POLECAMY
Koszyk
Przemysłowe wykorzystanie mikroorganizmów
Wydawca:
Format:
epub, mobi, ibuk
Podręcznik Przemysłowe wykorzystanie mikroorganizmów prezentuje zagadnienia związane z komercyjną eksploatacją bakterii, drożdży i grzybów strzępkowych w produkcji przemysłowej. Autorzy przedstawiają różne typy hodowli mikroorganizmów w celu pozyskania biomasy i/lub metabolitów. Omawiają enzymy produkowane w skali przemysłowej
przez mikroorganizmy, mikrobiologiczną produkcję napojów alkoholowych, rozpuszczalników, kwasów organicznych, aminokwasów, antybiotyków, witamin i prowitamin, pigmentów, a także polimerów.
Podręcznik ten jest adresowany do studentów biologii, mikrobiologii, biotechnologii studiów uniwersyteckich, biotechnologii i bioinżynierii procesowej studiów politechnicznych oraz doktorantów i wykładowców tego obszaru nauki.
| Rok wydania | 2020 |
|---|---|
| Liczba stron | 468 |
| Kategoria | Mikrobiologia |
| Wydawca | Wydawnictwo Naukowe PWN |
| ISBN-13 | 978-83-01-20979-7 |
| Numer wydania | 1 |
| Język publikacji | polski |
| Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
Ciekawe propozycje
Spis treści
| 1. Krótka historia mikrobiologii przemysłowej 13 | |
| 1.1. Wprowadzenie | 13 |
| 1.2. Ery rozwoju mikrobiologii przemysłowej | 14 |
| 1.2.1. Era przedpasteurowska (przed 1865 r.) | 14 |
| 1.2.2. Era Pasteura (lata 1850–1890) | 14 |
| 1.2.3. Era rozwoju biochemii i nowych produktów (lata 1890–1940) | 15 |
| 1.2.4. Era antybiotyków (lata 1940–1960) | 16 |
| 1.2.5. Era postantybiotykowa (lata 1960–1975) | 18 |
| 1.2.6. Era nowej biotechnologii (po75 r.) | 19 |
| 1.3. Główne procesy w mikrobiologii przemysłowej | 24 |
| 1.3.1. Upstream processes | 24 |
| 1.3.2. Procesy fermentacji | 25 |
| 1.3.3. Downstream processes | 25 |
| 1.3.4. Skale hodowli mikroorganizmów | 25 |
| 1.3.5. Skala produkcji przemysłowej zależna od parametrów fermentacji | 26 |
| 1.4. Bioaktywne związki pozyskiwane z organizmów | 27 |
| Literatura rekomendowana | 31 |
| 2. Ulepszanie mikroorganizmów przemysłowych 33 | |
| 2.1. Wprowadzenie | 33 |
| 2.2. Metabolity produkowane przez mikroorganizmy | 34 |
| 2.2.1. Metabolity pierwotne | 34 |
| 2.2.2. Metabolity wtórne | 37 |
| 2.3. Mikroorganizmy stosowane w mikrobiologii przemysłowej | 39 |
| 2.3.1. Bakterie | 39 |
| 2.3.2. Drożdże | 40 |
| 2.3.3. Grzyby strzępkowe | 41 |
| 2.4. Izolacja mikroorganizmów przemysłowych | 42 |
| 2.5. Ważniejsze kolekcje szczepów | 44 |
| 2.6. Cechy szczepów przemysłowych | 47 |
| 2.7. Manipulacje genetyczne mikroorganizmów | 48 |
| 2.7.1. Mutacje | 49 |
| 2.7.2. Fuzja protoplastów | 49 |
| 2.7.3. Klonowanie genów | 50 |
| 2.7.4. Protokół pozyskania szczepu przemysłowego | 51 |
| 2.7.5. Rekombinacja genetyczna | 51 |
| 2.7.6. Metoda CRISPR/Cas | 52 |
| 2.7.7. Inżynieria metaboliczna | 54 |
| 2.8. Przechowywanie szczepów przemysłowych | 58 |
| 2.8.1. Skosy/słupki agarowe | 58 |
| 2.8.2. Przechowywanie szczepów w temperaturach ujemnych | 58 |
| 2.8.3. Przechowywanie szczepów w szklanych kulkach | 59 |
| 2.8.4. Szczepy liofilizowane | 59 |
| Literatura rekomendowana | 59 |
| 3. Hodowle mikroorganizmów przemysłowych 61 | |
| 3.1. Wprowadzenie | 61 |
| 3.2. Hodowle okresowe | 61 |
| 3.3. Hodowle okresowe z zasilaniem | 64 |
| 3.4. Hodowle (fermentacje) ciągłe | 66 |
| 3.5. Hodowle ciągłe z recyklingiem biomasy | 67 |
| 3.6. Fermentacje | 68 |
| 3.6.1. Fermentacja powierzchniowa w podłożu stałym (SSF) | 69 |
| 3.6.2. Substraty stałe | 72 |
| 3.6.3. Bioreaktory SSF | 73 |
| 3.7. Fermentacja wgłębna (SmF) | 80 |
| 3.7.1. Bioreaktory SmF | 80 |
| 3.8. Wydajności w procesie fermentacji | 86 |
| 3.8.1. Produktywność | 86 |
| 3.8.2. Intensyfikacja fermentacji | 87 |
| 3.8.3. Naturalne fermentacje zbóż | 89 |
| Literatura rekomendowana | 90 |
| 4. Bakterie „workhorse” stosowane w mikrobiologii przemysłowej 91 | |
| 4.1. Wprowadzenie | 91 |
| 4.2. Escherichia coli | 92 |
| 4.3. Corynebacterium glutamicum | 96 |
| 4.4. Bacillus subtilis | 102 |
| 4.5. Bacillus licheniformis | 104 |
| 4.6. Pseudomonas putida | 106 |
| 4.7. Vibrio natriegens | 112 |
| Literatura rekomendowana | 112 |
| 5. Drożdże „workhorse” w mikrobiologii przemysłowej 115 | |
| 5.1. Wprowadzenie | 115 |
| 5.2. Enzymy spożywcze i paszowe produkowane przez drożdże | 120 |
| 5.3. Metabolity produkowane przez drożdże | 122 |
| 5.4. Katalityczne właściwości drożdży | 124 |
| 5.5. Biofarmaceutyki produkowane przez drożdże | 125 |
| 5.6. Inżynieria metaboliczna w Saccharomyces cerevisiae | 127 |
| 5.7. Drożdże kumulujące oleje | 128 |
| 5.8. Drożdże w strefie klimatu okołobiegunowego | 129 |
| 5.9. Zastosowanie drożdży w przechowalniach płodów rolnych | 130 |
| 5.10. Zastosowanie drożdży w środowisku | 135 |
| 5.11. Saccharomyces cerevisiae | 137 |
| 5.11.1. Produkcja chemikaliów | 139 |
| 5.11.2. Kwas bursztynowy | 139 |
| 5.11.3. Kwas itakonowy | 140 |
| 5.11.4. Kwas 3-hydroksypropionowy | 140 |
| 5.11.5. Kwas mlekowy | 141 |
| 5.11.6. Produkcja wysokowartościowych związków chemicznych | 142 |
| 5.12. Kluyveromyces lactis | 143 |
| 5.13. Yarrowia lipolytica | 146 |
| 5.14. Pichia pastoris | 152 |
| 5.15. Hansenula polymorpha | 156 |
| 5.16. Podsumowanie | 162 |
| Literatura rekomendowana | 163 |
| 6. Grzyby strzępkowe jako „workhorse” w mikrobiologii przemysłowej 167 | |
| 6.1. Wprowadzenie | 167 |
| 6.2. Przykłady „workhorse” wśród grzybów strzępkowych | 174 |
| 6.2.1. Aspergillus niger | 174 |
| 6.2.2. Aspergillus oryzae | 179 |
| 6.2.3. Aspergillus terreus | 180 |
| 6.2.4. Aspergillus flavus | 181 |
| 6.2.5. Aspergillus carbonarius | 181 |
| 6.2.6. Penicillium chrysogenum | 182 |
| 6.2.7. Trichoderma reesei | 183 |
| 6.3. Znaczenie grzybów strzępkowych | 188 |
| Literatura rekomendowana | 190 |
| 7. Enzymy produkowane w skali przemysłowej przez mikroorganizmy 191 | |
| 7.1. Wprowadzenie | 191 |
| 7.2. Enzymy produkowane przez mikroorganizmy o znaczeniu przemysłowym | 193 |
| 7.2.1. Oksydoreduktazy (EC1) | 193 |
| 7.2.2. Hydrolazy (EC3) | 194 |
| 7.2.3. Izomerazy | 203 |
| 7.2.4. Liaza | 204 |
| 7.3. Zastosowanie enzymów w procesach przemysłowych | 204 |
| 7.3.1. Przemysł piekarniczy | 204 |
| 7.3.2. Przemysł mleczarski | 205 |
| 7.3.3. Produkcja napojów | 206 |
| 7.3.4. Przemysł spożywczy | 207 |
| 7.3.5. Przemysł paszowy | 208 |
| 7.3.6. Przemysł farmaceutyczny i analityczny | 210 |
| 7.3.7. Przemysł polimerowy | 211 |
| 7.3.8. Przemysł papierniczy i celulozowy | 211 |
| 7.3.9. Przemysł skórzany | 212 |
| 7.3.10. Przemysł włókienniczy | 212 |
| 7.3.11. Enzymy w kosmetykach | 213 |
| 7.3.12. Enzymy w detergentach | 213 |
| 7.3.13. Przemysł syntezy organicznej | 214 |
| 7.3.14. Enzymy w oczyszczaniu ścieków | 214 |
| 7.3.15. Inne gałęzie przemysłu | 215 |
| 7.4. Podsumowanie | 215 |
| Literatura rekomendowana | 217 |
| 8. Mikrobiologiczna produkcja napojów alkoholowych 219 | |
| 8.1. Wprowadzenie | 219 |
| 8.2. Związki organiczne obecne w napojach alkoholowych | 220 |
| 8.3. Zanieczyszczenia w napojach alkoholowych | 221 |
| 8.4. Produkcja piwa | 222 |
| 8.4.1. Wprowadzenie | 222 |
| 8.4.2. Rodzaje piwa | 225 |
| 8.4.3. Szczepy stosowane do produkcji piwa | 226 |
| 8.4.4. Jakościowy skład chemiczny piwa | 226 |
| 8.5. Produkcja wina | 228 |
| 8.5.1. Wprowadzenie | 228 |
| 8.5.2. Szampan i wina musujące | 229 |
| 8.5.3. Wina korzenne (wermuty), słodkie likiery i miody pitne | 230 |
| 8.5.4. Fermentacja wina | 231 |
| 8.6. Alkohole spirytusowe | 234 |
| 8.6.1. Whisky | 234 |
| 8.6.2. Rum | 235 |
| 8.6.3. Winiaki | 237 |
| 8.6.4. Pisco | 240 |
| 8.6.5. Cachaça | 241 |
| 8.6.6. Tequila | 245 |
| 8.7. Wódki | 249 |
| 8.8. Inne alkohole | 249 |
| 8.9. Związki chemiczne w alkoholach | 249 |
| 8.10. Niekonwencjonalna produkcja wyrobów alkoholowych | 253 |
| Literatura rekomendowana | 257 |
| 9. Mikrobiologiczna produkcja rozpuszczalników 259 | |
| 9.1. Wprowadzenie | 259 |
| 9.2. Globalna produkcja etanolu | 260 |
| 9.2.1. Biochemia fermentacji alkoholowej | 261 |
| 9.2.2. Fermentacja alkoholowa prowadzona przez Saccharomyces cerevisiae | 263 |
| 9.2.3. Fermentacja etanolowa prowadzona przez bakterie | 264 |
| 9.2.4. Czynniki wpływające na produkcję etanolu | 267 |
| 9.2.5. Surowce stosowane do mikrobiologicznej produkcji alkoholi | 270 |
| 9.3. Mikrobiologiczna produkcja glicerolu | 279 |
| 9.4. Fermentacja aceton–butanol–etanol (ABE) | 281 |
| 9.4.1. Szlak produkcji 1-butanolu i izobutanolu | 284 |
| 9.4.2. Produkcja 1-butanolu z biomasy celulozowej | 288 |
| Literatura rekomendowana | 289 |
| 10. Mikrobiologiczna produkcja kwasów organicznych 291 | |
| 10.1. Wprowadzenie | 291 |
| 10.2. Kwas cytrynowy (C6H8O7) | 291 |
| 10.2.1. Podstawy fermentacji kwasu cytrynowego | 293 |
| 10.2.2. Natywne mikroorganizmy zdolne do produkcji kwasu cytrynowego | 294 |
| 10.2.3. Surowce stosowane w fermentacji kwasu cytrynowego | 295 |
| 10.2.4. Produkcja kwasu cytrynowego w hodowlach Aspergillus niger | 295 |
| 10.2.5. Produkcja kwasu cytrynowego z zastosowaniem drożdży | 298 |
| 10.2.6. Odzyskiwanie produktu fermentacji | 299 |
| 10.2.7. Zastosowanie kwasu cytrynowego | 300 |
| 10.3. Kwas mlekowy | 300 |
| 10.3.1. Inżynieria genetyczna mikroorganizmów produkujących kwas mlekowy | 301 |
| 10.3.2. Warunki produkcji kwasu mlekowego w procesie fermentacji | 302 |
| 10.3.3. Rola hodowli bakteryjnych w produkcji kwasu mlekowego | 302 |
| 10.3.4. Optymalizacja procesu fermentacji mlekowej | 303 |
| 10.3.5. Oczyszczanie kwasu mlekowego | 304 |
| 10.4. Kwas itakonowy (IA) | 304 |
| 10.4.1. Inżynieria metaboliczna kwasu itakonowego Aspergillus terreus i Aspergillus niger | 306 |
| 10.4.2. Zoptymalizowane warunki hodowli Aspergillus terreus DSM 23081 | 307 |
| 10.4.3. Zastosowanie kwasu itakonowego | 307 |
| 10.5. Kwas octowy | 308 |
| 10.5.1. Systemy produkcji kwasu octowego | 308 |
| 10.5.2. Bakterie kwasu octowego | 310 |
| 10.5.3. Skład chemiczny i jakość octu | 311 |
| 10.5.4. Procesy starzenia octu | 312 |
| 10.5.5. Ocena jakości produkowanego octu | 312 |
| 10.6. Kwas glukonowy (GA) | 313 |
| 10.7. Kwas bursztynowy | 314 |
| 10.8. Inne kwasy organiczne | 315 |
| Literatura rekomendowana | 315 |
| 11. Mikrobiologiczna produkcja aminokwasów 317 | |
| 11.1. Wprowadzenie | 317 |
| 11.2. Metody pozyskiwania aminokwasów | 318 |
| 11.2.1. Ekstrakcja aminokwasów z hydrolizatów białkowych | 318 |
| 11.2.2. Chemiczna synteza aminokwasów | 320 |
| 11.2.3. Mikrobiologiczna produkcja aminokwasów | 320 |
| 11.3. Procesy fermentacji związane z produkcją aminokwasów | 323 |
| 11.3.1 Bakterie produkujące aminokwasy | 323 |
| 11.3.2. Corynebacterium – „workhorse” w mikrobiologii przemysłowej | 325 |
| 11.3.3. Pozyskiwanie i wykorzystanie substratu węglowego | 326 |
| 11.3.4. Metabolizm azotu | 327 |
| 11.3.5. Metabolizm fosforu | 328 |
| 11.3.6. Metabolizm siarki | 328 |
| 11.3.7. Przemysłowa produkcja L-lizyny w aspekcie historycznym | 329 |
| 11.3.8. Genomy szczepów Corynebacterium glutamicum | 330 |
| 11.3.9. Szlak syntezy L-lizyny przez Corynebacterium glutamicum | 331 |
| 11.3.10. Maksymalna wydajność produkcji lizyny w hodowlach Corynebacterium glutamicum | 333 |
| 11.3.11. Inżynieria metaboliczna w Corynebacterium glutamicum | 335 |
| 11.3.12. Inżynieria metaboliczna w produkcji NADPH | 337 |
| 11.3.13. Kwas glutaminowy produkowany przez Corynebacterium glutamicum | 340 |
| 11.3.14. Biosynteza kwasu glutaminowego przez Corynebacterium glutamicum | 341 |
| 11.3.15. Produkcja przemysłowa kwasu glutaminowego | 342 |
| 11.3.16. Zastosowanie przemysłowe i rola terapeutyczna kwasu glutaminowego | 343 |
| Literatura rekomendowana | 344 |
| 12. Mikrobiologiczna produkcja antybiotyków 347 | |
| 12.1. Wprowadzenie | 347 |
| 12.2. Podstawowa lista dziesięciu typów antybiotyków | 352 |
| 12.2.1. Penicyliny | 353 |
| 12.2.2. Tetracykliny | 355 |
| 12.2.3. Cefalosporyny | 356 |
| 12.2.4. Chinolony | 356 |
| 12.2.5. Linkomycyny | 359 |
| 12.2.6. Makrolidy | 359 |
| 12.2.7. Sulfonamidy | 360 |
| 12.2.8. Glikopeptydy | 361 |
| 12.2.9. Aminoglikozydy | 362 |
| 12.2.10. Karbapenemy | 362 |
| 12.3. Przemysłowa produkcja penicylin, cefalosporyn i cefamycyny | 363 |
| 12.3.1. Przemysłowa produkcja penicyliny | 363 |
| 12.3.2. Półsyntetyczne β-laktamy | 367 |
| 12.4. Streptomycyna | 368 |
| 12.4.1. Mechanizm działania streptomycyny | 368 |
| 12.4.2. Produkcja streptomycyny | 369 |
| 12.4.3. Odzyskiwanie streptomycyny | 370 |
| Literatura rekomendowana | 371 |
| 13. Mikrobiologiczna produkcja witamin i prowitamin 373 | |
| 13.1. Wprowadzenie | 373 |
| 13.2. Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach | 376 |
| 13.2.1. Witamina A i prowitamina A | 376 |
| 13.2.2. Witamina D | 377 |
| 13.2.3. Witamina E | 377 |
| 13.2.4. Witamina K | 378 |
| 13.3. Witaminy rozpuszczalne w wodzie | 378 |
| 13.3.1. Witamina B1 | 378 |
| 13.3.2. Witamina B2 | 378 |
| 13.3.3. Witamina B3 | 379 |
| 13.3.4. Witamina B5 | 380 |
| 13.3.5. Witamina B6 | 381 |
| 13.3.6. Witamina B7 | 382 |
| 13.3.7. Witamina B9 | 384 |
| 13.3.8. Witamina B12 | 384 |
| 13.4. Kwas askorbinowy | 390 |
| 13.4.1. Szlaki syntezy kwasu askorbinowego | 392 |
| Literatura rekomendowana | 396 |
| 14. Pigmenty produkowane przez mikroorganizmy 397 | |
| 14.1. Wprowadzenie | 397 |
| 14.2. Barwniki syntetyczne a naturalne pigmenty | 398 |
| 14.3. Pozyskiwanie mikroorganizmów produkujących pigmenty | 399 |
| 14.4. Nowatorskie strategie wzmacniające produkcję pigmentów bakteryjnych | 400 |
| 14.5. Rodzaje pigmentów produkowanych przez mikroorganizmy | 401 |
| 14.5.1. Pigmenty bakteryjne | 404 |
| 14.5.2. Pigmenty grzybicze | 404 |
| 14.6. Cechy pigmentów produkowanych przez mikroorganizmy | 406 |
| 14.6.1. Pigmenty stosowane w przemyśle farmaceutycznym | 407 |
| 14.6.2. Pigmenty jako barwniki stosowane w przemyśle włókienniczym | 409 |
| 14.6.3. Pigmenty jako barwniki spożywcze | 411 |
| 14.7. Lista pigmentów spożywczych | 412 |
| 14.7.1. Pigmenty spożywcze bezpieczne dla zdrowia | 412 |
| 14.7.2. Pigmenty spożywcze niebezpieczne dla zdrowia | 416 |
| 14.7.3. Barwniki spożywcze o zalecanej ostrożności | 421 |
| 14.7.4. Barwniki spożywcze podejrzane | 421 |
| 14.8. Pigmenty powszechnie produkowane na drodze mikrobiologicznej w skali przemysłowej | 422 |
| 14.8.1. Karotenoidy | 422 |
| 14.8.2. Melaniny | 423 |
| 14.8.3. Prodigiozyna | 423 |
| 14.8.4. Wiolaceina | 423 |
| 14.8.5. Ryboflawina | 423 |
| 14.8.6. Piocyjanina | 424 |
| 14.9. Mikrobiologiczna produkcja karotenoidów na skalę przemysłową | 424 |
| 14.9.1. Główne szlaki biosyntezy karotenoidów | 425 |
| 14.9.2. Naturalne źródła karotenoidów | 425 |
| 14.9.3. Pozyskiwanie pigmentów karotenoidowych po fermentacji | 425 |
| 14.9.4. Przykłady pigmentów karotenoidowych, ich zastosowanie oraz aktywność biologiczna | 427 |
| 14.10. Podsumowanie | 427 |
| Literatura rekomendowana | 428 |
| 15. Polimery produkowane przez mikroorganizmy i ich zastosowanie 431 | |
| 15.1. Wprowadzenie | 431 |
| 15.2. Poliestry | 432 |
| 15.2.1. Mikroorganizmy produkujące PHA | 433 |
| 15.2.2. Genetyczna regulacja produkcji PHA | 434 |
| 15.2.3. Produkcja PHA przez Cupriavidus necator | 435 |
| 15.2.4. Produkcja PHA przez rekombinant Escherichia coli | 435 |
| 15.2.5. Zastosowanie PHA | 435 |
| 15.3. Poliamidy | 436 |
| 15.3.1. Biosynteza mikrobiologiczna γ‑PGA | 438 |
| 15.3.2. Produkcja γ‑PGA | 439 |
| 15.4. Polisacharydy bakteryjne | 440 |
| 15.4.1. Ksantan | 444 |
| 15.4.2. Lewan | 450 |
| 15.4.3. Pullulan | 453 |
| 15.4.4. Dekstran | 459 |
| Literatura rekomendowana | 466 |
KUP NA PREZENT
Przemysłowe wykorzystanie mikroorganizmów
63,92 zł
Uzupełnij informacje na temat odbiorcy.
Produkt został pomyślnie dodany do koszyka.
Nieudana próba zakupu produktu. Spróbuj jeszcze raz.
Wypożyczaj w abonamencie!
Już od 2,66 zł za ebooka
