GR1009935B - Μεθοδος λειτουργικης συντηρησης (μικρο)οργανισμων και προϊοντων σε ατμοσφαιρα υδρογονου - Google Patents
Μεθοδος λειτουργικης συντηρησης (μικρο)οργανισμων και προϊοντων σε ατμοσφαιρα υδρογονου Download PDFInfo
- Publication number
- GR1009935B GR1009935B GR20190100519A GR20190100519A GR1009935B GR 1009935 B GR1009935 B GR 1009935B GR 20190100519 A GR20190100519 A GR 20190100519A GR 20190100519 A GR20190100519 A GR 20190100519A GR 1009935 B GR1009935 B GR 1009935B
- Authority
- GR
- Greece
- Prior art keywords
- hydrogen atmosphere
- products
- organisms
- micro
- microorganisms
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 20
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 19
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 4
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 4
- 241000233866 Fungi Species 0.000 claims abstract description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 4
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 claims abstract description 3
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 230000037323 metabolic rate Effects 0.000 claims abstract description 3
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 8
- 230000019522 cellular metabolic process Effects 0.000 abstract description 7
- 230000035882 stress Effects 0.000 abstract description 4
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract 1
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 7
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 5
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000005138 cryopreservation Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 4
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000007474 Multiprotein Complexes Human genes 0.000 description 2
- 108010085220 Multiprotein Complexes Proteins 0.000 description 2
- 244000249201 Scenedesmus obliquus Species 0.000 description 2
- 235000007122 Scenedesmus obliquus Nutrition 0.000 description 2
- 241000219095 Vitis Species 0.000 description 2
- 235000009754 Vitis X bourquina Nutrition 0.000 description 2
- 235000012333 Vitis X labruscana Nutrition 0.000 description 2
- 235000014787 Vitis vinifera Nutrition 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 102100030497 Cytochrome c Human genes 0.000 description 1
- 108010075031 Cytochromes c Proteins 0.000 description 1
- 241000219094 Vitaceae Species 0.000 description 1
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 description 1
- 229940127219 anticoagulant drug Drugs 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229930002875 chlorophyll Natural products 0.000 description 1
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 description 1
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003412 degenerative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000002795 fluorescence method Methods 0.000 description 1
- 238000009920 food preservation Methods 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 235000021021 grapes Nutrition 0.000 description 1
- 238000000126 in silico method Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011005 laboratory method Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000037353 metabolic pathway Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N1/00—Preservation of bodies of humans or animals, or parts thereof
- A01N1/02—Preservation of living parts
- A01N1/0205—Chemical aspects
- A01N1/021—Preservation or perfusion media, liquids, solids or gases used in the preservation of cells, tissue, organs or bodily fluids
- A01N1/0226—Physiologically active agents, i.e. substances affecting physiological processes of cells and tissue to be preserved, e.g. anti-oxidants or nutrients
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
- A23L3/34—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by treatment with chemicals
- A23L3/3409—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by treatment with chemicals in the form of gases, e.g. fumigation; Compositions or apparatus therefor
Abstract
Η παρούσα εφεύρεση αφορά μία νέα μέθοδο λειτουργικής συντήρησης (μικροοργανισμών και προϊόντων σε απόλυτη ατμόσφαιρα υδρογόνου (100 τοις εκατό Η2) για το χρονικό διάστημα που επιθυμούμε. Σε ατμόσφαιρα υδρογόνου σταματά ο κυτταρικός μεταβολισμός των (μικρο)οργανισμών για το χρονικό διάστημα που επιθυμούμε, επεκτείνοντας την επιβίωση τους για μεγάλα χρονικά διαστήματα (καθυστέρηση της γήρανσης) και καθιστώντας τους ταυτόχρονα ανθεκτικούς σε οποιαδήποτε μορφή καταπόνησης σε αυτές τις συνθήκες. Η προσθήκη οξυγόνου ή αέρα επαναφέρει πλήρως σχεδόν άμεσα τον μεταβολικό ρυθμό και η ανάπτυξη των κυττάρων συνεχίζεται κανονικά από το σημείο που είχε σταματήσει. Η χρήση της μεθόδου μπορεί να επεκταθεί σε πολλούς (μικρο)οργανισμούς (π.χ. μικροφύκη, βακτήρια, μύκητες, κ.ά.), σε ιστούς, κύτταρα, υποκυτταρικές και μοριακές δομές (π.χ. πρωτεΐνες, ένζυμα), αλλά και στη συντήρηση μίας σειράς προϊόντων (π.χ. λαχανικά, φρούτα, διάφορα τρόφιμα, κ.ά), που θα απαιτήσουν φυσικά μικρές επιμέρους προσαρμογές στη μέθοδο για να επιτύχουμε μία λειτουργική συντήρηση τους για μεγάλο χρονικό διάστημα με ελάχιστα κόστη.
Description
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ
Μέθοδος λειτουργικής συντήρησης (μικρο)οργανισμών και προϊόντων σε ατμόσφαιρα υδρογόνου
Η παρούσα εφεύρεση αφορά μία νέα μέθοδο καταστολής του κυτταρικού μεταβολισμού (μικροοργανισμών κατά την έκθεση τους σε απόλυτη ατμόσφαιρα υδρογόνου (δηλ. «σταματά» τον βιολογικό χρόνο για τους συγκεκριμένους οργανισμούς) και επεκτείνει τη συντήρηση τους για το χρονικό διάστημα που επιθυμούμε, επεκτείνοντας την επιβίωση τους για μεγάλα χρονικά διαστήματα (καθυστέρηση της γήρανσης) και καθιστώντας τους ταυτόχρονα ανθεκτικούς σε οποιαδήποτε μορφή καταπόνησης σε αυτές τις συνθήκες (συνθήκες υδρογονοσυντήρησης).
Η έκθεση φωτοσυνθετικών μικροοργανισμών (π.χ. μικροφύκη) σε ατμόσφαιρα υδρογόνου (100% Η2) σταματά τόσο τη φωτοσυνθετική, όσο και την αναπνευστική διαδικασία και κατ’ επέκταση όλο τον κυτταρικό μεταβολισμό, σταματώντας και την κυτταρική ανάπτυξη. Κάτω από αυτές τις συνθήκες σταματά οποιαδήποτε διαφοροποίηση της καλλιέργειας των μικροοργανισμών. Η προσθήκη οξυγόνου ή αέρα επαναφέρει πλήρως σχεδόν άμεσα τον μεταβολικό ρυθμό τόσο της φωτοσυνθετικής όσο και της αναπνευστικής διαδικασίας και όλες οι λειτουργικές διαδικασίες και κατά συνέπεια η ανάπτυξη του οργανισμού συνεχίζεται κανονικά από το σημείο που είχε σταματήσει.
Η ανθεκτικότητα των μικροοργανισμών που βρίσκονται σε ατμόσφαιρα Η2είναι πολύ μεγάλη ακόμη και σε ακραίες καταπονήσεις. Καλλιέργεια του φωτοσυνθετικού μικροοργανισμού Scenedesmus obliquus που ζει σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις άλατος (NaCl), σε ατμόσφαιρα υδρογόνου ανέχεται υψηλότατες συγκεντρώσεις άλατος (10% NaCl — περίπου 3 φορές υψηλότερη συγκέντρωση άλατος από ότι στο θαλασσινό νερό) για αρκετές ημέρες. Μόλις απομακρυνθεί το αλάτι και μεταφερθεί η καλλιέργεια σε ατμόσφαιρα αέρος, επανέρχεται πλήρως ο μεταβολισμός των κυττάρων της καλλιέργειας.
Η μέθοδος που ανέδειξε την προαναφερθείσα καταστολή του μεταβολισμού για το χρονικό διάστημα που επιθυμούμε, πραγματοποιήθηκε σε συγκεκριμένες συνθήκες. Σημειώνεται ότι οι συνθήκες που θα περιγραφούν ακολούθως αφορούν φωτοσυνθετικό μικροοργανισμό, το μονοκύτταρο χλωροφύκος Scenedesmus obliquus. Το ίδιο ισχύει και για άλλους (μικροοργανισμούς. Επειδή όμως πρόκειται για βιολογικά συστήματα μπορεί να χρειαστούν τροποποιήσεις συνθηκών για τη βέλτιστη απόδοση.
Η πλήρη καταστολή του κυτταρικού μεταβολισμού σε ατμόσφαιρα Η2επιτρέπει την διατήρηση/επιβίωση του (μικροοργανισμού χωρίς κατανάλωση ενέργειας για οποιοδήποτε χρονικό διάστημα επιλέξουμε (ημέρες, βδομάδες, μήνες, ...). Τα τεχνικά χαρακτηριστικά της μεθόδου είναι τα εξής:
1) Έκθεση της καλλιέργειας των μικροοργανισμών (50 mL) σε απόλυτη ατμόσφαιρα υδρογόνου σε μπουκάλια των 125 mL αεροστεγώς κλειστά με septa. Στην περίπτωση που αλλάξει ο όγκος του δοχείου της καλλιέργειας ή ο όγκος της υγρής καλλιέργειας των μικροοργανισμών πάλι θα έχουμε καταστολή του μεταβολισμού του κατά την έκθεση του σε ατμόσφαιρα υδρογόνου, όμως θα απαιτηθούν διαφορετικές ποσότητες υδρογόνου για την πλήρη απομάκρυνση των άλλων αερίων (όπως οξυγόνο) από την υγρή καλλιέργεια των μικροοργανισμών και αντικατάσταση τους με Η2και ταυτόχρονα δημιουργία νέας ατμόσφαιρας που θα αποτελείται από 100% Η2.
2) Στο septum του μπουκαλιού καρφώνονται δύο βελόνες από σύριγγα, από τη μία διοχετεύεται με πίεση υδρογόνο που θέλουμε να εισάγουμε στην φιάλη με την καλλιέργεια και από την άλλη εξέρχονται τα αέρια που υπάρχουν στην αέρια φάση και διαλυμένα στην υγρή φάση της καλλιέργειας. Η όλη διαδικασία διαρκεί τουλάχιστον 3min με συνεχή ανάδευση της καλλιέργειας. Στο τέλος της διαδικασίας οι βελόνες απομακρύνονται ταυτόχρονα.
3) Η αναλογία υγρού όγκου προς αέριο όγκο στο κλειστό σύστημα ήταν ίση ή μικρότερη με 1:1 (ν/ν). Αν η αναλογία υγρής:αέριας φάσης είναι μεγαλύτερη (δηλαδή μεγαλύτερος όγκος υγρής καλλιέργειας) ή μικρότερη πάλι δεν θα αλλάξει το παρατηρούμενο φαινόμενο, αλλά θα χρειαστεί περισσότερος ή αντίστοιχα λιγότερος χρόνος έκθεσης στη συνεχή ροή Η2για την εγκαθίδρυση απόλυτης ατμόσφαιρας υδρογόνου.
Όλες οι προαναφερθείσες συνθήκες δεν είναι αυστηρές ως προς τα απόλυτα τους νούμερα, και το ίδιο συμβαίνει με την πίεση των αερίων στη φιάλη που μπορεί να είναι ίση με 1 ατμόσφαιρα, αλλά η μέθοδος λειτουργεί και σε χαμηλότερη πίεση, αλλά και σε υψηλότερη πίεση. Επίσης η μέθοδος λειτουργεί άριστα σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά και σε οποιαδήποτε άλλη θερμοκρασία υψηλότερη ή χαμηλότερη.
Οι μετρήσεις αερίων της ατμόσφαιρας της κλειστής καλλιέργειας (Η2, Ν2, Ο2), αλλά και της λειτουργείας της αναπνευστικής και φωτοσυνθετικής διαδικασίας (διαφοροποίηση του επιπέδου του Ο2) έγιναν με αέρια-χρωματογραφία με τη χρήση αναλυτή θερμικής αγωγιμότητας (GC-TCD). Επιπλέον η καταγραφή της φωτοσυνθετικής απόδοσης έγινε με τη μέθοδο του επαγωγικού φθορισμού (JIP-test), εκφρασμένη σε τιμές Fv/Fm. Οι καλλιέργειες που αναπτύχθηκαν σε ατμόσφαιρα αέρα παρουσίασαν τιμές γύρω στο Fv/Fm: 0,75. Μετά την εγκαθίδρυση ατμόσφαιρας Η2σταδιακά οι αντίστοιχες τιμές μετατράπηκαν σε μηδενικές και παρέμειναν σε αυτό το επίπεδο για όσο διάστημα επιλέξουμε να συντηρήσουμε τις καλλιέργειες. Οταν επαναφέρουμε τις καλλιέργειες σε ατμόσφαιρα αέρα, σε ελάχιστες ώρες επανέρχεται η φωτοσυνθετική απόδοση στις αρχικές της τιμές (Fv/Fm: 0,75), συμπαρασύρει και την αναπνευστική διαδικασία έχοντας ως αποτέλεσμα την επανεκκίνηση της ανάπτυξης και επομένως την αύξηση της βιομάζας (εκφρασμένη σε PCV, packed cell volume -κυτταρικό όγκο) που μπορούμε να καταγράψουμε τις επόμενες ώρες και μέρες.
Τα αποτελέσματα της εφεύρεσης επιβεβαιώθηκαν και με in silico μοντέλα (μοντέλα προσομοίωσης σε υπολογιστή) συγκεκριμένων πρωτεϊνικών συμπλοκών που αφορούν τόσο την φωτοσυνθετική (φωτοσυλλεκτική κεραία — LHCII), όσο και την αναπνευστική διαδικασία (κυτόχρωμα c) σε ατμόσφαιρα υδρογόνου (Η2). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι σε αυτές τις συνθήκες, σε αντίθεση με το οξυγονικό περιβάλλον (ατμόσφαιρα Ο2), έχουμε σταθεροποίηση των καταλοίπων των πρωτεϊνικών συμπλοκών (αντίστοιχη με αυτή σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες) που σταματούν οποιαδήποτε μεταβολική διαδικασία χωρίς να καταστρέφουν τις πρωτεΐνες.
Όλα τα παραπάνω συνάδουν στο ότι η εφεύρεση αυτή μπορεί να εφαρμοστεί και σε βιομηχανική κλίμακα, χρησιμοποιώντας κλειστούς αντιδραστήρες σε ανάλογες συνθήκες με τις περιγραφείσες για βέλτιστη απόδοση του φαινομένου που σταματά τον μεταβολισμό και ως εκ τούτου σταματά το φαινόμενο της γήρανσης, των οποιοδήποτε οξειδωτικών και εκφυλιστικών διαδικασιών και αυξάνει την ανθεκτικότητα σε οποιαδήποτε καταπόνηση και κατά συνέπεια και τον χρόνο επιβίωσης (χρόνος συντήρησης) των (μικρο)οργανισμών.
Η εφαρμογή της μεθόδου δεν περιορίζεται μόνο στους φωτοσυνθετικούς μικροοργανισμούς, αλλά μπορεί να επεκταθεί και σε πάρα πολλούς άλλους οργανισμούς (π.χ. βακτήρια, μύκητες, κ.α.), σε ιστούς, σε κύτταρα, σε υποκυτταρικές και μοριακές δομές (π.χ. πρωτεΐνες, ένζυμα), αλλά και στη συντήρηση (χωρίς κατανάλωση ενέργειας) μίας σειράς προϊόντων (π.χ. λαχανικά, φρούτα, διάφορα τρόφιμα επεξεργασμένα ή μη επεξεργασμένα, κ.α.) που θα απαιτήσουν φυσικά μικρές επιμέρους προσαρμογές στο σύστημα για να επιτύχουμε μία λειτουργική συντήρηση τους για μεγάλο χρονικό διάστημα με ελάχιστα κόστη.
Ενδεικτικά, όσον αφορά τη συντήρηση προϊόντων, η μέθοδος έδειξε ότι έκθεση σταφυλιών που μεταφέρθηκαν χωρίς καμία παρέμβαση από το χωράφι σε δοχείο με ατμόσφαιρα υδρογόνου και σε θερμοκρασία δωματίου, παρέμειναν αναλλοίωτα τουλάχιστον για το διάστημα των 3 μηνών που τα παρακολουθήσαμε. Εδώ πρέπει να τονιστεί ότι ταυτόχρονα δεν αναπτύχθηκε κανένα βακτήριο ή μύκητας ή άλλος οργανισμός που πιθανόν θα βρισκόταν επάνω στο σταφύλι που δεν είχε αποστειρωθεί. Αντίστοιχα δείγματα σταφυλιών σε κλειστά συστήματα με ατμόσφαιρα αέρα αντέξανε μόνο ελάχιστες μέρες.
Παρόλο που υπάρχουν τεχνολογίες συντήρησης μέσω της τροποποίησης της σύστασης των αερίων συνθηκών συσκευασίας προϊόντων (Modified Atmospheres Packaging), ο μοριακός τρόπος δράσης της καταστολής του κυτταρικού μεταβολισμού (μεταβολική στάση) με την παρούσα μέθοδο είναι εντελώς διαφορετικός λόγω του ότι η απόλυτη ατμόσφαιρα υδρογόνου δεν σηματοδοτεί ή επηρεάζει κάποια μεταβολικά μονοπάτια όπως κάνουν τα άλλα αέρια που χρησιμοποιήθηκαν, αντίθετα, σταματά όλον τον κυτταρικό μεταβολισμό στο σύνολό του (είναι ολιστική). Επίσης με την προτεινόμενη μέθοδο, η καταστολή του κυτταρικού μεταβολισμού είναι πολύ εύκολα αναστρέψιμη. Η μόνη τεχνολογία που θα μπορούσε να θεωρηθεί ως προηγούμενη στάθμη της τεχνικής που αφορά τη λειτουργική συντήρηση (μικρο)οργανισμών και προϊόντων, είναι η συντήρηση σε συνθήκες πολύ χαμηλής θερμοκρασίας (συνθήκες υγρού αζώτου, -196 °C) [κρυογονική (cryogenics) / κρυοσυντήρηση (cryopreservation)]. Κι αυτό γιατί η τεχνολογία της κρυοσυντήρησης ήταν η μόνη μέχρι τώρα που επιβραδύνει αποτελεσματικά το σύνολο του μεταβολισμού. Έχει όμως κάποιους βασικούς περιορισμούς, όπως: μικρή πιθανότητα ανάνηψης (βιωσιμότητας) των ζωντανών (μικροοργανισμών, συνεχή κατανάλωση ενέργειας, ανάπτυξη κρυστάλλων κατά την ψύξη που αλλοιώνουν την μοριακή δομή των κυττάρων και των βιομορίων και αναγκαστικά για την αποφυγή τους γίνεται χρήση τοξικών αντιπηκτικών.
Αξιολογώντας την προηγούμενη στάθμη της τεχνικής (κρυοσυντήρηση), τα πλεονεκτήματα της παρούσας εφεύρεσης είναι τα εξής :
· Ο τρόπος δράσης του υδρογόνου για την καταστολή του μεταβολισμού δεν είναι τοξικός και είναι απόλυτα στοχευμένος, ενώ η αλληλεπίδρασή του με τα βιομόρια είναι αντιστρεπτή κι ως εκ τούτου η πιθανότητα λειτουργικής ανάνηψης (βιωσιμότητας) των ζωντανών (μικροοργανισμών είναι η επικρατούσα.
• Από τη στιγμή που (μικροοργανισμοί και προϊόντα εκτεθούν σε απόλυτη ατμόσφαιρα υδρογόνου, για όλο το χρονικό διάστημα της λειτουργικής συντήρησης τους δεν απαιτείται καμία απολύτως παρέμβαση και κατά συνέπεια καμία κατανάλωση ενέργειας. Επίσης η μέθοδος λαμβάνει χώρα σε όλο το φάσμα των θερμοκρασιών κι έτσι η όποια κατανάλωση ενέργειας για την ρύθμιση της θερμοκρασίας δεν είναι απαραίτητη.
· Η μέθοδος δεν απαιτεί την προσθήκη άλλων ειδικών ενώσεων ή ειδικών παρεμβάσεων που αυξάνουν τα κόστη και αλλοιώνουν το προϊόν.
Με αυτά τα δεδομένα η εφεύρεση μπορεί να τύχει ευρείας βιομηχανικής εφαρμογής. Πιο συγκεκριμένα αφορά: α) την βιομηχανία συντήρησης τροφίμων, βιομορίων, μικροοργανισμών), ιστών, κ.α, β) τις εργαστηριακές τεχνικές μοριακής βιολογίας και ιατρικής, γ) την βιομηχανία της ενζυμικής βιοτεχνολογίας, δ) την τεχνολογία διαστήματος, κ.α.
Claims (7)
1. Μέθοδος λειτουργικής συντήρησης (μικροοργανισμών και προϊόντων, η οποία χαρακτηρίζεται από την τοποθέτηση τους σε απόλυτη ατμόσφαιρα υδρογόνου (100% Η2) για το χρονικό διάστημα που ενδιαφερόμαστε. Η προσθήκη οξυγόνου ή αέρα επαναφέρει πλήρως και σχεδόν άμεσα τον μεταβολικό ρυθμό και η κυτταρική ανάπτυξη συνεχίζεται κανονικά από το σημείο που είχε σταματήσει.
2. Η μέθοδος της αξίωσης 1, κατά την οποία συντηρούνται (μικρο)οργανισμοί (μικροφύκη, βακτήρια, μύκητες, κ.α.), ιστοί, κύτταρα, υποκυτταρικές και μοριακές δομές (πρωτεΐνες, ένζυμα, κ.α.).
3. Η μέθοδος της αξίωσης 1, κατά την οποία συντηρούνται προϊόντα όπως λαχανικά, φρούτα, διάφορα τρόφιμα επεξεργασμένα ή μη επεξεργασμένα.
4. Η μέθοδος σύμφωνα με τις αξιώσεις 1 και 2, όπου οι (μικροοργανισμοί που είναι εκτεθειμένοι σε απόλυτη ατμόσφαιρα υδρογόνου καθίστανται ταυτόχρονα και ανθεκτικοί σε οποιαδήποτε μορφή καταπόνησης (π.χ. ταυτόχρονη έκθεση σε υψηλή αλατότητα).
5. Η μέθοδος σύμφωνα με τις αξιώσεις 1, 2 και 3, όπου ο όγκος του κλειστού δοχείου της συντήρησης καλλιέργειας ή προϊόντος μπορεί να είναι ο οποιοσδήποτε.
6. Η μέθοδος σύμφωνα με τις αξιώσεις 1, 2, 3 και 5, όπου η θερμοκρασία μπορεί να είναι η οποιαδήποτε.
7. Η μέθοδος σύμφωνα με τις αξιώσεις 1, 2, 3, 5 και 6, όπου η πίεση στο δοχείο συντήρησης μπορεί να είναι η οποιαδήποτε.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GR20190100519A GR1009935B (el) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Μεθοδος λειτουργικης συντηρησης (μικρο)οργανισμων και προϊοντων σε ατμοσφαιρα υδρογονου |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GR20190100519A GR1009935B (el) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Μεθοδος λειτουργικης συντηρησης (μικρο)οργανισμων και προϊοντων σε ατμοσφαιρα υδρογονου |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| GR1009935B true GR1009935B (el) | 2021-02-19 |
Family
ID=75262268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| GR20190100519A GR1009935B (el) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Μεθοδος λειτουργικης συντηρησης (μικρο)οργανισμων και προϊοντων σε ατμοσφαιρα υδρογονου |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| GR (1) | GR1009935B (el) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10257835A1 (de) * | 2002-12-11 | 2004-07-08 | Messer Griesheim Gmbh | Wasserstoffhaltiges Schutzgas |
| US20140342065A1 (en) * | 2012-01-10 | 2014-11-20 | Siamak Tabibzadeh | Process of food preservation with hydrogen sulfide |
| US20180295833A1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-10-18 | Miz Company Limited | Method for suppression of or protection from ischemia/reperfusion injury of organs for transplantation |
-
2019
- 2019-11-15 GR GR20190100519A patent/GR1009935B/el active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10257835A1 (de) * | 2002-12-11 | 2004-07-08 | Messer Griesheim Gmbh | Wasserstoffhaltiges Schutzgas |
| US20140342065A1 (en) * | 2012-01-10 | 2014-11-20 | Siamak Tabibzadeh | Process of food preservation with hydrogen sulfide |
| US20180295833A1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-10-18 | Miz Company Limited | Method for suppression of or protection from ischemia/reperfusion injury of organs for transplantation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Esbelin et al. | Desiccation: an environmental and food industry stress that bacteria commonly face | |
| Strobel | Basic laboratory culture methods for anaerobic bacteria | |
| Al-Ati et al. | The role of packaging film permselectivity in modified atmosphere packaging | |
| Horev et al. | The effects of active and passive modified atmosphere packaging on the survival of Salmonella enterica serotype Typhimurium on washed romaine lettuce leaves | |
| Breidt, Jr et al. | Survival of Escherichia coli O157: H7 in cucumber fermentation brines | |
| Valegård et al. | Structural and functional analyses of Rubisco from arctic diatom species reveal unusual posttranslational modifications | |
| Day et al. | Cryo-injury in algae and the implications this has to the conservation of micro-algae | |
| Meldrum et al. | The effects of cell immobilization, pH and sucrose on the growth of Listeria monocytogenes Scott A at 10 C | |
| Amaral et al. | Is axenicity crucial to cryopreserve microalgae? | |
| Troschl et al. | Contaminations in mass cultivation of cyanobacteria: Highly resilient Colpoda steinii leads to rapid crash of Synechocystis sp. cultures and is inhibited by partially anoxic conditions | |
| Lopes et al. | Over‐pressurized bioreactors: Application to microbial cell cultures | |
| Anjana et al. | Enhanced hydrogen production by immobilized cyanobacterium Lyngbya perelegans under varying anaerobic conditions | |
| Kushkevych et al. | Distribution of sulfate-reducing bacteria in the environment: cryopreservation techniques and their potential storage application | |
| Colauto et al. | Viability of Agaricus blazei after long-term cryopreservation | |
| Yan et al. | Variation in cell membrane integrity and enzyme activity of the button mushroom (Agaricus bisporus) during storage and transportation | |
| GR1009935B (el) | Μεθοδος λειτουργικης συντηρησης (μικρο)οργανισμων και προϊοντων σε ατμοσφαιρα υδρογονου | |
| US7150991B2 (en) | Method to preserve cells | |
| Pommier et al. | Modelling the growth dynamics of interacting mixed cultures: a case of amensalism | |
| Nishimiya et al. | Mass preparation and technological development of an antifreeze protein—Toward the practical use of biomolecules— | |
| Dreux et al. | Glycine betaine improves Listeria monocytogenes tolerance to desiccation on parsley leaves independent of the osmolyte transporters BetL, Gbu and OpuC | |
| De Vero et al. | Significance and management of acetic acid bacteria culture collections | |
| Zerveas et al. | Hydrogen gas as a central on-off functional switch of reversible metabolic arrest–New perspectives for biotechnological applications | |
| Young et al. | Biological oceanography: the CO 2 switch in diatoms | |
| Dixon et al. | Growth energetics of Clostridium sporogenes NCIB 8053: modulation by CO2 | |
| Al Zaemey et al. | In vitro studies of the effect of Environmental Conditions on the anthacnose pathogen of bananas, Colletotrichum musae |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PG | Patent granted |
Effective date: 20210316 |