La coltura microbica usata in un bioprocesso brevettato costituisce parte integrante ed essenziale del procedimento ed è, quindi, protetta dal brevetto (1949, U.S.A.) Microbiologia industriale batteri funghi (lieviti e muffe) alghe

Quanti sono? In un cucchiaino di terra , su un cm 2 di pelle umana , nel corpo umano 1-2 kg Dove sono? Sono ubiquitari : aria, acqua, suolo, ambienti estremi, associati a piante e animali A che servono? Ruolo fondamentale nei cicli biogeochimici (C, N, S), nella produzione di ossigeno molecolare Impiego in vari settori dell’attività umana Biotecnologie I microrganismi: Small things considered Microbe worldwww.microbeworld.org/

Baia di San Francisco, sta

Muffa Batteri Lievito Microrganismi su piastre Petri

Popolazione microbica Coltura microbica Su substrato solido In terreno liquido: Coltura sommersa

Sistema ideato da Carlo Linneo ( ) -ogni organismo ha due nomi (Escherichia coli) nome del genere –maiuscola (Escherichia) nome della specie –minuscola (coli) -il nome può essere abbreviato (E. coli) Nomenclatura dei microrganismi notazioni : Escherichia sp (nessuna particolare specie microbica) Escherichia spp (tutte le specie di quel genere)

3 dominii: Bacteria, Archaea, Eucarya Animali Piante Funghi

Cellula procariote: Escherichia coli Cellula eucariote: Saccharomyces cerevisiae

Il più piccolo eucariote: l’alga unicellulare Ostreococcus tauri

Mitosi: cellule eucariote

Batterio: Escherichia coliFungo (lievito): Saccharomyces cerevisiae Fungo (muffa): Penicillium notatum

Microbiologia industriale batteri funghi (lieviti e muffe) alghe Batteri : procarioti parete costituita da peptidoglicano talvolta sporigeni fotosintetici, chemiosintetici

Morfologia dei batteri

Gram-positive (blu-violetto): cocchi Gram-negative (rosa-rosso): bacilli

La suddivisione dei batteri in Gram-positivi e Gram-negativi dipende dalla diversa struttura della parete che nei Gram-positivi è particolarmente ricca in peptidoglicano la parete, oltre ad avere la funzione di impartire una forma alla cellula, ha quella, fondamentale, di proteggerla dalla lisi osmotica. 90%10%

Parete (batteri) : Peptidoglicano o mureina di E. coli

1. Colorazione con cristal-violetto: tutte le cellule appaiono blu-viola 2. Fissaggio del colore: aggiunta di iodio in ioduro di potassio (mordenzante) 1. Colorazione di Gram

3. Lavaggio e decolorazione con alcol: Gram-positivi appaiono violetti; i Gram-negativi appaiono incolori 4. Colorazione di contrasto con fucsina: i Gram-positivi restano violetti, Gram-negativi rossi. 2. Colorazione di Gram

Lactobacillus bulgaricus (insieme a Streptococcus lactis è impiegato nella produzione di yogurt) Batteri Gram-positivi : batteri lattici

Escherichia coli al m. o. 100 x (sopra) e al SEM (a destra) enterobatterio, vive nella parte inferiore dell' intestino di animali a sangue caldo la sua presenza nelle falde acquifere è un indicatore di inquinamento fecale il batterio più studiato. E’ stato ingegnerizzato per la produzione di insulina, antitumorali, ormone somatotropo Batteri Gram-negativi: E. coli

Bacillus sp, Clostridium sp Batteri sporigeni

forma di resistenza per la sopravvivenza in condizioni ambientali avverse, (diversa dalla spora fungina che è una forma riproduttiva) La spora batterica

Da Bailey JE, Ollis D. Biochemical Engineering Fundamentals, McGraw-Hill Int. Ed.

Microbiologia industriale batteri funghi (lieviti e muffe) alghe Funghi: eucarioti chemiosintetici (chemioorganotrofi) parete caratteristica, diversa dalle Piante

muffe funghi superiori multicellulari lieviti unicellulari

Funghi (muffe)

Il lievito convenzionale : Saccharomyces cerevisiae (budding yeast) unicellulare, adattato a substrati contenenti zuccheri semplici modello per lo studio dei processi biochimici, metabolici, molecolari degli eucarioti GRAS, Generally Regarded As Safe facilmente coltivabile produttore di etanolo (bevande alcoliche), lievito per panificazione, vitamine, enzimi, biofarmaci

batterilievito Funghi (muffe) Modalità di riproduzione

Attinomiceti Procarioti Chemiosintetici Filamentosi (pseudo-ife) Habitat: suolo Produttori di antibiotici