Hasonló dokumentumok
EGYSEJTŰ REAKTOROK BIOKATALÍZIS:

4.4 BIOPESZTICIDEK. A biopeszticidekről. Pécs Miklós: A biotechnológia természettudományi alapjai

BIOLÓGIA és BIOTECHNOLÓGIA 3. rész

BIOTERMÉK TECHNOLÓGIA-2

BIOLÓGIA és BIOTECHNOLÓGIA 3. rész

Horgászvízkezelő-Tógazda Tanfolyam (Elméleti képzés) 4. óra A halastavak legfőbb problémái és annak kezelési lehetőségei (EM technológia lehetősége).

4. SZERVES SAVAK. Az ecetsav biológiai előállítása SZERVES SAVAK. Ecetsav baktériumok. Az ecetsav baktériumok osztályozása ECETSAV. 04.

IPARI ENZIMEK 2. Proteázok. Alkalikus proteázok. Pécs Miklós: Biotermék technológia fejezet: Ipari enzimek 2.

Az élelmiszerek mikrobiális ökológiája. Mohácsiné dr. Farkas Csilla

4. GÉNMANIPULÁLT MIKRO- ORGANIZMUSOK

4. GÉNMANIPULÁLT MIKRO- ORGANIZMUSOK Elsődleges anyagcseretermék: például: triptofán Másodlagos anyagcsere-termékek: az antibiotikumok

Baktériumok tenyésztése

Biogáz és Biofinomító Klaszter szakmai tevékenysége. Kép!!!

Fenntartható biomassza termelés-biofinomításbiometán

IPARI ENZIMEK IPARI ENZIMEK ENZIMEK ALKALMAZÁSAI MEGOSZLÁS IPARÁGAK SZERINT IPARI ENZIMEK PIACA IPARI ENZIMEK FORRÁSAI

A biotechnológia alapjai A biotechnológia régen és ma. Pomázi Andrea

Gáz halmazállapotú energiahordozók és biohajtóanyagok (biogáz, biohidrogén)

Új lehetőségek a biogáz technológiában

KÖRNYEZETI MIKROBIOLÓGIA ÉS BIOTECHNOLÓGIA. Bevezető előadás

4. SZERVES SAVAK SZERVES SAVAK. Felhasználása. Citromsav. Termelés. Történet. Pécs Miklós: Biotermék technológia

INTENZIFIKÁLÓ MŰVELETEK HATÁSÁNAK VIZSGÁLATA BIOMASSZA ENERGETIKAI HASZNOSÍTÁSA SORÁN

Tejsavasan erjesztett savó alapú ital kifejlesztésének membrán-szeparációs és mikrobiológiai alapjai

Antibakteriális hatóanyagot tartalmazó kapszulák előállítása, jellemzése és textilipari alkalmazása. Nagy Edit Témavezető: Dr.

2. Aminosavak - Treonin

4. Génmanipulált mikroorganizmusok

utóbbira helyezzük most a hangsúlyt, különös tekintettel az iparban már alkalmazott törzsekre.

Klónozás: tökéletesen egyforma szervezetek csoportjának előállítása, vagyis több genetikailag azonos egyed létrehozása.

Hús és hústermék, mint funkcionális élelmiszer

TUDOMÁNYOS KOLLOKVIUMON

A dentális plakk. Az orális baktériumok megtelepedése önmagában fiziológiás folyamat és véd a potenciálisan patogén, exogén baktériumokkal szemben

Biogáz hasznosítás. SEE-REUSE Az európai megújuló energia oktatás megerősítése a fenntartható gazdaságért. Vajdahunyadvár, december 10.

Általános iskola (7-8. évfolyam)

A baktériumok szaporodása

3. Aminosavak gyártása

Eredmények. Anyagok és Módszerek. Modell-építés

SEJTFELTÁRÁS. 4. Sejtfeltárás. Pécs Miklós: Fermentációs feldolgozási műveletek. BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 1

Környezettechnológia. Dr. Kardos Levente adjunktus Budapesti Corvinus Egyetem Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék

Hazánkban alkalmazható csúcstechnológiák a bioenergiák hasznosítása terén a bio-akkumulátor

Vegyipari technikus Vegyipari technikus

A biometán előállítása és betáplálása a földgázhálózatba

Transzgénikus növények előállítása

Környezettechnológia. Dr. Kardos Levente adjunktus Budapesti Corvinus Egyetem Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék

Gelencsér Tímea. Peszticidek alkalmazása helyett ellenálló GMO-k létrehozásának lehetőségei. Készítette: Budapest, 2004

Norvég kutatási pályázat. Cégcsoport bemutató

FOLYÉKONY BIOÜZEMANYAGOK

Biotechnológiai alapismeretek tantárgy

Szakmai zárójelentés

Hulladékfogadás, együttes rothasztás, biogáz hasznosítás hatékonyságának növelése a DÉL-PESTI SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEN

ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

Evolúció ma: az antibiotikum rezisztencia a baktériumoknál

6B. Előadás Élelmiszeripari műveletek mikrobiológiai vonatkozásainak áttekintése

VEBI BIOMÉRÖKI MŰVELETEK KÖVETELMÉNYEK. Pécs Miklós: Vebi Biomérnöki műveletek. 1. előadás: Bevezetés és enzimkinetika

A kémiai energia és az elektromos áram kapcsolata a galvánelemben és az elektrolizáló cellában

VEBI BIOMÉRÖKI MŰVELETEK

Mikroorganizmusok patogenitása

Élelmiszerbiztonság mesterfokon. Kis vízaktivitású élelmiszerek Növekvő mikrobiológiai kockázat?

Táplálék intoleranciák laboratóriumi vizsgálata vérből és székletből

TDK Tájékoztató 2015 Területek, témák, lehetőségek

SZAKMAI SZIMPÓZIUM BERUHÁZÁSOK A MEGÚJULÓ ENERGIÁK TERÉN


Tejsav alapú polimérek

Modern, ökohatékony technológiák. Készítette: Fekete-Kertész Ildikó

A GAMMA-VALEROLAKTON ELŐÁLLÍTÁSA

HETEROGÉN FÁZISÚ ENZIMES REAKCIÓK

Az együttrothasztás tapasztalatai a BAKONYKARSZT Zrt. veszprémi telepén

Biotechnológia, egészség- és környezetvédelem. Műegyetem - Kutatóegyetem Biotechnológia, egészség-és környezetvédelem

Szakközépiskola évfolyam Kémia évfolyam

5. A talaj szerves anyagai. Dr. Varga Csaba

Glikolízis. emberi szervezet napi glukózigénye: kb. 160 g

Az élelmiszerek romlásos jelenségei

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Penicillium notatum gomba tenyészet

A mezőgazdaságra alapozott energiatermelés fejlesztési irányai és műszaki lehetőségei. Bácskai István

Néhány fontosabb vitamin

Gyógyszerrezisztenciát okozó fehérjék vizsgálata

Kémiai technológia laboratóriumi gyakorlatok M É R É S I J E G Y Z Ő K Ö N Y V. című gyakorlathoz

EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

Néhány fontosabb vitamin

Fenntartható kistelepülések KOMPOSZTÁLÁSI ALAPISMERETEK

A dentális plakk. A dentális plakk fejlıdése

Fejlesztési irányvonalak az élelmiszeripari műanyag csomagolások területén

2. A MIKROBÁK ÉS SZAPORÍTÁSUK

GMO = genetikailag módosított organizmusok. 1. Gének megváltoztatása. Gének megváltoztatása. Pécs Miklós: A biológia alapjai

BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 1

Többkomponensű rendszerek I.

A kórokozók ellen kialakuló immunválasz jellemzői; vírusok, baktériumok

ÁLTALÁNOS BEVEZETŐ. Edward Someus, Terra Humana Ltd április

A Mikro-Vital baktériumtrágyák. Elméletek és eredmények

Környezettechnológia. Dr. Kardos Levente adjunktus Budapesti Corvinus Egyetem Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék

SZAKKÉPZÉSI KERETTANTERV az 55 xxx xx BIOMASSZA ENERGETIKAI GÉPÉSZETI SZAKTECHNIKUS SZAKKÉPESÍTÉS-RÁÉPÜLÉSHEZ SEE-REUSE

Antibiotikumok I. Selman Abraham Waksman

Integrált biomassza hasznosító rendszer

Mikroorganizmusok patogenitása

Bioszén, a mezőgazdaság új csodafegyvere EU agrár jogszabály változások a bioszén és komposzt termékek vonatkozásában A REFERTIL projekt bemutatása

Vegyipari technikus Vegyipari technikus

BMEVEMBA779 Biomérnöki számítás és tervezés 1

CELLULÓZTARTALMÚ HULLADÉKOK ÉS SZENNYVÍZISZAP KÖZÖS ROTHASZTÁSA

Intelligens molekulákkal a rák ellen

Biomassza. az integrált hasznosítás s energetikai

Greenchem program. viaszos észterek mint a fabevonatok alapanyaga

Átírás:

Alkalmazott biotechnológia Dr. Németh Áron Adjunktus BME-ABÉT http://f-labor.mkt.bme.hu bme hu 1

Biotechnológia alkalmazása Definíció: Biotechnológia= biológiai folyamatok alkalamazása Évezredek óta: sör gyártás, kenyér sütés, ecet készítés stb. 70-es évek új biotechnológia : rendszerezett tudás alapján 2

Biotechnológia alkalmazása új biotechnológia : rendszerezett tudás alapján Környezet- védelem Profit Mit érdemes biotechnológiailag gyártani? Hol érdemes alkalmazni? öld iotechnológia: ez.gazd.,élelm., örny. Vörös biotechnológia: Egészségügyi Fehér biotechnológia: Ipari termék 3

Biotechnológia alkalmazása MA: Vörös biotechnológia: Pl.: Antibiotikumok: penicillinek és cephalosporinok Fehér biotechnológia: i Pl.: Szerves savak: tejsav Zöld biotechnológia: Pl.: Transzgenikus növények: inszekticid termelők 4

Zöld biotechnológia alkalmazása Cél: Haszonnövény termesztés hatékonyságának növelése Pl.: herbicidrezisztencia Pl.: stressz tolerancia Pl.: betegség rezisztencia Pl.: in situ inszekticid id termelés pl.: Bacillus thüringiensis endotoxinnal 5

Zöld biotechnológia alkalmazása Pl.: stressz tolerancia pl. Pseudopleuronectus americanus (nyelvhal) gén bevitele hidegtorleranciát okoz 6

Zöld biotechnológia alkalmazása Pl.: betegség rezisztencia Vírusok ellen: burok fehérje, hibás movement résszel 7

Zöld biotechnológia alkalmazása 8

Zöld biotechnológia alkalmazása Pl.: betegség rezisztencia Vírusok ellen: burok fehérje, hibás movement résszel Baktériumok k ellen: csirke lizozim i (pl. almába) Gombák ellen: kitináz, glukanáz, fitoalexinek 9

Zöld biotechnológia g alkalmazása Pl.: inszekticid termelés Bacillus thüringiensis thüringiensis:: spórázik p Endotoxint termel növénybe 10 Pl.: gyapjaslepke, szúnyoglárva

Zöld biotechnológia alkalmazása Bacillus thüringiensis endotoxinjának hatása: 11

Vörös biotechnológia alkalmazása Antibiotikumok tik k Sejtfalszintézist gátlók Fehérje szintézist gátlók Membrán funkciót károsítók 12

Vörös biotechnológia alkalmazása Penicillinek illi Penicillin G 1929 Penicillium notatum 13

Vörös biotechnológia alkalmazása Penicillinek gyártása: Törzs & technológia optim. után 1. Penicillin G fermentációja: Penicillium crysogenum 2. Penicillin G hidrolízise 6-APA APA-vá = prekurzor 2 3. Oldallánc kialakítása (acilezés) 14

Vörös biotechnológia alkalmazása 1. Penicillin G fermentációja: Törzsfejlesztéssel 400x titer növelés 50 év alatt 1. klasszikus mutáns szelekcióval 2. a szűkkeresztmetszet bővítésével genetikailag Rátáplálásos technika: : tápközegben CSL v. szójaliszt + ásv.a. rátáp.: szénhidr. (kukorica kem.hidr.) prekurzor (fenilecet,-fenoxie fenoxie-s ammónium-szulfát 15

Vörös biotechnológia alkalmazása 2. Penicillin G hidrolízisei: O PENICILLIN-G CH 2 CNH O N S CO 2 H enzim 37 O C,pH 7 H 2 N O N S CO2 H (CH 3 ) 2 SiCl 2 +PCl 5 H 2 O 0 O C 6-APA (-40 O C) Cl CH2C N O N S CO2H 2 Si(CH 3 ) 2 n-buoh (-40( O C) CH2C N C 4 H 9 O O N S CO2H 16

Vörös biotechnológia alkalmazása Penicillin G enzimes hidrolízisei: Penicillináz Penicillin-aciláz 17

Vörös biotechnológia alkalmazása Penicillin G ipari hidrolízise: Penicillin-aciláz(EC (E.C. 3.5.1.11) 35111) Escherichia coliban van 1. Inaktivált E.coli + Penicllin G > lizált sejt + 6-APA 2. Aktív(élő) E.coli + Penicllin G > metab.term + 6-APA 3. E.coli-ból kinyert E + Penicllin G > 6-APA 18

Vörös biotechnológia alkalmazása Penicillin G ipari enzimes hidrolízise: 1. Enzim kinyerése: 1. Fermentáció 2. Centrifugálás 3. Reszuszpendálás 4. Kisózás 1. (debris+ns) 5. Kisózás 2. (E)-> reszuszpendálás 6. Immobilizálás polimer-golyóra Szubsztrát és termék inhibíció (gátlás)! CSTR helyett csőreakto 2. Reaktor kaszkáddal (=sorba kötött folytonos CSTR-ek) közelítik a csőreaktort DE: ph szabályzás fontos, azt nem lehet csőreaktorban 19

Vörös biotechnológia alkalmazása Penicillin G ipari enzimes hidrolízise: Feldolgozás: Kicsapás Szűrés Mosás Reverz felhasználás: Pl.:Ampicillin 20 szintézis

Fehér biotechnológia alkalmazása Vegyipari technológiák: Bioipari technológiák: Erélyes körülmények Enyhe körülmények (magas T C, p) (~testhőm., légköri p, sem.ph) ) Nagyobb energia igény Gyakran agresszív katalizátorok Magasabb környezetterhelés Kisebb energia igény Biokatalizátorok: k sejtek, enzimek-> lebomlik, szelektív(!) Kisebb környezetterhelés 21

Fehér biotechnológia alkalmazása Vegyipar Bioipar enzin, gázolaj, dízelolaj, l paraffinolaj, aszfalt Biofinomítók, platform kemikáliák E, PP, oldószerek, 22

Fehér biotechnológia alkalmazása A vegyipar fehérítése plattform alkotó GBL(butirolakton) molekulákon keresztül: pl.: oldószer 1. Borostyánkősav-platform Polibutiléntereftalát (PET alternatíva) Oldószer Adhezív Tinta poliami i Oldószer Lágyító Oldószer Tremoplasztikus zsírtalanító 23

Fehér biotechnológia alkalmazása A vegyipar fehérítése plattform alkotó molekulákon keresztül: pl.: 1. Borostyánkősav-platform 2. Aszparagin-platform platform 24

Fehér biotechnológia alkalmazása A vegyipar fehérítése plattform alkotó molekulákon keresztül: pl.: 1. Borostyánkősav-platform 2. Aszparagin-platform platform 3. Glutaminsav-platform 25

Fehér biotechnológia alkalmazása A vegyipar fehérítése plattform alkotó molekulákon keresztül: pl.: 1. Borostyánkősav-platform 2. Aszparagin-platform platform 3. Glutaminsav-platform 4a. Glicerin-platform i l Glicerin az ideális alapanyag: gyártható, v. biodízel melléktermék=megújuló 26

Fehér biotechnológia alkalmazása 1,3Propándiol 13P 1,3-PD termelés Évi 200.000t, 3/4-e szintetikusan Növekvő piac Széleskörű felhasználás: Önmagában: g oldószer, fagyásgátló PoliTrimetilénTereftálsav [t/év] PD [ 250 000 200 000 150 000 100 000 50 000 0 1990 1995 2000 2005 201 27

Fehér biotechnológia alkalmazása 13P 1,3Propándiol előállítás Szintetikusan: EtO hidroform.(shell), Acr.kat.hidr. (Degussa) Biológiailag (de novo fermentáció) Glükóz glicerin (S.cerevisiae) Glicerin 1,3PD (C.freundii C.freundii) ) E.coli Enzimesen? előnyök 28

Fehér biotechnológia alkalmazása A vegyipar fehérítése plattform alkotó molekulákon keresztül: pl.: 1. Borostyánkősav-platform 2. Aszparagin-platform platform 3. Glutaminsav-platform 4a. Glicerin-platform 4b. 3-HP-platform 29

Fehér biotechnológia alkalmazása A vegyipar fehérítése fehérítése plattform alkotó molekulákon keresztül: pl.: 1. Borostyánkősav-platform 2. Aszparagin-platform platform 3. Glutaminsav-platform l tf 4a. Glicerin-platform 4b. 3-HP HP-platform 5. Itakonsav-platform 30

Fehér biotechnológia alkalmazása 6. Tejsavsav-platform 31

Fehér biotechnológia alkalmazása Tj Tejsavsav-PLA Homopolimer Biokompatibilis Biodegradálható Jó meh.tul. Heteropolimer 32

Fehér biotechnológia alkalmazása Tj Tejsav-előállításelőállítás Kémiai-előállítás: Biológiai-előállítás: Katalizátor CaO, NaOH, Lactobacillus sp. Ba(OH) 2 Hőmérséklet 200 C 37-55 C Hozam 45-75% 90-95% 95% Izomer Racém elegy Optikailag tiszta, főleg L-(+) (törzstől függ) 33

Fehér biotechnológia alkalmazása Tj Tejsavsav-előállítás előállítás fiziológiája i iáj egyipar tejipar 34

Fehér biotechnológia alkalmazása Tj Tejsav-fermentáció 1. Alapanyag Cukor (keményítő, glükóz) + fehérje (hidrolizátum) Növény eredetű= Megújuló (gabona- termelés<>eu) 2. Mikroba: Lactobacillusok, Bacillusok, Rhizopus sp. 35

Fehér biotechnológia alkalmazása Tj Tejsav-fermentáció 3. Fermentációs rendszer szakaszos technika DE ph kontroll (5,5-6) toxikus termék, és ph vált.->meghatározza a downstreamet SSF technika Sejtvisszatartásos, ED-vel kombinált=integrált Anaerob/fakultatív anaerob törzsek-> enyhe keverés, >42 C, 4-6 6nap 36

Fehér biotechnológia alkalmazása 37

Fehér biotechnológia alkalmazása Tj Tejsav termék-minőség minőség ő Technikai i Világos barna textil til ipar, Élelmiszeripari Gyógyszeripari Műanyagipari Vas mentes 20-80% színt., szagt. >80% színt., szagt. >90% LA, <0,1% hamu színt., szagt. >90% LA, <0,01% hamu észter gyártás élelm. adalék higénia, fém-laktátok Biodegradálható polimer 38

Fehér biotechnológia alkalmazása Köszönöm a figyelmet! Úgy látom, hogy lélegzet elállító fejlődésnek leszünk tanúi, és a biotechnológiai kuttók és cégek lesznek ennek a fejlődésnek a középpontjában. (Bill Gates, New York Times (1996.jún.8.)) It might looks that I am doing nothing, but at a celular level I am really quite busy. (Lactobacillus Lactobacillus) 39