2.Βασικοί μικροοργανισμοί της βιομηχανικής μικροβιολογίας

Question 1

Οι μ/ο που χρησιμοποιούνται στα τρόφιμα είναι ασφαλείς για κατανάλωση ;

Answer 1

Οι μικροοργανισμοί που χρησιμοποιούνται στις βιομηχανικές ζυμώσεις για την παραγωγή τροφίμων και ποτών είναι χαρακτηρισμένη ως GRAS και θεωρούνται ασφαλή για χρήση σε προϊόντα για ανθρώπινη κατανάλωση

Question 2

Ποια τα χαρακτηριστικά των βακτηρίων του γαλακτικού οξέος και που χρησιμοποιούνται ;

Answer 2

Gram(+), Βάκιλοι ή κόκκοι, Αναερόβιοι (με ανεκτικότητα στο οξυγόνο), Παράγουν γαλακτικό οξύ μέσω της γαλακτικής ζύμωσης, Χρησιμοποιούνται στην παραγωγή πολλών ζυμωμένων τροφίμων

Question 3

Ποια τα κυριότερα γένη οξυγαλακτικών βακτηρίων και ποια τα χαρακτηριστικά τους ;

Answer 3

Lactococcus, Leuconostoc,Pediococcus,Lactobacillus, Streptococcus, Bifidobacterium
Χαρακτηριστικά:Gram +, Βάκιλλοι ή κόκκοι (λέγονται και γαλακτοβάκιλοι), Καταλάση - (αρνητικοί στην δοκιμή καταλάσης), Μη σπορογόνα, προαιρετικά αναερόβια, Θερμοκρασία: 4-45 °C (Τopt= 30-37ο C), Κυριαρχούν σε συνθήκες: χαμηλής Τ, ρΗ και Ο2

Question 4

Σε τι ζυμώσεις συμμετέχουν τα οξυγαλακτικά βακτήρια και πως κατηγοριοποιούνται ;

Answer 4

Συμμετέχουν στις γαλακτικές ζυμώσεις που μετατρέπουν σάκχαρα σε γαλακτικό οξύ (τουρσί, ελιές, γιαούρτι)
Ζύμωση σακχάρων και παραγωγή γαλακτικού οξέος: Ομοζυμωτικοί: Γλυκόζη - >85% γαλακτικό οξύ, Ετεροζυμωτικοί: Γλυκόζη –> 50% γαλακτικό οξύ και 50%

Question 5

Τι είναι οι καλλιέργειες εκκίνησης ;

Answer 5

Μίγματα μικροοργανισμών σε λυοφιλιωμένη μορφή που χρησιμοποιούνται για να ξεκινήσουν οξυγαλακτική ζύμωση. Πχ για γιαούρτι (Lactobacillus delbrueckii bulgaricus, Streptococcus thermofilus)

Question 6

Τι προκαλείται με την γαλακτική ζύμωση ;

Answer 6

Η γαλακτική ζύμωση μειώνει την CCH2O στο υπόστρωμα αλλά και το ρΗ (γαλ.οξύ) σε τιμή έως 4 που προκαλεί αναστολή πολλών μ/ο άρα και αύξηση της συντήρησης των τροφίμων. Επιπλέον η οξύτητα προκαλεί μεταβολή της σύστασης με καθίζηση πρωτεϊνών και βιοχημικών μεταβολών που ενισχύουν τα οργανοληπτικά.

Question 7

Ποιες είναι οι θετικές και αρνητικές δράσεις των οξυγαλακτικών βακτηρίων ;

Answer 7

Τα οξυγαλακτικά βακτήρια επιφέρουν και θετικά όπως στην ασφάλεια όπου πέρα από την πτώση του ρΗ παράγουν οργανικά οξέα, βακτηριοσίνες, αιθανόλη και ένζυμα που εμποδίζουν μ/ο. Στην υγεία του ανθρώπου δρούν ως προβιοτικά έχοντας αντιμικροβιακή δράση στο έντερο , καταπολεμούν ανεπιθύμητους μ/ο και τοξίνες και συμβάλλουν στην υγεία και στην ομοιόσταση. Τα προϊόντα που υπόκεινται γαλακτική ζύμωση έχουν αυξημένη διατροφική αξία. Επιπλέον είναι κατάλληλα για άτομα με δυσανεξία και συμβάλλουν στο ανοσοποιητικό.
Αρνητική δράση οξυγαλακτικών : δυσοσμία, ξύνισμα, βλέννα ,αέρια (σκάσιμο στο τυρί)

Question 8

Τι είναι η μηλογαλακτική ζύμωση, πως καταλύεται και ποιος ο ρόλος της ;

Answer 8

Λαμβάνει χώρα μετά την ολοκλήρωση της αλκοολικής ζύμωσης και αφορά την αποικοδόμηση του μηλικού σε γαλακτικό και CO2. Καταλύεται από το μηλογαλακτικό ένζυμο των γαλακτικών βακτηρίων (Oenococus oeni). Σημαντικό στην τελική γεύση και οσμή κρασιού.

Question 9

Ποια τα κυριότερα βακτήρια οξικού οξέος και τι είναι η οξική ζύμωση ;

Answer 9

Οξική ζύμωση : από αλκοόλη (κρασί) παίρνουμε ξύδι από αερόβια οξικά βακτήρια. Χρήση τους για την παραγωγή αλκοόλης και οξικού από παραπροϊόντα επεξεργασίας μπανάνας
Βακτήρια οξικού οξέως: Acetobacter, Gluconobacter.

Question 10

Τι είναι οι μύκητες, πως κατηγοριοποιούνται και πως διαχωρίζονται απο τα βακτήρια ;

Answer 10

Χωρίζονται σε δύο βασικές μορφές : τους νηματοειδείς μύκητες αλλιώς υφομύκητες ή μούχλες που αναπτύσσουν μυκήλιο (δίκτυο από υφές) και πολλαπλασιάζονται εγγενώς και αγενώς και τους ζυμομύκητες που είναι μονοκύτταροι σφαιρικοί ή ωοειδείς χωρίς υφές και πολλαπλασιάζονται εγγενώς και αγενώς.
Οι μύκητες έχουν διαφορετικής δομής κυτταρικό τοίχωμα από τα βακτήρια που αποτελείται από χιτίνη (πολυσακχαρίτης- εξωσκελετός εντόμων), μαννοπρωτείνες και β-γλυκάνες

Question 11

Τι είναι οι ζύμες, που χρησιμοποιούνται και ποιες οι κυριότερες ;

Answer 11

Μικροσκοπικοί μονοκύτταροι μύκητες με περισσότερα από 1500 είδη. Ανήκουν κυρίως στο φύλο των Ασκομυκήτων ή Βασιδιομυκήτων και χρησιμοποιούνται για παραγωγή άρτου ,οίνου, μπύρας από αρχαίους χρόνους. Βρίσκονται σχεδόν παντού (έδαφος, νερό, ζώα, φυτά) και κυρίως σε σακχαρώδη υποστρώματα όπως νέκταρ λουλουδιών και φρούτα. Ζύμες βιομηχανικής σημασίας : Kluyveromyces lactis, Kluyveromyces marxianus, Candida utilis ,Zygosaccharomyces, Pichia

Question 12

Τι είναι ο S.cerevisiae και τι περιλαμβάνει ο κύκλος ζωής του ;

Answer 12

Χαρακτηριστικός ζυμομύκητας βιομηχανικής παραγωγής που ανήκει στους Ασκομύκητες και είναι ευκαρωτικός μονοκύτταρος. Αγενής ή Αφυλετική αναπαραγωγή ζυμομύκητα με εκβλάστηση (budding)(το μητρικό κύτταρο αναπτύσσει μία προεξοχή η οποία διογκώνεται και αποσπάται) και μπορεί να γίνει και με κυτταρική διαίρεση (fission)
Κύκλος ζωής του S. Cerevisiae: περιλαμβάνει αφυλετικό (αγενή) κύκλο (χωρίς την συμμετοχή δύο φύλων) και έναν κύκλο φυλετικής (εγγενούς )αναπαραγωγής όπου γίνεται ένωση δύο διαφορετικών «φύλων» με σύντηξη 2 κυττάρων διαφορετικού τύπου

Question 13

Ποιος είναι ο κύκλος ζωής ενός ζυμομύκητα γενικά ;

Answer 13

Αναπαράγεται αφυλετικά (αγενής πολλαπλασιασμός όπου με εκβλάστηση προκύπτουν απλοειδή κύτταρα ίδια με το μητρικό) και φυλετικά (εγγενής πολλαπλασιασμός όπου ενώνονται δύο διαφορετικοί τύποι σπορίων α και a και προκύπτει διπλοειδές ζυγωτό που με μείωση προκύπτουν άλλα 4 απλοειδή κύτταρα τα ασκοσπόρια
Οι περισσότεροι μύκητες και ζύμες είναι αερόβιοι αλλά ορισμένα είδη όπως ο Saccharomyces cerevisiae είναι δυνητικά αναερόβια

Question 14

Ποια η χρήση του Kluyveromyces lactis και Kluyveromyces marxianus ;

Answer 14

Kluyveromyces lactis: μεταβολίζουν την λακτόζη, το σάκχαρο του γάλακτος και χρησιμοποιούνται για την μείωση της λακτόζης στο γάλα και ως πηγή ενζύμων όπως οι λακτάσες. Kluyveromyces marxianus :ζυμώνει την λακτόζη και παράγει αιθανόλη
Γίνεται προσπάθεια απομόνωσης νέων ειδών και στελεχών ζύμης από το πεπτικό σύστημα εντόμου με ικανότητα ζύμωσης της ξυλόζης.

Question 15

Τι είναι ένας νηματοειδής μύκητας ;

Answer 15

Αποτελείται από υφές που σχηματίζουν μία μάζα διαπλεγμένων δικτύων, το μυκήλιο και στα άκρα των εναέριων υφών υπάρχουν τα κονίδια (σπόρια)

Question 16

Τι είναι ο Aspergillus niger και oryzae και ο Penicillium roqueforti;

Answer 16

Aspergillus niger (ο μαύρος ασπέργιλλος) είναι ένα από τα πιο κοινά και εύκολα αναγνωρίσιμα είδη του γένους. Το χρώμα αποικιών είναι άσπρο- μαλλιαρές που αναπτύσσουν μαύρα κονίδια. Κονιδιοφορείς με κεφαλή με διπλή σειρά φιαλιδίων σε ακτινωτή διάταξη. Χρησιμοποιείται για παραγωγή κιτρικού οξέως από μελάσα, φτερά κοτόπουλου και πεπτόνη, αλλά και για παραγωγή γλυκοαμυλάσης από φλούδες φασολιών. 
Aspergillus oryzae: για παραγωγή sake, miso, soy sauce , α-αμυλάση και πρωτεϊνών. Penicillium roqueforti: παραγωγή ροκφόρ.

Question 17

Ποια τα κυριότερα προϊόντα σε κάθε κατηγορία που παράγονται σε εμπορική κλίμακα απο μ/ο;

Answer 17

Αμινοξέα που παράγονται σε εμπορική κλίμακα από βακτήρια: L-Glutamine, L-Lysine, L-Tryptophan
Ενζυμα που παράγονται σε εμπορική κλίμακα από μ/ο: α-αμυλάση, β-αμυλάση, αμυλογλυκοσιδάση, ισομεράση της γλυκόζης, ινβερτάση, λακτάση, λιπάση, πηκτινάση, πρωτεάσες (subtilisin, neutral)
Καύσιμα που παράγονται εμπορικά από μικροοργανισμούς: Ακετόνη, βουτανόλη, αιθανόλη, γλυκερόλη, μεθάνιο.
Οργανικά οξέα που παράγονται εμπορικά από μικροοργανισμούς: οξικό, κιτρικό, φουμαρικό, γλουκονικό, γαλακτικό
Φαρμακευτικά προιόντα που παράγονται από μ/ο: αλκαλοειδή, αντιβιωτικά, ορμόνες