Биологический каталог




Биотехнология. Проблемы и перспективы

Автор Н.С. Егоров, В.Д.Самуилов, А.В. Олескин

ский бум» не должен перешагивать экономически дозволенные рамки. Аминокислота лизин может быть сравнительно легко синтезирована химическим путем в оптически неактивной форме, но отделение L-изомера от оптического антипода — весьма трудоемкая процедура, поэтому L-лизин получают путем микробиологического синтеза.

2. Принцип целесообразного уровня технологических разработок (В. Е. Матвеев, 1985). Масштаб производства продукта, степень его.очистки, уровень автоматизации производства — все это должно прямо определяться соображениями экономической выгоды, сырьевыми и энергетическими ресурсами, уровнем спроса готового продукта. Для получения препаратов медицинского назначения, которые требуются в количестве нескольких сотен граммов в год, целесообразно использовать небольшие биореакторы, крупномасштабное производство здесь себя не оправдывает. В большинстве современных микробиологических производств стремятся к использованию чистых культур микроорганизмов и к полной стерильности оборудования, сред, воздуха, но в некоторых случаях продукт, удовлетворяющий потребителя (например, биогаз), может быть получен и без чистых культур, растущих в условиях нестерильности.

3. Принцип научной обоснованности биотехнологического процесса. Объективной необходимостью является создание новых технологий, опирающихся на научные знания, позволяющие заранее провести расчет параметров среды, конструкции биореактора и режима его работы.

4. Принцип удешевления производства (максимального снижения затрат). Хорошим примером служит использование в биотехнологических процессах «даровой» энергии Солнца, естественных биореакторов — природных водоемов — вместо рукотворных аппаратов, в частности, для получения биомассы одноклеточных водорослей.

Изложенные принципы говорят о двуединой задаче биотехнологии: необходимо стремиться к созданию оптимальных условий для синтеза целевого продукта клетками биообъекта и в то же время вести производство в максимально экономичном режиме, при минимальных производственных затратах.

§ 1. Субстраты Ansa культивирования биообъектов

Питательная среда обеспечивает жизнедеятельность, рост и развитие биообъектов, эффективный синтез целевого продукта. Неотъемлемой частью питательной среды служит вода, все процессы жизнедеятельности протекают только в водной среде. Питательные вещества образуют в среде истинные (минеральные соли, сахара, аминокислоты, карбоновые кислоты, спирты, альдегиды и т. д.) или коллоидные (белки, липиды, неорганические соединения типа гидроксида железа) растворы. Отдельные компоненты питательной среды могут находиться в твердом агрегатном состоянии — они могут всплывать на поверхность раствора (частицы угля, серы), равномерно распределяться по всему объему в виде взвеси или образовывать придонный осадок. Жидкие углеводороды при внесении в воду формируют особую несмешивающуюся фазу. При твердофазном культивировании вода только увлажняет твердую поверхность субстрата. Вещества, необходимые для культивирования, могут представлять собой газы, растворимые в воде: хорошо (NH3, H2S), умеренно (С02) или плохо (N2, 02, Н2, СН4).

Питательные среды могут иметь неопределенный состав, т. е. включать биогенные (растительные, животные, микробные) добавки — мясной экстракт, кукурузную муку, морские водоросли и т. д. Подобные среды обычно готовят на водопроводной воде. Применяют также среды, приготовленные из чистых химических соединений в заранее определенных соотношениях, так называемые синтетические среды. Смесь веществ, как правило, вносят в дистиллированную (иногда бидистиллированную) воду.

Среды обоих типов имеют как преимущества, так и недостатки. С экономической точки зрения наиболее целесообразно употребление природного, более дешевого сырья, а не смеси веществ, полученных в чистом виде. Однако только применение сред строго определенного состава позволяет точно регистрировать и регулировать протекающие в биореакторе процессы, добиваться их оптимизации. Компромиссным подходом является использование полусинтетических сред, в состав которых вместе с соединениями известной химической природы входят биогенные добавки.

Компонентный состав сред зависит от пищевых потребностей биообъекта. Автотрофные организмы синтезируют органические вещества клеток из СОг и Н2О с утилизацией энергии света (фотоавтотрофы) или химических реакций окисления (хемоав-тотрофы), поэтому питательные среды для таких биообъектов могут не содержать органических соединений. Очень простые по составу среды необходимы для культивирования цианобактерий: источником энергии служит свет, углерода — С02 (или карбонат), азота — N2 атмосферы (многие цианобактерий способны к его усвоению). Смесь минеральных добавок в последние годы вносят в виде тех или иных комбинаций из сельскохозяйственных удобрений.

Несложен рецепт приготовления среды также для хемоавто-трофных организмов, вызывающих окисление металлов в рудах и тем самым переводящих их в растворимое состояние (выщелачивание металлов из руд). Породу,

страница 22
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77

Скачать книгу "Биотехнология. Проблемы и перспективы" (4.22Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(20.08.2017)