Modul 06: Mikroorganismen zur Herstellung von Nahrungsmitteln, Medikamenten und weiteren Biotechnologie-Produkten  
 
 
 
  • Wie Biotechnologie mit Mikroorganismen im Altertum betrieben wurde
  • Wie Stärke enzymatisch in Flüssigzucker umgewandelt wird
  • Grosstechnische Herstellung von Flüssigzucker
  • Wie Cambozola hergestellt wird
  • Wie Stammkulturen hergestellt werden
  • Salami: Bakterien innen - Pilze aussen
  • Wie Enzyme in biotechnologischen Verfahren eingesetzt werden
  • Wie sich mit Enzymen razemische Gemische trennen lassen
  • Wie man Bakterien dazu bringt, menschliche Blutgerinnungs-Proteine zu bilden
  • Einschleusen von Faktor VIII-Protein in eine Zelle
  • Wie gentechnisch veränderte Bakterien Insulin herstellen
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      Wie Biotechnologie mit Mikroorganismen im Altertum betrieben wurde
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    Inhalte
    Brotherstellung, Braukunst, Gärung, Sauerteig, Maische
    1676: Antonie van Leeuwenhoek, Linsen 1858: Louis Pasteur, keine spontane Entstehung von Leben

    (2'36)
     
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      Wie Stärke enzymatisch in Flüssigzucker umgewandelt wird
    microeco

    Inhalte
    Quellung von Stärke zu Kleister
    Amylase spaltet glykosidische Bindungen
    Glukoamylase macht Glukosesirup, Endohydrolase. Messung mit Polarimeter
    Glukoseisomerase katalysiert die Fruktoseisomerisierung: Glukose zu Fruktose
    Drehwinkel ändert von +5.2° zu –0.7°

    (3'51)
     
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      Grosstechnische Herstellung von Flüssigzucker
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    Inhalte
    Gemisch aus Glukose und Fruktose kann nicht kristallisiert werden
    Umwandlung:
    Alpha-Amylase: thermostabil, hält 100°C aus
    Gluko-Amylase: spaltet vom Polymerende her 1,4-Bindungen
    In grossen Tanks von mehreren 1000 m3
    Technologie der Aufarbeitung
    Glukose-Isomerase: Umwandlung von Glukose zu Fruktose durch auf Träger fixiertem Enzym
    Flüssigzucker, süss, 79% Trockensubstanz
    Verbraucher: Getränkeindustrie

    (3'24)
     
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      Wie Cambozola hergestellt wird
    microeco

    Inhalte
    Grosskäserei, Camembert, http://www.camembert-france.com/histca.html
    Dicklegen, Bruch von Molke trennen
    Salzbad, Reifekeller
    Cambozola: Schimmelrasen aussen, Penicillium roqueforti und Penicillium camemberti innen
    http://schimmel-schimmelpilze.de/schimmelpilz/penicillium-roquefortii.html
    http://anka.livstek.lth.se:2080/P_camemb.htm

    (5'19)
     
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      Wie Stammkulturen hergestellt werden
    microeco

    Inhalte
    Ueberimpfen
    Upscaling
    Schockgefrieren bei –196°C oder lyophilisieren zu trockenem Pulver

    (3'10)
     
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      Salami: Bakterien innen - Pilze aussen
    microeco

    Inhalte
    Herstellung: Fleisch, Zutaten, Milchsäurebakterien,
    Gewürze, Pöckelsalz,
    Schimmelsporen, Schimmelrasen

    (3'50)
     
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      Wie Enzyme in biotechnologischen Verfahren eingesetzt werden
    microeco

    Inhalte
    Membrantechnologie der Natur abgeschaut

    (1'35)
     
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      Wie sich mit Enzymen razemische Gemische trennen lassen
    microeco

    Inhalte
    Trennung von razemischem Gemisch mittels Hohlfasertechnologie
    Synthese von L-Leucin

    (6'57)
     
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      Wie man Bakterien dazu bringt, menschliche Blutgerinnungs-Proteine zu bilden
    microeco

    Inhalte
    Blutgerinnungsfaktor VIII, Information auf dem X-Chromosom
    Herausschneiden von DNA-Fragmenten mit Restriktionsenzymen
    Vervielfachung der Restriktionsfragmente mit Plasmiden, rekombinantes Plasmid
    Restriktionsexperiment, Fragmentierung
    elektrophoretische Trennung der Fragmente auf Polyacrylamidgelen
    Sichtbarmachung auf Röntgenfilm
    Angeln nach Faktor VIII Genen
    Trennung der Doppelstränge und Blotting der Faktor VIII Fragmente mit markierter Probe

    (7'12)
     
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      Einschleusen von Faktor VIII-Protein in eine Zelle
    microeco

    Inhalte
    Blutgerinnung mit gentechnisch gebildetem Faktor VIII aus Zellkultur
    Messmethode

    (2'38)
     
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      Wie gentechnisch veränderte Bakterien Insulin herstellen
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    Inhalte
    Früher aus Schweinebauchspeicheldrüsen
    durch Extraktion mit organischen Lösemitteln, Fällung mit NaCl, Zentrifugation
    Insulin = Protein aus 2 Aminosäureketten, A-Kette: 21 Aminosäuren, B-Kette: 30 Aminosäuren
    Zusammenhalt der beiden Ketten durch S-S Brücken
    Unterschiede zum Humaninsulin: Schweineinsulin: 1 Aminosäure, Rinderinsulin: 3 Aminosäuren
    Ausgleichbar durch Ersetzen der “falschen” Aminosäuren durch Proteasespaltungen
    800 kg Bauchspeicheldrüsen ergeben <100 g Humaninsulin
    Heute Produktion mit E.coli im Pilotfermenter und Aufarbeitung zu Medikament.

    (4'45)
     
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