Наш телефон:+7 (812) 332-32-77

Санкт-Петербург, пр. Стачек, д. 48, к. 2, лит. А, офис 511
E-mail: bon-expert@mail.ru

Главная / Статьи / Технический перевод в биотехнологической промышленности

Статьи

« Назад

Технический перевод в биотехнологической промышленности  21.12.2019 13:00

В общем смысле под биотехнологией понимается использование живых организмов или веществ, получаемых с их помощью, в каких-либо целях: пищевых, медицинских, сельскохозяйственных и т.д. Классическая биотехнология, включающая в себя такие традиционные процессы, как брожение и размножение культур микроорганизмов, постепенно уступает место лабораторной биотехнологии. Биотехнология на сегодняшний день достигла больших высот и продолжает развиваться очень высокими темпами, но в большей степени в сторону более наукоемких и молекулярных процессов, оставив традиционные биотехнологические процессы – пивоварение, виноделие, производство молочнокислых продуктов, спиртовые производства, дрожжевые производства – далеко позади.

Тем не менее, эти традиционные биотехнологические производства и в настоящее время широко распространены и продолжают развиваться. Все эти процессы основаны на жизнедеятельности микроорганизмов – бактерий и грибов. Например, при использовании молочнокислых бактерий получают кефиры, ряженки, йогурты и другие кисломолочные продукты. Сырьем для производства этих продуктов является молоко, которое проходит стадии пастеризации и сепарации. После этого к пастеризованному и сепарированному молоку добавляют молочнокислые бактерии, которые осуществляют так называемый процесс ферментации. В результате ферментации образуются молочнокислые продукты. Основное оборудование производства молочнокислых продуктов включает в себя емкости для ферментации, емкости для хранения сырья и готовых продуктов, творожные и сырные ванны, линии по производству активных культур, рассольные ванны, холодильные установки.

На дрожжевых производствах используются различные виды сырья, но наибольшее распространение имеет меласса. Первичное получение культуральной среды (дрожжей) производят периодическим способом: вначале дрожжи размножаются в небольшой колбе, затем по достижении их определенной концентрации культуральную среду переносят в емкость побольше, где дрожжи снова размножаются и по достижении определенной концентрации снова переносятся в еще большую емкость и так далее до того, как они поступят в аппарат по производству дрожжей. На дрожжевых производствах широко используются теплообменники, сепараторы и оборудование для сушки дрожжей – вальцовые или распылительные сушилки. Возможна также лиофильная сушка дрожжей, тогда для этого процесса используются лиофилизаторы.

На спиртовых производствах, где спирт получают не химическим синтезом, а с помощью традиционных микробиологических способов наиболее часто в качестве сырья используется зерно. Зерно вначале подвергается предварительной обработке. В первую очередь его необходимо очистить от механических примесей, что осуществляется с помощью таких аппаратов, как сита и сепараторы. Далее очищенное зерно поступает в аппараты для разваривания, где происходит более полное извлечение крахмала и сахаросодержащих компонентов. Разваренная сырьевая масса затем поступает в отстойники и так называемые осахариватели, где происходит сахарификация сырьевой массы. Подготовленная таким образом сырьевая масса поступает в бродильные агрегаты, где в результате жизнедеятельности микроорганизмов сбраживается до спиртосодержащей жидкости – браги. Выделение спирта осуществляют на брагоректификационной колонне, затем, как правило, спирт очищают еще на одной ректификационной колонне. Полученный таким образом спирт является достаточно чистым и может использоваться для изготовления ликероводочной продукции и в медицине.

На пивоваренных производствах в качестве сырья используется солод. В результате сбраживания и добавления других компонентов, в первую очередь хмеля, образуется пиво. Основное оборудование пивоваренных производств включает в себя ферментаторы, теплообменники, сепараторы, отстойники и холодильные установки. Кроме того, большую территорию на пивоваренных заводах занимает цех подготовки тары и розлива готовой продукции, где стеклянная или пластиковая тара проходит стадии мойки, антисептической обработки, налива готового пива, укупоривания и наклейки этикетки. Как правило, вследствие больших объемов производства на пивоваренных заводах линии подготовки тары и розлива пива имеют высокую степень автоматизации, что позволяет значительно повысить производительность труда и снизить себестоимость продукции.

Производство вина является одним из наиболее длительных процессов биотехнологии. В качестве сырья для изготовления вина используется виноград или продукты его обработки. Такое производство включает в себя процесс подготовки сырья, процесс сбраживания, сепарацию, отстаивание, подготовку тары и розлив готовой продукции. Все описанные выше процессы применяются при производстве столового вина. При производстве марочного вина оно подлежит выдержке в течение определенного количества лет в специальных деревянных бочках. Производство вина – очень тонкий процесс, в котором важно все – от сорта винограда до условий выдержки. Только при соблюдении всех условий процесса возможно получение качественного вина.

Одним из основных продуктов биотехнологической промышленности являются лекарственные средства, полученные с помощью биотехнологических процессов. Биотехнологическая промышленность производит антибиотики, ферментные препараты, аминокислоты, в том числе незаменимые, интерфероны, инсулин, вакцины и сыворотки против различных болезней (гриппа, дифтерии, столбняка, краснухи, эпидемического паротита, кори, коклюша, герпеса, ветряной оспы, энцефалита и т.д.). Эти производства имеют достаточно сложное аппаратурное оформление, связанное не только с особенностями самой технологии производства, но и с необходимостью соблюдения определенных санитарно-гигиенических нормативов. Производства, наиболее полно удовлетворяющие описанным выше требованиям, как правило, сертифицированы по международному стандарту GMP (Good Manufacturing Practice). Сами процессы производства указанных препаратов очень разнообразны, но в их основе лежит рост и размножение биологического материала: бактерий, грибов или вирусов. Как правило, при производстве используются вспомогательные биологические материалы, используемые в качестве субстрата для микроорганизмов, а также для выделения готовых продуктов: куриные яйца, эритроциты животных. Процессы роста и размножения биологического материала, как правило, протекают в специальных аппаратах – ферментаторах, где обеспечивается одновременно перемешивание культуральной среды, подвод воздуха, насыщение им культуральной среды и поддержание постоянной температуры, при которой обеспечивается наиболее оптимальная скорость роста микроорганизмов. Культуральная жидкость также содержит источники питания для микроорганизмов, в первую очередь должны быть обеспечены источники углерода, фосфора и азота для строительства микроорганизмами своих клеток. Обычно на таких производствах присутствует отделение подготовки питательной среды до ее загрузки в ферментаторы. Сам процесс ферментации может вестись в непрерывном или периодическом режиме. В непрерывном режиме субстрат непрерывно подается в ферментатор, а культуральная жидкость постоянно отбирается из ферментатора. В периодическом режиме субстрат в процессе ферментации не добавляют, а культуральную жидкость сливают после окончания ферментации. После ферментации культуральную жидкость разделяют с помощью методов сепарирования, центрифугирования или отстаивания соответственно в сепараторах, центрифугах или отстойниках и далее подвергают дополнительной обработке целевую среду – это может быть либо культуральная жидкость, отделенная от микроорганизмов, либо сами микроорганизмы, отделенные от культуральной жидкости. В процессе последующей обработки используют различные методы, например, термолиз (разрушение клеточной мембраны при воздействии повышенной температуры) или воздействие химических веществ, разрушающих клеточную мембрану для извлечения компонентов клеток, экстракцию, хроматографию, осаждение и так далее. Соответственно, используются экстракторы, хроматографические колонки, осадители, фильтры, центрифуги, термостаты и прочие аппараты.

Другим современным направлением биотехнологии является генетическая инженерия – это область биотехнологии, предусматривающая внесение каких-либо изменений в структуру ДНК (геном) микроорганизмов. После того, как стало возможно работать с ДНК на молекулярном уровне, выделять ее, вырезать определенные участки, узнавать структуру (для чего используется так называемая ПЦР – полимеразная цепная реакция, а сам процесс установления структуры называется секвенированием), начались активные работы и исследования в области внесения изменений в структуру генома, появились так называемые генетически модифицированные организмы. Под генетически модифицированными понимаются такие организмы, в структуру ДНК которых искусственно внесены изменения, например, для предотвращения поедания кустов картофеля колорадским жуком, в ДНК картофеля был встроен участок ДНК бактерии, отвечающий за синтез белка – прототоксина. Это белок, поступая в тело колорадского жука вместе с листьями, превращается там в токсин, который вызывает отравление жука. На человека такой прототоксин не действует, поскольку в желудке человека он не превращается в токсичное вещество. В связи с этим можно отметить, что внесение изменений в геном организмов позволяет изменять характеристики и свойства организмов и в целом несет в себе положительные изменения. С другой стороны, проблема генетически модифицированных организмов состоит в том, что на текущий момент нет достаточного количества накопленной информации о последствиях искусственного внесения изменений в геном живых организмов. Путем размножения живых организмов встроенные с помощью методов генетической инженерии участки ДНК передаются множеству других организмов и получают широкое распространение в живой природе, а вмешательство человека в живую природу всегда может быть неблагоприятным, поскольку может нарушить хрупкое равновесие, сложившееся в живой природе в течение большого количества тысячелетий.

Наиболее известным методом генетической инженерии остается клонирование. В свое время клонированная овечка Долли произвела большой фурор во всем мире. Клонирование – это сложная технология создания нового живого организма с геномом, идентичным геному какого-либо живого организма. Проблема клонирования заключается в том, что при клонировании одного организма получается большое количество других организмов, имеющих генетические отклонения и не полноценных с природной точки зрения. Именно поэтому в свое время в ряде стран были остановлены эксперименты по клонированию человека.

Таким образом, биотехнология – сложная и многогранная наука – широко развивается в настоящее время, создавая новые лекарственные средства, выявляя молекулярно-генетические причины заболеваний и внося существенные изменения в нашу жизнь уже сегодня.



Комментарии


Комментариев пока нет

Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.

Авторизация
Введите Ваш логин или e-mail:

Пароль :
запомнить