Produse Alimentare

1. Introducere

Majoritatea sistemelor biotehnologice implica actiunea bacteriilor, drojdiilor, algelor ce au fost selectate pentru sinteza unor medicamente, produse alimentare, acizi organici, alcooli sau vitamine. O multime de produsi industriali si alimentari sunt obtinuti prin fermentatie, termen general folosit aici pentru a se referi la masa, cultura controlata de microorganisme pentru a produce compusii organici doriti. Trebuie amintit si folosirea microorganismelor in controlul deseurilor, controlul poluarii si industria extractiva a metalelor.

Ultima metoda de atacare a problemei poluarii este prin epurare microbiologica -folosind microorganisme pentru a distruge si inlatura deseuri toxice din apa si sol. Unii din acesti „mancatori de deseuri” sunt rezidenti naturali in apa si sol si au o capacitate surprinzatoare de a descompune reziduuri [42].

Deoarece, fara ajutor, natural procesul se produce prea lent, majoritatea proceselor de depoluare sunt asociate cu operatii de bioremediere care trateaza solurile contaminate cu oxigen, nutrienti si apa pentru a accelera viteza de actiune microbiana. Prin aceste actiuni, nivelele de pesticide pot fi reduse cu 96%. Printre cele mai importante microorganisme bioremediatoare sunt tulpini de Pseudomonass Bacillus precum si diversi fungi „mancatori de toxine”. Cautarea curenta in bioremediere este pentru „superbacterii” –ingineriile genetice de conversie a diverselor substante chimice in dioxid de carbon sau compusi netoxici [5].

Toate produsele alimentare utilizate de oameni – de la produse vegetale la caviar sau branza- provin din alte organisme.

Procesul industrial de fermentatie incepe de la o singura celula bacteriana. De la o singura celula se produc miliarde de copii ale sale si apoi volume mari de produs dorit. Pentru a produce nivele apropiate de crestere si fermentatie, microorganismele trebuie sa fie cultivati in conditii controlate de mediu. Acest proces este similar cultivarii bacteriilor in eprubete cu mediu de cultura. Necesita un mediu steril continand nutrientii necesari, protectia impotriva contaminarii, introducerea de aer steril sau excluderea totala a aerului, si o temperatura si un pH optime.

Produsii proveniti din biosintezele microbiene sunt antibioticele, hormonii, vitaminele si vaccinurile.

Prima biomasa antimicrobiana produsa a fost penicilina, care provine de la Penicillium chrysogenum [50]. Pentru producerea derivatilor penicilinei semisintetice au fost introdusi in vasul de fermentatie precursori asortati in timpul cel mai probabil al fazei de crestere. Aceste experiente cu penicilina s-au dovedit un model important si pentru celelalte antibiotice.

Diagrama schematica a unui fermentor industrial de cultivare a microorganismelor este prezentata in figura 1:

Figura 1. Schema unui fermentor industrial de cultivare a microorganismelor.

1.1 Notiuni generale

Bacteriile sunt microorganisme unicelulare. Din punct de vedere al organizarii interne, ele sunt celule procariote, protiste inferioare, care au un nucleu primitiv, fara membrana proprie, constituit dintr-o singura molecula de acid dezoxiribonucleic (ADN ), fiind lipsite de aparat mitotic. Pe langa acestea, celula bacteriana in comparatie cu celula eucariota, nu are mitocondrii, reticul endoplasmic si aparat Golgi.

Cele mai multe bacterii poseda un perete propriu, rigid, constituit din peptidoglican, un material specific celulei bacteriene.

Deoarece microorganismele sufera modificari apreciabile in functie de varsta si de conditiile de mediu, caracteristicile unei bacterii, inclusiv cele morfologice, sunt tipice numai atunci cand acestea sunt tinere, in general 16-18 ore, cultivate pe medii adecvate in conditii optime de temperatura, pH, in prezenta sau absenta oxigenului etc.

Celula bacteriana este o entitate morfologica si fiziologica de sine statatoare.

Primele cunostinte asupra morfologiei bacteriilor au aparut odata cu construirea primelor microscoape. Detaliile de structura ale celulei bacteriene nu au putut fi totusi puse in evidenta decat dupa aplicarea microscopiei cu contrast de faza, a metodelor de citochimie, a microdisectiei si mai ales a microscopiei electronice.

Deoarece bacteriile sufera modificari apreciabile de forma, dimensiune si structura, in functie de varsta si conditiile de mediu, se considera morfologia tipica pentru o bacterie, aspectul sau in culturi tinere, in faza de crestere activa, pe medii de cultura adecvate si in conditii optime de temperatura si pH [4].

Bacteriile pot imbraca una din urmatoarele trei forme fundamentale:

-forma sferica (coc);

-forma cilindrica, de bastonas (bacil);

-forma incurbata (vibrion, spiril, spirocheta).

Bacteriile de forma sferica se numesc coci. Cocii se pot prezenta si sub forma ovoidala sau lanceolata. Gruparea cocilor fiind caracteristica anumitor grupe de bacterii bine individualizate, poate ajuta mult la identificarea unui agent patogen. In general, gruparea bacteriilor este legata de planul de diviziune al celulei.

Cocii se prezinta rar izolati; cel mai adesea ei se grupeaza perechi (diplococi), in lanturi (streptococi), cate patru (tetracoci), in pachete (sarcine) sau in gramezi, sub forma de ciorchine (stafilococi).

Bacteriile in forma de bastonas se numesc bacili. Ei nu au intotdeauna o forma cilindrica perfecta. Exista forme de suveica, de piscot.

Bacilii pot fi izolati sau se pot grupa cate doi (diplobacili) in lanturi (streptobacili) etc.