Biotechnologie Mit Pilzen: Eine Einführung

ISBN-13: 9783540586159 / Angielski / Miękka / 1995 / 248 str.

W. Wainwright; M. Wainwright; B. Vollert-Schmid

Opis

Myzellare Pilze und Hefen sind schon lange bekannt - beim Einsatz im Back- und Braugewerbe. In den letzten beiden Jahrzehnten nahm jedoch ihre Bedeutung fur andere Gebiete der Biotechnologie zu: Produktion von Antibiotika, Biochemikalien (wie z.B. Zitronensaure), Pestiziden und Wachstumshemmern fur die Landwirtschaft; ausserdem spielen sie eine grosse Rolle im Umweltmanagementbereich und in der Lebensmittelindustrie. Das vorliegende Buch gibt eine umfassende und aktuelle Einfuhrung in die Verwendungsmoglichkeiten von Pilzen bei Bioreaktionsprozessen. Es wendet sich an Biotechnologie- und Mikrobiologiestudenten (vor dem Vordiplom) sowie an bereits im Beruf Stehende, die sich in das Gebiet einarbeiten wollen."

Spis treści

1 Einleitung.- 1.1 Pilze in der Biotechnologie.- 1.2 Pilze in der Biotechnologie — geschichtliche Entwicklung.- 1.3 Struktur und Morphologie von Pilzen.- 1.4 Die Ernährung von Pilzen.- 1.4.1 Abbau von Polymeren, speziell von Cellulose und Lignin.- 1.4.2 Anwendung lignolytischer Systeme.- 1.5 Strategien der Pilze zur Sicherstellung der Ernährung in ihrer natürlichen Umgebung.- 1.6 Stoffwechselanpassungen von Pilzen.- 1.7 Ein kurzer Abstecher zur Systematik der Pilze.- 1.8 Biotechnologisch bedeutende Pilze.- 1.8.1 Aspergillus spp.- 1.8.2 Penicillium spp.- 1.8.3 Trichoderma spp.- 1.8.4 Phanerochaete chrysosporium.- 1.8.5 Hefen.- 1.8.6 Agaricus spp..- 1.8.7 Claviceps purpurea.- 1.9 Genmanipulation an industriell verwendeten Pilzen.- 1.9.1 Mutation und Mutagenese.- 1.9.2 Parasexueller Cyclus.- 1.9.3 Transformation.- 1.9.4 Expression heterologer Proteine.- 2 Biotechnologie mit Pilzen — Produktionsverfahren.- 2.1 Bioreaktortechnik.- 2.1.1 Submersverfahren.- 2.1.2 Rührkesselreaktor.- 2.1.3 Turmreaktoren.- 2.1.4 Gärtassenverfahren.- 2.1.5 Festbettkultivierung.- 2.1.6 Reaktorsysteme mit immobilisierten Zellen sowie Filmen.- 2.1.7 Immobilisierung durch Fixierung und anschließendes Wachstum als Oberflächenfilm.- 2.2 Chemische Umwandlungen mit Hilfe von Pilzsporen.- 3 Produktion von Biochemikalien mit Hilfe von Pilzen.- 3.1 Einleitung.- 3.2 Organische Säuren.- 3.2.1 Citronensäure.- 3.2.2 Gallussäure.- 3.2.3 Gluconsäure.- 3.2.4 Methylenbernsteinsäure.- 3.2.5 Produktion organischer Säuren mit Hefen.- 3.3 Industriealkohole.- 3.4 Polysaccharide.- 3.5 Chitosan.- 3.6 Enzyme.- 3.7 Lipide.- 3.8 Gibberelline.- 3.9 Vitamine.- 3.10 Aminosäuren.- 3.11 Stimulatoren.- 4 Pilze in der medizinischen Biotechnologie.- 4.1 Produktion von Antibiotika und anderer, therapeutisch eingesetzter Verbindungen.- 4.1.1 Penicillin.- 4.1.2 Produktion von Benzylpenicillin.- 4.1.3 Cephalosporine.- 4.1.4 Griseofulvin.- 4.1.5 Fusidane.- 4.1.6 Weitere Antibiotika aus Pilzen.- 4.2 Cytostatika und antivirale Wirkstoffe aus Pilzen.- 4.3 Immunregulatoren — Cyclosporin und Gliotoxin.- 4.3.1 Cyclosporin.- 4.3.2 Gliotoxin.- 4.4 Ergotalkaloide.- 4.5 Giftpilze.- 4.5.1 Cytolytische Vergiftung.- 4.5.2 Hämolytische Vergiftungen.- 4.5.3 Coprin-Toxine.- 4.5.4 Psychotrope Toxine.- 4.5.5 Weitere Vergiftungsarten.- 4.6 Steroidtransformationen mit Hilfe von Pilzen.- 4.7 Biotransformationen pharmakologisch aktiver Substanzen.- 4.8 Therapeutische Verwendung von Pilzenzymen.- 4.9 Medizinische Bedeutung der höheren Pilze.- 4.10 Weitere therapeutische Verwendungen von Pilzen.- 5 Neue industrielle Verfahren mit Pilzen.- 5.1 Einleitung.- 5.2 Die Konversion von Lignocellulose in der Papierindustrie.- 5.3 Kohleverflüssigung.- 5.4 Abbau von Lignocellulose zu gasförmigen Produkten durch Pilze.- 5.5 Entfernung von Pararffinen und Wachsen durch Hefen.- 5.6 Pilze als Hilfsstoffe für die Biotechnologie im Hüttenwesen.- 5.7 Neuartige Textilien aus Pilzmaterial.- 6 Pilze und Umweltbiotechnologie.- 6.1 Einleitung.- 6.2 Industrieabwässer und ihre Behandlung (Flüssigkultivierungen).- 6.2.1 Gerbereiabwässer.- 6.2.2 Entfärbung von Melassen.- 6.2.3 Abwasserbehandlung.- 6.2.4 Reinigung Fettsäure-belasteter Industrieabwässer.- 6.2.5 Entfernung von Kohlenhydraten aus Abwässern.- 6.2.6 Phenolabbau.- 6.2.7 Fermentation umweltrelevanter Schadstoffe.- 6.3 Entgiftung von Pestiziden mit Pilzenzymen.- 6.4 Behandlung von lignocellulosehaltigen Abfällen mit holzabbauenden Pilzen.- 6.5 Weißfäulepilze bei der biologischen Sanierung.- 6.5.1 Enzymbildung durch Phanerochaete chrysosporium.- 6.5.2 Entgiftung gefährlicher Abfallprodukte mit Weißfäulepilzen.- 6.5.3 Phanerochaete chrysosporium zur biologischen Sanierung belasteter Böden.- 6.5.4 Die Wirkung von P. chrysosporium unter Feldbedingungen.- 6.6 Entfernung von Metallionen aus Lösungen mit Hilfe von Pilzen (Biosorption).- 6.7 Adsorption von Feinstpartikeln mit Hilfe von Pilzen.- 6.8 Kommerzielle Akkumulierungsverfahren für Metallionen und Feinstpartikel.- 7 Die Rolle von Pilzen beim biologischen Abbau und beim biologischen Verderb.- 7.1 Einleitung.- 7.2 Pilze und Holzzerfall.- 7.2.1 Trockenfäule.- 7.2.2 Coniophora puteana — Kellerpilz.- 7.2.3 Fibroporia vaillantii.- 7.2.4 Andere Pilze.- 7.2.5 Behandlung von holzzersetzenden Pilzen.- 7.2.6 Zerstörung von behandelten Leitungsmasten durch Pilze und ihre biologische Bekämpfung mit Hilfe von Pilzen.- 7.2.7 Holzschutz durch Pilze.- 7.3 Probleme durch Pilzbefall.- 7.4 Pilze und der Verderb von Lebensmitteln.- 7.5 Verderb von Lebensmitteln durch Befall mit Schimmmelpilzen.- 7.6 Verderb von Lebensmitteln durch Hefen.- 7.7 Pilzbefall von gelagerten Früchten und Gemüse.- 7.7.1 Beeren.- 7.7.2 Baumfrüchte.- 7.7.3 Gemüse.- 7.8 Verderb von pflanzlichen Ölen durch Pilze.- 7.9 Mykotoxine.- 7.9.1 Mykotoxinquellen.- 7.9.2 Aflatoxin.- 7.9.3 Sporidesmin.- 7.9.4 Nachweis von Mykotoxinen.- 7.9.5 Eindämmung der Mykotoxine.- 7.9.6 Züchtung von gegenüber dem Befall durch Schimmelpilze resistentem Pflanzenmaterial.- 8 Pilze in der Lebensmittelindustrie.- 8.1 Einleitung.- 8.2 Einzellerprotein (SCP).- 8.2.1 Substrate und Kultivierungsbedingungen.- 8.2.2 Nährwert von SCP.- 8.2.3 Entfernung der Nucleinsäuren.- 8.2.4 Test auf Toxizität.- 8.2.5 Pilzproteine.- 8.3 Verbesserung des Nährwerts von Getreide durch Fermentation.- 8.4 Fermentierte Lebensmittel — das Koji-Prinzip.- 8.5 Pilzzüchtung.- 8.5.1 Pilzzüchtung in Asien.- 8.5.2 Kultivierung von Trüffeln.- 8.5.3 Spezialitäten.- 8.6 Pilze bei der biotechnologischen Herstellung von Lebensmitteln.- 8.6.1 Brotherstellung.- 8.6.2 Käse.- 8.7 Produktion von Geschmacks- und Aromastoffen durch Pilze.- 8.7.1 Terpene.- 8.7.2 Menthol.- 8.7.3 Lactone.- 8.8 Geschmacksverbesserungen und -Veränderungen durch Pilze.- 8.9 Lebensmittelfarbstoffe aus Pilzen.- 8.10 Pilze beim Brauen und Keltern.- 8.10.1 Wein.- 8.10.2 Bier.- 8.10.3 Sake.- 9 Pilze in der Agrobiotechnologie.- 9.1 Einleitung.- 9.2 Biologische Kontrolle von Mikroorganismen im Boden.- 9.3 Pilze als Insektenbekämpfungsmittel.- 9.3.1 Kommerzielle Produktion von Pilzen als Insektizide.- 9.3.2 Beispiele kommerzieller Mykoinsektizide.- 9.4 Pilze zur Bekämpfung von Fadenwürmern.- 9.4.1 Böden, die die Vermehrung von Fadenwürmern verhindern.- 9.4.2 Bodenverbesserungen.- 9.4.3 Anreicherung des Bodens mit ausgewählten Pilzstämmen.- 9.4.4 Enzyme und Toxine.- 9.5 Unkrautbekämpfung mit Hilfe von Pilzen.- 9.6 Pilze zur integrierten Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten, die über den Boden in die Pflanzen übertragen werden.- 9.7 Biologische Bekämpfung von Krankheiten, die nach der Ernte auftreten.- 9.8 Produktion von chemischen Pestiziden und Biodünger mit Hilfe von Pilzen.- 9.9 Kompostierung.- 9.10 Fermentationsrückstände als Düngemittel (Biosol).- 9.11 Steigerung des Ernteertrags durch Pilzinoculate.- 9.11.1 Solubilisierung unlöslicher Phosphate.- 9.11.2 Mykorrhiza-Pilze als Inoculate zur Wachstumsförderung von Feldfrüchten.- 9.11.3 Vorteile der Mykorrhiza.- 9.11.4 Anwendung von Pilzen, die in Mykorrhiza-Symbiose leben können.- 9.11.5 Direkte Inoculation von Pilzen zur Verbesserung des Getreidewachstums.- 10 Biotechnologische Kontrolle pathogener Pilze.- 10.1 Einleitung.- 10.2 Pathogene Pilze für Mensch und Tier.- 10.3 Beispiele für Mykosen.- 10.3.1 Pulmonale Aspergillose.- 10.3.2 Kryptokokkose.- 10.3.3 Kokzidioidomykose.- 10.3.4 Pilzinfektionen der äußeren Haut und subkutane Pilzinfektionen.- 10.4 Behandlung von Pilzinfektionen bei Mensch und Tier.- 10.5 Pilze als Pflanzenpathogene.- 10.6 Neuere Entwicklungen der chemischen Bekämpfung von Pilzkrankheiten bei Pflanzen.- 10.7 Antibiotika zur Behandlung von Pilzinfektionen bei Pflanzen.- 10.8 Biologische Schädlingsbekämpfungsmittel — eine potentielle Quelle für Antimykotika.- 10.9 Solarisation — eine alternative Methode zur Bekämpfung von Pflanzenpathogenen.- 11 Biotechnologie mit Pilzen: Zukunftsaussichten.- Literatur.