Značilnosti, vrste, prednosti in stopnje bioprocesov

A Bioproces To je posebna metodologija, ki uporablja žive celice ali tudi druge komponente (encime, organele, med drugim), da pridobi želeni izdelek za industrijo ali za koristi človeka. Bioprocess omogoča pridobivanje znanih izdelkov v optimalnih okoljskih pogojih, s kakovostjo, ki je boljši od načina tradicionalnega ustvarjanja.

Na enak način bioprocesi omogočajo gensko spremenjene organizme, ki jih je mogoče uporabiti s ciljem izboljšanja učinkovitosti specifičnih procesov (encimov ali beljakovin, ki jih je treba uporabljati pri medicinskih tretmajih, kot je insulin) ali jih neposredno zaužijemo s človekom.

Vir: Pixabay.com

Družba in tehnologija lahko uporabljata bioprocese na različnih področjih, da vodijo boljše in nove tehnike. Uporablja se za različna področja, kot je proizvodnja hrane, spodbuja izboljšanje teh, ustvarjanje zdravil, nadzor nad kontaminacijo različnih vrst in tudi za nadzor globalnega segrevanja.

Trenutno so različni bioprocesi, ki jih je industrija imela pozitiven vpliv, in naložbe v milijonar so bile vložene v spodbujanje njihove rasti.

[TOC]

Značilnosti

V znanosti o biotehnologiji Bioproces To je postopek, ki uporablja določeno biološko entiteto, ki ustvarja kot produkt dodane dodane vrednosti.

To pomeni, da uporaba celice, mikroorganizma ali celičnega dela ustvari izdelek, ki ga želi raziskovalec, ki ima lahko aplikacije na nekem področju.

Poleg tega obstaja bioprocesing Engineering, ki si prizadeva za načrtovanje in razvoj opreme za izdelavo široke raznolikosti izdelkov, povezanih s kmetijstvom, proizvodnjo hrane in zdravil, ustvarjanjem kemikalij, ki temeljijo na bioloških materialih.

Zahvaljujoč obstoju bioprocesnega inženiringa lahko biotehnologija prevede koristi za družbo.

Cilji bioprocesa

Biologi in inženirji, ki sodelujejo pri razvoju bioprocesov, si prizadevajo za spodbujanje izvajanja te tehnologije, saj omogoča:

-Z bioprocesi lahko ustvarimo kemikalije pomembne vrednosti. Vendar so na splošno proizvedene količine nekoliko zmanjšane.

-Bioprocesi omogočajo sintezo ali spreminjanje izdelkov, ki jih že dobimo s tradicionalno potjo z uporabo aktivnosti prej izoliranih mikroorganizmov. To so lahko aminokisline ali drugi organski materiali, hrana, med drugim.

-Preoblikovanje snovi v veliko količino, kot so alkoholi. Ti postopki običajno vključujejo snovi z malo vrednosti.

Lahko vam služi: značilnosti, ki razlikujejo človeka od drugih vrst

-Z uporabo organizmov ali delov teh se lahko strupeni odpadki in odpadki razgradijo, da jih spremenite v enostavno recikliranje snovi. Ti procesi so pomembni tudi v rudarski industriji, s koncentracijo kovin in izkoriščanjem deviških min.

Prednosti in slabosti uporabe bioprocesa

-Prednosti

Obstoj bioprocesov daje vrsto poudarkov, vključno z varčevanjem z energijo za obdelavo snovi, kot sledi:

Prijazni pogoji za delavce

Večina bioprocesov uporablja encime, ki so beljakovinski katalizatorji. To delo pri temperaturi, stopnji kislosti in pritiska, podobne tistim, ki se upirajo živim organizmom, zato se procesi pojavljajo "prijaznim" pogojem.

Nasprotno pa s ekstremnimi temperaturami in pritiski, ki jih kemični katalizatorji uporabljajo pri tradicionalnih postopkih. Poleg varčevanja z energijo, delo v prijateljskih pogojih, da bi bili človeški, naredi postopek varnejši in olajša postopek.

Druga posledica tega dejstva je zmanjšanje vpliva na okolje, saj produkti encimskih reakcij niso strupeni odpadki. V nasprotju s odpadki, ki jih proizvajajo standardne metodologije.

Proizvodni kompleksi so manjši, preprosti in precej prilagodljivi, zato ni treba vložiti visoke kapitalske naložbe.

-Slabosti

Čeprav imajo bioprocesi številne prednosti, znotraj uporabljenih metodologij še vedno obstajajo šibke točke, kot so:

Onesnaževanje

Ena najpomembnejših je lastna posledica dela z biološkimi sistemi: dovzetnost za kontaminacijo. Zato mora delovati v zelo nadzorovanih aseptičnih pogojih.

V primeru, da so pridelki onesnaženi, lahko mikroorganizmi, katalizatorji ali proizvodi uničijo ali izgubijo svojo funkcionalnost, kar povzroči znatne izgube za industrijo.

Ustvari velike pridelke

Druga težava je povezana z manipulacijo delovnih agencij. Na splošno genetična in molekularna biološka laboratoriji delujejo z majhnimi mikroorganizmi, kjer je njihova kultura in optimalni razvoj lažji.

Vendar je ekstrapoliranje procesa na množično gojenje mikroorganizmov niz ovir.

Metodološko gledano je proizvodnja mikroorganizmov v veliki meri zapletena in če se ne stori na pravi način.

Proizvajalci si prizadevajo za homogeno pridelek, da bi povečali proizvodnjo zadevne snovi. Vendar je nadzor nad spremenljivostjo, ki jo najdemo v vseh bioloških sistemih, velik problem.

Vam lahko služi: hidrotermalna hipoteza

Za zaključek proizvodnja mikroorganizmov za industrijsko uporabo ni zgolj za povečanje proizvodnje, ki se izvaja v laboratoriju, saj ta sprememba obsega pomeni vrsto neprijetnosti.

Fantje

Uporaba mikroorganizmov ali drugih bioloških entitet za proizvodnjo snovi z zanimanjem za človeka je zelo raznolika. V proizvodnji lahko odpadne spojine mikroorganizma izoliramo, da jih je treba očistiti in uporabiti.

Na enak način lahko organizem spremenimo z uporabo orodij genetskega inženirja za neposredno proizvodnjo. Ta metodologija odpira vrsto možnosti izdelkov, ki jih je mogoče dobiti.

V drugih primerih je lahko gensko spremenjeni organizmi (in ne, kaj se lahko zgodi z njim), kar je zanimanje.

Stopnje bioprocesa

Ker izraz "bioprocess" zajema zelo raznolike in raznolike vrste tehnik, je težko zajeti etape istih.

-Stopnje za proizvodnjo insulina

Če v laboratoriju delate s spremenjenimi organizmi, je prvi korak sprememba. Za opis posebne metodologije bomo opisali proizvodnjo rekombinantne DNK, značilne za izdelek, kot so inzulin, rastni hormon ali kateri koli drug skupni izdelek.

Genetska manipulacija

Da izdelek pripelje do svojega trženja, je treba izvesti genetsko manipulacijo gostiteljskega organizma. V tem primeru je običajno organizem Escherichia coli In klonirana DNK bo živalska DNK. V tem kontekstu "klonirana" DNK ne pomeni, da želimo klonirati celotni organizem, ampak preprosto fragment interesnega gena.

Če želimo izdelati insulin, moramo določiti segment DNK, ki ima potrebne informacije za proizvodnjo takšnih beljakovin.

Po identifikaciji se del zanimanja razreže in vstavi v bakterije In. coli. To pomeni, da bakterije služijo kot majhna proizvodna tovarna, raziskovalec pa mu daje "navodila" z vstavitvijo gena.

To je stopnja genskega inženiringa, ki se izvaja v majhnem obsegu in molekularnega biologa ali specializiranega biokemizarja. Ta korak zahteva osnovno laboratorijsko opremo, kot so mikropipete, mikrocentrifuge, restrikcijski encimi in oprema za izvajanje elektroforeznih gelov.

Vam lahko služi: beljakovine SSB: značilnosti, struktura in funkcije

Za razumevanje bioprocesa to ni zahteva.

Količinsko

Po procesu kloniranja je korak, ki sledi, merjenje rasti in značilnosti rekombinantnih celic prejšnjega koraka. Če ga želite izvesti, morate imeti veščine mikrobiologije in kinetike.

Upoštevati je treba, da so vse okoljske spremenljivke, kot so temperatura, srednja sestava in pH. V tem koraku so nekateri parametri, kot so hitrost rasti celic, specifična produktivnost in izdelek.

Povečanje lestvice

Ko je metodologija že standardizirana za proizvodnjo želene snovi, se proizvodna lestvica poveča in 1 ali 2 litra pridelka pripravimo v bioreaktorju.

Pri tem morate še naprej vzdrževati temperaturo in pH pogoje. Za koncentracijo kisika je treba vzdrževati posebno pozornost, ki jo potrebuje pridelek.

Nato raziskovalci vedno bolj povečujejo proizvodno lestvico, kar proizvaja do 1.000 litrov (znesek je odvisen tudi od želenega izdelka).

-Fermentacijske faze

Kot smo že omenili, so bioprocesi zelo široki in vsi ne vključujejo korakov, opisanih v prejšnjem razdelku. Na primer fermentacija v betonskem in klasičnem primeru bioprocesa. Pri tem se uporabljajo mikroorganizmi, kot so glive in bakterije.

Mikroorganizmi rastejo v mediju z ogljikovimi hidrati, ki bodo uporabili za rast. Na ta način so odpadni izdelek, ki ga imajo tisti, ki imajo industrijsko vrednost. Med njimi imamo med drugim alkohol, mlečno kislino.

Ko mikroorganizem proizvede vsebino, ki jo ustvari, nadaljuje s koncentracijo in čiščenjem. Neskončna hrana (kruh, jogurt) in pijače (pivo, vino, med drugim), dragocena za prehrano ljudi, so narejena z uporabo tega bioprocesa.

Reference

1. Cragnolini, a. (1987). Vprašanja znanstvene in tehnološke politike: gradiva in seje drugega ibero-ameriškega semenišča Jorge Sabato iz znanstvene in tehnološke politike, Madrid, 2. in 6. junij 1986. Uredništvo CSIC-CSIC Press.
2. Vojvoda, j. Str. (2010). Biotehnologija. Netbiblo.
3. Doran, str. M. (devetnajst devetdeset pet). Načela bioprocesnega inženiringa. Elsevier.
4. Nacionalni raziskovalni svet. (1992). Postavitev biotehnologije na delo: bioprocess inženiring. Nacionalne akademije Press.
5. Najafpour, g. (2015). Biokemijski inženiring in biotehnologija. Elsevier.