ЧАСТЬ 1 ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФГБОУ ВПО ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра микробиологии
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ
ФГОУ ВПО ИРКУТСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
Кафедра агроэкологии, агрохимии, физиологии и защиты растений
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФГБОУ ВПО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра органической химии и пищевых технологий
Промышленная микробиология
И биотехнология
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Иркутск, 2012
УДК 632.937:579.64.075.8
Казаринова Т.Ф. Промышленная микробиология и биотехнология: Учебное пособие / Т.Ф. Казаринова, Т.А.Гиль, Т.С. Лозовая.- Иркутск: Изд-во ИГУ.- 2012.- 118 с. [ Электронный ресурс] - Сайт виртуального университета ИГУ, 2012.- http://irkutsk.openet.ru/University.nsf
Учебное пособие предназначено для обучения студентов
· биолого - почвенного факультета ИГУ (по специальностям 012400 - «Микробиология», 011600 - «Биология»), изучающих курсы «Микробиология», «Промышленная микробиология и биотехнология», «Введение в биотехнологию», «Экобиотехнология»;
· агрономического факультета ИрГСХА (по специальностям 110200.62 - «Агрономия», 110100.62 - «Агроэкология»), изучающих курсы «Микробиология», «Интегрированная защита растений»;
· химико-металлургического факультета НИИГТУ (по специальностям 260202.65 - «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий», 260204.65 - «Технология бродильных производств и виноделия»), изучающих курсы «Микробиология», «Техническая микробиология».
Подобранный в пособии материал может быть использован при самостоятельной подготовке студентов очного, заочного, вечернего форм обучения, курсов повышения квалификации, изучающих микробиологию и экологию. Может быть полезен работникам пищевого, сельскохозяйственного производства, специалистам, работающим в области охраны окружающей среды. Содержание пособия соответствует учебной программе, утвержденной УМО.
Рецензенты:
зав. каф. микробиологии ИГУ, д.б.н., профессор Б.Н. Огарков.
доцент каф. органической химии и пищевых технологий ИГТУ,
к.б.н. В. К. Гайда.
© Иркутский государственный университет, 2012
ОГЛАВЛЕНИЕ
| ВВЕДЕНИЕ | 4 |
| Часть 1.ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ | 6 |
| Часть 2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕМ ПО РАЗДЕЛАМ ДИСЦИПЛИНЫ | 11 |
| Раздел 1 Промышленная микробиология, предмет, задачи и перспективы | 11 |
| Раздел 2. Общие закономерности жизнедеятельности микроорганизмов | 15 |
| Раздел 3 Основы микробиологического производства | 18 |
| Тема 3. 1 Селекция микроорганизмов | 18 |
| Тема 3.2 Типовая технологическая схема микробиологического производства | 22 |
| Тема 3.3 Иммобилизованные клетки микроорганизмов и их применение | 29 |
| Тема 3.4 Бактериофаги в микробиологической промышленности | 31 |
| Раздел 4 Микробиологические производства, основанные на получении микробной биомассы | 38 |
| Тема 4.1 Особенности наработки и культивирования продуцентов белка | 38 |
| Тема 4.2 Особенности наработки и культивирования грибных препаратов | 40 |
| Тема 4.3 Получение вирусных препаратов | 41 |
| Тема 4.4 Микробиологическое производство землеудобрительных биопрепаратов | 42 |
| Раздел 5 Использование биопрепаратов в защите растений | 54 |
| Тема 5.1 Биопрепараты в защите растений от вредных насекомых | 54 |
| Тема 5.2 Микробные препараты против грызунов | 65 |
| Тема 5.3 Микробиологические препараты против болезней растений | 71 |
| Раздел 6 Продукты жизнедеятельности микроорганизмов и их промышленное получение | 80 |
| Тема 6.1 Биотехнология получения первичных метаболитов. Производство аминокислот | 82 |
| Тема 6.2 Производство витаминов | 86 |
| Тема 6.3 Производствоантибиотиков | 90 |
| Раздел 7 Отрасли промышленности, включающие микробиологические процессы | 94 |
| Тема 7.1 Использование микроорганизмов в биогеотехнологии | 94 |
| Тема 7.2 Использование микроорганизмов для получения биогаза | 101 |
| Тема 7.3 Использование микроорганизмов в пищевой промышленности | 102 |
| Тема 7.4 Использование микроорганизмов в сельском хозяйстве | 111 |
| ЗАКЛЮЧЕНИЕ | 117 |
| ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Образцы контрольных работ по разделу 2 | 118 |
ВВЕДЕНИЕ
Промышленная (техническая) микробиология – эта наука о важнейших микробиологических процессах и их практическом применении для получения промышленным способом ценных продуктов.Это мощная производственная сила. Около 50 % всех продуктов экономики имеет биологическую природу или биологическое происхождение. Большая часть их них имеет микробиологическое происхождение. Производство этих продуктов либо полностью основано на микробиологическом синтезе, либо частично.
Микроорганизмы обладают широким набором разнообразных ферментных систем. Они могут образовывать, выделять, накапливать различные продукты (биомассу, ферменты, витамины, антибиотики, аминокислоты, спирты, кислоты). Причем, человек добился получения микробиологическим путем таких веществ, которые ранее микроорганизмами не синтезировались.
К числу процессов, осуществляемых микроорганизмами и относящихся к технической микробиологии, принадлежит ряд производств. Такие древнейшие пищевые производства, как хлебопечение, виноделие, пивоварение, получение уксуса, кисломолочных продуктов. Техническая микробиология обеспечивает человека такими продуктами, как молочная, масляная и лимонная кислоты; этиловый и бутиловый спирты; ацетон и др. продукты брожения. Микроорганизмы используются для промышленного получения белка и белковых продуктов: потребность в пищевом белке возрастает. Для получения белка с помощью микроорганизмов не нужны большие площади, затрата труда на обработку земли, этот процесс не зависит от погоды, эпидемий. Микроорганизмы очень быстро растут, имеют высокую скорость синтеза белка (поросенок удваивает вес за 2-3 мес., а дрожжевая клетка за 3 часа, половина клетки состоит из белка). Микроорганизмы можно выращивать на дешевом не пищевом субстрате (метан, клетчатка, углеводороды и др.). В России производится в год более 1 млн. т белка.
Биомасса продуцентов является источником получения витаминов; гормонов; аминокислот; антибиотиков; ферментов и ингибиторов ферментов; каротиноидов; липидов; ароматизаторов, циклодекстринов, полисахаридов и др. добавок для пищевой промышленности. Многие из них можно получить лишь микробиологическим путем.
Способность трансформации микроорганизмами различных природных и синтетических веществ используется, прежде всего, в медицине (получение витаминов, антибиотиков, трансформация стероидов, соединений пиридинового ряда), существуют огромные возможности для получения веществ с новыми фармакологическими свойствами. Микроорганизмы используют для очистки и утилизации выбросов и отходов промышленности и сельского хозяйства от различных и природных и синтетических - часто токсических соединений. При этом микроорганизмы осуществляют рециклирование – повторное включение в циклы производства многих отходов. При очистке выбросов и отходов еще получают и дополнительные источники тепла и энергии в виде метана (биогаза), водорода и этанола.
Микроорганизмы используются как биопестициды и биоудобрения в сельском хозяйстве.
Таким образом, промышленной микробиологии отводится важная роль. Это не только развивающаяся наука, но и наука с большим будущим. Ее достижения вносят вклад в решение социальных проблем (истощение топливных, кормовых, пищевых ресурсов, происходящих на фоне быстрого роста населения на Земле), проблем охраны окружающей среды (очистка сточных вод, переработка вторсырья, отходов производства, твердых бытовых отходов), производства о лекарственных препаратов.
Для облегчения усвоения материала, в пособии приведены вопросы двух типов: контрольные обобщающие теоретические и конкретизированные вопросы в форме программированного задания, которые рекомендуются использовать в процессе самоподготовки в межсессионный период. Подобная система объективной оценки знаний будет способствовать активизации самостоятельной работы студентов, повышать их заинтересованность в усвоении учебного материала, способствовать развитию логического мышления. Подбор и формулировка вопросов рассчитаны на осмысление сути процессов, что исключительно важно при подготовке высоко профессиональных специалистов.
ЧАСТЬ 1 ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
Цель курса - изучение микробиологических процессов, которые лежат в основе крупных промышленных микробиологических производств (получение пищевого и кормового белка, удобрений, ферментов, вакцин, кислот и др.), и перспектив их развития.
Задачи курса :
· изучение свойств микроорганизмов, имеющих важное практическое значение, методов их получения, селекции, культивирования и хранения, путей управления их биохимической активностью;
· изучение микробиологических процессов и стадий, используемых в других отраслях промышленности: биологическое консервирование, пивоварение, виноделие, металлургия и микробиологическая трансформация.
Место курса в профессиональной подготовке выпускника
Курс «Промышленная микробиология и биотехнология» важен для подготовки студентов - микробиологов, специализирующихся в области «Технической микробиологии».
Для усвоения курса студенту необходимо ориентироваться в проблемах общей микробиологии, биохимии, физиологии микроорганизмов. Иметь навыки самостоятельной работы с литературой, включая периодическую научную литературу по биотехнологии, и навыками работы с электронными средствами информации.
2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ РАБОТ
|
№ |
Темы, разделы | Всего часов | Виды подготовки | Самостоятельная работа | ||
| Лекции | Практичес-кие занятия | СРС | КСР | |||
| 1 | Раздел 1. Промышленная микробиология, предмет, задачи и перспективы | 1 | 1 | - | - | - |
| 2 | Раздел 2 Общие закономерности жизнедеятельности микроорганизмов | 1 | 1 | - | - | - |
| 3 | Раздел Основы микробиологического производства Типовая технологическая схема микробиологического производства | 4 | 2 | - | - | - |
| 4 | Раздел 4 Микробиологические производства, основанные на получении микробной биомассы | 19 | 2 | 2 | - | - |
| 5 | Раздел 5 Биопрепараты в защите растений от вредных насекомых | 2 | 2 | 2 | 14 | 1 |
| 6 | Раздел 6 Продукты жизнедеятельности микроорганизмов и их промышленное получение. | 23 | 2 | 4 | 16 | 1 |
| 7 | Раздел 7 Отрасли промышленности, включающие микробиологические процессы | 20 | 2 | 4 | 13 | 1 |
| ИТОГО | 70 | 12 | 12 | 43 | 3 | |
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 374; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!