EN bioproces Det er en specifik metode, der bruger levende celler eller også andre komponenter af den samme (enzymer, organeller, blandt andre) for at opnå opnåelse af et ønsket produkt til industrien eller til gavn for mennesket. Bioprocessen muliggør opnåelse af allerede kendte produkter under optimale miljøforhold med en højere kvalitet end den måde, hvorpå den traditionelt genereres.
På samme måde tillader bioprocesser opnåelse af genetisk modificerede organismer, der kan bruges til at forbedre effektiviteten af specifikke processer (enzymer eller proteiner, der kan bruges i medicinske behandlinger, såsom insulin) eller forbruges direkte af mennesket. human.
Samfund og teknologi kan bruge bioprocesser på forskellige områder for at føre til bedre og nye teknikker. Det gælder for forskellige områder såsom fødevareproduktion, fremkalder forbedringer i disse, skaber medicin, styrer forurening af forskellige typer og styrer også den globale opvarmning..
I øjeblikket har de forskellige bioprocesser i branchen haft en positiv indvirkning, og der er foretaget millionærinvesteringer for at fremme dens vækst.
Artikelindeks
I bioteknologiske videnskaber, a bioproces Det er en proces, der bruger en bestemt biologisk enhed, der som et produkt genererer et stof med en bestemt merværdi.
Det vil sige, anvendelsen af en celle, mikroorganisme eller celledel genererer et produkt, som forskeren ønsker, og som kan have anvendelser i et eller andet område..
Derudover er der bioprocessing engineering, der søger at designe og udvikle udstyr til fremstilling af en lang række produkter, der er relateret til landbrug, produktion af mad og medicin, skabelse af kemikalier, blandt andet startende fra biologiske materialer..
Takket være eksistensen af bioprocessteknik kan bioteknologi omsættes til fordele for samfundet.
Biologer og ingeniører, der deltager i udviklingen af bioprocesser, søger at fremme implementeringen af denne teknologi, da den tillader:
-Ved hjælp af bioprocesser kan kemikalier af betydelig værdi genereres. De mængder, der generelt produceres, er dog noget små..
-Bioprocesser tillader syntese eller modifikation af produkter, der allerede er opnået ad den traditionelle vej ved hjælp af aktiviteten af tidligere isolerede mikroorganismer. Disse kan være aminosyrer eller andre organiske materialer, mad, blandt andre.
-Transformation af stoffer i betydelige mængder, såsom alkoholer. Disse procedurer involverer normalt stoffer med ringe værdi.
-Ved at bruge organismer eller dele heraf kan rester og giftigt affald nedbrydes for at omdanne dem til stoffer, der let kan genbruges. Disse processer er også relevante i minesektoren med koncentration af metaller og udnyttelse af jomfruelige miner..
Eksistensen af bioprocesser giver en række fremragende fordele, herunder energibesparelser til behandling af stoffer, som følger:
De fleste bioprocesser bruger enzymer, som er katalysatorer af protein-karakter. De arbejder ved en temperatur, et surhedsniveau og et tryk, der svarer til dem, som levende organismer modstår, og derfor finder processerne sted under "venlige" forhold..
I modsætning hertil med de ekstreme temperaturer og tryk, hvor de kemiske katalysatorer, der anvendes i traditionelle processer, fungerer. Ud over at spare energi gør arbejdet under menneskelige venlige forhold proceduren mere sikker og gør processen lettere..
En anden konsekvens af dette er reduktionen af miljøpåvirkningen, da produkterne fra de enzymatiske reaktioner ikke er giftigt affald. I modsætning til affald produceret ved standardmetoder.
Produktionskomplekser er mindre, enklere og ret fleksible, så der er ikke behov for en høj kapitalinvestering.
Selvom bioprocesser har mange fordele, er der stadig svage punkter inden for de anvendte metoder, såsom:
En af de vigtigste er en iboende konsekvens af at arbejde med biologiske systemer: modtagelighed for forurening. Af denne grund skal det bearbejdes under meget kontrollerede aseptiske forhold..
Hvis afgrøderne bliver forurenede, kan mikroorganismerne, katalysatorerne eller de opnåede produkter destrueres eller miste deres funktionalitet, hvilket medfører betydelige tab for industrien..
Et andet problem er relateret til manipulation af arbejdsorganisationer. Generelt arbejder genetik- og molekylærbiologilaboratorier med mikroorganismer i lille skala, hvor deres dyrkning og optimal udvikling er lettere..
Imidlertid udgør ekstrapolering af processen til massedyrkning af mikroorganismer en række forhindringer.
Metodisk set er storstilet produktion af mikroorganismer kompliceret, og hvis det ikke sker på den rigtige måde, kan det føre til genetisk ustabilitet i systemet og heterogenitet af voksende organismer..
Producenterne søger at have en homogen afgrøde for at maksimere produktionen af det pågældende stof. At kontrollere den variation, som vi finder i alle biologiske systemer, er imidlertid et problem i stor skala..
Afslutningsvis er produktionen af mikroorganismer til industriel brug ikke blot at øge produktionen udført i laboratoriet, da denne skalaændring medfører en række ulemper.
Anvendelsen af mikroorganismer eller andre biologiske enheder til produktion af stoffer af interesse for mennesker er meget varieret. I produktionen kan affaldsforbindelserne fra mikroorganismen isoleres for at blive renset og anvendt..
På samme måde kan organismen modificeres ved at anvende gentekniske værktøjer til direkte produktion. Denne metode åbner en række muligheder for de produkter, der kan opnås.
I andre tilfælde kan det være den genetisk modificerede organisme (og ikke hvad der kan produceres med den), der er af interesse..
Da udtrykket “bioproces” omfatter en meget heterogen og forskelligartet række teknikker, er det vanskeligt at omfatte dens faser.
Hvis du arbejder med modificerede organismer i laboratoriet, er det første trin ændring. For at beskrive en specifik metode vil vi beskrive fremstillingen af et typisk rekombinant DNA af et produkt, såsom insulin, væksthormon eller et hvilket som helst andet almindeligt produkt..
For at bringe produktet på markedet skal værtsorganismen manipuleres genetisk. I dette tilfælde er organismen normalt Escherichia coli og det klonede DNA vil være animalsk DNA. I denne sammenhæng betyder "klonet" DNA ikke, at vi vil klone en hel organisme, det er simpelthen fragmentet af genet af interesse..
Hvis vi ønsker at producere insulin, skal vi identificere det DNA-segment, der har de oplysninger, der er nødvendige for produktionen af proteinet..
Efter identifikation skæres segmentet af interesse og indsættes i bakterierne E coli. Det vil sige, at bakterien fungerer som en lille produktionsfabrik, og forskeren giver den "instruktionerne" ved at indsætte genet..
Dette er den fase af genteknologi, der udføres i lille skala og af en molekylærbiolog eller en specialiseret biokemiker. I dette trin kræves grundlæggende laboratorieudstyr, såsom mikropipetter, mikrocentrifuger, restriktionsenzymer og udstyr til fremstilling af elektroforesegel..
For at forstå bioprocessen er det ikke et krav at forstå alle de detaljer, som kloning indebærer, det vigtige er at forstå, at ekspressionsniveauerne for det ønskede produkt skal være optimal, og produktets stabilitet skal også være tilstrækkelig..
Efter kloningsprocessen er det næste trin at måle væksten og karakteristikaene for de rekombinante celler fra det foregående trin. For at gøre dette skal du have færdigheder i mikrobiologi og kinetik.
Det skal tages i betragtning, at alle miljøvariabler som temperatur, medium sammensætning og pH er optimale for at sikre maksimal produktion. I dette trin kvantificeres nogle parametre, såsom cellevæksthastighed, specifik produktivitet og produktet..
Efter at metoden til fremstilling af det ønskede stof er standardiseret, øges produktionsskalaen, og 1 eller 2 liter af kulturen fremstilles i en bioreaktor.
I dette skal temperatur- og pH-forholdene fortsat opretholdes. Der skal lægges særlig vægt på den iltkoncentration, som kulturen kræver.
Derefter øger forskerne i stigende grad produktionsskalaen og når op til 1.000 liter (mængden afhænger også af det ønskede produkt).
Som vi nævnte, er bioprocesser meget brede og ikke alle involverer de trin, der er beskrevet i det foregående afsnit. For eksempel gæring i det konkrete og klassiske eksempel på en bioproces. I denne mikroorganismer anvendes, såsom svampe og bakterier.
Mikroorganismerne vokser i et medium med kulhydrater, som de vil bruge til deres vækst. På denne måde er det affaldsprodukt, de producerer, dem, der har industriel værdi. Blandt disse har vi blandt andet alkohol, mælkesyre.
Når stoffet af interesse er produceret af mikroorganismen, koncentreres det og renses. Uendelige fødevarer (brød, yoghurt) og drikkevarer (øl, vin, blandt andre) værdifulde til konsum fremstilles ved hjælp af denne bioproces.
Endnu ingen kommentarer