تحقیق درباره نیروی کار

دانلود پایان نامه ارشد

به عنوان کشت خالص ایزوله شدند و پس از آن بیشتر سویه‌های مفید از بین آنها انتخاب گردیدند. در فرایندهای تخمیری که در طول 80 سال اولیه قرن بیستم انجام می‌گرفت، اغلب از کشت‌های منفرد استفاده می‌شد. میکروارگانیسم‌های به کار رفته در این فرایند‌ها اغلب از محیط طبیعی ایزوله شده و مستلزم جداسازی تصادفی تعداد بسیار زیادی ایزوله بودند. از طرف دیگر میکروارگانیسم‌های مفید از طریق کلکسیون‌های کشت قابل دسترس بودند. اکثر این میکروارگانیسم‌ها صرف نظر از منشاشان، بعدا از طریق روش‌های رایج به نژادی و موتاسیون برای بهبود ویژگی‌های خاص مصارف صنعتی اصلاح شدند. تعدادی از فرایندهای توسعه یافته در 20 سال اخیر با دلالت میکروارگانیسم‌های نوترکیب و تکنولوژی مهندسی ژنتیک، به صورت فراینده‌ای برای اصلاح سویه‌های صنعتی بکار گرفته شده‌اند(9).

1-16) جداسازی و نگهداری میکروارگانیسم‌ها
منابع موجود برای دستیابی به میکروارگانیسم‌ها متنوع هستند و در بسیاری از حالت‌ها می‌توان میکروارگانیسم مورد نظر را از یکی از مجموعه‌های میکروبی تهیه نمود. علاوه بر مجموعه‌های میکروبی بزرگ که سازمان‌های ملی نگهداری می‌کنند، بسیاری از شرکت‌های صنعتی نیز مجموعه‌های میکروبی خود را دارند. شرکت‌های خصوصی، میکروارگانیسم‌های مورد نظر خود را که ارزش تجاری زیادی دارند و در برخی موارد نیز از طریق روش‌های مهندسی ژنتیک توسعه داده اند، نگهداری می‌کنند. به این ترتیب درصد زیادی از میکروارگانیسم‌های صنعتی به راحتی در دسترس نیستند. به علاوه نگهداری میکروارگانیسم‌ها برای مدت طولانی، موجب تغییر برخی از خصوصیات آن ها می‌شود. به همین دلیل مناسب تر است برای شروع یک فرایند جدید، میکروارگانیسم‌ها را از محل طبیعی آن ها در طبیعت جدا کرد و برای اهداف صنعتی مورد نظر توسعه داد(9).
برای جداسازی و انتخاب میکروارگانیسم‌ها، توجه به معیارهای مختلفی ضروری است. برخی از این معیارها عبارتند از:
خصوصیات تغذیه‌ای میکروارگانیسم‌ها: در بسیاری از موارد لازم است فرایند با استفاده از یک محیط کشت ارزان قیمت اجرا شود. بنابراین میکروارگانیسم انتخاب شده باید توانایی رشد و یا تولید محصول با استفاده از این نوع محیط‌های کشت را داشته باشد.
دمای بهینه رشد میکروارگانیسم: استفاده از میکروارگانیسمی که دمای بهینه رشد بالاتری دارد، هزینه‌های خنک کردن را در یک فرایند صنعتی تخمیری تا حد زیادی کاهش می‌دهد.
واکنش میکروارگانیسم با تجهیزات و مناسب بودن میکروارگانیسم برای فرایند مورد استفاده
پایداری میکروارگانیسم و امکان دست ورزی ژنتیکی آن
بهره دهی بالا، یعنی توانایی تبدیل سوبسترا را به محصول داشته و بازده بالایی از محصول در واحد زمان داشته باشد.
سهولت بازیافت محصول از محیط کشت(11)

1-17) جداسازی میکروارگانیسم‌های مناسب از محیط
راه کارهایی که برای ایزوله کردن میکروارگانیسم‌های صنعتی از محیط به کار گرفته می‌شود به روش سریع (shotgun) و عینی (objective) تقسیم می‌شوند. در روش سریع، نمونه ها از زیستگاه میکروارگانیسم‌ها در طبیعت، فیلم‌های زیستی یا دیگر جوامع میکروبی که از منابع حیوانی و گیاهی، خاک، فاضلاب، آبهای جاری و بخصوص زیست‌گاه‌های غیرطبیعی بدست می‌آیند جمع‌آوری می‌شوند. سپس برای حصول صفات مطلوب روی این مواد ایزوله شده عمل گزینش انجام می‌گیرد. روش دیگر، استفاده از رهیافت عینی است که در آن نمونه‌گیری از مناطق خاصی که امکان وجود ارگانیسم یا خصوصیات مطلوب در آنجا زیاد صورت می‌گیرد(11).
هنگامیکه نمونه‌گیری انجام شد، شکل عمده تصمیم‌گیری درباره محیط رشد و شرایط کشتی است که برای ایزوله کردن میکروارگانیسم‌های مورد نظر، مورد استفاده قرار می‌گیرد. مرحله اول اغلب نابود کردن یا جلوگیری از تکثیر ارگانیسم‌های رایج و فراهم نمودن زمینه رشد نمونه‌های نادر است. پس میتوان از محیط‌های کشت غنی شده به صورت ناپیوسته و یا به صورت پیوسته که معمولا مناسب‌تر است نیز استفاده نمود. این عمل باعث تقویت رشد ارگانیسم‌های با خصوصیت مطلوب شده و قبل از ایزولاسیون و به‌گزینی مقدار این ارگانیسم‌ها زیاد می‌شود. سپس فرایند ایزولاسیون بصورت کشت خالص روی محیط رشد جامد صورت می‌گیرد تا بدین ترتیب محیط کشت و شرایط رشد مناسب مشخص شود.
پس از ایزولاسیون به عنوان کشت خالص باید برای هر کدام از آن عمل به‌گزینی برای دست‌یابی به خصوصیات مطلوب، تولید آنزیم‌های ویژه، ترکیبات ممانعت‌کننده و غیره صورت گیرد. ایزوله‌های انتخاب شده باید برای صفات مشخصه مهم دیگر مثل پایداری و در موارد لازم عدم سمیت به‌گزینی شوند(9).

1-18)کلکسیون‌های کشت
کلکسیون‌های کشت میکروبی منبع غنی از ارگانیسم‌هایی که گذشته و حال مورد نظر بوده و در آینده به صورت بالقوه مورد نظر می‌باشند را تامین می‌کنند. در دنیا تقریبا 500 مجموعه کشت وجود دارد که اکثر آنها مجموعه‌های کوچک و تخصصی بوده و کشت یا دیگر خدمات مرتبط با آن را با توافق گروه‌های مورد نظر تامین می‌کنند. کلکسیون‌های دیگر بخصوص مجموعه‌های ملی، کاتالوگ‌هایی را منتشر می‌کنند که در آنها ارگانیسم‌هایی که نگهداری می‌کنند را فهرست می‌نمایند و خدمات وسیعی را برای سازمان‌های عمومی و صنعتی تامین می‌کنند(12).
وظیفه اصلی یک کلکسیون کشت، حفظ مجموعه موجود، ادامه جمع آوری سویه‌های جدید و تامین نمونه‌های تست خالص معتبر هر ارگانیسم می‌باشد. برای حفظ نمونه، از تکنیک‌های حفاظت انجمادی و خشک کردن تصعیدی (لیوفیلیره کردن) به همراه روش‌های نگهداری بسیار ظریف استفاده می‌گردد.
یکی از روش‌های راحت و مناسب، تثبیت سلول‌های ارگانیسم‌ها روی مهره‌های شیشه‌ای(قطرmm2) و نگهداری در حالت انجمادی می‎باشد. به طور جداگانه می‌توان هر مهره را بدون خارج ساختن آن از حالت انجماد مورد استفاده قرار داد(25).

1-19) نگهداری میکروارگانیسم‌ها
معمولا جداسازی میکروارگانیسم مناسب برای فرایندهای صنعتی وقت‎گیر و هزینه‌بر است؛ بنابراین حفظ خصوصیات مطلوب میکروارگانیسم جدا شده در طول زمان ضروری است. از طرفی کشت مورد استفاده برای شروع فرایند تخمیر صنعتی باید به صورت زنده و فعال و عاری از هر گونه آلودگی باشد؛ بنابراین میکروارگانیسم‌های دارای ارزش صنعتی باید طوری نگهداری شوند تا از هرگونه آلودگی محافظت شوند و قابلیت حیات خود را نیز حفظ کنند.
به طور معمول، با استفاده از کشت مجدد میکروارگانیسم در محیط کشت تازه می‌توان خصوصیات حیاتی میکروارگانیسم را حفظ نمود، اما به دلیل تکرار تقسیم سلولی در این روش، احتمال جهش و تغییرات ژنتیکی زیاد است. به علاوه کشت مجدد میکروارگانیسم‌ها در دفعات زیاد احتمال آلودگی را افزایش می‌دهد. برای حل این مشکلات، روش‌های متعددی برای نگهداری میکروارگانیسم‌ها ارائه شده است که در اغلب آنها، میکروارگانیسم در دمای پایین یا در حالت بدون آب – به طوری که فعالیت متابولیکی آنها به کمترین مقدار برسد – نگهداری می‌شود.

1-19-1)نگهداری در دمای پایین
1-19-1-1) نگهداری روی محیط‌کشت شیب‌دار حاوی آگار
میکروارگانیسم‌های رشد داده شده روی محیط کشت شیب‌دار حاوی آگار را می‌توان در یخچال (°C 5) یا فریزر (°C 20-) نگهداری و هر 6 ماه یک بار ، از آنها کشت مجدد تهیه کرد. اگر لوله‌های آزمایش حاوی آگار شیب‌دار با روغن معدنی سترون با درجه طبی پوشانده شوند، نگهداری آنها تا یک سال نیز امکان پذیر خواهد بود.

1-19-1-2) نگهداری با استفاده از روش ژرف انجمادی (deep freezing)
نگهداری میکروارگانیسم‌ها در فریزر معمولی با دمای حدود 20- درجه سانتی‌گراد برای مدت طولانی امکان پذیر نیست و از طرفی با توجه به نوع میکروارگانیسم نگهداری شده، نتایج مختلفی بدست می‌آید. به طور کلی، انجماد معمولی برای ذخیره میکروارگانیسم‌ها توصیه نمی‌شود، زیرا فرایند انجماد در این روش به سلول‌ها آسیب می‌رساند.
روش ژرف انجمادی که در آن میکروارگانیسم‌ها در دمای 70- درجه سانتی‌گراد نگهداری می‌شوند در مقایسه با روش انجماد معمولی برتری دارد زیرا در این روش از عاملی محافظت‌کننده در برابر سرما مانند گلیسرول یا دی متیل سولفوکسید (DMSO ) استفاده می‌شود که سلول‌ها را از آسیب در خلال مرحله انجماد محافظت می‌کند. عوامل محافظت‌کننده در برابر سرما به دو نوع تقسیم می‌شوند؛ نوع اول نفوذ‌کننده مانند گلیسرول و DMSO که به راحتی از غشای سلولی عبور می‌کنند و محافظت را هم به صورت داخل سلولی و هم به صورت خارج سلولی انجام می‌دهند و عوامل غیر‌نفوذ کننده مانند ساکارز، لاکتوز، گلوکز، مانیتول، سوربیتول، دکستران و پلی وینیل پیرولیدون که عمل محافظت را از خارج از غشا سلولی انجام می‌دهند. با این روش بسیاری از گونه‌های باکتریایی به مدت 1 تا 3 سال نگهداری شده‌اند.

1-19-1-3) نگهداری در نیتروژن مایع
فعالیت متابولیکی میکروارگانیسم‌ها را می‌توان با نگهداری آن‌ها در دمای بسیار پایین (°C 150- تا °C 196-) تا حد زیادی کاهش داد. دسترسی به دمای پایین با استفاده از نیتروژن مایع امکان‌پذیر است. با استفاده از این روش، قارچ ها، باکتریوفاژها، ویروس ها، جلبک ها، مخمرها، سلول های گیاهی و حیوانی و حتی کشت‌های بافت با موفقیت نگهداری شده است.
در این روش ابتدا میکروارگانیسم تا انتهای مرحله لگاریتمی و رسیدن به مرحله ساکن کشت داده می‌شود. سپس سلول‌ها در محیط‌کشت حاوی عامل محافظ در برابر سرما ( متند گلیسرول 10 درصد) به حالت تعلیق در آمده و پیش از نگهداری در نیتروژن مایع، در ظرف کوچک مخصوص کاملا بسته و بدون منفذ منجمد می‌شوند. در خلال مراحل انجماد و گرم کردن، مقداری افت در قابلیت حیات میکروارگانیسم به وجود می‌آید، اما در حین نگهداری در نیتروژن مایع، هیچ افتی در قابلیت حیات میکروارگانیسم مشاهده نمی‌شود. این روش به تجهیزات نسبتا گران‌قیمتی نیاز دارد، اما از نظر نیروی کار، اقتصادی است. اشکال عمده این روش، تبخیر نیتروژن مایع است بنابراین باید به صورت منظم نیتروژن مایع به سامانه تزریق شود.

1-19-2) نگهداری در حالت بدون آب
با توجه به لزوم آب برای فعالیت متابولیکی میکروارگانیسم‌ها، خروج آب از محیط کشت، روشی برای جلوگیری از تغییر کشت‌های میکروب است. طی 70 تا 80 سال گذشته، تحقیقات بسیاری در مورد استفاده از این روش برای نگهداری میکروارگانیسم‌ها صورت گرفته است. نگهداری میکروارگانیسم‌ها در حالت بدون آب به روش‌های مختلفی امکان پذیر است.

1-19-2-1) نگهداری در خاک
خاک، زیستگاه طبیعی بسیاری از میکروارگانیسم‌هاست و از آن به طور گسترده‌ای برای نگهداری کشت‌های میکروبی به خصوص کشت‌های حاوی ارگانیسم‌های میسلومی اسپورزا استفاده شده است. ولا توانست با این روش، ازتوباکتر را به مدت 13 سال در آزمایشگاه در دمای معمولی نگهداری کند.
برای نگهداری میکروارگانیسم‌ها در خاک، ابتدا باید در خاک مرطوب و سترون، میکروارگانیسم تلقیح‌شده شروع به رشد کند. سپس خاک تلقیحی در دمای اطاق به مدت تقریبی 2 هفته خشک می‌شود. خاک خشک‌شده را می‌توان در یک محیط خشک یا ترجیحا در یخچال نگهداری کرد. این روش به طور گسترده‌ای برای ذخیره‌سازی قارچ‌ها و اکتینومیست‌ها استفاده می‌شود.
1-19-2-2) نگهداری در سیلیکاژل
پرکینز (1962) برای اولین بار از سیلیکاژل برای نگهداری قارچ‌ها استفاده کرد و پس از آن این روش با موفقیت برای نگهداری بسیاری از ارگانیسم‌های دیگر به کار گرفته شد. این روش ساده است و به تجهیزات خاصی نیاز ندارد. سیلیکاژل در لوله‌های کوچک با درپوش پنبه ای خشک شده و سپس با دادن حرارت در اجاق تا دمای 175°C به مدت 5/1 تا 2 ساعت سترون می‌شود. جزئیات این روش را گریول و جکسون (1969) توضیح داده‌اند. گریول و جکسون توانستند با این روش، بیشتر کشت‌های میکروبی خود را بیش از 2 سال نگهداری کنند. پارینا و همکاران (1972) از این روش طور دیگری استفاده کردند. آنها دانه‌های سیلیکاژل را در 24 ساعت انتهایی گرماگذاری در داخل ظروف تکان‌خورنده حاوی مخمرهای در حال رشد قرار دادند. سپس دانه‌های سیلیکاژل همراه با مخمرهایی که به آنها چسبیده بودند،

پایان نامه
Previous Entries تحقیق درباره نام تجاری، ایالات متحده، درمان بیماران، افراد مبتلا Next Entries تحقیق درباره فیزیولوژی، مورفولوژی، قیمت تمام شده، مواد غذایی