Microorganisme industriale

Microorganisme industriale

Pentru crestere si inmultire, microorganismele necesita energie si mediu de cultura optim. Se clasifica in:

aerobe, care necesita O₂ din atmosfera (Streptomyces utilizat pentru sinteza antibioticelor);

anaerobe, care nu necesita O₂ (Clostridium);

facultative, care isi modifica metabolismul si care poate fi aerob (respirator) sau anaerob (fermentativ).

Acesta poate conduce la un singur produs principal, bacterii lactice, care transforma glucoza in acid lactic sau la mai multe produse principale (Clostridium acetobutyrum) care transforma glucoza in butanol, izopropanol, acetona.

Prin activarea microorganismelor pro si eucariote se realizeaza metaboliti primari si secundari.

Metabolitii primari sunt compusi chimici sintetizati de celule necesari cresterii si inmultirii lor (aminoacizi, acizi organici, nucleotide, alcooli, vitamine). Celulele microorganisme produc cantitati mici din acesti metaboliti primari. Sinteza acestor substante regleaza genetic genele, actionand doar atunci cand este nevoie, in functie de ciclul vital a microorganismelor si conditiile de mediu. Prin mutatii ale genelor care intervin in reglajul genetic al activitatii celulare, acestea pot produce cantitati disproportionale dintr-un anumit metabolit. Ex.: Corynibacterium glutamicum, Brevibacterium

Daca se produc mutatii ale genelor sau dereglaj genetic al unor cai metabolice, acestea produc cantitati mai mari din unii aminoacizi, cum ar fi acidul glutamic si lizina. Aceste mutante pot transforma 2/3 din glucide in lizina (aminoacid esential in alimente). De aceea s-a dezvoltat pe plan mondial industria fermentativa ce produce lizina prin biosinteza necesara ameliorarii calitatii nutritive ale alimentelor si plantelor. Similar alti mutanti ai bacteriilor produc acidul glutamic, utilizat ca si glutamat de sodiu.

Unele vitamine sunt produse ca metaboliti primari al unor microorganisme mutante. Astfel bacteriile din genul Ashbya cantitati mari de riboflavina (de 20.000 ori mai mari decat tipul normal), iar Pseudomonascint de 50.000 ori mai mult vitamina B₁₂ decat normal.

Metabolitii secundari sunt compusi chimici sintetizati de cei care nu sunt necesari cresterii si inmultirii lor (antibiotice, alcaloizi, toxine). Astfel antibioticele sunt produse de microorganisme ca metaboliti secundari ajuta la combaterea maladiilor infectioase. Sinteza lor se realizeaza prin cai metabolice in care intervin intre 10-30 gene din acestea, determinand sinteza unor enzime care favorizeaza desfasurarea unor etape succesive necesare procesului de biosinteza al antibioticelor. Pentru obtinerea unor surse de microorganisme ce produc mari cantitati de antibiotice, este necesar un proces complex ce se realizeaza in cicluri succesive de mutatii si selectii.

Microorganismele au in general o faza de crestere rapida pana la epuizarea mediului de cultura in substante nutritive. In faza urmatoare se realizeaza sinteza si acumularea de metaboliti secundari.