Стадії біотехнологічного виробництва

Велика розмаїтість біотехнологічних процесів, які знайшли промислове застосування, призводить до необхідності розглянути загальні, найбільш важливі проблеми, що виникають при створенні будь-якого біотехнологічного виробництва. Процеси промислової біотехнології розділяють на 2 великі групи: виробництво біомаси й одержання продуктів метаболізму. Однак така класифікація не відбиває найбільш істотних з технологічної точки зору аспектів промислових біотехнологічних процесів. У цьому плані необхідно розглядати стадії біотехнологічного виробництва, їх подібності і відмінності залежно від кінцевої мети біотехнологічного процесу. У загальному вигляді система біотехнологічного виробництва продуктів мікробного синтезу представлена на рис. 1.

Рис. 1. Система біотехнологічного виробництва

Існує 5 стадій біотехнологічного виробництва.

Дві початкові стадії включають підготовку сировини й біологічно діючого початку. У процесах інженерної ензимології вони, як правило, складаються з готування розчину субстрату із заданими властивостями (рН, температура, концентрація) і підготовки партії ферментного препарату даного типу (ферментного або іммобілізованого). При здійсненні мікробіологічного синтезу необхідні стадії готування поживного середовища й з підтримки чистої культури, яка могла б постійно або в міру необхідності використовуватися в процесі. Підтримка чистої культури штаму-продуцента – головне завдання будь-якого мікробіологічного виробництва, оскільки високоактивний штам, який не піддається небажаним змінам може бути гарантією одержання цільового продукту із заданими властивостями.

Третя стадія – стадія ферментації, на якій відбувається утворення цільового продукту. На цій стадії йде мікробіологічне перетворення компонентів поживного початку середовища в біомасу, потім, якщо це необхідно, у цільовий метаболіт.

На четвертому етапі з культуральної рідини виділяють й очищають цільові продукти. Для промислових мікробіологічних процесів характерно, як правило, утворення дуже розведених розчинів і суспензій, які містять, окрім цільової, велику кількість інших речовин. При цьому доводиться розділяти суміші речовин дуже близькі за своєю природою.

Заключна стадія біотехнологічного виробництва – виготовлення товарних форм продуктів. Загальною властивістю більшості продуктів мікробіологічного синтезу є їх недостатня стійкість до зберігання, оскільки вони схильні до розкладання й у такому вигляді представляють прекрасне середовище для розвитку сторонньої мікрофлори. Це змушує технологів вживати спеціальних заходів для підвищення схоронності препаратів промислової біотехнології. Крім того, препарати для медичних цілей вимагають спеціальних рішень на стадії розфасовки й упаковки, вони повинні бути стерильними.