Mikrobiologija
Mikrobiologija (gr. mikros – mažas, bios – gyvybė, logos – mokslas) – mokslas apie mikroorganizmus (bakterijas, aktinomicetus, mieles ir pelėsinius grybus), kurios augina biotechnologai. Naujausiais bandymais panaudojami organizmai su perkeltais į chromosomas naujais genais, suteikiančiais jiems naujų savybių. Nors jau kelis tūkstančius metų mes naudojame mikroorganizmus vyno, duonos ar pieno produktų gamybai, tačiau dauguma biotechnologinių produktų buvo gauti tik XX a. paskutiniu ketvirčiu.
Kodėl mikroorganizmus naudojame produktų gamybai?
• Mikroorganizmai labai greitai dauginasi. Sparčiai daugindamasi skilimo pusiau būdu, bakterijų populiacija labai greitai didėja. Esant palankioms sąlygoms, grybai per kelias dienas užaugina daugybę siūlinių hifų ir suformuoja sporas. • Kadangi mikroorganizmai skaido etanolį, sutraiškytus augalų stiebus, tuščias žirnių ankštis ir net šlapią kartoną, tai biotechnologijos procesuose kaip žaliavą galima naudoti pigias atliekas. Tuo būdu atsikratoma atliekomis ir kartu gaunama naudingų medžiagų. • Mikroorganizmai labai greitai žaliavą paverčia produktais. Iš kiaušinio išsiritęs viščiukas turi augti ištisas savaites, kol tampa tinkamas kepsniui, o mikroorganizmai tokią pat baltymingo maisto masę pagamina per keletą dienų. Jie efektyviai perdirba žaliavą į produktą, veltui neeikvodami energijos persikraustyti iš vienos vietos į kitą, žiedams formuoti ar dar kokiai nors veiklai. • Mikroorganizmai puikiausiai auga dideliuose šiltuose plieniniuose gamyklų rezervuaruose – jiems nereikia žalių pievų ir gryno oro.• Veikiant mikroorganizmų fermentams, mažiau susidaro šalutinių produktų, kuriuos reikia pašalinti pradedant pakuoti pagamintą produkciją. • Nauji genai gali būti perkelti į mikroorganizmus genų inžinerijos metodais, tuo būdu pakeičiant produktus daug greičiau, negu tai būtų galima atlikti išvedant naujas gyvulių ar augalų veisles.
Fermenteriai
Biotechnologijos pramon4je fermentacija rei6kia bet koki7 mikroorganizm7 augim1 produktui gaminti. Dideli indai, naudojami mikroorganizmams auginti, vadinami fermenteriais.Mikroorganizmai auginami dideliuose plieniniuose fermenteriuose, kuriuose telpa tūkstančiai litrų skystų maisto medžiagų – augimo terpė. Fermenteris ir jo vamzdžiai sterilizuojami leidžiant garus. Augimo terpę taip pat reikia sterilizuoti. Nedideli mikroorganizmų kiekiai prieš dedant į fermenterį auginami laboratorijoje, kad būtų pasiektas maksimalus jų augimo greitis. Kai fermentacijos procesas pasibaigia, fermenteris išplaunamas ir vėl sterilizuojamas. Žmonės, dirbantys su mikroorganizmais ir jų produktais, dažnai dėvi apsauginius drabužius. Daugelis procesų atliekama atskiromis partijomis, nes fermenteryje sunku palaikyti idealias sąlygas – susidaro toksiškų atliekų ir išeikvojamos maisto medžiagos. Aludariai ir sūrių gamintojai turi vienu metu dirbti su keletu atskirų partijų, kad būtų pastoviai patiekiamas produktas.
Mikroorganizmų gaminami produktai
Mikroorganizmų pagaminti fermentai plačiai naudojami pramonėje. Jie padeda paversti vertingais produktais žaliavas – pvz., bakterijų karbohidrazė atliekų angliavandenius paverčia cukrumis. Kitas bakterinis fermentas, gliukoizomerazė, cukrus paverčia vertingu gliukozės ir fruktozės sirupu. Šis sirupas daug saldesnis už cukranendrių sukrų, taigi jo mažiau reikia. Fermentai yra brangūs, ir būtų nuostolinga dėti jų į medžiagų partijas, o paskui, valant produktą, išmeti. Todėl fermentai „uždaromi“, arba imobilizuojami, akytos medžiagos strypo viduje. Strypas panardintas į substratą arba substratas lėtai srovena strypu žemyn, o fermentas perdirba medžiagas. Procesui pasibaigus, strypas nuplaunamas ir jie jau yra paruoštas kitai partijai. Mielių ir augalų ląstelės imobilizuojamos tokiu pat būdu.
Karbohidrazė paverčia krakmolo sirupą cukraus sirupu.Izomerazė – gliukozę pakeičia į saldesnę fruktozę.Proteazė – dalinai suskaido kūdikiams skirto maisto baltymus; suminkština mėsą, taip pat pakeičia miltus, kad būtų trapesni kepiniai.Pektinazė – panaudojama spaudžiant vaisių sulis.Proteazė, lipazė – naudojamos kaip aktyvūs fermentai „biologinių“ skalbimo miltelių gamyboje.
Bakteriologija
Bakteriologija yra viena iš daugelio mikrobiologijos šakų į kurias ji skirstoma.Bakteriologija – tai mokslas, kuris tiria bakterijas, išskirtas iš dirvožemio, augalų, gyvūnų ar žmogaus. Bakterijos (lot. bacterion – lazdelė) – labiausiai gamtoje paplitę mikroorganizmai, kurie labai svarbūs gamtai ir žmogui: dirvos susidaryme, žemės ūkyje, pramonėje, medicinoje. Bakterijos, kurių skersmuo 0,1 – 1 µm., o ilgis 2 – 3 µm. neturi branduolio, jo vietą užima membranos neturinti plazmos dalis, kurioje yra DNR. Bakterijos taip pat neturi mitochondrijų ir chloroplastų, jos yra įvairių formų (lazdelės, rutulio, spiralės) taip pat judrios, turinčios vieną ar kelis žiuželius ir nejudrios. Pagal mitybą bakterijos skirstomos į saprotrofus parazitus. Saprotrofai – bakterijos mintančios negyvomis organinėmis medžiagomis. Parazitai – bakterijos, mintančios organinėmis medžiagomis iš gyvų organizmų. Bakterijos dauginasi ląstelei skylant pusiau.
Bandymas
VDU Kauno Botanikos sodo Fifoekologijos laboratorijoje buvo atliktas bandymas – „Antibakterinis, kai kurių medžiagų poveikis fitopatogeninėms bakterijoms“ (fitopatologinės bakterijos – bakterijos sukeliančios augalų ligas).Buvo tirta keturių cheminių medžiagų antibakterinis poveikis bakterijoms. Tam naudoti šie funcinogenai: kalcinuota soda, geležies sulfatas, kalio permanganatas ir cinebas. Dar buvo bandytos trys augalų sultys: svogūno, česnako ir krieno. Antibakterinis preparatų poveikis buvo tiktas popierinių diskų metodu. Šis būdas nėra labai tikslus, bet juo naudojantis galima per trumpą laiką ir gana nesunkiai ištirti daugelio medžiagų apytikslį antibakterinį aktyvumą. Imami sterilūs filtrinio popieriaus skrituliukai uždedami ant BA (bulvių agaro – kur auginamos bakterijos). Taip paruoštas Petri lėkštelės laikomos termostate 25˚C. Po 1 – 2 parų tikrinama ar yra apie diskus sterili zona, kurios dydis ir rodo antibakterinį aktyvumą. Atlikus šį bandymą buvo padaryta išvada, jog aktyviausios medžiagos yra cinebas, kalcinuota soda ir česnako sultys. Šios medžiagos neigiamai veikė visų rūšių bakterijų organizmą.
Išvada:
Taigi mikrobiologija yra labai svarbi mūsų gyvenime ir neatsiejama jo dalis. Fermentų dėka, mes turime kur kas daugiau pagaminamų maisto produktų. Gamyklos gali gaminti pigesnes prekes ir aprūpinti daugiau gyventojų. Bakteriologija yra labai svarbi medicinoje. Jos dėka mes žinome kokius produktus reikia valgyti kad apsisaugotume nuo gripo ir kitų ligų.
Naudota Literatūra
1. 10 klasės biologijos vadovėlis 2. Botanikos terminų žodynas3. Taip pat šį darbą atlikti padėjo gamtos mokslų daktarė – Vilija Snieškienė.