Zagadnienia na egzamin z Biotechnologii - Dietetyka
1. Podaj przykłady zastosowania biosensorów w analizie żywności.
Do wykrywania związków organicznych
a. Lizyna – wyznacznik utraty wartości odżywczej spowodowanej ogrzewaniem
b. Polifenole – oliwa z oliwek (smak, trwałość)
c. Glutaminian – wzmacniacz smaku
Zastosowanie w mleczarstwie:
d. - Wykrywanie antybiotykow w mleku,
e. - Oznaczanie mikroflory szkodliwej w mleku,
f. - Kontrola składu ścieków poprodukcyjnych,
g. - Oznaczanie alkoholu w napojach alkoholowych
Do wykrywania związków nieorganicznych –
h. Siarczany IV, CO2 – konserwanty, przeciwutleniacze
2. Cele zastosowań enzymów w przetwarzaniu żywności.
-usunięcie substancji alergicznych
-produkcja hydrolizatów białkowych
-polepszenie wartości białek
-uzyskiwanie porządanych cech wyrobów
- Ułatwienie otrzymania pożądanych zmian surowca,
- poprawę jakości produktu gotowego
- zmniejszenie kosztów produkcji
3. Podaj przykłady zastosowań enzymów w przetwarzaniu żywności w wybranej gałęzi przemysłu spożywczego.
Produkcja serów podpuszczkowych przy pomocy podpuszczki
Polepszanie jakości ciasta i chleba – drobne wyrównane pory, większa objętość
Rozkład skrobi (produkcja glukozy, spirytusu, hydroliza brzeczki piwnej)
Usuwanie zmętnień w sokach owocowych
Scukrzanie skrobi ziemniaczanej i zbożowej
Wyeliminowanie słodu (efekty ekonomiczne)
Produkcja dekstryn, syropu zbożowego
Odzyskanie cukru z odpadów cukierniczych
Produkcja środków zagęszczających, dodatków do sosu
4. Metody transformacji genetycznej komórek roślinnych.
Metody wektorowe– wykorzystanie plazmidu Ti z bakterii
Metody bezwektorowe:
Transformacja protoplastów (komórki roślinne pozbawione ściany komórkowej, zachowujące jednak swą żywotność):
Elektroporacja– chwilowa dezintegracja błony komórkowej za pomocą pola elektrycznego podczas inkubacji komórek z egzogennym DNA
Mikroiniekcja– wprowadzanie fragmentów DNA za pomocą mikropipety; metoda czasochłonna, ale większa wydajność
5. Rodzaje modyfikacji genetycznych roślin.
Odporność na herbicydy
Odporność na choroby
Odporność na owady
Odporność na war atmosferyczne
Poprawa cech jakościowych
6. Cele modyfikacji genetycznych zwierząt .
-poprawa charakterystyki wzostu
-poprawa właściwości produktów od zwierzęcych
-większa odporność zwierząt na choroby
-szybsze rozmnażanie
7. Wyjaśnij pojęcie biotechnologia i przedstaw jej podział.
Biotechnologia-interdyscyplina dzidzina nauki łącząca w sobie nauki przyrodnicze i techniczne obej wytwarzanie i wykorzystanie DNA RNA białek enzymów kultur komórkowych.Wyróżniamy biotech
-tradycyjną ( wyk komórek do produkcji)
- nowoczesną ( Metody inżynieri genetycznej dostosowując drobnoustroje do potrzeb)
-Biała
Zastosowanie w przemyśle komórek do produkcji substancji
-Czerwona
Związana z medycyną i ochroną zdrowia
-Zielona
Biotechnologia w rolnictwie ulepszanie gat roślin podnoszenie wartości odżywczej.
-Czarna
Biotechnologia w kontekście zagrożeń bioterroryzm i zapobieganie zagrożeniom.
8. Omów i scharakteryzuj zalety i ograniczenia roślinnych systemów biosyntezy białek rekombinowanych.
Zalety ekspresji białek rekombinowanych w roślinach:
· Szlaki biosyntezy białek w kom. roślinnych mają charakter eukariotyczny
· Niewielkie ryzyko zanieczyszczenie preparatów białkowych patogenami wirusowymi człowieka i zwierząt lub drobnoustrojami chorobotwórczymi
· Relatywnie niski koszt produkcji
· Łatwość zmian w skali produkcji przez zwiększenie/ograniczenie powierzchni uprawnej
· Możliwość akumulacji białek rekombinowanych w bielmie nasion lub w organach spichrzowych rośliny lub ich sekrecja
· Możliwość długoterminowego przechowywania białek rekombinowanych bez utraty ich aktywności biologicznej
· Neutralność etyczna wykorzystywania roślin do produkcji białek rekombinowanych (w odróżnieniu od wykorzystywania zwierząt)
· Możliwość uproszczenia procedury oczyszczania białek
· Kompartmentacja heterologicznych produktów białkowych w wybranych przedziałach wewnątrz komórkowych
Ograniczenia:
· Reakcje alergiczne na glikoproteiny roślinne (różnice we wzorach glikozylacji białek pomiędzy roślinami i zwierzętami)
· Zanieczyszczenia glikotoksynami, pestycydami i herbicydami oraz metabolitami wtórnymi roślin mogą być niebezpieczne dla ludzi przyjmujących preparaty pochodzenia roślinnego
· Trudności w uzyskaniu w roślinach wysokiej i stabilnej ekspresji transgenów- utrudniają to również zjawiska takie jak: efekt pozycji, posttranskrypcyjne wyciszanie genów i rearanżacja fragmentów DNA
9. Przechowywanie i przygotowanie szczepów do procesu biotechnologicznego.
Przechowywanie:
-W pożywce płynnej lub na podłożu stałym w niskiej temp
-Suszenie w temp pokojowej i dalsze przechowywanie
-Zamrożenie szybkie w obec sub ochronnej i przech przez kilka lat
-Liofilizacja- Zamrożenie i sublimacja w próżni i przech w herm ampułkach
Przygotowanie szczepów:
-Rozmrażanie próbki
-Przyg szczepu macierzystego (ożywianie na podłożu stałym i przeł na p. płynne)
-Zaszczep roboczy (Na podłożu płnnym o dużej obj)
-Przeszczepianie na dalsze podłoże
10. Wymień grupy mikroorganizmów wykorzystywanych w procesach
biotechnologicznych oraz rodzaje prowadzonych fermentacji.
B. mlekowe - Fermentacja mlekowa
Drożdże - Fermentacja alkoholowa
B. propionowe - Fermentacja propionowa
B. octowe - Fermentacja octowa
B. masłowe - Fermentacja masłowa
11. Wymień metody hodowli drobnoustrojów i krótko je scharakteryzuj.
Statyczne ( okresowe) Jednorazowo doprowadzamy świeże substancje i nie odprowadzamy produktów reakcji.
-Powierzchniowe
-Wgłębne (pożywki płynne war. tlenowe lub beztlenowe. wydajny proces i krótki)
-Okresowe z zasilaniem ( Dozowanie pożywki w sposób ciągły )
-Z powtórnym zasilaniem (Odbieranie części pożywki i dozowanie świeżej w tej samej ilości)
Ciągłej fermentacji ( Stałej odbieranie podłoża fermentatora i stałe uzup świeżej pożywki)
Hodowle wielokrotne Wykorzystanie części pożywki z innej hodowli jako onikulum w nowej np w browarnictwie
12. Wymień i opisz fazy wzrostu drobnoustrojów w hodowli okresowej.
Faza inkubacyjna (przystosowawcza) – lagfaza.
a. Komórki inokulum przeniesione do innej pożywki adaptują się do nowych warunków (zmiana pH lub składu pożywki
Faza wzrostu wykładniczego (logarytmicznego)
a. obserwuje się wzrost szybkości rozwoju komórek (właściwa szybkość ich wzrostu jest stała)
b. Dochodzi do ubytku substratu (składników odżywczych) i do wzrostu stężenia metabolitów
c. Zmiany szybkości wzrostu prowadzą do znacznego przyrostu biomasy namnażanych drobnoustrojów
Faza stacjonarna
a. wyczerpanie substratu
b. Brak wzrostu organizmów
Faza zamierania (letalna)
a. wyczerpanie źródeł energii dla komórek
b. Długość czasu między faza stacjonarną a zamierania zależy od stosowanego organizmu i rodzaju procesu technologicznego
13. Zalety i wady okresowej hodowli drobnoustrojów.
Zalety:
Proste prowadzenie operacji
Łatwe utrzymanie warunków jałowych
Wady:
Niska wydajność
Możliwość mutacji drobnoustrojów
14. Bioreaktory – budowa (schemat ideowy), cel stosowania.
Fermentatory służa do hodowli drobnoustrojów konstruowane są w sposób umożliwiający kontrolę produkcji i zach warunków reakcji. Posiada układ mieszający i napowietrzający.
Elementy budowy:
-Zbiornik
-Odpływ odpowietrzenia i dopływ gazu
-Płaszcz chłodzący
-Mieszadło
15. Podział bioreaktorów ze względu na sposób dystrybucji gazu.
. • z rozprowadzaniem gazu przez mieszanie
• z powietrzem rozprowadzanym przez pompy (hydrauliczne)
• rozprowadzające gaz na zasadzie rozpuszczania go pod ciśnieniem – bioreaktory te są zamknięte
• w których pożywka bezpośrednio styka się z gazem
Podział bioreaktorów ze względu na rodzaj wypełnienia.
• bez wypełnienia,
• z wypełnieniem nieruchomym (stabilnym, służącym za nośnik komórek, np. układy modułowe przy produkcji przeciwciał monoklonalnych lub innych metabolitów przy zastosowaniu wolnorosnących komórek
• z wypełnieniem ruchomym (sedymentującym, zawieszonym lub pływającym). Wypełnieniami mogą być rozdrobnione minerały, kwarc, spreparowane kostki pianki poliuretanowej.
16. Podział procesów rozdzielania produktów biosyntezy. Podaj po 2 przykłady do każdej grupy.
Separacja produktów nierozp od innych części stałych
-filtracja
-wirowanie
Wydzielanie i koncentracja produktu
-ekstrakcja
-procesy membranowe
Oczyszczanie produktów
-chromatografia
-elektroforeza
Końcowa obróbka produktu
-krystylizacja
-suszenie
17. Przykłady bioproduktów oraz ich właściwości.
Właściwości:
-występ w środowisku wodnym
-w roztworach o niewielkich stężeniach
-czułe na zmiany takie jak pH temp
-obecność podobnych składników
Przykłady:
Małe cząstki: cukry aminokwasy witaminy
Makroczątki: polisacharydy rybosomy
Cząstki: bakterie, organelle
18. Zastosowanie filtracji do wydzielania bioproduktów.
Metoda oddzielania części nierozpuszczalnych w roztworze na filtrach ( przegrodzie filtracyjnej) głowna metoda służaca do odzielenia...
Elesmera