scan0038 3

14

1915    - produkcja drożdży piekarnianych

1916    - fermentacja acetonowo-butanolowa (C. Weizmanń)

1915 - wytwarzanie glicerolu

1920    - produkcja kwasu cytrynowego metodą powierzchniową

1921    - szczepionka przeciwko gruźlicy (A. Calmette i A. Guerin) 1923 — otrzymanie anatoksyny blonniczej (G. Ramon)

1931 - szczepionka przeciwko dżumie (Girard i Robiquet)

1.2.3. Etap przemysłowy

Początkiem tego etapu jest uruchomienie przemysłowej produkcji penicyliny. Antybiotyk ten został odkryty przez Aleksandra Fleminga (1881-1955) w 1929 r. Ale dopiero dzięki pracom profesorów uniwersytetu oxfordzkiego: biologa Ernesta Borisa Chaina (1906-1979) oraz chemika Howarda Waltera Florey’a (1898-1968), możliwe było uruchomienie produkcji przemysłowej w 1941 r. W 1945 ci trzej naukowcy otrzymali nagrodę Nobla. Opanowanie przemysłowej produkcji penicyliny oznaczało jakościową zmianę w technice procesów biotechnologicznych. Rozwój przemysłu antybiotyków był niezwykle szybki i w znacznej mierze decydował o postępie w innych dziedzinach biotechnologii. Odkryto ponad 100 substancji o działaniu antybiotykowym. Prace mikrobiologiczne doprowadziły do wyizolowania tysięcy szczepów wytwarzających pożądane metabolity z dużą wydajnością. Na szeroką skalę zastosowano metody mutagenizacji mikroorganizmów.

W etapie przemysłowym rozwoju biotechnologii nastąpiła integracja badań biologicznych, chemicznych i prac inżynieryjnych. Etap ten cechuje pełne rozwinięcie technologii w skali przemysłowej, opanowanie jałowego prowadzenia hodowli w dużej skali, rozwój kontroli i automatyzacji procesów, nowe obszary zastosowań, pełne stosowanie wiedzy inżynierskiej przy realizacji procesów oraz wzrastający udział nauki i badań naukowych w rozwoju technologii.

Obok antybiotyków, nowe produkty, które zaczęto wytwarzać to różnorodne preparaty enzymatyczne, surowice i szczepionki, nowe leki m.in. sterydowe, białko jednokomórkowców z węglowodorów i odpadów rolnych.

Znacznego postępu dokonano w technikach produkcyjnych: mieszanie mechaniczne i napowietrzanie dużych zbiorników, prowadzenie procesów w warunkach jałowych, upowszechnienie procesów półokresowych, wprowadzenie hodowli ciągłych, wprowadzenie instalacji pilotowych, selekcjonowanie szczepów, wymuszane mutacje. Opracowano specjalne konstrukcje bioreakto-rów: ciśnieniowych, wieżowych, strumieniowych itp. Wprowadzono techniki unieruchomiania enzymów i komórek. Coraz większą rolę odgrywa komputeryzacja sterowania bioreaklorami.

Podane dalej zestawienie zawiera skrótowe kalendarium dla etapu przemysłowego.

1929 — odkrycie penicyliny przez A. Fleminga

1937 — odkrycie transformacji mikrobiologicznych przez Marmoliego i Vercellonc

1944 — odkrycie streptomycyny przez Schatza i Waksmana 1941 — przemysłowa produkcja penicyliny

1948    - odkrycie chlorotetracykliny przez Duggara

1949    — produkcja kwasu octowego w hodowli wgłębnej 1949 — mikrobiologiczna produkcja witaminy 13₁₂

1953 — mikrobiologiczna produkcja dekstranu (Grónwall i Ingclman)

1955 — produkcja kwasu cytrynowego w hodowli wgłębnej

1.2.4. Etap naukowy

Na tym etapie, główną siła napędową rozwoju biotechnologii są badania naukowe, ukierunkowane przede wszystkim na modyfikację materiału biologicznego. Mają one decydujące znaczenie przy rozwoju nowych metod wytwarzania i produktów. Za najważniejsze dla tego etapu należy uznać prace J.D. Watsona oraz F.H.C. Cricka, którzy w 1953 r. rozszyfrowali strukturę kwasu dezoksyrybonukleinowego DNA — podstawowego nośnika kodu genetycznego. Otrzymali za to nagrodę Nobla w 1962 r. Zrozumienie mechanizmu replikacji materiału biologicznego umożliwiło aktywne kształtowanie własności drobnoustrojów. Początki prawdziwej inżynierii genetycznej to doświadczenie Paula Berga z uniwersytetu standfordzkiego z 1970 r. z manipulowaniem DNA (nagroda Nobla w 1980 r.).

Charakterystycznymi cechami tego etapu są:

-    zastosowanie technik inżynierii genetycznej do otrzymywania szczepów produkcyjnych,

-    biologiczne wytwarzanie składników „obcych” dla danego mikroorganizmu, np. insulina, interferon, czyli sztuczne kreowanie przemian biologicznych.

Następuje oczywiście dalszy rozwój konstrukcji aparatury i technik produkcyjnych. Ma to szczególne znaczenie w nowych działach biotechnologii i w wytwarzaniu metodami biotechnologicznymi nowych produktów, zwłaszcza o dużym znaczeniu dla medycyny.

Pojawiają się wysoce specjalistyczne technologie prowadzone w skali wielkolaboratoryjnej ukierunkowane na otrzymywanie niewielkich ilości specjalnych preparatów biologicznych, medycznych itp. Do tych nowych technik należy np. hodowla tkanek roślinnych lub zwierzęcych. Przykładami produktów otrzymywanych tymi metodami są przeciwciała monoklonalne i diagnostyki medyczne. Ta „nowa” biotechnologia przekracza dotychczasowe ramy klasycznej technologii i inżynierii procesowej. Należy sądzić, iż część produktów otrzymywanych obecnie w skali wielkolaboratoryjnej, będzie w przyszło-