40. Ферментационные технологии

При фермент. тех.можно использовать цельные живые клетки (микробов, клетки животных и растений) или клеточные компоненты (например, ферменты) с целью физ. Или хим. преобразований орг. вещ. Преимущества производства орг. продуктов биотех. способами перед чисто хим. методами достаточно многогранны: • многие сложные орг. молекулы, такие, как белки иантибиотики, не могут практически быть синтезированы хим. способами; • биоконверсия обеспечивает значительно больший выход целевогопродукта; • биологические системы функционируют при более низких температурах, менее высоких значениях рН (близких к нейтральному) и т. п.; • каталитические биологические реакции намного специфичнее, чем реакции химического катализа; • биологические процессы обеспечивают почти исключительно продукцию чистых изомеров одного типа, а не их смесей, как это часто бывает в реакциях хим. синтеза.Но вместе с тем био.способы в сравнении с хим. методами обладают рядом явных недостатков:

1. Био. системы могут легко быть загрязнены посторонней нежелательной микрофлорой. 2. Целевой продукт, синтезируемый био. способом, присутствует в довольно сложной смеси, что обусловливает необходимость разделения его от примеси ненужных вещ-в. 3. Биотех. производства требуют больших кол-в воды, которую в итоге необходимо удалять, сбрасывая вокружающую среду. 4. Биопроцессы обычно идут медленнее в сравнении со стандартными хим. Для каждого биотех. процесса должна быть разработана подходящая схема, а сам процесс должен постоянно наблюдаться и тщательно контролироваться. Для большинства практ. Биотех. процессов такими системами являются ферменторы или биореакторы, которые обеспечивают необходимые физ.условия, способствующие лучшему вз-вию катализатора со средой и поставляемым материалом. Биореакторы варьируют от простых сосудов до весьма сложных систем с различным уровнем компьютерного оснащения. Биореакторы изготавливаются в 2 вариантах (типах): 1)для нестерильных систем, когда нет абсолютной необходимости оперировать с чистыми кул-рами микроорг. (например, ферментация при пивоварении, производство пекарских дрожжей и т. п.). 2) предназначены для асептических процессов, обычно используемых в производстве таких соединений как, антибиотики, АК , полисахариды иодноклеточный бактериальный белок. Основное требование к биореакторам любого типа сводится кобеспечению оптим. условий роста продуцента или накоплению синтезируемого им продукта. Для достижения указанных целей нужно разрабатывать технологию, призванную оптимизировать процесс, а именно: использовать подходящий источник энергии, набор питательных вещ-в должен соответствовать пит. потребностям орг.-продуцента, из ростовой среды должны быть удалены соединения, ингибирующие егожизнедеятельность, должна быть подобрана соответствующая посевная доза и, наконец, обеспечены всеостальные требуемые физ-хим. условия. Эконом. рентабельные процессы в своей основе весьма сходны, независимо отизбранного продуцента, используемой среды и образуемого продукта. Главная задача – получение max кол-ва клеток содинаковыми св-вами при их выращивании в определенных тщательно контролируемых условиях. Фактически один и тот же биореактор может быть использован для производства ферментов, антибиотиков, орг.кислот или одноклеточного белка.