Классификация продуктов биотехнологических производств.
Клетки микроорганизмов, которые используют для получения биомассы.
Производство пекарских, винных, кормовых дрожжей; вакцин, белково-витаминных концентратов, средств защиты растений, заквасок для получения кисломолочных продуктов и силосования кормов, микробных удобрений и т.д.
Продукты метаболизмаживых клеток:
Первичные метаболиты необходимы для роста клеток. (структурные единицы биополимеров — аминокислоты, нуклеотиды, моносахариды, витамины, коферменты, органические кислоты)
Вторичные метаболиты (антибиотики, пигменты, токсины), образующиеся по завершении фазы их роста.
3) получение ферментов микробного происхождения;
4) получение рекомбинантных продуктов;
5) биотрансформация веществ;
6) утилизация неприродных соединений.
35. Стадии биотехнологического производства.
1Подготовка сырья (питательной среды) субстрата с заданными свойствами (рН, температура, концентрация)
2.Подготовка биообъекта: посевной культуры или фермента ( в т.ч. иммобилизованного).
3.Образование целевого продукта за счет биологического превращения компонентов питательной среды в биомассу, затем, если это необходимо, в целевой метаболит.
4.Выделение и очистка целевого продукта.
5.Получение товарной формы продукта
6.Переработка и утилизация отходов (биомассы, культуральной жидкости и т.п.).
Предферментационная стадия:
Осуществляется хранение и подготовка культуры продуцента (инокулята).
Перед посевом в питательную среду контролируют чистоту культуры микроорганизма - продуцента. Посевной должен иметь стабильные культурально-морфологические признаки.
Подготовка и получение питательных субстратов и сред, технологических и рециркулируемых воды и воздуха, настройка ферментационной аппаратуры.
Количество компонентов питательных сред выбирают на основании расчета материального баланса
Стадия ферментации:
Стадия ферментации - центральная среди этапов промышленного производства.
Под ферментацией понимают всю совокупность последовательных операций от внесения в заранее приготовленную и термостатированную среду инокулята до завершения процессов роста, биосинтеза или биотрансформации.
Ферментация проходит в специальных емкостях, называемых ферментерами или биореакторами.
Конечные стадии при биотехнологических процессах
Завершающие стадии биотехнологических процессов – выделение, очистка и модификация целевых продуктов.
Выбор технологии получения целевого продукта зависит от того, накапливается ли продукт в клетке или он выделяется в культуральную жидкость, или же продуктом является клеточная биомасса.
Наиболее сложным является выделение внутриклеточного продукта. При этом клетки необходимо отделить от среды культивирования, подвергнуть их разрушению, а затем целевой продукт очистить от остатков разрушенных клеток
Выделение целевого продукта существенно облегчается, если он экскретируется продуцентом в культуральную жидкость.
Поэтому биотехнологии стремятся создавать промышленные штаммы микроорганизмов, секретирующие целевые метаболиты в культуральную жидкость.
Технология выделения и очистки в каждом конкретном случае зависит от природы и требуемого качества целевого продукта.
Выделение продуктов культивирования.
1) Отделение биомассы продуцента от культуральной жидкости – сепарация.
Используют флотацию, фильтрование, центрифугирование, осаждение.
Сгущенная биомасса высушивается или прессуется (пекарские дрожжи, кормовые дрожжи).
2) Для выделения и очистки продуктов, находящихся внутри клеток продуцента (например интерферонов, гормонов) требуется разрушение клеточных оболочек (дезинтеграция биомассы).
Очистка продуктов культивирования.
Хроматография
- хроматография на бумаге
- хроматография в тонком слое (тонкослойная)
- колоночная хроматография (в зависимости от типа носителя подразделяется на: ионообменную, гель-фильтрацию, аффинную, высокоэффективную жидкостную хроматографию.)
Высокоскоростное центрифугирование
Ультрацентрифугирование
Электрофорез
Сушка продукта.
Выбор методов сушки определяется свойствами продукта.
Для обезвоживания микробных взвесей применяются сушилки: барабанные, распылительные, лиофильные.
Наиболее широко используются лиофильные сушки для высушивания лабильных белковых препаратов или препаратов медицинского назначения. Препараты предварительно замораживаются, и вода испаряется из замороженного состояния при высоком вакууме.
Модификация продукта.
Модификация продукта необходима в тех случаях, когда в результате процесса получается лишь "заготовка" целевого продукта.
Например, пенициллин модифицируется до полусинтетических препаратов.
Стабилизация продукта.
Для сохранения требуемых свойств получаемых продуктов в процессе их хранения применяют различного рода физико-химические воздействия с целью повышения его стабильности. Могут добавлять вещества -стабилизаторы. .
37. Выделение и очистка продуктов культивирования.
Технология выделения и очистки в каждом конкретном случае зависит от природы и требуемого качества целевого продукта.
Выделение продуктов культивирования.
1) Отделение биомассы продуцента от культуральной жидкости – сепарация.
Используют флотацию, фильтрован, центрифугирование, осаждение.
Сгущенная биомасса высушивает или прессуется (пекарские дрожжи, кормовые дрожжи).
2) Для выделения и очистки продктов, находящихся внутри клеток продуцента (например интерферонов, гормонов) требуется разрушение клеточных оболочек (дезинтеграция биомассы).
Очистка продуктов культивирования.
Хроматография
- хроматография на бумаге
- хроматография в тонком слое (тонкослойная)
- колоночная хроматография (в зависимости т типа носителя подразделяется на: ионообменную, гель-фильтрацию, аффинную, высокоэффективную жидкостную хроматографию.)
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 1492; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!