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FONDAMENTI DI BIOTECNOLOGIE PER L'INDUSTRIA CHIMICA
ZIONE 22/02/19
Introduzione sulle biotecnologie
Biotecnologie industriali: processi che si basano sull'utilizzo di biocatalizzatori per trasformare un substrato in un prodotto desiderato.
La nascita delle biotech convenzionali avviene intorno agli anni 900 con la scoperta della penicillina, antibiotico prodotto da una muffa, in grado di uccidere microorganismi batteri patogeni.
Nonostante la scoperta del primo antibiotico risalga all'inizio del 900 ancora oggi siamo alla ricerca di nuovi antibiotici perché esistono fenomeni di mutazione di organismi patogeni che li rendono resistenti agli antibiotici usati in precedenza. Per questo anche per prodotti che esistono da moltissimi anni è necessario portare allo sviluppo di nuove molecole.
Sviluppo delle tecnologie del DNA ricombinante. Produzione di organismi mutanti, la cellula non riesce più a inibire la produzione di un metabolita con la conseguenza di creare
un substrato in modo molto più elevato.Inoltre si è portato allo sviluppo di alcune molecole che la cellula prima non sintetizzava. La cellula diventa capace di accumulare un prodotto che prima non produceva. (esempio: insulina prodotta da batteri geneticamente modificati in quantità industriale).
Si è iniziato a produrre su scale industriali delle molecole che prima non si riuscivano a sintetizzare in quantità elevate. Nella maggior parte dei casi gli zuccheri sono la materia prima utilizzata.
I processi biotecnologici classici possono essere classificati in diversi modi:
- Processo basato su cellule che vengono coltivate in un bioreattore e le stesse cellule sono il prodotto finale (esempio lievito).
- Di BIOCONVERSIONE possono utilizzare sia cellule che enzimi come biocatalizzatori, in questo caso viene messo a contatto con un substrato che attraverso l'attività catalitica dell'enzima viene trasformato in un prodotto (esempio...
antiinfiammatori steroidei le loro proprietà antiinfiammatorie dipendono dal tipo di enantiomero prodotto, è necessario di utilizzare deicatalizzatori selettivi, ovvero quelli biologici)Utilizzano cellule come biocatalizzatori, le cellule vengono cresciute in un bioreattore nel quale accumulano dei metaboliti che hanno un'applicazione industriale (esempio produzione di enzimi, gli antibiotici (prodotti da muffe), bioetanolo (un biocombustibile ottenuto dalla fermentazione alcolica degli zuccheri utilizzando lieviti), composti chimici (utilizzati sia come precursori per la sintesi di altre molecole oppure come additivi in alimenti o prodotti cosmetici), molecole con applicazione di tipo farmaceutico o metico (vaccini, ormoni, monoclonali))[vedremo alcuni esempi di questi processi industriali, vedendo qual è il microorganismo utilizzato, e come il prodotto viene isolato]Esempi di prodotti ottenuti attraverso processi biotecnologici:Etanolo, biodiesel, biogas
- Acido citrico (incrementa la vita del prodotto abbassando il PH, riduce la crescita microbica)
- Glutammato di sodio (si trova in molti prodotti come i dadi o i brodi, aggiunto perché ha una proprietà di esaltatore di sapidità, conferisce certe proprietà organolettiche apprezzate dal consumatore)
- Integratori alimentari (gli amminoacidi essenziali sono prodotti per via biotecnologica)
- Detersivi (alcuni componenti costitutivi del detersivo, enzimi, sono in grado di idrolizzare macromolecole per esempio lipidi, proteine, amido, mannano ecc… tutti i substrati su cui agiscono questi enzimi possono essere presenti nelle macchie dei vestiti, quindi idrolizzano quelle macchie che in acqua)
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