FERM -- Chapter 6: Ontwikkelen van Innocula voor Industriele Fermentaties

Question 1

Wat zijn filamenteuze micro-organismen?

Answer 1

Myceliumvormende micro-organismen (mycelium is een netwerk van draden)
Dit kunnen schimmels zijn of actinomyceten (filamenteuze bacterien)

Question 2

Welke criteria zijn er voor een inoculum?

Answer 2

• actieve (en gezonde) toestand om lag fase zo kort mogelijk te houden
• beschikbaar in groot genoeg volume
• geschikte morfologische vorm
• vrij van contaminatie
• moet zijn productvormende eigenschappen behouden

Question 3

Wat is de kritieke factor om een geschikt inoculum te verkrijgen?

Answer 3

De keuze van het medium voor de ontwikkeling van de cultuur

Verwar dit niet met het medium voor productie

Question 4

Wat bepaalt het productiemedium?

Answer 4

• nutritionele benodigdheden van het organisme
• benodigdheden voor maximale groei

(zie vorige HS)

Question 5

Wat bepaalt het seed medium (cultuurmedium/inoculum medium)?

Answer 5

• moet hard genoeg lijken op het productiemedium zodat de lag fase minimaal zal zijn

Over het algemeen is er minder nodig van de nutritionele componenten en minder C-bron nodig. Dit mag er wel bij maar om kosten lager te houden liefst zo weinig mogelijk

Question 6

Is er veel inoculum nodig?

Answer 6

ongeveer 3-10% van het fermentatiemedium

De aanmaak hiervan gebeurt in stages om genoeg te produceren in redelijk weinig tijd

Question 7

Wat zijn de gevaren van in meerdere stages te werken?

Answer 7

Risico op contaminatie

Kosten

Question 8

Tussen wat is het aantal stappen een compromis?

Answer 8

• volume
• risico op contaminatie
• risico op degradatie van de stam

Question 9

Wanneer kunnen we best het inoculum overbrengen naar het productiemedium?

Answer 9

omdat de leeftijd van het inoculum de werkzaamheid sterk beinvloed moet men op een optimaal tijdspunt overbrengen. Dit is EXPERIMENTEEL bepaald.

Dit wordt gedaan door standaardiseren en/of monitoring van het inoculum

Question 10

Welke typen van fermentatie kunnen gebruikt worden voor pitching en wat is hun product?

Answer 10

Top fermentatie: gistcellen vormen vlokken die bovenaan blijven drijven.
Men haalt de bovenste laag weg en gist wordt verzameld uit het midden.
Dit gebeurt op iets hogere T (rond kamertemp)
Gebruikt voor ales, stout

Bottom fermentatie: gistcellen vormen vlokken die onderaan blijven. De gist in het midden en onderaan wordt gevangen.
Dit gebeurt op lagere T (< kamertemp bv. 10 graden C)
Gebruikt voor lager bier en pilsner

Question 11

Wat gebeurt er na pitchen?

Answer 11

De gist moet dan voortplanten om hogere celdensiteit te verkrijgen. Hiervoor is zuurstof nodig om sterolen aan te maken (nodig voor de membranen)

i.t.t. ethanol productie, wat anaeroob gebeurt

Question 12

Development of inocula for yeast processes (brewing) –> youtube

Answer 12

//

Question 13

Ontwikkeling van bakkersgist.

Answer 13

Startend van zuivere cultuur (aseptisch) -> veel aerobe stappen

Question 14

Reactie gistreproductie

Answer 14

Startend van gistcultuur: sucrose (melasse) + NH4+ + O2 -> gist + CO2 + H2O + heat

Question 15

Wanneer transfer van inoculum voor non-filamenteuze SPORULERENDE bacterien (eencellig)?

Answer 15

Over het algemeen moeten non-filamenteuze bacterien in de log fase zijn. Sporulering treedt op aan het einde van deze fase. Maar let wel op dat bij hoge concentratie aan sporen de lag fase langer zal zijn en de fermentatie dus langer zal duren.

Question 16

Wanneer transfer van inoculum voor GMO(recombinant) Bacterien (eencellig)?

Answer 16

stabiliteit van de stam is zeer belangrijk. Het is aangetoond dat daarom hiervoor de stationaire fase beter is voor de productiviteit. Dit zorgt echter wel voor een langere log fase.

Question 17

Wat doet men meestal bij inocula voor myceliale processen en wat is het voordeel?

Answer 17

Omdat veel fungi en actinomyceten in staat zijn om asexueel voort te planten via sporen; zal men vaak een sporensuspensie gebruiken als seed.

Dit bevat veel meer propagerende eenheden (eenheden die kunnen vermeerderen) dan een vegetatieve cultuur

Question 18

Teken hoe verschillende hyphae eruit zijn.

Answer 18

//
septate hypha
coenocytic hypha

Question 19

Welke technieken worden gebruikt voor sporulering op gestolde media?

Answer 19

Agar is zeer geschikt voor sporuleren maar er is een groot contactoppervlak nodig om genoeg schimmel of actinomyceten te produceren

• roll-bottle techniek: aan de binnenkant van een cilindrisch flesje zit agar. In het midden kan de organismen dan laten sporuleren
• roux bottle: een plat flesje dat men op de platte zijkant legt en hierin de agar laat stollen. Dan kan via de nek staal aangebracht worden

Question 20

Geef een voorbeeld van sporulering op vaste stof media

Answer 20

vochtige graangewassen.

methode: bevochtigen, steriliseren, inoculeren met sporen

Question 21

Wanneer is sporulering in ondergedompelde cultuur mogelijk?

Answer 21

Veel schimmels kunnen in een gepast medium sporuleren.
Het voordeel is dat dit beter aseptisch kan gebeuren dan vaste media.
Makkelijk op grote schaal

MAAR actinomyceten sporuleren niet in ondergedompelde media

Question 22

Wat in geval van fungi die niet asexueel kunnen voortplanten?

Answer 22

inoculum = gefragmenteerde mycelium (door blender in stukjes ‘gehakt’ zodat er veel groeipunten zijn)

Question 23

In welke vormen kunnen filamenteuze fungi voorkomen en wat zijn de gevolgen?

Answer 23

• pelletvorm: Geeft een minder viskeus resultaat maar is minder homogeen. Ook kan het zo zijn dat het midden van deze pellets niet genoeg zuurstof en voedingstoffen krijgen
• filamenteuze vorm: zorgt voor een viskeuzer medium, wat moeilijkere aeratie (beluchting) tot gevolg heeft

De vorm heeft wel degelijk effect op de productiviteit. Maar dit hangt van geval tot geval af