Einführung in Die Industrielle Mikrobiologie

ISBN-13: 9783540051572 / Niemiecki / Miękka / 1971

Hans-J Rehm

Opis

Die Bedeutung der industriellen Mikrobiologie hat in den letzten beiden J ahrzehnten auBerordentlich zugenommen, trotzdem liegt fur Studenten noch kein deutschsprachiges Taschenbuch vor, mit dem sie sich uber dieses Fachgebiet schnell informieren kannen. Das vor liegende Buch versucht diese Lucke zu schlieBen und gleichzeitig sowohl Studenten als auch schon tatige Wissenschaftler fur das Gebiet der industriellen Mikrobiologie zu interessieren. Es ist als eine Ein fUhrung in das Stoffgebiet gedacht. Hierbei wurde auch die verfahrens technische Seite der technischen Mikrobiologie berucksichtigt, weil die hieruber vorliegende Literatur fur Studenten oft nur schwer zu ganglich und haufig auch schwer lesbar ist. Auf die wirtschaftliche Bedeutung von Verfahren wird nicht hingewiesen, da diese einerseits raschen Veranderungen unterworfen und andererseits fur eine Ein fuhrung, die gleichzeitig fur Lehrzwecke geeignet sein solI, nicht not wendig ist. Es wurde immer versucht, die Darstellungen maglichst einfach zu halten. Ich machte allen Kollegen danken, die mir durch wertvolle Hin weise bei der Abfassung des Taschenbuches geholfen haben. Herm Prof. Schlegel danke ich fUr die Anregung, das Taschenbuch zu schrei ben. Weiterhin danke ich allen, die mich bei der Korrektur des Ma nuskriptes unterstutzt haben. Dank gebuhrt auch dem Verlag, der bereitwilligst auf alle Ausstattungswunsche eingegangen ist. Mage das Taschenbuch zur weiteren Entwicklung der industriellen Mikrobiologie beitragen. Munster, im Dezember 1970 H. -J. REHM Inhaltsverzeichnis I. Mikroorganismen mit industrieller Bedeutung 1. Mikroorganismenarten. 1 a) Bakterienarten . . 1 b) Hefearten . . . . 6 c) Weitere Pilzarten . 11 d) Algen. . . . . . 14 2. Entwicklungsbedingungen fiir Mikroorganismen 16 a) Allgemeine Substratanspriiche . . . . . . ."

Spis treści

I. Mikroorganismen mit industrieller Bedeutung.- 1. Mikroorganismenarten.- a) Bakterienarten.- b) Hefearten.- c) Weitere Pilzarten..- d) Algen.- 2. Entwicklungsbedingungen für Mikroorganismen.- a) Allgemeine Substratansprüche.- b) Substrate zur technischen Mikroorganismenzucht.- c) Weitere Entwicklungsbedingungen.- 3. Entwicklungskinetik der Mikroorganismen.- a) Diskontinuierliche Kultur.- b) Kontinuierliche Kultur.- c) Gesetzmäßigkeiten bei der Produktbildung.- 4. Grundlagen des mikrobiellen Stoffwechsels.- a) Hexoseabbau über den Fructose-diphosphat-Weg (FDP-Weg).- b) Hexoseabbau über den oxidativen Pentose-phosphat-Weg (PP-Weg).- c) Hexoseabbau über den Entner-Doudoroff-Weg (ED-Weg).- d) Tricarbonsäure-Cyclus (TCC).- 5. Anreicherung, Umzüchtung und Haltung industrieller Stämme.- a) Anreicherung von Stämmen.- b) Umzüchtung der frisch isolierten Stämme.- c) Besondere Methoden zur Mutantenherstellung.- d) Haltung von Produktionsstämmen.- II. Grundlagen der Fermentationen.- 1. Ablauf industrieller Fermentationen.- a) Herstellung und Sterilisation des Substrates.- b) Herstellung der Impflösung.- c) Fermentation.- d) Filtration.- e) Produktgewinnung.- 2. Fermentationsverfahren.- a) Oberflächenverfahren.- b) Submersverfahren.- c) Semikontinuierliche und kontinuierliche Mikroorganismenzucht.- ? ) Semikontinuierliche Fermentation.- ?) Kontinuierliche Fermentation.- ?) Einteilung kontinuierlicher Systeme.- ?) Probleme der Mikroorganismenentwicklung in kontinuierlicher Kultur.- ?) Technische Anwendung der kontinuierlichen Systeme.- 3. Sterilisation.- a) Erhitzung im Wasserdampf.- b) Sterilisation durch Dampf unter Überdruck.- c) Sterilisation durch trockene Hitze.- d) Sterilisation (Desinfektion) durch chemische Substanzen.- e) Sterilisation durch Bestrahlung.- f) Entkeimung durch Filtration.- 4. Belüftung und Bewegung von Fermentationslösungen.- a) Theoretische Grundlagen der Belüftung.- b) Belüftungseinrichtungen.- ?) Belüftung von Oberflächenkulturen.- ?) Belüftung von Submerskulturen mit Oberflächenluft.- ?) Belüftung ohne gleichzeitige Flüssigkeitsumwälzung.- ?) Belüftung mit statischem Luftverteiler und Flüssigkeitsumwälzung.- ?) Belüftung mit dynamischem Luftverteiler und Flüssigkeitsumwälzung.- ?) Sonstige Belüftuugseinrichtungen.- c) Bewegung von Kulturflüssigkeiten.- 5. Schaumzerstörung.- a) Chemische Schaumdämpfungsmittel.- b) Mechanische Schaumzerstörung.- III. Mit Mikroorganismen hergestellte Produkte.- 1. Gärungsprodukte.- a) Äthanol und äthanolhaltige Produkte.- ?) Allgemeines über die Äthanolbildung durch Hefen.- ?) Bier.- ?) Äthanol.- ?) Wein und Sekt.- b) Glycerin.- c) Milchsäure und Milchprodukte.- d) Butanol-Aceton und Buttersäure.- e) 2, 3-Butandiol-Gärung.- f) Methangärung.- 2. Produkte aus dem primären Stoffwechsel (organische Säuren, Aminosäuren).- a) Organische Säuren.- b) Glutaminsäure.- c) Weitere Aminosäuren.- 3. Einstufenreaktionen mit Mikroorganismen (Transformationen).- a) Oxidationsreaktionen.- ?) Oxidation von Alkoholen.- ?) Oxidation von Aldosen, Ketosen und Aldehyden.- ?) Oxidation von Steroiden.- ?) Weitere Oxidationen.- b) Reduktionen.- c) Decarboxylierung.- d) Seitenkettenabspaltungen.- e) Seitenkettenaddition.- f) Desaminierungen, Aminierungen und Phosphorylierungen.- 4. Polysaccharide und Oligosaccharide.- a) Dextrane.- b) Oligosaccharide.- 5. Weitere wichtige Antibiotica.- a) Penicilline und Cephalosporine.- b) Aminosäuren, Oligopeptide, Polypeptide und Peptolide als Antibiotica.- c) Tetracycline Antibiotica.- d) Macrolide Antibiotica.- e) Polyene Antibiotica.- f) Wichtige Antibiotica unterschiedlicher chemischer Struktur.- ?) Griseofulvin.- ?) Chloramphenicol.- ?) Novobiocin.- ?) Cycloheximid.- ?) Mitomycine.- 6. Vitamine.- 7. Weitere Stoffwechselprodukte aus Pilzen.- a) Gibberelline.- b) Mutterkornalkaloide.- 8. Produkte des Nucleinsäure- und Proteinstoffwechsels.- a) Nucleinsäuren.- b) Nucleotide.- c) Eiweiß.- d) Enzyme.- 9. Massenzucht von Mikroorganismenzellen.- a) Pilze mit Fruchtkörpern.- b) Hefe- und Bakterienzellen.- c) Algenzellen.- d) Pflanzliche und tierische Zellen und Gewebe.- 10. Oxidation von Kohlenwasserstoffen.- a) Mikroorganismen und Biochemie der Oxidationen.- b) Besonderheiten der Mikroorganismenzucht bei der Verwendung von Kohlenwasserstoffen.- ?) Proteinerzeugung durch billige Massenzucht von Mikroorganismenzellen.- ?) Entfernung von Paraffinen aus Erdölprodukten.- ?) Verwendung von Kohlenwasserstoffen als billige C-Quelle zur Herstellung von Stoffwechselprodukten.- 11. Mikroorganismen und Nahrungsmittelherstellung.- IV. Weitere mikrobiologische Prozesse mit Aussicht auf technische Bedeutung.- 1. Raumfahrtmikrobiologie.- 2. Direkte Erzeugung elektrischer Energie mit Hilfe von Mikroorganismen.- 3. Verbreitung von Mikroorganismen in Aerosolen.- 4. Weitere technisch interessante mikrobiologische Verfahren.- V. Mikrobiologische Abwasserbeseitigung.- Literatur.- Sachverzeichni.