Биотехнологични процес има няколко основни компонента, включително биологични агенти и производство. Всеки биотехнологиите започва с използването на биологичен агент. Броят на тези средства се разширява всеки ден, но въпреки това е по-често се използва микробните клетки. микробни клетки, изолирани от различни източници и след това с помощта на различни техники за подобряване и променят. При избора трябва да се вземе предвид, че микробна клетка или популация запазват своите физични и химични свойства по време на ферментацията.
Биотехнологии: развитие и методи
Производителите, които се използват в промишлеността, трябва да са устойчиви на различни странични ефекти и са безвредни за хората и екосистемите.
микробни технологии, използвани в индустрията, базирани на използването на хетеротрофична. Но скоро те ще се откажат и autotrophs организми, които се развиват и не са в подходящи условия.
Най-важният компонент на биотехнологичната промишленост стои bioobject, който преобразува суровината в краен продукт. Тези обекти могат да бъдат от различен произход, включително трансгенни.
Много от тях са базирани на производството на микробен синтез. В продължение на няколко причини, растения, животни, както производители в сравнение с микроорганизми се използват по-рядко.
чисти култури за производство на щанд в началото на биотехнологичен процес. От една гледна точка, животински и растителни култури не се различават от микробни клетки, микроорганизми, обаче по-удобен и икономичен, с това, че техните предимства. Днес, учих с голяма точност около 100 хиляди вида микроорганизми. По-често това прокариоти, като бактерии, актиномицети, минус еукариоти като дрожди, водорасли и т.н.
С такова разнообразие от микроорганизми е проблем избора на определен тип щам, който ще позволи на крайния продукт да се използва в промишлеността. От големия брой организми, които съществуват в природата, за биотехнологични процеси, използвани само една малка част. За да се обозначи производителят използва бинарна номенклатура, която включва името на рода и вида на латински и номер щам.
Производителите, използвани в областта на биотехнологиите, са едноклетъчни или многоклетъчни организми, които могат да бъдат съставени от еднакви клетки или да бъде комплекс клетъчна система.
Индустрията използва 3 вида щамове:
2. Получената мутагенеза.
3. щамове, получени чрез генно инженерство.
Щамовете, използвани в индустрията, трябва да:
1. Бъдете безвредни за хората и околната среда.
2. Имате голям процент натрупване на биомаса и в същото време да е икономически изгодно.
3. Минималният размер на странични продукти.
4. Висока стабилност и устойчивост на отглеждане.
5. Те не трябва да имат токсичност.
6. Бъдете устойчиви на външни микрофлора.
7. Има способността на растеж на евтини субстрати.
От комбинацията от тези свойства оценява полезността на производителя.
Бактериите в биотехнологията
Те са един от най-често се използва микроорганизъм производители. Това се дължи на техните характеристики, на първо място, бързо пролиферация (разделяне на всеки 30-60 минути); На второ място, в размер на биомаса обработени от тях може да бъде по-голяма от собственото си тегло 40 пъти.
В повечето случаи, техните функции, които не са реализирани в резултат на действието на инхибиторни фактори. Най-важните свойства на бактерии, както е посочено по-горе, е бързото им възпроизвеждане и се използват в производството на протеина и различни биологично активни вещества.
Бактериите са универсални от биохимична гледна точка, като им дава възможност да се всяко усвояване на хранителните вещества. Те могат също така да изберат да имат необходимия материал от смес, което води до тяхната добра адаптация към променящите се фактори на околната среда.
По отношение на присъствието или отсъствието на кислород бактериите са разделени на 3 групи. Най-често за производство на бактерии, които се използват в областта на биотехнологиите, са облигатен аеробни, което означава, че тяхното отглеждане се случва в присъствието на кислород. Тези бактерии, които са култивирани в кислород - microaerophiles, процесът в този случай се нарича microaerobic. Факултативни анаероби - тези микроорганизми чийто начин на живот се среща в аноксични условия, но които могат да живеят в присъствието на кислород в околната среда. Примери са метан-продуциращи бактерии aerotolerant бактерии.
В повечето случаи, бактериите се култивират в комплексната среда, чийто състав включва различни вещества (витамини, аминокиселини и т.н.), за да се осигури растежа им. Тези производители, които са необходими за живота на растежни фактори, посочени оксотрофи и тези, които не се нуждаят от тях - prototrophs. Повечето производители могат да растат върху синтетична медии, в които източникът на въглерод е едно вещество.
Тъй като производителите се прилагат архибактерии. Те съществуват във висока концентрация на веществото и температурата. Сред тях са halobacteria, които имат необичайна медии растеж. Те могат да растат в среда, съдържаща до 30% от натриев хлорид, изсушена осолена риба кожата - всичко това е поради факта, че техният състав включва протеини, които могат да упражняват техните механизми само при високи концентрации на натриев хлорид.
Както производители прилагат актиномицети - грам-положителни бактерии, които са способни за образуване на мицел. Въпреки че подобни по вид на гъби, те са за разлика от прокариоти са способни да образуват нишки. Actinomycetes способни да произвеждат различни антибиотици с широк спектър от биологични реакции (тетрациклин, актиномицин, и т.н.).
Бактериите действат като производители в производството на широк спектър от лекарства и антибиотици, и аминокиселини, витамини и т.н. Така два основни начина секретират тяхното използване. Първата се основава на бактериалната маса натрупване, а вторият на синтез и натрупване на метаболити в средата. Също така въз основа на бактериалната биомаса приготвят различни ваксини и фаги за диагностика на редица заболявания.
Бактериите са широко използвани като производителите за получаване на протеин се свързва с редица предимства за получаване на характерни данни:
- среда може да включва производствени отпадъци;
- висока биологична стойност;
- бърза реакция на синтеза на протеини;
- облекчаване на култивиране, дори при производство в голям мащаб;
- Лесно е да се променят химичния състав под влияние на методи за отглеждане.
Точно както производители в областта на биотехнологиите и медицината се използват 30 вида бактерии. Когато култивиране ги използва природен газ, както и ниско молекулно тегло моноалкохоли като източник на въглерод.
Плесени и водорасли, в областта на биотехнологиите
Гъбичките са широко използвани като производители. Това отчасти се дължи на тяхното сходство в някои отношения с животни и растения. Въпреки това, разликите и ползите от тях имат много повече. Както производители използват различни micromycetes, описан от дрожди и макромицети, т.е. гъби с плодни тела.
Гъбичките се различават от бактерии голям диаметър и висока устойчивост на фаги. Въпреки това, те са по-ниско в темповете на растеж на бактериите.
Мая - най-често използваните гъби и единствените, които се използват в промишлеността. Те са широко използвани в производството на бира и вино, както при получаването в промишлен алкохол и поливалентни алкохоли като глицерол.
За производството на алкохол използва предимно Saccharomyces и Candida, който като източник на органична материя се използва най-често хексоза, но те могат да бъдат култивирани и ниско молекулно тегло едновалентни алкохоли. Когато култивиране оптимални температури дрожди, за да се наблюдава и индекс водород (оптималната температура за тях е в рамките на 30 градуса).
Mitseliyobrazuyuschie гъби са в състояние да синтезира повече от 1200 антибиотици. Най-важното за клиничната медицина са пеницилини, които от своя страна са синтезирани от гъбички на пеницилин и някои видове Aspergillus. Основният производител за производство на антибиотици е P. Chrysogenium. По време на съществуването на различни форми на пеницилин са образувани, които се различават един от друг чрез структурата на антибиотик молекулата, както и обхвата на неговите действия.
Въпреки това, има един основен недостатък при производството на базата на mikromitcetov антибиотици - е биомаса, която е представена от мицела. Това е по-скоро усложнява целия механизъм на действие на ферментатори и води до промяна в свойствата на средата.
Във връзка с това широко разпространени изкуствени отглеждане макромицети, т.е. формиране на плодни тела. Установено е, че гъбите имат по-голям добив на протеини в сравнение с говеждо месо и риба. Това се отразява на голямото търсене на изкуственото синтезиране на гъбичките в необходимите количества, и тяхното използване като биологични агенти. Все пак, въпреки всичко това, гъбите са ниско калорични храни и не са част от хранителния режим на човека, което води активен начин на живот, тъй като Няма да се спираме на физиологичните му разходи.
Водораслите се използват не само в храна, но се използват за производство на йод, агар-агар, който се използва като лепило при получаването на редица хранителни среди. Също водорасли намери широко приложение като хранителни добавки, витамини комплекси, като суровина за културална среда чрез култивиране МО не само, но също и растителни и животински клетки.
Всеки биотехнологичен процес започва с избора на производителите, без които е невъзможно да се получи крайният продукт. В днешно време има голямо разнообразие от живи обекти, които могат да се използват като производители. Може да се използва като обикновен (една клетка) и сложни (многоклетъчни) система, изборът им зависи от целите на процеса и на желания продукт.
Свързани статии