.

Sterilizzazione

La sterilizzazione del terreno e del fermentatore può avvenire contemporaneamente o in fasi separate.
La tecnica HIST (high temperature short time) è comunemente utilizzata, con riscaldamento del terreno a 135-150 °C per brevi periodi.

Curva di Crescita Microbica

La curva di crescita microbica è un modello che descrive il cambiamento nel numero di microrganismi in una coltura batterica nel tempo.
Fasi della curva di crescita microbica: fase di latenza, fase di accelerazione, fase di crescita esponenziale, fase di decelerazione, fase di crescita stazionaria, fase di declino.

Classificazione delle Fermentazioni

Fermentazioni di tipo I: si ottengono prodotti che derivano direttamente dal metabolismo energetico primario.
Fermentazioni di tipo II: i prodotti ottenuti sono di complessità intermedia e derivano indirettamente dal metabolismo primario.
Fermentazioni di tipo III: si formano prodotti di biosintesi complessi, come vitamine, antibiotici ed enzimi, che derivano dal metabolismo secondario.

Processi di Produzione Biotecnologica

Produzione a Lotti (Batch): inizia con un piccolo quantitativo di coltura, che viene fatto crescere in un reattore per un periodo determinato.
Produzione Continua: la coltura è sempre presente nel reattore, e la stessa quantità di prodotto viene rimossa per mantenere costante il volume della coltura.
Produzione Semicontinua (Fed-Batch): inizia con una quantità limitata di terreno di coltura, e sostanze nutritive vengono aggiunte continuamente.

Recupero dei Prodotti

Biomasse Microbiche: si riferisce alla massa delle cellule microbiche stesse che sono cresciute nel processo.
Metaboliti Extracellulari: sono prodotti che si trovano fuori dalle cellule microbiche.
Metaboliti Endocellulari: sono prodotti che si trovano all'interno delle cellule microbiche.

Fasi di Recupero e Purificazione dei Prodotti

Traimenti Preliminari: possono includere la lisi cellulare per il recupero dei metaboliti endocellulari.
Separazione Solido-Liquido: utilizzando tecniche come centrifugazione, sedimentazione, filtrazione, flocculazione e flotazione.
Concentrazione/Purificazione: qui il prodotto desiderato viene separato da altre componenti con caratteristiche chimico-fisiche diverse.
Purificazione Mirata ad Alta Risoluzione: questa fase permette di isolare il prodotto da altre sostanze simili.
Formulazione Finale: infine, il prodotto viene preparato in una forma adatta alla commercializzazione.

Studying That Suits You

Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

Description

Scopri come i terreni colturali vengono formulati per favorire la crescita di microrganismi desiderati. Impara le differenze tra autotrofi e eterotrofi.