EN bioprosess Det er en spesifikk metodikk som bruker levende celler, eller også andre komponenter av de samme (enzymer, organeller, blant andre), for å oppnå oppnåelse av et ønsket produkt for industrien eller til fordelene for mennesket. Bioprosessen tillater innhenting av allerede kjente produkter, under optimale miljøforhold, med høyere kvalitet enn den måten å generere den tradisjonelt på.
På samme måte tillater bioprosesser å skaffe genetisk modifiserte organismer som kan brukes for å forbedre effektiviteten til spesifikke prosesser (enzymer eller proteiner som kan brukes i medisinske behandlinger, for eksempel insulin) eller konsumeres direkte av mennesket. menneskelig.
Samfunn og teknologi kan bruke bioprosesser på forskjellige områder for å føre til bedre og nye teknikker. Den gjelder for forskjellige områder som matproduksjon, indusere forbedringer i disse, skape medisiner, kontrollere forurensning av forskjellige typer og også kontrollere global oppvarming..
Foreløpig har de forskjellige bioprosessene i bransjen hatt en positiv innvirkning, og millionærinvesteringer er gjort for å fremme veksten.
Artikkelindeks
I bioteknologi, a bioprosess Det er en prosess som bruker en bestemt biologisk enhet som genererer noe produkt med en viss merverdi som et produkt.
Det vil si at bruken av en celle, mikroorganisme eller celledel genererer et produkt ønsket av forskeren, som kan ha anvendelser i et eller annet område..
I tillegg er det bioprosessingsteknikk, som søker å designe og utvikle utstyr for produksjon av et bredt utvalg av produkter, relatert til jordbruk, generering av mat og medisin, fremstilling av kjemikalier, blant annet, med utgangspunkt i biologiske materialer..
Takket være eksistensen av bioprosessingeniør kan bioteknologi gi fordeler for samfunnet.
Biologer og ingeniører som deltar i utviklingen av bioprosesser prøver å fremme implementeringen av denne teknologien, siden den tillater:
-Ved hjelp av bioprosesser kan kjemikalier av betydelig verdi genereres. Mengdene som vanligvis produseres er imidlertid litt små..
-Bioprosesser tillater syntese eller modifisering av produkter som allerede er oppnådd på tradisjonell måte ved hjelp av aktiviteten til tidligere isolerte mikroorganismer. Dette kan være aminosyrer eller andre organiske materialer, blant annet mat.
-Transformasjon av stoffer i store mengder, for eksempel alkoholer. Disse prosedyrene involverer vanligvis stoffer med liten verdi.
-Ved å bruke organismer eller deler av disse kan rester og giftig avfall brytes ned for å transformere dem til stoffer som lett kan resirkuleres. Disse prosessene er også relevante i gruveindustrien, med konsentrasjon av metaller og utnyttelse av jomfruelige miner..
Eksistensen av bioprosesser gir en rekke fremragende fordeler, inkludert energibesparelser for behandling av stoffer, som følger:
De fleste bioprosesser bruker enzymer, som er katalysatorer av protein karakter. De jobber ved en temperatur, et surhetsnivå og et trykk som ligner de som levende organismer motstår, av denne grunn skjer prosessene under "vennlige" forhold..
I kontrast til de ekstreme temperaturene og trykket som kjemiske katalysatorer som brukes i tradisjonelle prosesser fungerer. I tillegg til å spare energi, gjør arbeid under menneskevennlige forhold prosedyren tryggere og gjør prosessen enklere..
En annen konsekvens av dette er reduksjonen av miljøpåvirkningen, siden produktene fra de enzymatiske reaksjonene ikke er giftig avfall. I motsetning til avfall produsert av standardmetoder.
Produksjonskomplekser er mindre, enklere og ganske fleksible, så det er ikke behov for høy kapitalinvestering.
Selv om bioprosesser har mange fordeler, er det fortsatt svake punkter i de anvendte metodikkene, for eksempel:
En av de viktigste er en iboende konsekvens av å jobbe med biologiske systemer: mottakelighet for forurensning. Av denne grunn må den bearbeides under meget kontrollerte aseptiske forhold..
Hvis avlingene blir forurenset, kan mikroorganismer, katalysatorer eller oppnådde produkter ødelegges eller miste funksjonaliteten, og forårsake betydelige tap for industrien..
Et annet problem er knyttet til manipulering av arbeidsorganisasjoner. Generelt jobber genetikk- og molekylærbiologilaboratorier med mikroorganismer i liten skala, der dyrking og optimal utvikling er lettere..
Å ekstrapolere prosessen til massedyrking av mikroorganismer utgjør imidlertid en rekke hindringer.
Metodisk sett er storproduksjon av mikroorganismer komplisert, og hvis det ikke gjøres på riktig måte, kan det føre til genetisk ustabilitet i systemet og heterogenitet av voksende organismer..
Produsenter søker å ha en homogen avling for å maksimere produksjonen av det aktuelle stoffet. Å kontrollere variasjonen som vi finner i alle biologiske systemer, er imidlertid et problem i stor skala..
Avslutningsvis er produksjonen av mikroorganismer til industriell bruk ikke bare å øke produksjonen utført i laboratoriet, siden denne skalaendringen medfører en rekke ulemper.
Bruken av mikroorganismer eller andre biologiske enheter for produksjon av stoffer av interesse for mennesker er veldig variert. I produksjonen kan avfallsforbindelsene i mikroorganismen isoleres for å bli renset og brukt..
På samme måte kan organismen modifiseres ved å bruke gentekniske verktøy til direkte produksjon. Denne metoden åpner en rekke muligheter for produktene som kan oppnås.
I andre tilfeller kan det være den genetisk modifiserte organismen (og ikke det som kan produseres med den) som er av interesse..
Ettersom begrepet "bioprosess" omfatter en veldig heterogen og mangfoldig serie teknikker, er det vanskelig å omfatte stadiene.
Hvis du jobber med modifiserte organismer i laboratoriet, er det første trinnet modifisering. For å beskrive en spesifikk metodikk, vil vi beskrive fremstillingen av et typisk rekombinant DNA av et produkt som insulin, veksthormon eller et hvilket som helst annet vanlig produkt..
For å bringe produktet ut på markedet, må vertsorganismen manipuleres genetisk. I dette tilfellet er organismen vanligvis Escherichia coli og det klonede DNA vil være animalsk DNA. I denne sammenheng betyr ikke "klonet" DNA at vi vil klone en hel organisme, det er ganske enkelt fragmentet av genet av interesse..
Hvis vi vil produsere insulin, må vi identifisere segmentet av DNA som har den informasjonen som er nødvendig for produksjonen av proteinet..
Etter identifikasjon blir segmentet av interesse kuttet og satt inn i bakteriene E coli. Det vil si at bakterien fungerer som en liten produksjonsfabrikk, og forskeren gir den "instruksjonene" ved å sette inn genet..
Dette er stadiet for genteknikk, som utføres i liten skala og av en molekylærbiolog eller en spesialisert biokjemiker. I dette trinnet kreves grunnleggende laboratorieutstyr, slik som mikropipetter, mikrosentrifuger, restriksjonsenzymer og utstyr for å lage elektroforesegeler..
For å forstå bioprosessen er det ikke et krav å forstå alle detaljene som kloning innebærer, det viktigste er å forstå at uttrykksnivåene til det ønskede produktet må være optimal og produktets stabilitet må også være tilstrekkelig..
Etter kloningsprosessen er neste trinn å måle veksten og egenskapene til de rekombinante cellene fra forrige trinn. For å gjøre dette må du ha ferdigheter i mikrobiologi og kinetikk.
Det må tas i betraktning at alle miljøvariabler som temperatur, middels sammensetning og pH er optimale, for å sikre maksimal produksjon. I dette trinnet blir noen parametere som cellevekst, spesifikk produktivitet og produktet kvantifisert..
Etter at metoden for å produsere det ønskede stoffet er standardisert, økes produksjonsskalaen, og 1 eller 2 liter av kulturen fremstilles i en bioreaktor.
I dette må temperatur- og pH-forholdene fortsatt opprettholdes. Spesiell oppmerksomhet må tas på oksygenkonsentrasjonen som kreves av kulturen.
Deretter øker forskerne i økende grad produksjonsskalaen og når opp til 1000 liter (mengden avhenger også av ønsket produkt).
Som vi nevnte, er bioprosesser veldig brede og ikke alle involverer trinnene beskrevet i forrige avsnitt. For eksempel gjæring i det konkrete og klassiske eksemplet på en bioprosess. I denne brukes mikroorganismer, som sopp og bakterier.
Mikroorganismene vokser i et medium med karbohydrater som de vil bruke til vekst. På denne måten er avfallsproduktet de produserer de som har industriell verdi. Blant disse har vi blant annet alkohol, melkesyre.
Når stoffet av interesse er produsert av mikroorganismen, blir det konsentrert og renset. Uendelige matvarer (brød, yoghurt) og drikkevarer (blant annet øl, vin) som er verdifullt til konsum, blir laget ved hjelp av denne bioprosessen.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.