Fracchia (AI generated) Flashcards
1
Q
Descrivi la bioprospezione.
A
Esplorazione della biodiversità microbica per la ricerca di molecole di interesse farmacologico, industriale e medico.
2
Q
Cosa sono i microrganismi?
A
Fanno parte di Bacteria, Archea e alcuni sono Eucarya.
3
Q
Come si classificano i batteri in base alla loro forma?
A
Cocchi, bacilli, batteri a spirale e pleomorfi.
4
Q
Definisci un farmaco biologico.
A
Medicinale che deriva o è ottenuto per mezzo di organismi viventi o microrganismi.
5
Q
Quali sono i tre livelli di biodiversità?
A
Diversità genetica, diversità di specie e diversità di ecosistemi.
6
Q
Descrivi i metodi di coltivazione-dipendenti.
A
Supportano la crescita dell’1% dei microrganismi e sono colture classiche in cui si scelgono temperatura, ossigeno e tipologia di terreno.
7
Q
Quali sono i pro e contro dei metodi di coltivazione-dipendenti?
A
Pro: caratterizzazione dei microrganismi. Contro: difficoltà nella coltivazione di microrganismi anaerobi e necessità di manodopera elevata.
8
Q
Cosa sono i metodi di coltivazione-indipendenti?
A
Metodiche genomiche e metagenomiche ad alta resa che permettono di individuare anche le forme non coltivabili.
9
Q
Quali tecniche sono utilizzate nei metodi di coltivazione-indipendenti?
A
Tecniche fingerprint (elettroforesi su gel), approcci quantitativi (PCR, FISH) o approcci funzionali (metaproteomica, metabolomica e metagenomica)
10
Q
Cosa sono gli endofiti?
A
Microrganismi che vivono all’interno dei tessuti della pianta ospite e svolgono un ruolo di difesa.
11
Q
Qual è un esempio di farmaco anti-tumorale isolato da una pianta?
A
Taxol, isolato da un albero del pacifico.
12
Q
Cosa sono i biosurfattanti lipopeptidici?
A
Sostanze isolate da robinia pseudoacacia, utilizzate come biotensioattivi naturali.
13
Q
Definisci la fermentazione.
A
Processo in cui il microrganismo produce energia in assenza di ossigeno.
14
Q
Quali sono i due step del processo di fermentazione?
A
Step di reazione (upstream) e step di isolamento del prodotto (downstream).
15
Q
Cosa sono i ceppi wild type?
A
Isolati dall’habitat naturale.
16
Q
Quali sono le caratteristiche da considerare per un substrato in industria?
A
Costo, disponibilità, facilità di trasporto e stoccaggio, sterilizzabilità, minima formazione di prodotti secondari.
17
Q
Come si classificano i prodotti in base al valore aggiunto?
A
Basso, medio o alto.
18
Q
Cosa sono i metaboliti primari?
A
Essenziali per la vita e la riproduzione della cellula.
19
Q
Qual è la funzione della fermentazione in microbiologia industriale?
A
Utilizzare un microrganismo per produrre beni e servizi in condizioni controllate.
20
Q
Cosa si intende per biofilm?
A
Forma di vita tipica dei microrganismi, è una comunità microbica altamente resistente agli antibiotici.
21
Q
Qual è il ruolo degli endofiti nella difesa delle piante?
A
Produzione di sostanze antimicrobiche o stimolazione dei meccanismi di difesa naturale delle piante.
22
Q
Cosa si intende per metaboliti secondari?
A
Molecole prodotte in risposta a stimoli come infezioni, che portano a un vantaggio selettivo.
23
Q
Qual è l’importanza della temperatura nei bioreattori?
A
Influenza la crescita e l’attività dei microrganismi.
24
Q
Cosa sono i ceppi mutanti?
A
Ceppi di microrganismi che sono stati modificati per essere alto-produttori.
25
Qual è la funzione della turbidimetria?
Misura della densità ottica di una sospensione microbica per valutare la crescita.
26
Cosa si intende per fermentazione lattica?
Un tipo di fermentazione in cui il prodotto finale è acido lattico.
27
Qual è il ruolo della fosforilazione ossidativa?
Produzione di ATP attraverso la respirazione aerobia.
28
Cosa sono i reattori non convenzionali a circolazione?
Sistemi di fermentazione che utilizzano il flusso d'aria per agitare la coltura e migliorare la crescita microbica.
29
Descrivi i metaboliti secondari.
I metaboliti secondari non sono essenziali ma conferiscono un vantaggio e vengono accumulati nella fase stazionaria. La loro sintesi avviene generalmente a partire da metaboliti primari o loro intermedi.
30
Quali sono alcuni esempi di prodotti appartenenti ai metaboliti secondari?
Esempi di metaboliti secondari includono antimicrobici, immunomodulanti, antitumorali, inibitori di specifiche attività enzimatiche e promotori della crescita.
31
Come si classificano gli enzimi in base alla loro localizzazione?
Gli enzimi possono essere classificati in base alla loro localizzazione in: intracellulare, extracellulare e di superficie.
32
Cosa sono le biomasse microbiche?
Le biomasse microbiche sono l'insieme dei microrganismi e dei loro prodotti
33
Definisci i prodotti complessi.
I prodotti complessi non sono isolabili e vengono utilizzati in toto, come nel caso dello yogurt o dell'aceto.
34
.
.
35
Qual è la funzione principale della fermentazione?
La funzione essenziale della fermentazione è assicurare un continuo rifornimento di NAD+ per permettere il funzionamento della glicolisi.
36
Descrivi il processo di respirazione cellulare aerobia.
Nella respirazione cellulare aerobia, la glicolisi è seguita dal ciclo di Krebs e l'ossigeno funge da accettore terminale di elettroni.
37
Quali sono i principali stadi del metabolismo?
Il metabolismo può essere diviso in tre stati: idrolisi delle grosse molecole, degradazione in molecole più semplici e ciclo degli acidi tricarbossilici.
38
Come avviene la fosforilazione ossidativa?
La fosforilazione ossidativa utilizza l'energia proveniente dal trasporto degli elettroni per sintetizzare ATP.
39
Quali tipi di fermentazione esistono?
Esistono diversi tipi di fermentazione, tra cui fermentazione lattica, alcolica, acido-mista e 2,3-butandiolica.
40
Cosa caratterizza E. Coli?
E. Coli è un bacillo Gram- che vive prevalentemente a livello intestinale e ha un metabolismo diversificato.
41
Qual è l'importanza di E. Coli nella genetica batterica?
E. Coli è un ottimo modello per studi di genetica batterica grazie alla sua conoscenza strutturale, fisiologica e biochimica.
42
Quali sono le applicazioni di E. Coli nella biotecnologia?
E. Coli è utilizzato come biofabbrica microbica, per modifiche del DNA e per la produzione di proteine specifiche.
43
Come si isola E. Coli dai terreni di coltura?
E. Coli si isola utilizzando terreni selettivi come il McConkey, che inibisce la maggior parte degli organismi ma permette la crescita di E. Coli.
44
Quali sono le caratteristiche fondamentali di E. Coli?
E. Coli si duplica in 20 minuti e ha un optimum di crescita a 37-42°.
45
Cosa contiene il nucleoide di E. Coli?
Il nucleoide di E. Coli è costituito da un'unica molecola di DNA circolare con circa 5 milioni di coppie di nucleotidi.
46
Quali sono i limiti nell'uso di E. Coli per la produzione di proteine?
I limiti includono l'assenza di meccanismi per le modificazioni post-traduzionali e la presenza di lipopolisaccaride nella membrana esterna.
47
Come avviene la purificazione delle proteine prodotte in E. Coli?
La purificazione delle proteine prodotte in E. Coli è complicata a causa della presenza di lipopolisaccaride, che può provocare shock tossico.
48
Qual è il ruolo dei ribosomi in E. Coli?
I ribosomi in E. Coli sono impegnati nella sintesi delle proteine necessarie per la duplicazione della cellula.
49
Cosa sono i fattori di virulenza in E. Coli?
I fattori di virulenza in E. Coli sono codificati da geni che si trovano nelle isole di patogenicità e vengono attivati insieme.
50
Descrivi l'importanza degli actinobacteri nella produzione di metaboliti.
Gli actinobacteri, in particolare gli streptomiceti, sono fondamentali per la produzione di metaboliti come antibiotici e altri composti biologicamente attivi, grazie alla loro capacità di degradare molecole complesse e di riciclare nutrienti nel suolo.
51
Definisci le caratteristiche principali degli actinobacteri.
Gli actinobacteri sono gram+, mesofili, aerobi e chemiorganotrofi, con un DNA ad alto contenuto di G+C. Possono vivere in ambienti estremi e sono noti per la loro capacità di degradare molecole recalcitranti.
52
Come si differenziano i bacilli in base alle condizioni ambientali?
I bacilli possono differenziarsi in diversi tipi cellulari a seconda delle condizioni ambientali, e possono formare spore, rendendoli sporigeni.
53
Quali sono le applicazioni biotecnologiche degli streptomiceti?
Gli streptomiceti sono utilizzati per la produzione di proteine eterologhe, antibiotici e per la manipolazione genetica per selezionare mutanti resistenti ad antibiotici.
54
Descrivi il ciclo vitale dei bacilli.
I bacilli hanno un ciclo vitale complesso che include la capacità di formare spore e di adattarsi a diverse condizioni ambientali, come pH e temperatura.
55
Quali sono i metaboliti primari prodotti dai bacilli?
I bacilli producono nucleotidi e nucleosidi, utilizzati nei farmaci antivirali, e D-ribosio, impiegato come additivo nelle ischemie miocardiche.
56
Come avviene la riproduzione di Saccharomyces cerevisiae?
Saccharomyces cerevisiae si riproduce per gemmazione, formando cicatrici sulla cellula madre che indicano l'età della cellula.
57
Qual è l'effetto Crabtree nei lieviti?
L'effetto Crabtree è la diminuzione del consumo di ossigeno da parte di microrganismi fermentanti facoltativi quando si raggiungono elevate concentrazioni di glucosio.
58
Quali sono le funzioni ecologiche dei funghi filamentosi?
I funghi filamentosi svolgono ruoli ecologici come saprofiti, decomponendo materia organica, e come parassiti, causando malattie in piante e animali.
59
Definisci i metaboliti secondari prodotti dai funghi.
I metaboliti secondari dei funghi includono antibiotici, tossine e altre sostanze biologicamente attive, spesso utilizzate in medicina e industria.
60
Quali sono le applicazioni degli antibiotici β-lattamici?
Gli antibiotici β-lattamici, come le penicilline e le cefalosporine, sono utilizzati per inibire la sintesi della parete batterica, risultando efficaci contro una vasta gamma di batteri.
61
Come si caratterizzano i funghi filamentosi?
I funghi filamentosi sono eucarioti con un tallo multicellulare formato da ife, che insieme costituiscono il micelio, e sono dotati di parete cellulare.
62
Quali sono i pro e contro dell'uso di Bacillus in biotecnologia?
Pro: Bacillus è generalmente riconosciuto come sicuro (GRAS) e ha buoni apparati secretori. Contro: mancanza di vettori di espressione forti e instabilità plasmidica.
63
Come avviene la produzione di metaboliti secondari negli streptomiceti?
La produzione di metaboliti secondari negli streptomiceti è associata a specifiche fasi della crescita e alla presenza di ingredienti appropriati nel terreno di coltura.
64
Qual è il ruolo dei funghi nella produzione di alimenti?
I funghi sono fondamentali nell'industria alimentare per la produzione di formaggi, aromi, insaccati e micoproteine.
65
Quali sono le caratteristiche di Kluyveromyces lactis?
Kluyveromyces lactis utilizza il lattosio e viene impiegato nella fermentazione del siero di latte nell'industria casearia.
66
Come si utilizzano le spore di Bacillus come biodosimetri?
Le spore di Bacillus vengono utilizzate per valutare l'efficacia delle procedure di sterilizzazione e disinfezione; se le spore muoiono, la sterilizzazione è avvenuta correttamente.
67
Quali sono i principali metaboliti prodotti dai funghi filamentosi?
I funghi filamentosi producono acidi organici, vitamine, enzimi e antibiotici, utilizzati in vari settori industriali e farmaceutici.
68
Come si caratterizzano i lieviti rispetto ai funghi filamentosi?
I lieviti sono funghi unicellulari, mentre i funghi filamentosi sono multicellulari e formano ife.
69
Qual è l'importanza della modulazione del terreno di coltura per gli streptomiceti?
La corretta modulazione del terreno di coltura è fondamentale per ottimizzare la produzione di metaboliti di interesse negli streptomiceti.
70
Quali sono i principali metaboliti secondari prodotti dai funghi?
I principali metaboliti secondari prodotti dai funghi includono antibiotici, tossine e sostanze con attività farmacologica.
71
Descrivi la fase di declino nel metabolismo microbico.
Nella fase di declino, si consumano i nutrienti e si accumulano sostanze di scarto.
72
Definisci la fase stazionaria nel ciclo di crescita microbica.
Nella fase stazionaria, il numero di cellule che si duplica è uguale al numero di cellule che muore.
73
Come cambia la curva di crescita microbica in presenza di nutrienti complessi?
Possono presentarsi due fasi esponenziali intervallate da una fase LAG a causa della presenza di due substrati.
74
Quali sono i tre tipi di produzioni microbiologiche secondo Gaden?
1. Prodotti derivanti dal metabolismo energetico primario.
2. Prodotti indiretti del metabolismo energetico.
3. Prodotti di biosintesi del metabolismo secondario.
75
Cosa caratterizza un sistema chiuso?
Un sistema chiuso è un processo in cui non si ha né entrata né uscita di materiale durante il processo
76
Quali sono i vantaggi dei sistemi di coltura continua?
Minor incidenza dei tempi morti, produttività più elevata, maggiore uniformità di prodotto e migliore adattabilità ai sistemi di controllo.
77
Cosa distingue un sistema fedbatch da una coltura continua?
Nel sistema fedbatch c'è ingresso di substrato ma non fuoriuscita di brodocoltura, mentre nella coltura continua ci sono sia ingresso che uscita.
78
Come si definisce un chemostato?
Un chemostato è un sistema di fermentazione a controllo esterno, dove la velocità di crescita è controllata dalla velocità di rifornimento di un nutrilita.
79
Qual è la differenza tra metodi diretti e indiretti per valutare lo sviluppo microbico?
I metodi diretti misurano le cellule stesse, mentre i metodi indiretti utilizzano parametri come proprietà fisiche o metaboliche.
80
Quali sono i vantaggi e svantaggi della conta cellulare microscopica?
Vantaggi: rapida e permette di osservare la morfologia. Svantaggi: non discrimina tra cellule vive e morte.
81
Come si determina il volume cellulare?
Si determina centrifugando un'aliquota di brodo di coltura e valutando il volume di cellule sedimentate.
82
Quali sono i metodi per valutare la massa cellulare?
Peso umido e peso secco sono i metodi principali per valutare la massa cellulare.
83
Cosa misura la turbidimetria nella valutazione microbica?
La turbidimetria misura la densità ottica della coltura microbica, correlata alla quantità di cellule presenti.
84
Qual è l'importanza della determinazione dell'azoto nel terreno colturale?
La determinazione dell'azoto può fornire informazioni sullo sviluppo microbico, ma può essere poco attendibile.
85
Come si calcola la concentrazione cellulare in CFU/ml?
Si calcola moltiplicando il numero di colonie per il reciproco della diluizione e dividendo per il volume inoculato.
86
Cosa comporta l'uso di nutrienti in eccesso in un turbistato?
In un turbistato, nessun elemento nutritivo si comporta come fattore limitante, poiché tutti i nutrienti sono in eccesso.
87
Qual è la legge che collega l'assorbimento alla quantità di cellule nella turbidimetria?
La legge di Lambert-Beer collega l'assorbimento alla quantità di cellule presenti nella coltura.
88
Quali sono i limiti delle colture in continuo?
I limiti includono la comparsa di modificazioni genetiche dovuta alla lunga durata del processo (instabilità genetica) con conseguente perdita di caratteri o modificazioni nel fenotipo.
89
Come si effettua il conteggio delle unità formanti colonie (CFU)?
Si effettua diluendo il campione e seminando su piastre di terreno solido, contando le colonie formate.
90
Qual è la differenza tra un sistema omogeneo e uno eterogeneo?
Un sistema omogeneo non presenta differenze di composizione o concentrazione, mentre un sistema eterogeneo presenta gradienti di concentrazione.
91
Descrivi il processo di misurazione del DNA e NADPH nelle cellule.
Bisogna separare il filtrato colturale dalle cellule e lisare quest’ultime.
In alcuni casi è possibile sfruttare la spettroscopia a fluorescenza in quanto alcuni componenti presenti a livello intracellulare in concentrazione relativamente costante, se investiti da un raggio di luce a una ben determinata lunghezza d’onda, riemettono la luce assorbita a lunghezza d’onda diversa (usata per NADPH, NADH, FAD, nucleotidi, aminoacidi aromatici, riboflavina).
92
Come si utilizza la spettroscopia a fluorescenza nella misurazione dei componenti cellulari?
La spettroscopia a fluorescenza sfrutta la capacità di alcuni componenti intracellulari di riemettere luce a lunghezza d’onda diversa quando investiti da un raggio di luce a una lunghezza d’onda specifica.
93
Definisci i terreni di coltura selettivi.
I terreni di coltura selettivi favoriscono la crescita solo di particolari specie batteriche grazie alla presenza di fattori che inibiscono lo sviluppo delle altre specie.
94
Qual è la funzione dei terreni di coltura differenziali?
I terreni di coltura differenziali permettono di distinguere fra diversi gruppi di batteri, consentendo una identificazione presuntiva della specie isolata.
95
Cosa sono i terreni complessi e quali sono i loro vantaggi?
I terreni complessi contengono materie prime in forma grezza e hanno una buona capacità di sviluppo cellulare, risultando più economici dei terreni sintetici.
96
Come si classificano i microrganismi in base alle loro fonti di carbonio?
I microrganismi si classificano in autotrofi (fotolitotrofi, litotrofi, chemio-litotrofi) ed eterotrofi (fotoorganotrofi, chemio-organotrofi, parassiti e saprofiti)
97
Quali sono le esigenze nutrizionali fondamentali per la crescita dei batteri?
I batteri hanno bisogno di carbonio, energia ed elettroni per crescere.
98
Come si differenziano i microrganismi in base al loro rapporto con l'ossigeno?
I microrganismi si differenziano in aerobi obbligati, microaerofili, anaerobi facoltativi, anaerobi obbligati e aerotolleranti.
99
Quali sono le fonti di carbonio preferibili in un terreno industriale?
Le fonti di carbonio preferibili sono rinnovabili e includono monosaccaridi, disaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi.
100
Cosa è il melasso e come viene prodotto?
Il melasso è un sottoprodotto dell'industria saccarifera, residuo dalla cristallizzazione del saccarosio estratto da barbabietole e canna da zucchero.
101
Quali sono le fonti di azoto e fattori di crescita utilizzati nei terreni?
Le fonti di azoto includono corn steep liquor, farine vegetali, borlande, estratto di lievito e idrolizzato di caseina.
102
Come si previene la formazione di schiuma nei processi aerobi?
Si utilizzano agenti antischiuma che devono avere rapida dispersione, buona attività a bassa concentrazione e non essere tossici.
103
Quali sali inorganici vengono utilizzati per correggere il pH nei fermentatori?
I sali inorganici come fosfati vengono utilizzati per pH alcalini, mentre il carbonato di calcio è usato per pH acidi.
104
Qual è la funzione dell'acqua nei processi di fermentazione?
L'acqua serve per preparare il terreno, creare vapore per sterilizzare, raffreddare dopo sterilizzazione e sterilizzare valvole.
105
Descrivi le caratteristiche di un bioreattore Stirred Tank Reactor (STR).
Il STR è un fermentatore cilindrico ad asse verticale, riempito per 2/3, con valvole sterilizzate per ingressi e uscite.
106
Quali variabili possono essere misurate e regolate in un bioreattore?
Le variabili includono temperatura, flusso d'aria, concentrazione di O2 e CO2, pH, formazione di schiuma e massa cellulare.
107
Come viene regolata la temperatura nei fermentatori?
La temperatura viene regolata tramite sistemi a camicia esterna o serpentino interno, a seconda del tipo di fermentatore.
108
Qual è l'importanza della temperatura nel processo di fermentazione?
La temperatura influisce sulla solubilità dei gas, diffusione dei soluti e velocità delle reazioni chimiche e biochimiche.
109
Cosa si intende per curva diauxia nei terreni complessi?
La curva diauxia descrive il consumo di diverse fonti di carbonio in sequenza, con una fase lag tra i consumi.
110
Descrivi il controllo del pH in un fermentatore.
Il controllo del pH avviene tramite elettrodi modificati per resistere a pressioni e sterilizzazione, attivando l'apertura o la chiusura di un'elettrovalvola per l'immissione di un correttore di pH.
111
Come si forma la schiuma e quali sono le sue conseguenze?
La schiuma si forma a causa di agitazone e aerazione e porta ad inquinamento, perdita di materiale e riduzione della resa.
112
Quali metodi possono essere utilizzati per abbattere la schiuma?
Si possono utilizzare metodi chimico-fisici con sostanze che riducono la tensione superficiale e metodi meccanici come giranti o turbine.
113
Definisci la torbidità e il suo significato in un processo di fermentazione.
La torbidità è un indice dello sviluppo microbico, misurata tramite dispersione ottica o assorbimento, e regola la velocità di sviluppo nelle colture in continuo.
114
Perchè si mantiene omogenea la brodocoltura durante la fermentazione?
È importante mantenere omogenea la brodocoltura per evitare sedimentazione delle cellule e gradienti di concentrazione di nutriliti o metaboliti.
115
Quali sono i tipi di agitatori utilizzati in base alla viscosità della coltura?
Agitatori veloci per colture a viscosità medio-bassa e agitatori lenti per colture a viscosità medio-alta.
116
Come avviene l'aerazione in un fermentatore?
L'ossigeno viene fornito tramite aerazione a pressione ambientale in beuta o compressa in fermentatore, dopo un trattamento dell'aria.
117
Cosa caratterizza i reattori non convenzionali a circolazione?
Non hanno albero motore né giranti, consumano meno energia e mantengono alta efficienza di rimescolamento.
118
Descrivi il funzionamento di una bubble column.
La fase gassosa viene distribuita nel liquido da un distributore e si muove verso l'alto sotto forma di bolle, favorendo la compenetrazione tra gas e fase liquida.
119
Quali sono i metodi di sterilizzazione del fermentatore e del terreno di coltura?
La sterilizzazione può essere contemporanea o separata, utilizzando vapore e mantenendo il terreno in agitazione.
120
Quali sono i componenti principali di un impianto di fermentazione?
Un impianto di fermentazione include il reparto stoccaggio, preparazione del terreno colturale, linee di prefermentazione e impianto di fermentazione.
121
Come si prepara l'inoculo per la fermentazione?
L'inoculo deve essere verificato per purezza, vitalità e quantità, e si utilizzano terreni bilanciati per la preparazione.
122
Quali sono i vantaggi dell'immobilizzazione di cellule microbiche?
I vantaggi includono alta stabilità dell'attività catalitica, separabilità e reimpiego delle cellule, e possibilità di operare ad alta concentrazione cellulare.
123
Quali sono gli svantaggi dell'immobilizzazione di cellule microbiche?
Gli svantaggi includono reazioni secondarie indesiderate e problemi tecnologici come la diminuzione del trasferimento di nutriliti.
124
Definisci l'immobilizzazione passiva delle cellule microbiche.
L'immobilizzazione passiva sfrutta la capacità naturale dei microrganismi di aderire a superfici biotiche o abiotiche formando microfilm.
125
Dove avviene la preparazione del terreno colturale?
La preparazione del terreno avviene in serbatoi di miscelazione o immettendo direttamente i componenti nel fermentatore previa sterilizzazione.
126
Quali sono le caratteristiche richieste per la procedura di immobilizzazione?
L'immobilizzazione deve essere innocua per la cellula, semplice, duratura e economica.
127
Cosa si intende per aerazione a pressione nel fermentatore?
L'aria è compressa per vincere il peso della colonna idrostatica della fase liquida e rifornire di ossigeno la coltura.
128
Qual è l'importanza della viscosità in un processo di fermentazione?
La viscosità fornisce indicazioni sullo stato di mescolamento, diffusione dei gas e sedimentazione delle parti insolubili.
129
Come si controlla la schiuma durante il processo di fermentazione?
Si controlla agendo sui fattori che originano la schiuma e utilizzando dispositivi a contatto per la rilevazione.
130
Quali sono i metodi di sterilizzazione del terreno di coltura?
Il terreno può essere sterilizzato in un serbatoio separato o in continuo ad alta temperatura per tempi brevi.
131
Quali sono i sistemi di agitazione utilizzati nei fermentatori?
I sistemi di agitazione possono essere assiali, radiali o misti, a seconda del tipo di microrganismo in coltura.
132
Come si effettua la preparazione dell'inoculo iniziale?
L'inoculo iniziale viene preparato in laboratorio e inoculato nel primo prefermentatore in proporzione al volume del fermentatore.
133
Descrivi il processo di adsorbimento nelle cellule microbiche.
L'adsorbimento è l'adesione della cellula su una superficie di un carrier tramite interazione elettrostatica, ed è il primo step nella formazione del biofilm.
134
Come avviene la colonizzazione da parte della popolazione microbica?
La colonizzazione avviene quando la popolazione microbica si stabilisce su un supporto ad alta porosità, producendo un biofilm microbico che può essere mono- o multi-specie.
135
Definisci l'immobilizzazione attiva delle cellule.
L'immobilizzazione attiva implica un legame covalente tra un supporto attivato e la cellula, creando un legame stabile ma che può compromettere l'attività catalitica della cellula.
136
Quali sono i polimeri utilizzati per l'intrappolamento delle cellule microbiche?
I polimeri utilizzati possono essere sintetici, come poliacrilamide e resine epossidiche, o naturali, come agar e alginato.
137
Come funziona un sistema di confinamento cellulare?
Un sistema di confinamento cellulare utilizza membrane semipermeabili per contenere le cellule, permettendo il passaggio di substrati e prodotti ma non delle cellule stesse.
138
Quali sono le caratteristiche che influenzano l'efficienza di un reattore per cellule immobilizzate?
L'efficienza è influenzata dal numero di particelle immobilizzate per unità di volume, dall'idrodinamica della fase liquida e dalla velocità specifica dell'attività catalitica.
139
Cosa sono i reattori a tamburo rotante?
I reattori a tamburo rotante sono utilizzati per sistemi ottenuti per colonizzazione e adsorbimento, dove la superficie funge da supporto per la crescita microbica.
140
Qual è la differenza tra reattori a letto fisso e reattori a letto fluido?
I reattori a letto fisso hanno un flusso della fase liquida basso e richiedono lunghi tempi di permanenza, mentre i reattori a letto fluido mantengono le particelle in sospensione grazie al flusso di risalita.
141
Come avviene la separazione delle biomasse nei processi di isolamento?
La separazione delle biomasse avviene tramite centrifugazione o filtrazione, seguita da procedure di purificazione come dialisi o ultrafiltrazione.
142
Quali tecniche possono essere utilizzate per la separazione della biomassa cellulare?
Le tecniche includono sedimentazione spontanea, flocculazione, flottazione, centrifugazione e filtrazione.
143
Descrivi il processo di flocculazione.
La flocculazione è la formazione di aggregati cellulari che sedimentano o risultano più facilmente filtrabili, e può essere naturale o indotta.
144
Qual è il principio della flottazione nelle colture microbiche?
La flottazione implica l'immissione di gas nella brodocoltura, dove le cellule adsorbite sulle bolle di gas risalgono e vengono rimosse con la schiuma.
145
Come si separano i metaboliti extracellulari?
I metaboliti extracellulari vengono separati dal filtrato colturale tramite centrifugazione o filtrazione, seguiti da procedure di estrazione e purificazione.
146
Quali sono i vantaggi dei reattori a letto fluido?
I vantaggi includono facilità di controllo del pH e dell'ossigeno disciolto, impiego di sistemi immobilizzati di piccole dimensioni e separazione efficace delle fasi.
147
Quali fattori influenzano le tecniche di isolamento e purificazione dei metaboliti?
I fattori includono la bassa concentrazione del prodotto, la stabilità del prodotto durante la purificazione e i costi associati al processo.
148
Cosa si intende per metaboliti intracellulari?
I metaboliti intracellulari sono sostanze come enzimi e acidi nucleici che vengono recuperati previa rottura delle cellule.
149
Qual è il primo obiettivo delle procedure di isolamento dei prodotti?
Il primo obiettivo è ridurre i volumi per concentrare il prodotto.
150
Quali sono le caratteristiche da considerare nella separazione delle cellule?
Le caratteristiche includono carica, solubilità, dimensione, peso molecolare e localizzazione del metabolita.
151
Come avviene la sedimentazione spontanea?
La sedimentazione spontanea è un processo lungo in cui le cellule microbiche sedimentano lentamente, tipico per popolazioni di microrganismi misti.
152
Qual è la funzione del decanter nella centrifugazione?
Il decanter è un separatore centrifugo che opera in continuo e viene utilizzato per separare lieviti e fanghi in presenza di alte concentrazioni di solidi.
153
Quali sono i tipi di reattori per sistemi ottenuti per intrappolamento in gel?
I reattori per intrappolamento in gel includono reattori a letto fisso e filtri percolatori.
154
Come si purificano i prodotti alla fine del processo di isolamento?
La purificazione avviene tramite tecniche come cristallizzazione, liofilizzazione ed essiccazione.
155
Descrivi la filtrazione convenzionale.
La filtrazione convenzionale è effettuata con filtri di superficie e filtri di profondità, con ritenzione della fase solida sul filtro e permeazione della fase liquida.
156
Come funziona un filtro rotante sottovuoto?
Il filtro rotante sottovuoto consente di recuperare la biomassa dal filtrato colturale tramite un effetto di separazione e disidratazione ottenuti tramite vuoto, applicato dall’asse centrale.
157
Quali sono le aree identificabili in un filtro rotante?
Nel filtro rotante si identificano più aree, ognuna con ruoli diversi, che contribuiscono alla disidratazione e al lavaggio della biomassa.
158
Qual è l'uso principale dei filtri rotanti?
I filtri rotanti sono impiegati nella produzione di antibiotici e nella produzione di lievito per panificazione.
159
Definisci il filtro pressa.
Il filtro pressa è impiegato in processi di filtrazione in discontinuo, costituito da telai ricoperti da tele filtranti, e separa i solidi sotto pressione.
160
Come si recuperano i metaboliti extracellulari?
I metaboliti extracellulari si ottengono dal metabolismo primario, secondario e per biotrasformazione, seguiti dalla separazione del filtrato colturale dalle cellule.
161
Quali sono i passaggi generali per il recupero dei metaboliti?
I passaggi generali sono estrazione, concentrazione e purificazione.
162
Come si ottengono i metaboliti intracellulari?
I metaboliti intracellulari richiedono la rottura della cellula, che può avvenire meccanicamente o per lisi enzimatica.
163
Quali metodi fisici possono essere utilizzati per rompere le cellule?
I metodi fisici includono ultrasuoni, macinazione, pressa, mulino e omogeneizzazione.
164
Quali metodi chimici possono essere utilizzati per la rottura delle cellule?
I metodi chimici comprendono l'uso di solventi, detergenti acidi e basi, e shock osmotico.
165
In cosa consiste la purificazione del prodotto?
La purificazione del prodotto è l'allontanamento delle impurezze e la rimozione delle sostanze estranee contenute nel campione.
166
Qual è il ruolo della fermentazione in questo processo?
La fermentazione avviene in un bioreattore e coinvolge l'inoculazione di un ceppo di batteri e l'aggiunta di substrati di crescita.
167
Quali parametri vengono monitorati durante la fermentazione?
I parametri monitorati includono pH, pressione, temperatura e crescita del batterio.
168
Come si separano le cellule dal brodo dopo la fermentazione?
Le cellule vengono centrifugate e lavate per eliminare residui di terreno e metaboliti.
169
Qual è il processo di purificazione della GFP?
La purificazione della GFP avviene mediante filtrazione a flusso tangenziale e cromatografia a scambio ionico.
170
Cosa sono i metaboliti secondari?
I metaboliti secondari non sono indispensabili per la crescita e vengono prodotti durante l'idiofase.
171
Come si può aumentare la produzione di metaboliti primari?
Si può indurre un aumento della produzione modificando la permeabilità cellulare per favorire la fuoriuscita di un metabolita.
172
Qual è il ruolo della biotina nel metabolismo microbico?
La biotina è un cofattore utilizzato da enzimi che carbossilano substrati, essenziale per la biosintesi degli acidi grassi.
173
Descrivi l'effetto della limitazione della biotina sulla biosintesi degli acidi grassi.
La limitazione della biotina porta a una biosintesi non ottimale degli acidi grassi e a un'alterazione della membrana.
174
Quali sono i due enzimi chiave per la produzione di glutammato?
I due enzimi chiave sono KDH, che promuove la trasformazione del chetoglutarato in succinato, e GDH, che è soggetta a inibizione da feedback per accumulo di glutammato.
175
Definisci il blocco metabolico e il suo utilizzo.
Il blocco metabolico è utilizzato per accumulare acido citrico, un acidulante in bevande e caramelle, e per sostituire i fosfati nei detergenti.
176
Come influiscono l'aconitasi e la PFK sull'accumulo di acido citrico?
L'aconitasi viene inibita da carenza di ferro e manganese, mentre la PFK aumenta la sua attività in assenza di ioni manganese ed eccesso di ioni ammonio.
177
Cosa sono i biofilm microbici?
I biofilm microbici sono comunità di microrganismi adesi su superfici, tenuti insieme da sostanza polimerica extracellulare.
178
Quali sono i vantaggi per i microrganismi che vivono in un biofilm?
I vantaggi includono interazioni sinergiche, trasferimento orizzontale di materiale genetico, condivisione di sottoprodotti metabolici e maggiore tolleranza alle sostanze antimicrobiche.
179
Descrivi il processo di formazione di un biofilm.
Il processo include l'adsorbimento, la crescita e divisione, la maturazione e la dispersione delle cellule.
180
Quali strategie possono essere utilizzate per combattere la formazione di un biofilm?
Le strategie includono inibire l'adesione, bloccare segnali intracellulari, e indurre il ritorno alla vita planctonica.
181
Cosa implica il quorum sensing nei biofilm?
Il quorum sensing implica segnali intercellulari che attivano geni per la virulenza e la resistenza, in base alla densità cellulare.
182
Qual è il ruolo della matrice del biofilm nella resistenza batterica?
La matrice viscosa funge da scudo, proteggendo i batteri dagli anticorpi e dai globuli bianchi.
183
Come possono i batteri all'interno di un biofilm sopravvivere agli antibiotici?
I batteri possono mantenere un metabolismo lento e produrre pompe di efflusso per espellere gli antibiotici.
184
Quali microrganismi patogeni sono noti per formare biofilm?
I principali microrganismi patogeni includono S. Epidermidis, S. Aureus, Candida Albicans ed E. Fecalis.
185
Qual è l'approccio più efficace per prevenire infezioni da corpo estraneo?
L'approccio più efficace è la prevenzione, attraverso dispositivi refrattari all'adesione microbica e corrette procedure chirurgiche.
186
Quando è più efficace il trattamento antibiotico contro le infezioni da biofilm?
Il trattamento antibiotico è più efficace se iniziato precocemente, prima che si completi la formazione del biofilm.
