Області застосування біотехнології
Нові методи отримання промислово важливих продуктів — насамперед методи біотехнології, і особливо промислової мікробіології. Промислова мікробіологія ґрунтується на застосуванні мікроорганізмів у промисловості для отримання комерційно, цінних продуктів та ліків. Найважливіші продукти мікробного синтезу - спеціальні речовини, що використовуються для фармацевтичних та харчових цілей (антибіотики, ферменти, інгібітори ферментів, вітаміни, ароматизатори, добавки для харчової промисловості та ін.); Гнучкість метаболізму та висока здатність мікробів до адаптації, простота культивування, вивченість генетики, розроблені методи спрямованого створення штамів із заданими властивостями – переваги, що роблять мікробну біотехнологію одним із перспективних напрямів промисловості. Доцільність промислового виробництва визначається такими факторами, як високий вихід продукту (освіта великих кількостей із вихідного матеріалу), низька вартість виробництва та доступність сировини.
Області застосування біотехнологіїпредставлені в табл. 7-1. В даний час розроблені способи отримання більш ніж 1000 найменувань продуктів біотехнологічними засобами. У США сукупна вартість цих продуктів у 2000 р. оцінюється у десятки мільярдів доларів. Усі галузі, у яких може бути використана біотехнологія, перерахувати практично неможливо.
Таблиця 7-1.Області використання біотехнології
Оптимізація мікробіологічних процесів у біотехнології. Принципові підходи до оптимізації мікробних біотехнологічних процесів: кероване культивування (зміна складу живильного середовища, цільові добавки, регуляція швидкості перемішування, аерації, модифікація температурного режиму та ін.); генетичніманіпуляції, які поділяють на традиційні методи (селекція штамів) та методи генної інженерії (технологія рекомбінантних ДНК).
В даний часмікробіологічним шляхом одержують мікробну біомасу, первинні та вторинні продукти метаболізму. Первинні продукти (продукти першої фази) – метаболіти, синтез яких необхідний виживання даного мікроорганізму. Синтез вторинних продуктів (продукти другої фази) не належить до життєво необхідних мікроорганізму-продуцента. Оптимальні умови для отримання біомаси визначаються високими швидкостями протоки середовища через культури мікроорганізмів та стабільними хімічними умовами культивування (у тому числі рН, кількість кисню та вуглецю). Процес отримання продуктів першої фази (зокрема ферментів) оптимізують з метою збільшення питомої активності ферменту (одиниць/г*ч -1 ) і об'ємної продуктивності (одиниць /л*ч -1 ).
Для отримання продуктів другої фази(наприклад, антибіотиків) головне завдання — максимальне збільшення їхньої концентрації, що веде до зниження витрат на їх виділення.