1. microbiologia industrial (1)
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Microbiología Industrial
DEFINICION• Microbiología, es el estudio de los
microorganismos.• Microbiología industrial: Aplicación de la
microbiología a las necesidades tecnológicas.• Los m.o generalmente son vistos como agentes
infecciosos. • Sin embargo, la mayor parte de los m.o no causan
daño alguno y es más son benéficos.
UTILIDAD
Los productos que tienen un interés comercial se pueden agrupar en cuatro clases:
a)productos del metabolismo primario( dióxido de carbono, etanol, ácido acético, aminoácidos, etc.).
b)productos del metabolismo secundario (antibióticos, toxinas).
c) macromoléculas (polisacáridos, enzimasd)células microbianas (Proteína
unicelular).
Productos de la microbiología Industrial
Bioconversión
Producto
Sustrato
Productos de las Células
Enzimas(Glucosa
Isomerasa)
Antibióticos(Penicilina)
AditivosAlimenticios
(aminoácidos)
Alcohol
ProductosQuímicos
(ácido cítrico)
Células
Levadura
PRINCIPALES PRODUCTOS (2001)
300,00030,00020001000
Corynebacterium glutamicumBrevibacterium flavumCorynebacterium glutamicumBrevibacterium flavum
AminoacidosAcido glutamicoLisinaFenilalaninaarginina
250,00050,00050,000
Aspergillus nigerAspergillus nigerLactobacillus delbrueckii
Acidos organicosAcido citricoAcido gluconicoAcido lactico
500,00050,000
Levaduras y bacterias lacticasCandida utilis
BiomasaStarters para alimentosProteina unicelular
20 millones2000
Saccharomyces cerevisiaeClostridium acetobutylicum
SolventesEtanolAcetona/butanol
PRODUCCION(Ton/año)
ORGANISMOPRODUCTO
< 0.1Corynebacterium diphteriaeClostridium tetaniBordetella pertussisVirus atenuado crecido en riñon de mono o celulas diploides humanasIdem anteriorAntigenos de superficie expresados en levadura
VacunasDifteriaTetanosPertussisPolio RubéolaHepatitis B
5Claviceps paspaliAlcaloides del ergot
10Propionibacterium shermaniiEremothecium ashbyii
VitaminasB12Riboflavina
6005005005001005050
Bacillus sppBacillus amyloliquefasciensAspergillus nigerBacillus coagulansAspergillus nigerMucor o levaduras recombinantes
EnzimasProteasasAlfa-AmilasasGlucosa-amilasaGlucosa isomerasaPectinasaReninaotras
PRODUCCION(Ton/año)
ORGANISMOPRODUCTO
< 0.1Bacillus thuringiensisInsecticidasEsporas bacterianas
80,00015,00015,00010,0002,0001,000
Penicillum chrysogenumCephalosporium acremoniumStreptomyces aureofaciensStreptomyces erythreusBacillus brevisStreptomyces griseusPenicillum griseofulvum
AntibioticosPenicilinasCefalosporinasTetraciclinasMacrolidos (eritromicina)Polipeptidicos (gramicidina)Aminoglicosidos (estreptomicina)Aromáticos (griseofulvina)
< 0..01 Celulas de hibridomaAnticuerpos monoclonales
< 0.1E. coli recombinanteE. coli recombinante o celulas de mamífero recombinantecelulas de mamífero recombinantecelulas de mamífero recombinanteE. coli recombinante
Proteinas de uso terapéuticoInsulinaHormona de crecimientoEritropoyetinaFactorVIII-CActivador del plasminogenoInterferon alfa2
< 0.1Lithospermum (plantas)Levaduras
PigmentosShikoninasBeta-carotenosAstaxantina
PRODUCCION(Ton/año)
ORGANISMOPRODUCTO
Síntesis de la somatotropina en Escherichia coli
antimicrobianas (sobre todo antibióticos de diversos tipos), vacunas, vitaminas, hormonas peptídicas (como la insulina, la hormona del crecimiento o somatotropina)
Producción de la cerveza
Por fermentación láctica se produce queso y yogur;la fermentación alcohólica - pan fermentado, vino, cerveza, etc.
Industria Quimica
Aminoácidos (ácido glutámico en forma de glutamato monosódico usado como potenciador de sabores y aromas);
Acidos orgánicos como cítrico, acético (utilizado en la fabricación de acetatos, películas fotográficas, etc.); butanol (empleado en la fabricación de plastificantes),
Etanol (como combustible),
Enzimas como proteasas (usadas en detergentes), etc.
En la industria minera se utilizan en biolixiviación de metales preciosos, metales pesados, uranio y petróleo.
Biorremediación:
Derrames. empleando microbios que son capaces de metabolizar el petróleo en casos de mareas negra y en el lavado de tanques de petroleros Tratamiento de aguas residuales, etc.
Las técnicas biotecnológicas se aplican a la agricultura y a la ganadería para obtener mayores cosechas y mejores alimentos con plantas y mayor cantidad y calidad en la cría de ganado, alimentos transgénicos, etc.).
VENTAJAS DE LOS MICROORGANISMOS COMO UNIDADES DE PRODUCCIÓN
- Rápido crecimiento- Diversidad metabólica - Crecimiento en gran escala y separación fácil de
productos y sustratos.- Adaptabilidad a distintos ambientes y condiciones de
crecimiento (sustratos sólidos, líquidos, frascos, fermentadores)
- Facilidad de manipulación genética- Tecnologías limpias
Clases de microorganismos
• Por el tipo de célula.– Procariotas.– Eucariotas.
• Por la temperatura de desarrollo.– Psicrófilos.– Mesófilos.– Termófilos.
• Por su relación con el oxigeno.– Aerobios.– Anaerobios.– Facultativos.
Propuesta de Whittaker• Sistema de clasificación en cinco reinos basado en la
organización celular y modelos nutricionales de los organismos.
• Procariotae o Monera (eubacterias y arqueobacterias).• Protista (hongos mucosos, protozoos y algunas algas).• Fungi (levaduras unicelulares, mohos pluricelularesy
hongos carnosos).• Plantae (algunas algas, musgos, helechos, coníferas y
plantas con flores).• Animalia (que incluye, entre otros, esponjas, gusanos,
insectos y vertebrados).
REINO PROTISTA
Célula procariota
Células eucariotas
Célula Vegetal y Célula Animal
Comparación
CARACTERÍSTICAS DE LAS CÉLULAS PROCARIÓTICAS Y EUCARIÓTICAS
Órganos en eucariotas
Comparación: eucariota, bacteria, virus
FUENTE DE MICROORGANISMOS
• Flora natural. Aguas residuales, residuos sólidos, compostaje, fermentaciones.
• Microrganismos capturados. Del medio ambiente
• Cepas. pureza
Origen de las cepas industrialesColecciones que suministran cultivos de microorganismos industriales
Bioseguridad
• Es la aplicación del conocimiento, de las técnicas y de los equipos necesarios para prevenir la exposición del personal, del área de laboratorio y del medio ambiente a agentes potencialmente infecciosos o biopeligrosos
Vías de contaminación
1. La boca• Comer, beber y fumar en el laboratorio.• Realizar transferencias con pipetas sin utilizar ningún
tipo de protección.2. La piel• Cortaduras o rasguños.• Transferencia indirecta de microorganismos a través de
los dedos o utensilios contaminados (lápices, bolígrafos, etc.).
3. Los ojos• Salpicaduras de materiales infecciosos.• Transferencia indirecta de microorganismos a través de
los dedos contaminados.4. Los pulmones• Inhalación de microorganismos transportados por el aire
(aerosoles).
NORMAS• Entrar al laboratorio en forma ordenada, dejar las
carteras, libros y otros objetos personales en el lugar que se les indique para tal fin.
• Llevar puesto el mandil de laboratorio en todo momento, que debe permanecer completamente cerrado.
• Limpiar y descontaminar las superficies de trabajo, antes de comenzar y al finalizar la sesión práctica.
• Lavar las manos con agua y jabón:– antes de realizar las actividades programadas– antes de salir del laboratorio– después de usar materiales contaminantes.
Normas • Recoger el cabello largo.• Evitar desplazamientos
innecesarios, movimientos bruscos. Hablar sólo lo indispensable.
• No comer, beber, fumar.• Conocer el manejo de todos los
equipos y reactivos a emplear antes de iniciar las actividades indicadas en la práctica. Si usted tiene alguna duda, diríjase al profesor.
• Usar mascarillas para casos indicados