Общая характеристика продукции биотехнологических производств.

Основной составной частью БТ промышленности является мкб промышленность, что подтверждается объёмами и темпами развития последней во всех индустриально развитых странах. В наибольшем объёме (около 70%) выпускается кормовые добавки и БАВ, повышающие продуктивность скота и птицы; бактериальные удобрения, микробные инсектициды. Кроме с/х, крупными потребителями мкб продукции являются медицина, пищевая и химическая промышленность.

Определяющим элементом БТ продукции является биологический объект (продуцент), обеспечивающий синтез целевого продукта. В случае мкб синтеза - это штамм некоего мко, культивируемого в производственном аппарате (ферментере) с целью накопления его биомассы или продуктов его жизнедеятельности (первичных или вторичных метаболитов). Эффективность процесса культивирования принято оценивать величиной объёмной продуктивности которая выражается в килограммах (граммах) целевого продукта с одного м³ ферментационного оборудования за 1 ч.

Стадия ферментации (биосинтеза) является основной или главной стадией БТ производства, она определяет изначальное количество произведенной продукции, а следовательно влияет и на её себестоимость. На последующих стадиях прироста продукции уже не происходит, а наоборот, наблюдается её расход (потери) фактически на каждой последующей стадии получения необходимой товарной формы препарата. Основная масса товарной продукции выпускается мкб промышленностью в двух формах: сухой и жидкой. Первая форма представляет собой порошок или гранулы. Вторая - некий жидкий или пастообразный концентрат с содержанием воздушно-сухого вещества до 50-70%. Наиболее простой вариант технологической схемы - получение готового препарата, когда конечный продукт представляет собой все компоненты среды после завершения стадии выращивания производственного штамма-продуцента (культуральную жидкость). По такой схеме получают препараты кормовых антибиотиков, витаминов и др. Все другие схемы являются более сложными. Они предусматривают сначала отделение клеток продуцента от продуктов их жизнедеятельности и непотребленных мко остатков компонентов питательной среды, а затем в зависимости от того, где находится целевой продукт, подвергают переработке сырой осадок или осветлённую часть культуральной жидкости (нативный раствор). Если целевой продукт содержится внутри клетки продуцента, то сначала из неё его извлекают, используя приёмы экстракции или дезинтеграции биообъекта. Если целевой продукт присутствует в нативном растворе, то его получают по схеме последовательного выделения и очистки. Аналогичным способом перерабатывают осветлён-ные экстракты и дезинтеграты клеток продуцента.

БТ промышленность выпускает продукцию раз-личной степени очистки. Выделяемые внутриклеточ-ные компоненты, или метаболиты в массовом отношении редко превосходят количество образую-щейся биомассы клеток продуцента. Это ставит свои условия при решении задачи по созданию малоот-ходной технологии, что должно найти отражение в проектировании новых и совершенствовании сущест-вующих производств. Любое промышленное произ-водство осуществляется на основе технологического регламента. Он определяет метод производства, усло-вия и порядок проведения технологического процесс-са, его нормативы, качество продукции, безопасность проведения всех его стадий, требования к охране окружающей среды, производственной санитарии…

Выделение целевых продуктов из клеточной биомассы.

Процесс может осуществляться по 2 схемам:

- выделение целевого продукта из неразрушенных стенок клеток.

- выделение целевого продукта из гомогената клеток подвергнутых дезинтеграции.

1)Для выделения целевых продуктов из клеточных стенок используют методы твёрдо-жидкофазной экстракции. Пример – выделение биожира из биомассы белково- жировых дрожжей и выделение ферментов из мицелия грибов.

В некоторых случаях используется криоэкстракция целевых продуктов из замороженной клеточной суспензии.

2) Для выделения продуктов из цитоплазмы микробных клеток их подвергают дезинтеграции физическими и химико - ферментативными методами.

ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ:

- С помощью различных размалывающих устройств – ультразвуком.

- Вытряхиванием с инертными материалами способствующие разрушению клеток.

- Гомогенизацией клеточной суспензии путём продавливания через узкое отверстие под высоким девлением.

- Механическим дроблением замороженной клеточной массы, осмотического тока, сжатием клеточной суспензии с последующим резким снижением давления и последующим замораживанием – отталкиванием суспензии.

Физические методы более экономичны по сравнению с ферментными, но не селективны и в ряде случаев приводят к снижению качества готового продукта.

ХИМИКО - ФЕРМЕНТАТИВНЫЙ МЕТОД предусматривает обработку органическим растворителем (толуолом, гексаном и др.), препаратами ферментов лизирующих клеточные стенки(лизоцином, зимолазами грибов и актиномицетов), некоторыми препаратами антибиотиков (новобиоцин,нистатин, полимицины)

БИОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД – лизис клеток при заражении бактериофагами.

После проведения дезинтеграции проводят отделение фрагментов клеточных стенок методами ультрафильтрации и центробежного разделения на суперцентрифугах. Дальнейшая схема аналогична выделению продуктов из кж