باکتری ها در صنعت و نحوه انتخاب سویه
باکتری ها، تعداد عظیمی از میکروارگانیزم ها را در بر می گیرند که از لحاظ منابع انرژی، منبع کربن سلولی، منبع نیتروژن، راه های متابولیکی، فرآورده های نهایی متابولیسم و توانایی تجزیه مواد طبیعی یا ترکیبات آلی متفاوت هستند. باکتری های مختلف با شرایط آب و هوایی و زیستگاه های میکروسکوپی سطح زمین سازگاری یافته اند. تمامی این باکتری ها در صنعت کابردهای فراوانی دارند. در این مقاله از سایت شرکت پویاژن آزما، تولید کننده پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی بر پایه بیوفیلتر قصد داریم شما را در هدف به کار گیری این میکروارگانیسم ها در صنایع مختلف یاری کنیم.
باکتری های نمک دوست در حوضچه های نمک، باکتری های گرمادوست در توده زغال یا در چشمه های گرم آتشفشانی، باکتری های سرمادوست در یخهای قطبی و باکتری های فشار دوست تحت فشار زیاد در دریاها بسر می برند. گوناگونی نامحدود باکتری ها گنجینه عظیمی از دست مایه اولیه را برای میکروبیولوژی کاربردی فراهم می سازد.
دستگاه تصفیه فاضلاب آبکاری بر پایه بیوفیلتر، تولیدی پویاژن آزما. با حجم پساب پنج متر مکعب در روز
سهم باکتری ها و قارچ ها در میکروبیولوژی کاربردی به مراتب بیش از سهم جلبک ها و پروتوزوئرها می باشد. تنوع قارچ ها بیشتر از باکتری هاست. قارچ ها به ویژه به لحاظ توانایی رشد بر روی چوب خشک و ترشح آنزیم های برون سلولی قوی برای تجزیه بیوپلی مرها (پروتئینها ، پلی ساکاریدها و لیگنین) موجب تجزیه شدن اکثر مواد گیاهی می شوند.
قارچ ها در صنعت
قارچ ها انبوهی از مولکول های آلی کوچک با ساختار غیر عادی از جمله آنتی بیوتیک های مهم را تولید می کنند. از طرف دیگر قارچ ها به عنوان گروهی از میکروارگانیزم ها فاقد برخی از توانایی های متابولیکی باکتری ها هستند. قارچ ها فتوسنتز یا تثبیت نیتروژن انجام نمی دهند و قادر به اکسید کردن ترکیبات کانی به عنوان منبع انرژی نمی باشند.
قارچ ها قادر نیستند ترکیبات کانی بجز اکسیژن را به عنوان پذیرنده نهایی الکترون در پدیده تنفس مورد استفاده قرار دهند. طیف ترکیبات آلی که قارچ ها به عنوان تنها منبع کربن سلولی استفاده می کنند محدود تر از باکتری ها است. غالباً قارچ ها و باکتری ها در صنعت توانایی یکدیگر را در تجزیه مواد آلی پیچیده کامل می سازند.
میکروارگانیزم ها با تجزیه کردن فرآورده های آلی و بقایای گیاهان و جانوران، مواد غذایی رها می سازند که رشد همه میکروارگانیزم ها را تأمین می نماید. پانزده سانتی متری خاک سطحی حاصلخیز ممکن است بیش از دو تن قارچ و باکتری در هر جریب داشته باشد.
انتخاب سویه مناسب برای استفاده باکتری در صنعت
موفقیت یک صنعت میکروبیولوژی کاربردی به نوع سویه مورد استفاده و روش های تولید بستگی دارد. در حال حاضر انتخاب نژاد 40-30% و روش تولید 70-60% روی نتیجه نهایی تاثیر دارد.
یک سویه مناسب و شاید بتوان گفت یک سویه ایده آل مورد استفاده در میکروبیولوژی کاربردی جهت تولید یک فرآورده بیولوژیک باید دارای شرایط زیر باشد تا از لحاظ اقتصادی استفاده از آن مقرون به صرفه باشد:
- نگهداری آن ساده باشد
- بتواند محصول مورد نظر را نسبت به بقیه سویه های موجود بیشتر تولید کند.
- زمان تکثیر آن کوتاه بوده تا در زمان کمتری به فاز لگاریتمی رشد خود یا به فاز تولید محصول مورد نظر برسد که در این صورت مدت زمان لازم برای تولید محصول کاهش می یابد.
- دارای توانایی ترشح محصول مورد نظر به خارج از سلول باشد که در این صورت خالص سازی محصول راحت تر ، زمان و هزینه کمتری را در بر خواهد گرفت.
- بیماری زا نباشد
- نسبت به پاساژهای مختلف و شرایط محیطی پایدار باشد
- تکثیر آن در شرایط ساده انجام شود مثلاً جهت تکثیر نیاز غذایی ساده ای داشته و بر روی محیط های ساده و ارزان قادر به تکثیر باشد از طرف دیگر نیاز به دمای بالا و pH اسیدی یا قلیایی شدید جهت رشد نداشته و احتیاج به اکسیژن کمی داشته باشد.
- مقاوم به فاژ باشد ( در صنعت اولین مهاجم فاژها می باشند)
- بعد از تولید محصول میکروبی بتوان از میکروارگانیزم تکثیر یافته به عنوان یک محصول فرعی مانند غذای دام یا کود بیولوژیک استفاده کرد.
- به راحتی بتوان روی سویه مورد استفاده دستکاری ژنتیک انجام داد
- به دزدی حساس باشد
- پیگمان نامناسبی تولید نکنند
روش های بدست آوردن سویه میکروبی صنعتی
جهت بدست آوردن یک سویه مناسب در تولید یک فراورده بیوتکنولوژی از روش های زیر استفاده می گردد:
الف)به صورت طبیعی بدست می آید (استفاده از نژادهای وحشی)
برای جداسازی محصولات متابولیکی جدید، محققان سعی می کنند نژادهایی از محیط های دور از ذهن یا نامتعارف جدا کنند به این امید که شاید چنین نژادهایی قادر به تولید متابولیت های جدید باشند. به عنوان مثال، میکروارگانیزم ها و باکتری های بدست آمده از ارتفاعات زیاد، مناطق سردسیر، آب دریا و دریاچه ها، اعماق دریا، بیابان ها، چشمه های آب گرم و زمین های نفت خیز در دست بررسی هستند.
بسته به منشا مایه تلقیح و روش غنی سازی، گروه های ویژه ای از میکروارگانیزم ها را می توان جدا کرد. مثلا میکرومنوسپورا(Micromonospora)، استرپتوسپورانژیوم (Streptosporangium) و اکتینوپلانها (Actinoplane) را از آب دریا و آب شیرین، ترمواکتینومایسس (Thermoactinomyces) و ترمومنوسپورا (Thermomonospora) را از کود گیاهی و اکتینوپلان ها از آب نمک قابل جداسازی هستند. روش های تهیه کشت خالص را هم برای توضیحات بیشتر مطالعه کنید.
میزان تنوع متابولیت های تولید شده توسط جنس های مختلف به استثنای استرپتومیست ها، نسبتا محدود است. مثلا باسیلوس ها فقط آنتی بیوتیک های پپتیدی را تولید می کنند.
در یک بررسی جامع، 20000 نژاد اکتینوپلان جدا شده که از این میان، 13000 مورد برای تولید آنتی بیوتیک گزینش شدند. ظرف یک مدت کوتاه ده ساله 41 آنتی بیوتیک جدید از این نژادها بدست آمد و مشخصات آن ها تعیین گردید. یک برنامه گزینش صنعتی موفق به یک سازمان دهی وسیع و پرسنلی که دقیقا زیر نظر باشند نیازمند است. امروزه استعداد و ظرفیت جداسازی و آزمایش اکثر گروه های گزینش صنعتی در حدود 1000 تا 2000 نژاد در سال است.
مرحله بعد ایجاد نژادهای جدید است که میتوانید در مقاله بعدی درباره آن بخوانید.
درباره استفاده از UV در این صنعت نیز میتوانید مطالعه کنید.
مشاوره رایگان و مشاهده پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی پویاژن بر اساس بیوفیلتر
09101438051
02140443676-7
