scan0036 3

10

— po drugie — oznacza naukę o procesach wytwarzania produktów z materiałów wyjściowych. W tym sensie mówimy o technologii chemicznej czy teclmologii mechanicznej.

W niniejszej książce oba znaczenia słowa technologia będą używane. Stosując drugie znaczenie, przez biotechnologię można rozumieć naukę o procesach wytwarzania produktów z udziałem procesów biologicznych. Właśnie dla podkreślenia technicznego punktu widzenia skrypt nosi tytuł Technologie biochemiczne'\

Prawie każdy proces biotechnologiczny można w ogólnym zarysie przedstawić jako kombinację następujących operacji: wybór mikroorganizmu, przygotowanie pożywki, hodowla mikroorganizmów, wydzielenie produktu. W tablicy 1.1 przedstawiono związek różnych dyscyplin z kolejnymi etapami procesu biotechnologicznego.

Tablica 1.1

Udział różnych dyscyplin w rozwoju procesu biotechnologicznego

Operacje	Dyscypliny
Wybór mikroorganizmu	Systematyka Genetyka Fizjologia Biochemia
Przygotowanie podłoża	Fizjologia Chemia Inżynieria procesowa
Hodowla mikroorganizmów	Fizjologia Inżynieria procesowa
Wydzielanie produktów	Chemia Inżynieria procesowa

Wybór mikroorganizmu dla procesu technologicznego jest najważniejszym etapem rozwoju technologii. Obejmuje on odkrycie i wyselekcjonowanie mikroorganizmu o cechach pożądanych w danym procesie technologicznym, określenie właściwych warunków dla jego namnażania i wytwarzania pożądanego metabolitu, określenie warunków jego przechowywania. Zwykle wyselekcjonowane naturalne mutanty wykazują niewielką wydajność wytwarzania metabolitu oraz wiele niekorzystnych cech technologicznych. Z tego względu istotne znaczenie mają prace zmierzające do doskonalenia cech technologicznych szczepów przemysłowych. Ten niezwykle ważny dział biotechnologii jest domeną mikrobiologów, biochemików i specjalistów z inżynierii genetycznej.

Podłoża stosowane dla namnażania materiału posiewowego oraz przeprowadzenia hodowli produkcyjnych muszą spełniać wiele wymagań, związanych zarówno z potrzebami stosowanego mikroorganizmu, jak i rygorami ekonomiki procesu produkcyjnego. Praktyczna realizacja procesów przygotowania pożywek w skali przemysłowej jest domeną inżynierii procesowej.

Etap hodowli mikroorganizmów, związany zwykle z wytwarzaniem pożądanego metabolitu, jest kluczowym etapem każdej biotechnologii. Jego pomyślny przebieg zależy zarówno od doboru właściwych warunków prowadzenia procesu, co jest domeną mikrobiologów, jak i skuteczności zapewnienia tych warunków w skali przemysłowej, co z kolei jest przedmiotem inżynierii bio-procesowcj.

Wydzielenie i oczyszczenie produktów przemian biochemicznych jest typowym zagadnieniem inżynierii bioprocesowej. Obok operacji powszechnie stosowanych w innych przemysłach, a zwłaszcza w przemyśle chemicznym, w technologiach biochemicznych stosowane są specyficzne techniki wydzielania i oczyszczania substancji związane zarówno z własnościami materiałów aktywnych biologicznie, jak i stężeniami tych substancji w płynach pohodow-lanych.

Pomyślna realizacja każdego procesu technologicznego, a zatem także procesu biotechnologicznego, wymaga harmonijnego zgrania wszystkich elementów składowych. Należy pamiętać, że głównym kryterium efektywności procesu technologicznego jest ekonomika produkcji. Oznacza to, że nie wystarczy uzyskiwać określony produkt, ale należy ten produkt wytwarzać tak, aby produkcja przynosiła zysk.

W skrypcie tym przedstawione są różne przemysłowe procesy z udziałem mikroorganizmów i materiałów biologicznie aktywnych z punktu widzenia nauk inżynierskich, to znaczy praktycznej realizacji tych procesów przetwórczych. Zakłada się, że podstawy mikrobiologiczne i biochemiczne studenci poznali już w trakcie stosownych wykładów.

Biotechnologia, jak każda dziedzina ludzkiego działania, ma swoją historię. Jej rozwój powiązany jest z ogólnym rozwojem nauki i techniki, ale przede wszystkim z rozwojem różnych dyscyplin nauk biologicznych. Postęp techniczny i naukowy jest procesem ciągłym. Wyodrębnianie pewnych etapów czy też stadiów rozwoju jest zabiegiem nieco sztucznym. Umożliwia jednak wskazanie zasadniczych punktów mających decydujące znaczenie dla rozwoju danej dyscypliny. W dziejach biotechnologii można wyodrębnić kilka etapów:

1)    etap przedprzemysłowy (intuicyjny, lub pretechnologiczny),

2)    etap uprzemysławiania,

3)    etap przemysłowy,

4)    etap naukowy.