BIOTERMÉK TECHNOLÓGIA-2 MSc Biomérnök hallgatók számára Előadó: 3 + 0 + 0 óra, 4 kredit szóbeli vizsga Pécs Miklós, Ballagi András Elérhetőség: F épület, FE lépcsőház földszint 1 (463-) 40-31 pecs@eik.bme.hu Diasorok és szöveges segédanyagok találhatók a: http://oktatas.ch.bme.hu /oktatas /konyvek /mezgaz /Biotermek technologia címen 1 KÖVETELMÉNYEK VIZSGA (azután záróvizsga) A vizsgaidőszakban: szóbeli, hetente többször Tételsor: van az intraneten, de az a záróvizsgára szól. A szóbelin legalább két témakörről kérdezek. 2 BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 1
BIOTECHNOLÓGIA Mi az? Mindenki mást ért alatta. Még aki benne dolgozik, az is csak a saját területét tekinti igazi biotechnológiának, a többit nem annyira. A génmanipulátor, a PCR-es, a vakcinagyártó de: Biotechnology is not only bio but technology, too. Ringpfeil prof (Berlin) beszólása Két megközelítés: Biológiai: TTK jellegű egyetemeken a genetikával, mikrobiológiával foglalkozók megközelítése. Technológiai: vegyészmérnök és élelmiszertechnológus szemléletű szakemberek megközelítése. BME biomérnök képzés: próbál egyensúlyt tartani 3 BIOTECHNOLÓGIA 4 BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 2
BIOTERMÉK TECHNOLÓGIA Miről szól ez a tárgy? Biotermék: azok a piacra kerülő termékek, amelyeket biotechnológiai úton állítanak elő. A termékek fajtái, jellemzőik, felhasználásuk. Technológia: nem csak a fermentációs folyamat szűken vett paramétereiről lesz szó (táptalaj, hőmérséklet, ph, idő), hanem a törzsek kiválasztásától/kialakításától a fermentáción át a feldolgozásig az egészről. Ez egy szintetizáló tárgy, sok eddig megszerzett ismeretre épül, de erre már nem épül más ezért záróvizsgatárgy. 5 Miben különbözik a tudós és a mérnök? A tudós a (bio)kémia tudománnyal foglalkozik. Ha megkérdezik tőle, hogy hogyan állít elő egy anyagot, a következőképpen válaszol: A + B = C + D Veszek A-t és B-t, reagáltatom, keletkezik C. No, és mellesleg D is. 6 BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 3
Kevés? Ha erre egy szakember azt mondja neki, hogy ez nem elég részletes, akkor kiegészíti: oldószer hőmérséklet reakcióidő ph katalizátor egyensúlyi konverzió melléktermékek A + B C + D Esetleg azt, hogy miből lehet kristályosítani. 7 Mit mond ugyanerre a mérnök? BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 4
A (BIO)TERMÉKEK CSOPORTOSITÁSA Sejttömeg : pékélesztő, egysejt-fehérje, starter kultúrák Primer metabolitok: etanol, szerves savak, aminosavak, nukleotidok Szekunder metabolitok: antibiotikumok, növényi hormonok, pigmentek, alkaloidok Polimer sejtalkotók: enzimek, poliszacharidok, nukleinsavak Rekombináns fehérjék: hormonok, ellenanyagok, enzimek 9 MÁS CSOPORTOSITÁS: DE NOVO FERMENTÁCIÓ Σ TÁPANYAGOK SZAPORODÓ SEJTEK Σ TERMÉKEK BIOTRANSZFORMÁCIÓ / BIOKONVERZIÓ SEJT SEJTALKOTÓRÉSZ A ANYAG B ANYAG ENZIM 10 BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 5
MÁS CSOPORTOSITÁS: Termelési volumen szerint: Nagy tömegben előállított (bulk) anyagok: élelmiszeripari, vegyipari alapanyagok Versenypiac, kis haszon Az innováció a költségek lefaragására irányul Finomvegyszerek, új gyógyszerek, diagnosztikumok innovatív termékek, kisebb mennyiség nagyobb profit Mennyiség ár kapcsolat: 11 MÁS CSOPORTOSITÁS: 12 BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 6
FEJLŐDÉSI TENDENCIÁK 13 K+F ráfordítás, iparági összehasonlítás Forrás: ifpma.org 14 BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 7
A bulk fermentációs termékek világpiaca Forrás: BCC Research 15 A bulk fermentációs termékek világpiaca Az összes fermentációs bulk termék világpiaca 2008-ben 15,9 milliárd USD volt, 2013-ra ez 22,4 milliárd USD-ra emelkedett, átlagos növekedési ráta 7,0 %/év. Az aminosavak piaca a legnagyobb falat, 2008-ban 5,4 milliárd USD-t generálva. Ez az összeg 2013-ra 7,8 milliárd USD-ra növekszik, ami 7,6 %/év átlagos növekedési rátát jelent. Az ipari enzimek felhasználása áll a második helyen, a piaci növekedés 8,9%/év, 3,2 milliárd USD-ról ~4,9 milliárd USD-ra 2013-ig. 16 BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 8
Vezető bio gyógyszergyártók (világpiac, 2011) (Bevétel milliárd dollárban) Roche $37,11 Amgen $15,58 Novo Nordisk $12,40 Merck Serono $8,24 Baxter BioScience $6,05 Biogen Idec $4,83 CSL Ltd. $4,15 Allergan $1,59 Alexion $0,78 Dendreon $0,21 Forrás: Contract Pharma 17 A piacvezető biotechnológiai gyógyszerek (2012) 18 BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 9
Piaci becslés 2014-re 19 TARTALOMJEGYZÉK PRIMER METABOLITOK Nukleotidok, vitaminok, anaerob erjesztések BIOPOLIMEREK Poliszacharidok SZEKUNDER METABOLITOK 1. Tumorellenes hatóanyagok (mikrobiális és növényi) 2. Alkaloidok 3. Növényi hormonok 4. Biopeszticidek 5. Szteroidkonverziók 20 BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 10
TARTALOMJEGYZÉK NÖVÉNYI SZÖVETEK TENYÉSZTÉSE 1. Tenyészetek, módszerek 2. Növényi szekunder metabolitok VÉRKÉSZÍTMÉNYEK ELŐÁLLÍTÁSA ÁLLATI SEJTTENYÉSZETEK 1. Sejtvonalak, tápoldatok, technikák, berendezések 2. Rekombináns fehérjék elállítása 3. Monoklonális ellenanyagok 21 BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 11