BIOTECHNOLOGIA, podstawy mikrobiologiczne i biochemiczne Aleksander Chmiel, PWN 1998



Podobne dokumenty
Biotechnologia farmaceutyczna

Biotechnologia interdyscyplinarna dziedzina nauki i techniki, zajmująca się zmianą materii żywej i poprzez wykorzystanie

Spis treści. asf;mfzjf. (Jan Fiedurek)

1. Biotechnologia i inżynieria genetyczna zagadnienia wstępne 13

BIOTECHNOLOGIA OGÓLNA

SYLABUS. Wydział Biologiczno - Rolniczy. Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii

Wykład IV - Mikroorganizmy w środowisku i w przemyśle. przemyśle - opis przedmiotu. Informacje ogólne WB-OSD-MwŚ-W-S14_pNadGen6BSAM.

SYLABUS. Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii

Typy bioreaktorów najczęściej stosowanych w biotechnologii farmaceutycznej

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

SPIS TREŚCI WYKAZ SKRÓTÓW WSTĘP... 15

Rok akademicki: 2012/2013 Kod: STC AP-s Punkty ECTS: 2. Kierunek: Technologia Chemiczna Specjalność: Analityka przemysłowa i środowiskowa

MIKROORGANIZMY W PRODUKCJI KOSMETYKÓW I WYBRANYCH FARMACEUTYKÓW. wykłady

Karta przedmiotu. 2. Poziom kształcenia: I stopień biotechnologia medyczna. 3. Forma studiów: stacjonarne 4. Rok: II 5.

Podstawy biotechnologii SYLABUS A. Informacje ogólne

Instrukcje do ćwiczeń oraz zakres materiału realizowanego na wykładach z przedmiotu Inżynieria bioprocesowa na kierunku biotechnologia

Podstawy biotechnologii. SYLABUS A. Informacje ogólne

BIOTECHNOLOGIA OGÓLNA

Produkcja biomasy. Termin BIOMASA MIKROORGANIZMÓW oznacza substancję komórek wytwarzaną w wyniku masowej hodowli drobnoustrojów.

Kierunek: Biotechnologia, rok I Rok akademicki 2016/2017

PLAN STUDIÓW NR VI. STUDIA PIERWSZEGO STOPNIA (3,5-letnie inżynierskie)

Kolory biotechnologii

BIOTECHNOLOGIE. 15 Ćwiczeń

Przedmioty specjalnościowe (570 godz.)

Technologia bioprocesów. procesy up-stream

Mikrobiologia Przemysłowa. Zagadnienia podstawowe

OPIS PRZEDMIOTÓW REALIZOWANYCH W KATEDRZE MIKROBIOLOGII ŚRODOWISKOWEJ

KARTA KURSU. Kod Punktacja ECTS* 4

BIOTECHNOLOGIA OGÓLNA

Data wydruku: Dla rocznika: 2015/2016. Opis przedmiotu

Inżynieria Środowiska II stopnia (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny) dr hab. Lidia Dąbek, prof. PŚk.

Kierunek: Biotechnologia, rok I

Mikroorganizmy Zmodyfikowane Genetycznie

BIOSYNTEZA I NADPRODUKCJA AMINOKWASÓW. Nadprodukcja podstawowych produktów metabolizmu (kwas cytrynowy, enzymy aminokwasy)

Laboratorium Pomorskiego Parku Naukowo-Technologicznego Gdynia.

Biotechnologia jest dyscypliną nauk technicznych, która wykorzystuje procesy biologiczne na skalę przemysłową. Inaczej są to wszelkie działania na

Biotechnologia farmaceutyczna

KARTA PRZEDMIOTU. (pieczęć wydziału) Z1-PU7 WYDANIE N1 Strona 8 z 9

CENTRUM TRANSFERU TECHNOLOGII W OBSZARZE OZE. BioProcessLab. Dr inż. Karina Michalska

Opis efektów uczenia się dla kierunku studiów

Co to jest FERMENTACJA?

Procesy biotransformacji

Kierunek: Biotechnologia, rok I Rok akademicki 2015/2016

flbbfubiknnbur WZORU UŻYTKOWEGO (12,OPIS OCHRONNY d9) PL (11)62908

Biotechnologia Przemysłowa. Wydział Inżynierii Chemicznej i Procesowej Ul. Waryńskiego 1 Tomasz Ciach

UNIWERSYTET ROLNICZY IM. HUGONA KOŁŁĄTAJA W KRAKOWIE WYDZIAŁ BIOTECHNOLOGII I OGRODNICTWA

Spis treści. Wykaz ważniejszych skrótów i symboli... XIII VII

Biotechnologia w produkcji piwa. Wykłady Samodzielna Katedra Biotechnologii i Biologii Molekularnej dr Sławomir Wierzba

KARTA KURSU. Kod Punktacja ECTS* 4

Niestandardowe wykorzystanie buraków cukrowych

PL B1. UNIWERSYTET PRZYRODNICZY WE WROCŁAWIU, Wrocław, PL BUP 21/10

Spis treści. Wykaz ważniejszych skrótów i symboli

[2ZPK/KII] Inżynieria genetyczna w kosmetologii

Kierunek: Biotechnologia Kod przedmiotu: 4.3 Rodzaj przedmiotu: treści kierunkowych. Poziom kształcenia: II stopnia. Liczba godzin/tydzień: 1W, 1Ć

BIOSYNTEZA ACYLAZY PENICYLINOWEJ. Ćwiczenia z Mikrobiologii Przemysłowej 2011

BIOTECHNOLOGIA OGÓLNA

Rok akademicki: 2033/2034 Kod: GIS s Punkty ECTS: 3. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Zdobycze biotechnologii w medycynie i ochronie środowiska

Projektowanie Procesów Biotechnologicznych

PLAN STUDIÓW. efekty kształcenia K6_U12 K6_W12 A Z O PG_ PODSTAWY BIOLOGII K6_W06 A Z K6_W01 K6_U01

Wykaz indeksów osób, które będą realizować prace inżynierskie w danej katedrze w roku akademickim 2014/2015

UNIWERSYTET ROLNICZY IM. HUGONA KOŁŁĄTAJA W KRAKOWIE WYDZIAŁ BIOTECHNOLOGII I OGRODNICTWA

Patentowanie wynalazków z dziedziny biotechnologii

Mikrotechnologie biogazowe i ogniwa paliwowe dla mleczarstwa

WYMAGANIA EDUKACYJNE w klasie III

Biogazownie w Polsce i UE technologie, opłacalność, realizacje. Anna Kamińska-Bisior

Zakład Technologii Wody, Ścieków i Odpadów

Walory buraków cukrowych, jako surowca

Metody przechowywania i utrwalania bioproduktów KOLEKCJE SZCZEPÓW

BIOTECHNOLOGIA W KOSMETOLOGII SŁAWOMIR WIERZBA

Nr umowy LIDER/24/48/l-2/10/NCBiR/2011 z dnia Telefon wew

SYLABUS. Wydział Biologiczno - Rolniczy. Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii

Procesy bioinżynieryjne. w biotechnologii

Biosynteza witamin. B 2, B 12, A (karotenów), D 2

Wydziału Biotechnologii i Nauk o Żywności

Kierunek: Biotechnologia, rok I specjalność:browarnictwo i napoje fermentowane

Sylabus przedmiotu: Data wydruku: Dla rocznika: 2015/2016. Kierunek: Opis przedmiotu. Dane podstawowe. Efekty i cele. Opis.

KARTA KURSU. Biotechnology in Environmental Protection. Kod Punktacja ECTS* 1

Porównanie metod zapobiegania rozwojowiprzetrwalników w serach

BIOTECHNOLOGIA OGÓLNA

Biotechnologia ogólna - opis przedmiotu

Efekty kształcenia dla kierunku: Biotechnologia II stopień

Nasze innowacje REMEDIACJA ŚRODOWISKA WODNO- GRUNTOWEGO

PLAN STUDIÓW NR II PROFIL OGÓLNOAKADEMICKI POZIOM STUDIÓW: STUDIA DRUGIEGO STOPNIA (1,5-roczne magisterskie) FORMA STUDIÓW:

WYKRYWANIE ZANIECZYSZCZEŃ WODY POWIERZA I GLEBY

Procesy biotransformacji

Bioreaktor membranowy. Biodegradacja serwatki

Studia II stopnia, magisterskie (4 semestralne, dla kandydatów bez tytułu zawodowego inżyniera)

Zanieczyszczenia organiczne takie jak WWA czy pestycydy są dużym zagrożeniem zarówno dla środowiska jak i zdrowia i życia człowieka.

Data wydruku: Dla rocznika: 2015/2016. Opis przedmiotu

Perspektywy rozwoju biotechnologii w Polsce

Dezintegracja osadów planowane wdrożenia i oczekiwane efekty

Planowanie Projektów Odnawialnych Źródeł Energii Biomasa (odpady fermentowalne)

Wykład 3. Zielona chemia (część 2)

Krowa sprawca globalnego ocieplenia?

Efekty kształcenia dla kierunku studiów biotechnologia i ich odniesienie do efektów obszarowych

INSTRUKCJA TECHNOLOGICZNA PROCESU OTRZYMYWANIA DROŻDŻY EKOLOGICZNYCH

APARATURA W OCHRONIE ŚRODOWISKA - 1. WPROWADZENIE

Pozyskiwanie biomasy z odpadów komunalnych

Akademia KRĘGU ZDROWA ZIEMIA r Mamy świadomość, że tylko pożyczyliśmy Ziemię od naszych wnuków

Transkrypt:

Wykłady - tematy Biotechnologia farmaceutyczna definicja i znaczenie. Typy procesów biotechnologicznych, biokatalizatory. Fermentacja tlenowa - przykład najczęściej stosowanego procesu biotechnologicznego. Wybrane szczepy drobnoustrojów przemysłowych ; produkty ich przemian peryferyjnych o znaczeniu biologicznym. Hodowle komórek ssaków i komórek roślinnych. Porównanie systemów komórkowych. Pozyskiwanie i ulepszanie szczepów produkcyjnych ; mutageneza, fuzja protoplastów, inżynieria genetyczna. Wielkocząsteczkowe substancje aktywne, otrzymywane metodami biotechnologicznymi (przeciwciała monoklonalne, rekombinowane leki białkowe). Technologia bioprocesów procesy up-stream; procesy okresowe, półciągłe i ciągłe - zalety i wady. Biokatalizatory, enzymy i komórki unieruchomione. Podłoża hodowlane - główne składniki, materiały pomocnicze, prekursory, promotory wzrostu, odpieniacze itp. Analityczne aspekty biotechnologii, kontrola bioprocesu. Procesy biotransformacji, zastosowanie w biotechnologii farmaceutycznej. Biotechnologia sterydów. Biotechnologia antybiotyków. Biotechnologia grzybów wyższych stan obecny i perspektywy

BIOTECHNOLOGIA, podstawy mikrobiologiczne i biochemiczne Aleksander Chmiel, PWN 1998 BIOTECHNOLOGIA I CHEMIA ANTYBIOTYKÓW Aleksander Chmiel, PWN 1998 BIOTECHNOLOGIA FARMACEUTYCZNA Oliver Kayser, Rainer Muller, PZWL 2003 PODSTAWY BIOTECHNOLOGII FARMACEUTYCZNEJ Oliver Kayser, Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego 2006

Biotechnologia interdyscyplinarna dziedzina nauki i techniki, zajmująca się zmianą materii żywej poprzez wykorzystanie organizmów żywych, ich części, bądź pochodzących od nich produktów, a także modeli procesów biologicznych w celu tworzenia wiedzy, dóbr i usług (MNiSW, 2006)

Biotechnologia interdyscyplinarna dziedzina nauki i techniki, zajmująca się zmianą materii żywej poprzez wykorzystanie Czynniki biologiczne (biokatalizatory) komórki lub izolowane enzymy Cel: nagromadzanie biomasy otrzymywanie odpowiedniego metabolitu wytwarzanego przez komórki (biosynteza) przemiana chemiczna składniku pożywki substratu, ksenobiotyku (biotransformacja)

Zarys rozwoju biotechnologii Starożytność - 1886 (odkrycia Pasteura w dziedzinie fermentacji) 1886-1940 era rozwoju mikrobiologii technicznej, opracowanie produkcji etanolu, butanolu, metanolu, acetonu, kwasów organicznych 1940-1960 złota era antybiotyków 1960-1975 opracowanie metod hodowli komórek organizmów wyższych w warunkach in vitro, wytwarzanie szczepionek, surowic, SCP, czystych aminokwasów, enzymów, polisacharydów. od końca lat 70-tych - rozwój inżynierii genetycznej

Kolory biotechnologii Czerwona biotechnologia to biotechnologia, której głównym obszarem zainteresowania jest służba zdrowia Biała biotechnologia - to biotechnologia zajmująca się wykorzystaniem systemów biologicznych w przemyśle Zielona biotechnologia agrobiotechnologia, zajmuje się aspektami związanymi z rolnictwem, rozwiązaniami stosowanymi w celach spożywczych i niespożywczych Niebieska biotechnologia - zajmuje się szeroko rozumianą problematyką biotechnologii wód Fioletowa biotechnologia zajmuje się zagadnieniami społecznymi, problemami prawnymi w tym legislacją, ochroną własności intelektualnej, jak również zagadnieniami filozoficznymi i etycznymi

Zakres zainteresowań naukowych Katedry Technologii Leków i Biotechnologii Farmaceutycznej Poszukiwanie i biosynteza nowych immunomodulatorów

Optymalizacja procesów biotechnologicznych Optymalizacja procesów biotechnologicznych, np. biosyntezy immunosupresanta tacrolimus

Biotechnologia grzybów wyższych izolacja z mycelium lub podłoża pohodowlanego substancji farmakologicznie czynnych biosyntezowanych przez komórki grzyba; uzyskanie biomasy o wysokiej zawartości substancji odżywczych, do wykorzystania jako żywności funkcjonalnej i do produkcji suplementów diety uzyskanie biomasy o wysokiej zawartości substancji biologicznie czynnych (głównie antyoksydantów), do wykorzystania w kosmetologii izolacja z hodowli wgłębnej enzymów (głównie oksydoreduktaz) biosyntezowanych przez grzyby, stosowanych następnie w procesach biotransformacji lub bioremediacji

Celem procesów biotechnologicznych może być nagromadzanie biomasy mikroorganizmów (produkcja drożdży piekarniczych, winnych, gorzelnianych, browarniczych, paszowych, produkcja biomasy białek drobnoustrojów, ang. Single Celi Protein SCP, wytwarzanie dużych ilości osadów organicznych przy oczyszczaniu ścieków itp.) otrzymywanie odpowiedniego metabolitu wytwarzanego przez namnażane drobnoustroje, komórki lub tkanki (produkcja kwasów organicznych, enzymów, przeciwciał, alkoholi, gazów, m.in. metanu i wodoru, antybiotyków, toksyn jako wzorców do celów analitycznych, specyficznych węglowodanów o dużej lepkości) przemiana składników pożywki- substratu, wykorzystanie endogennej respiracji biomasy, utlenianie, redukcja lub destrukcja, eliminacja składników' szkodliwych biologicznie w wyniku biokonwersji lub kometabolizmu

Rodzaje bioprocesów przemysłowych Rodzaj procesu Czynniki katalityczne Przykłady Biosynteza drobnoustroje biosynteza aminokwasów, antybiotyków, polisacharydów, produkcja preparatów paszowych komórki zwierzęce otrzymywanie szczepionek wirusowych, przeciwciał monoklonalnych komórki roślinne enzymy biosynteza szikoniny, kwasu rozmarynowego biosynteza dekstranu, glutationu, tryptofanu

Rodzaj procesu Czynniki katalityczne Przykłady Biotransformacja drobnoustroje enzymy biotransformacje steroidów, otrzymywanie kwasu octowego, L-sorbozy, kwasu glukonowego biotransformacje steroidów konwersja glukozy do fruktozy, kwasu fumarowego do jabłkowego oraz do L-asparaginowego Biohydroliza enzymy ścinanie mleka, wytwarzanie soków owocowych, hydroliza rafinozy, laktozy, skrobi, dekstranu hydroliza penicyliny do kwasu 6-aminopenicylanowego, hydroliza acetylo-l-aminokwasów

Rodzaj procesu Czynniki katalityczne Przykłady Fermentacja (w sensie dosłownym) drobnoustroje produkcja etanolu, kwasu mlekowego, masłowego, butanolu Bioługowanie drobnoustroje procesy ługowania minerałów, głównie uranu i miedzi Biodegradacja (utylizacja) drobnoustroje oczyszczanie ścieków, produkcja biogazu z odpadów i ścieków, produkcja biomasy paszowej ze ścieków

Ogólna charakterystyka czynników biologicznych w procesach biotechnologicznych

Procesy upstream i downstream jako części bioprocesu Upstream - część bioprocesu w której w bioreaktorach hodowane są mikroorganizmy /komórki (np. linie komórek bakterii, ssaków, hybrydy). Upstream processing składa się ze wszystkich etapów związanych z: o uzyskaniem i optymalizacją szczepu produkcyjnego, o uzyskaniem inokulum (zaszczepu), o opracowaniem (optymalizacją) składu podłoża, o optymalizacją kinetyki wzrostu, warunków hodowli i aparatury o przeprowadzeniem hodowli Po zakończeniu hodowli rozpoczyna się etap downstream bioprocesu.

Część bioprocesu określana jako downstream polega na izolacji i oczyszczaniu produktu Często spotykane etapy procesów downstream to: Separacja biomasy i podłoża Rozbicie komórek Zagęszczenie podłoża Wstępne oczyszczenie produktu Odwodnienie produktu Doczyszczenie produktu do 98-100% czystości Uzyskanie finalnej postaci produktu

Najbardziej typowym przykładem (najczęściej stosowanym) procesu biotechnologicznego jest proces fermentacji tlenowej, za pomocą którego uzyskuje się biomasę drobnoustrojów lub ich metabolity zawarte wewnątrz komórek lub wydzielane przez nie do środowiska Realizacja wymienionego procesu obejmuje następujące operacje podstawowe: przygotowanie fermentora przygotowanie i kontrolę osprzętu fermentora przygotowanie pożywki lub podłoża, zaszczepu (inokulum), odpieniaczy

sterylizację fermentora, pożywki, powietrza i pomieszczeń zaszczepienie (inokulacja) fermentację i kontrolę parametrów procesu, jak: napowietrzanie, mieszanie, ogrzewanie lub chłodzenie, odpienianie, poziom ph itp.

okresowe pobieranie próbek i ich kontrolę, opróżnianie zawartości fermentora procesy upstream procesy downstream wydzielanie, oczyszczanie i otrzymywanie gotowego produktu unieszkodliwianie produktów ubocznych lub odpadowych powstających w wyniku procesu.

Schemat blokowy procesu biotechnologii antybiotyków 2. rozmnażanie materiału posiewowego a szczep produkcyjny (zamrożony lub zliofllizowany) b hodowla szczepu na skosach agarowych c hodowla w kolbach Roux d hodowla wstrząsana e hodowla w bioreaktorach posiewowych