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Pharmazeutische Mikrobiologie (Subject) / Mikrobielle Wachstum (Lesson)
Metabolismus
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- Temperaturoptimum TEMPERATUROPTIMUM Mindestens 4 Gruppen: ‐ Psychrophile Organismen :Wachstumsoptimum < 20 °C Bacillen, Flavobakterien ‐ Mesophile Ogranimsen : Wachstumsoptimum 20 – 40 °C E. coli, Staphylococcen ‐ Thermophile Organismen : Wachstumsoptimum >40 °C Geobacillus stearothermophilus, Thermus ‐ Psychrothrophe Organismen :Optimum wie mesophile, aber auch bei Kühltemperaturen Wachstum möglich Pseudomonaden, Bacillen ‐ (Psychrotolerante ‐ Thermotolerante ‐ Hyperthermophile ‐ Thermotrophe)
- FAKTOREN DER THERMORESISTENZ ‐ Endosporen ‐ Problematik Pasteurisation ‐ Sterilisationsprozess notwendig ‐ Bacillen, Clostridien
- pH‐OPTIMUM ‐ Acidophile Organismen Sulfolobus, Thiobacillus Schimmelpilze, Hefen ‐ Neutrophile Organismen Alcaligenes, Pseudomonas etc. ‐ Alkaliphile Organismen Bacillen, Nitrobacter
- WASSERAKTIVITÄT UND OSMOTISCHER STRESS Wasseraktivität: Maß für das „verfügbare“ wasse Osmotische Verhältnisse Osmotoleranz Osmophile Keime aw‐Wert << Haltbarkeit >> aW‐Wert = 1 : Wachstum, darunter gehemmtes/kein Wachstum
- Industrielle Mikrobiologie/Biokatalyse Herstellung von: ‐ Zellen (z.B. Hefezellen) ‐ Stoffen durch Umwandlung (z.B. Biologisch modifizierte Steroide) ‐ Produkten aus Zellen: ƒ Enzyme ƒ Antibiotica ƒ Lebensmittelzusatzstoffe ƒ Alkohol ƒ Chemikalien
- Unterschiede zwischen statischer und kontinuierlicher Kultur Statisch: Typische Wachstumsphasen ‐ Lag ‐ Log ‐ Stationäre Phase ‐ Absterbe‐Phase Kontinuierliche: Kontinuierliche log‐Phase (in situ Sterilisation) ‐ Permanente Nährstoffzufuhr ‐ Automatischer Austrag von Zellmasse ‐ pH konstant ‐ Temperaturkonstanz ‐ Gleichbleibende Zelldichte
- Industriell vorwiegend genutzte MO ‐ Pilze (Hefen und Schimmelpilze) ‐ Prokaryonten (häufig Streptomyces)
- Zielsetzungen: ‐ Hohe Ausbeute ‐ Exakt definierte und hinterlegte Stämmde
- Verwendung von Hefe und Hefeprodukten in der Industrie ‐ Bäckerhefe und Broterzeugung ‐ Getrocknete Lebensmittelhefe als LM‐Zusatzstoff ‐ Futterhefe ‐ Hefeextrakt für Kulturmedien ‐ Vitamine der B‐gruppe ‐ Vitamin D ‐ Enzyme für die LM‐Industrie (Invertase, Galactosidase) ‐ Biochemikalien f.d. Forschung (ATP, NAD+, RNA) ‐ Ethanol ‐ Glycerin ‐ Bier ‐ Wein ‐ Whiskey, Weinbrand, Wodka, Rum
- Anforderungen an einen industriell nutzbaren MO ‐ Produziert die gewünschte Substanz ‐ Steht als Reinkultur zur Verfügung ‐ Ist genetisch stabil ‐ Ist lagerungsstabil ‐ Soll möglichst einfach Beipmfung des Fermenters gestatten ‐ Soll schnell wachsen ‐ Soll die gewünschte Substanz in möglichst kurzer Zeit produzieren ‐ Soll in preiswerten Kulturmedien Wachsen ‐ Soll ggf. genetisch modifizierbar sein
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- Woran erkennt man mikrobielles Wachstum? ‐ Trübung ‐ Sedimentbildung ‐ Gasbildung ‐ Koloniebildung
- Wie kann man mikrobielles Wachstum messen? ‐ Zählkammer‐Präparat ‐ Kulturelle Lebendkeimzahl ‐ Trübungsmessung ‐ Biomassebestimmung ‐ Indirekte Erfassung über Stoffwechselprodukte