Karakteristik, jenis, kelebihan dan tahapan bioproses

A Bioproses Ini adalah metodologi spesifik yang menggunakan sel hidup, atau juga komponen lain (enzim, organel, antara lain), untuk mendapatkan produk yang diinginkan untuk industri atau untuk manfaat manusia. Bioproses memungkinkan mendapatkan produk yang diketahui, dalam kondisi lingkungan yang optimal, dengan kualitas yang lebih unggul dari cara menghasilkannya secara tradisional.

Dengan cara yang sama, bioproses memungkinkan organisme yang dimodifikasi secara genetik yang dapat digunakan dengan tujuan meningkatkan efisiensi proses spesifik (enzim atau protein yang akan digunakan dalam perawatan medis, seperti insulin) atau dikonsumsi secara langsung dengan menjadi manusia.

Sumber: Pixabay.com

Masyarakat dan teknologi dapat menggunakan bioproses di berbagai bidang untuk memimpin teknik yang lebih baik dan baru. Ini berlaku untuk berbagai bidang seperti manufaktur makanan, menyebabkan perbaikan dalam hal ini, penciptaan pengobatan, kontaminasi kontrol dari berbagai jenis dan juga untuk mengendalikan pemanasan global.

Saat ini, berbagai bioproses bahwa industri ini memiliki dampak positif dan investasi jutawan telah dilakukan untuk mempromosikan pertumbuhan mereka.

[TOC]

Karakteristik

Dalam ilmu bioteknologi, a Bioproses Ini adalah proses yang menggunakan entitas biologis tertentu yang menghasilkan sebagai produk dari nilai tambah tambah.

Yaitu, penggunaan sel, mikroorganisme, atau bagian sel menghasilkan produk yang diinginkan oleh peneliti, yang dapat memiliki aplikasi di beberapa area.

Selain itu, ada rekayasa bioproses, yang berupaya merancang dan mengembangkan peralatan untuk pembuatan beragam produk yang luas, terkait dengan pertanian, pembuatan makanan dan obat -obatan, penciptaan bahan kimia, antara lain, berdasarkan bahan biologis.

Berkat keberadaan teknik bioproses, bioteknologi dapat menerjemahkan manfaat bagi masyarakat.

Tujuan Bioproses

Ahli biologi dan insinyur yang berpartisipasi dalam pengembangan bioproses berusaha untuk mempromosikan implementasi teknologi ini, karena memungkinkan:

-Melalui bioproses, bahan kimia dari nilai penting dapat dihasilkan. Namun, jumlah yang umumnya diproduksi agak berkurang.

-Bioproses memungkinkan sintesis atau modifikasi produk yang sudah diperoleh dengan rute tradisional menggunakan aktivitas mikroorganisme yang sebelumnya terisolasi sebelumnya. Ini bisa berupa asam amino atau bahan organik lainnya, makanan, antara lain.

-Transformasi zat menjadi volume yang cukup besar, seperti alkohol. Prosedur ini biasanya melibatkan zat dengan sedikit nilai.

Itu dapat melayani Anda: karakteristik yang membedakan manusia dari spesies lain

-Melalui penggunaan organisme atau bagiannya, limbah dan limbah beracun dapat terdegradasi untuk mengubahnya menjadi zat daur ulang yang mudah. Proses ini juga memiliki relevansi dalam industri pertambangan, dengan konsentrasi logam dan eksploitasi tambang perawan.

Keuntungan dan Kerugian Aplikasi Bioproses

-Keuntungan

Keberadaan bioproses memberikan serangkaian highlight, termasuk penghematan energi untuk pemrosesan zat, sebagai berikut:

Kondisi Ramah untuk Pekerja

Sebagian besar bioproses menggunakan enzim, yaitu katalis protein. Ini bekerja pada suhu, tingkat keasaman dan tekanan yang mirip dengan yang menolak organisme hidup, sehingga proses terjadi pada kondisi "ramah".

Sebaliknya, dengan suhu dan tekanan yang ekstrem yang digunakan oleh katalis kimia dalam prosedur tradisional. Selain menghemat energi, bekerja dalam kondisi ramah untuk menjadi manusia membuat prosedur lebih aman dan memfasilitasi proses.

Konsekuensi lain dari fakta ini adalah pengurangan dampak lingkungan, karena produk reaksi enzimik bukan limbah beracun. Berbeda dengan limbah yang dihasilkan oleh metodologi standar.

Kompleks manufaktur lebih kecil, sederhana dan cukup fleksibel, sehingga tidak perlu melakukan investasi modal yang tinggi.

-Kerugian

Meskipun bioproses memiliki banyak keunggulan, masih ada titik lemah dalam metodologi yang diterapkan, seperti:

Polusi

Salah satu yang paling penting adalah konsekuensi intrinsik dari bekerja dengan sistem biologis: kerentanan kontaminasi. Oleh karena itu, ia harus bekerja dalam kondisi aseptik yang sangat terkontrol.

Dalam hal tanaman terkontaminasi, mikroorganisme, katalis atau produk yang diperoleh dapat dihancurkan atau kehilangan fungsinya, menyebabkan kerugian yang cukup besar bagi industri.

Menghasilkan tanaman skala besar

Masalah lain terkait dengan manipulasi agen kerja. Secara umum, laboratorium genetika dan biologi molekuler bekerja dengan mikroorganisme skala kecil, di mana budaya dan perkembangan optimal mereka lebih mudah.

Namun, mengekstrapolasi proses penanaman massal mikroorganisme adalah serangkaian hambatan.

Secara metodologis, produksi mikroorganisme skala besar rumit dan jika tidak dilakukan dengan cara yang benar dapat menyebabkan ketidakstabilan genetik sistem dan heterogenitas organisme yang tumbuh.

Produsen berusaha memiliki tanaman homogen untuk memaksimalkan produksi zat yang dimaksud. Namun, mengendalikan variabilitas yang kita temukan di semua sistem biologis adalah masalah skala besar.

Dapat melayani Anda: hipotesis hidrotermal

Sebagai kesimpulan, produksi mikroorganisme untuk penggunaan industri tidak hanya untuk meningkatkan produksi yang dilakukan di laboratorium, karena perubahan skala ini mensyaratkan serangkaian ketidaknyamanan.

Teman-teman

Penggunaan mikroorganisme atau entitas biologis lainnya untuk produksi zat dengan minat terhadap manusia sangat bervariasi. Dalam produksi, senyawa limbah mikroorganisme dapat diisolasi untuk dimurnikan dan digunakan.

Dengan cara yang sama, organisme dapat dimodifikasi dengan menerapkan alat insinyur genetika untuk mengarahkan produksi. Metodologi ini membuka berbagai kemungkinan produk yang dapat diperoleh.

Dalam kasus lain, dapat berupa organisme yang dimodifikasi secara genetik (dan bukan apa yang dapat terjadi dengannya) apa yang menarik.

Tahap bioproses

Karena istilah "bioproses" mencakup serangkaian teknik yang sangat heterogen dan beragam, sulit untuk mencakup tahap -tahap yang sama.

-Tahapan untuk menghasilkan insulin

Jika Anda bekerja dengan organisme yang dimodifikasi di laboratorium, langkah pertama adalah modifikasi. Untuk menggambarkan metodologi spesifik, kami akan menjelaskan pembuatan DNA rekombinan yang khas dari suatu produk seperti insulin, hormon pertumbuhan atau produk umum lainnya.

Manipulasi genetik

Untuk membawa produk ke pemasarannya, manipulasi genetik organisme tuan rumah harus dilakukan. Dalam hal ini, organisme biasanya Escherichia coli Dan DNA yang dikloning akan menjadi DNA hewani. Dalam konteks ini, DNA "kloning" tidak berarti bahwa kita ingin mengkloning seluruh organisme, itu hanyalah fragmen dari gen bunga.

Jika kami ingin menghasilkan insulin, kami harus mengidentifikasi segmen DNA yang memiliki informasi yang diperlukan untuk produksi protein tersebut.

Setelah identifikasi, segmen yang menarik dipotong dan dimasukkan ke dalam bakteri DAN. coli. Artinya, bakteri berfungsi sebagai pabrik produksi kecil, dan peneliti memberinya "instruksi" dengan memasukkan gen.

Ini adalah tahap rekayasa genetika, yang dilakukan dalam skala kecil dan oleh ahli biologi molekuler atau ahli biokimia khusus. Langkah ini membutuhkan peralatan laboratorium dasar, seperti mikropipet, mikrosentrifugasi, enzim restriksi dan peralatan untuk melakukan gel elektroforesis.

Dapat melayani Anda: SSB Protein: Karakteristik, Struktur dan Fungsi

Untuk memahami bioproses, itu bukan persyaratan.

Mengukur

Setelah proses kloning, langkah yang mengikuti adalah untuk mengukur pertumbuhan dan karakteristik sel rekombinan dari langkah sebelumnya. Untuk melakukannya, Anda harus memiliki keterampilan dalam mikrobiologi dan kinetika.

Harus diperhitungkan bahwa semua variabel lingkungan seperti suhu, komposisi sedang dan pH optimal, untuk memastikan produksi maksimum. Pada langkah ini beberapa parameter seperti laju pertumbuhan sel, produktivitas dan produk spesifik dikuantifikasi.

Peningkatan skala

Setelah metodologi telah distandarisasi untuk menghasilkan zat yang diinginkan, skala produksi meningkat, dan 1 atau 2 liter tanaman disiapkan dalam bioreaktor.

Dalam hal ini Anda harus terus mempertahankan kondisi suhu dan pH. Perhatian khusus harus dipertahankan untuk konsentrasi oksigen yang dibutuhkan tanaman.

Selanjutnya, para peneliti semakin meningkatkan skala produksi, menghasilkan hingga 1.000 liter (jumlahnya juga tergantung pada produk yang diinginkan).

-Tahap fermentasi

Seperti yang kami sebutkan, bioproses sangat luas dan tidak semua melibatkan langkah -langkah yang dijelaskan di bagian sebelumnya. Misalnya, fermentasi dalam contoh beton dan klasik dari bioproses. Dalam hal ini, mikroorganisme digunakan, seperti jamur dan bakteri.

Mikroorganisme tumbuh dalam media dengan karbohidrat yang akan digunakan untuk pertumbuhan. Dengan cara ini, produk limbah yang mereka hasilkan adalah yang memiliki nilai industri. Di antaranya kita memiliki alkohol, asam laktat, antara lain.

Setelah substansi yang menarik dihasilkan oleh mikroorganisme, ia melanjutkan ke konsentrasi dan pemurniannya. Makanan tanpa akhir (roti, yogurt) dan minuman (bir, anggur, antara lain) yang berharga untuk konsumsi manusia dibuat dengan menggunakan bioproses ini.

Referensi

1. Cragnolini, a. (1987). Masalah Kebijakan Ilmiah dan Teknologi: Bahan dan Sesi Seminari Ibero-Amerika Kedua Jorge Sabato dari Kebijakan Ilmiah dan Teknologi, Madrid, 2-6 Juni 1986. Editorial CSIC-CSIC Press.
2. Duke, J. P. (2010). Bioteknologi. Netbiblo.
3. Doran, hlm. M. (sembilan belas sembilan puluh lima). Prinsip -prinsip Teknik Bioproses. Elsevier.
4. Dewan Riset Nasional. (1992). Menempatkan bioteknologi untuk bekerja: teknik bioproses. National Academies Press.
5. Najafpour, g. (2015). Teknik Biokimia dan Bioteknologi. Elsevier.