БИОЛОГИЯ Том 2 - руководство по общей биологии - 2004

12. МИКРОБИОЛОГИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯ

12.10. Крупномасштабное производство

В предыдущих разделах вы уже познакомились с некоторыми приемами работы с микроорганизмами и имели возможность испробовать эти приемы на опыте. При переходе от масштаба лаборатории к промышленному масштабу биотехнологи должны решать множество проблем, касающихся в различных отраслей науки, включая биоинженерию, химию и биологию. При принятии решений в сфере промышленного производства бактерий важно учитывать, как экономические, социальные, так и этические аспекты. В данном разделе мы коснемся некоторых практических сторон крупномасштабного производства, а в последующих разделах рассмотрим конкретные примеры микробиологического производства и связанные с ним проблемы.

Использование микроорганизмов в промышленном производстве возможно по следующим причинам:

1) микроорганизмы имеют простые питательные потребности;

2) в ферментерах (больших сосудах, в которых растут микроорганизмы) можно очень точно контролировать условия роста;

3) микроорганизмы отличаются высокими скоростями роста;

4) реакции можно проводить при более низких температурах, чем на обычных химических заводах; соответственно уменьшается плата за энергию;

5) микроорганизмы обеспечивают более высокий выход продукта и более высокую его специфичность, чем обычное химическое производство;

6) можно использовать и производить широкий спектр химических соединений;

7) можно производить некоторые сложные химические соединения, такие как гормоны и антибиотики, которые трудно получить другими методами, а также специфические изомеры (такие как L-аминокислоты);

8) генетика микроорганизмов относительно проста, и методы генетических манипуляций с ними постоянно развиваются.

Однако необходимость применения особых методов, таких как методы стерилизации и сложные методы разделения, может повлечь за собой существенное повышение технических требований к процессу.

12.10.1. Обзор

На диаграмме, представленной рис. 12.13, приведены некоторые из ключевых этапов, типичных для биотехнологического процесса.

Рис. 12.13. Схема биотехнологического процесса.