Промышленные биотехнологии: ЦКП «Промышленные биотехнологии» | Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии»

Организмы для промышленной биотехнологии


В биотехнологическом производстве существует три основных метода использования микроорганизмов.

  • Первый метод относится к массовому культивированию микроорганизмов в биореакторе, где тщательно контролируются все основные параметры процесса. В таблице 1.1 перечислены основные микроорганизмы, используемые сегодня для крупнотоннажного производства биотехнологических продуктов с помощью глубинного культивирования.


Таблица 1.1 Основные микроорганизмы для крупнотоннажного производства.
















Организм


Масштаб производства (м3)


Бактерии: множество штаммов, продуцирующих широкий спектр высокомолекулярных и низкомолекулярных продуктов. Хотя Escherichia Coli является предпочтительным продуцентом терапевтических белков, многие другие коммерческие экспрессионные системы доступны для производства малых молекул. Виды рода Streptomyces являются предпочтительными продуцентами вторичных метаболитов.


∼ 250


Дрожжи: крупные и мелкие молекулы. Часто продуцентами являются метилотрофные Pichia pastoris и Saccharomyces cerevisiae. Имеются и другие продуценты, такие как Hansenula polymorpha и Yarrowia lipolytica.


30 — 80


Грибы: многие нитчатые грибы используются для производства вторичных метаболитов, ферментов и органических кислот в промышленных масштабах.


≤ 600


Цианобактерии: Древняя форма жизни, наиболее известная своим съедобным родом Spirulina, выращиваемым в открытых прудах и продаваемым в форме таблеток в качестве пищевой добавки. Рекомбинантный штамм используется для фототрофного производства биотоплива. Потенциальный продуцент цитотоксических препаратов.


∼ 5000 (открытые пруды)


Водоросли: промышленно используются для производства следующих продуктов: 



  • удобрений, подкормок, средств для биочистки сточных вод из одноклеточных водорослей (Chlorella)


  • бета-каротина (Dunaliella), 


  • полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК).


Chlorella – самая популярная микроводоросль.


∼ 250


Культуры клеток растений: производство противоракового препарата паклитаксел (вторичного метаболита, полученного из растительных клеток в биореакторах объемом 75 м3). Другие продукты — терапевтические ферменты ElelysoTM – производятся в рекомбинантных клетках моркови, а также сапонины женьшеня. Как и с цианобактериями и водорослями, клетки растений можно культивировать гетеро, фото- или миксотрофно.


≤ 75


Мхи (Bryophyta): кассеты для Physcomitrella patens были разработаны для фототрофного культивирования.


< 2


Ряска: существует фототрофная технология выращивания рекомбинантных растений Lemna minor (ряска) в суспензионной культуре.



Как и мхи, ряска готова к коммерческому применению, но еще не использовалась промышленно.


< 2


Простейшие: в суспензионной культуре в основном используются два типа (Tetrahymena и Leishmania). Они также подходят для крупномасштабного производства белков, но пока не используются в коммерческих целях.


< 2


Культуры клеток насекомых: налаженная производственная система, используемая в основном для вакцин.


Системы экспрессии включают клетки Spodoptera frugiperda (моль), Trichoplusia ni. (моль), Bombyx mori (шелкопряд) и Drosophila sp. (плодовая муха)


< 2


Культуры клеток птиц: в основном используются для производства вирусных вакцин. Системы экспрессии представляют собой эмбрион утки, сетчатку утки, эмбрион перепела и эмбрион курицы. Культуры клеток заменяют традиционное производство вакцин на куриных яйцах.


> 10


Культуры клеток млекопитающих: промышленные «рабочие лошадки» для производства больших белков для парентерального введения, от Фактора VIII до моноклональных антител. Клетки яичников китайского хомячка (CHO) являются наиболее популярными экспрессионными системами.


∼ 25


Стволовые клетки: дермальные фибробласты человека, мезенхимальные стволовые клетки и плюрипотентные стволовые клетки производятся путем культивирования на микроносителях в биореакторах с мешалкой.


То количество стволовых клеток, которое необходимо для клинического аллогенного использования требует адаптации существующих методов массового культивирования клеток для эффективной наработки стволовых клеток.


< 1

  • Второй вариант — использование генетически модифицированных высших растений (Сосудистые растения), которые продуцируют рекомбинантные продукты в своих листьях, плодах, корнях или других частях. Трансгенные растения серьезно рассматриваются как «молекулярное сельское хозяйство» для производства таких продуктов как инсулин, лактоферрин, трипсин, вторичные метаболиты и нефармацевтические продукты, такие как биопластики.

  • Генетически модифицированные млекопитающие могут быть использованы для производства терапевтических белков в молоке, моче, крови или других жидкостях организма. В отличие от рекомбинантных растений, существует очень мало примеров трансгенных продуктивных животных, одним из которых является одобренный Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) в 2014 году рекомбинантный белок Ruconest, изолированный из трансгенного кроличьего молока, применяющийся для лечения наследственного ангионевротического отека.


В этой статье основное внимание уделяется первому методу, а именно производству в стерильном биореакторе или ферментере, поскольку в них производится более 99% биотехнологических продуктов, полученных на клетках животных, растений, грибов, дрожжей и бактерий.


В настоящее время, как показано в таблице 1.1, не только бактерии, дрожжи и грибы культивируются в «крупномасштабной» суспензионной культуре. Под «крупномасштабным» могут подразумеваться разные объемы в зависимости от продуцента.


Хотя клетки и организмы, перечисленные в таблице 1.1, сильно различаются по таксономии, форме, размеру и метаболизму, есть четыре общих элемента, которые могут повлиять на успех крупномасштабного суспензионного культивирования.


  • Генотип клетки, который контролируется и управляется физико-химической средой в биореакторе, для чего доступен целый арсенал погружных стерилизуемых сенсоров.


  • Состав питательной среды, который в идеале должен быть химически определен и прост. Кроме того, при составлении рецептуры питательной среды, необходимо учитывать заранее характеристики коалесценции, которые влияют на kLa или пенообразование.


  • Условия культивирования (температура, pH, pO2, pCO2, время перемешивания и усилие сдвига), которые поддерживаются с помощью системы термостатирования, системы подпиток, системы подачи газов. В большинстве случаев подстройка оборудования под специфический процесс ограничена только заменой импеллера.


  • Режим культивирования, например, периодический, пес подпиткой, непрерывный или перфузионный.

Школа биомедицины (Институт наук о жизни и биомедицины с 13 сентября 2021 г.)

Образовательная программа Промышленная биотехнология

(Направление подготовки 19.03.01 Биотехнология)

Срок обучения 4 года, квалификация – бакалавр

Институт наук о жизни и биомедицины, Департамент пищевых наук и технологий,

Дальневосточный федеральный университет

Требования к поступающим: ЕГЭ по химии, математике (профильная) и русскому языку.

Промышленная биотехнология – это стремительно развивающееся направление в науке и сфере бизнеса. Современные тенденции развития промышленной биотехнологии связаны с совершенствованием биотехнологий ферментных препаратов, пищевых, биологически активных и вспомогательных технологических добавок, кормового и пищевого белка, функциональных пищевых продуктов, премиксов
и других компонентов. Методы промышленной биотехнологии позволяют получать эту продукцию в десятки раз быстрее при минимальных затратах по сравнению с традиционными технологиями. Они способны обеспечить ресурсами человечество в будущем благодаря невероятной эффективности, экологичности и низкой энергоемкости.

Образовательная программа «Промышленная биотехнология» реализуется в соответствии с приоритетными направлениями Стратегии научно-технологического развития России (Указ Президента РФ от 01.12.2016 г. № 642).

В процессе обучения студенты изучают базовые дисциплины, дисциплины по выбору и факультативные.

Базовые
дисциплины:

Модуль общей биологии (Объекты биотехнологии, Основы биохимии, Микробиология, Биоинформатика).

Базовый технологический модуль (Введение в биотехнологию и профессиональную деятельность, Основы биотехнологии, Основы промышленной биотехнологии, Биотехнология биологически активных веществ, Морская биотехнология).

Модуль проектирования и инженерии (Инженерная и компьютерная графика, Процессы и аппараты биотехнологических производств, Основы проектирования, Инженерная энзимология).

Модуль методологии исследований (Научное проектирование и методология научных исследований).

Модуль биотехнологии (Основы процессов биотрансформации, Биопрепараты: получение, выделение и очистка, Агробиотехнология и биотехнология премиксов, кормов и кормовых добавок, Биотехнология глубокой переработки промышленных отходов, Биотехнология пищевых добавок и ингредиентов (в том числе витаминов, пробиотиков, пребиотиков, синбиотиков, функциональных смесей)).

Организационно-технологический модуль (Аппаратурно-технологические линии предприятий пищевой и биотехнологической промышленности, Макро- и нанодисперсные системы пищевой продукции, структурно-технологические свойства, Организация и ведение технологического процесса на предприятиях отрасли).

Дисциплины по выбору: Оборудование, сертификация и управление качеством на предприятиях отрасли, Системы управления технологическими процессами, Основы технологического регулирования качества готовой  продукции, Способы разработки и внедрения нормативно-технической документации на новые виды пищевых продуктов, Нутрициология, Диетология, Основы рационального и специализированного питания, Научные основы производства продуктов здорового питания, Методы моделирования продуктов питания, Проектирование продуктов питания с заданными свойствами, Основы моделирования новых гастрономических продуктов, Инновационные технологии конструирования продуктов высокой степени готовности.

Факультативные дисциплины: Основы медицинских знаний, Здоровьесберегающие технологии продуктов питания, Организация питания в спортивно-оздоровительных учреждениях, Санитарно-эпидемиологические требования к деятельности предприятий и качеству продуктов индустрии питания, Тара, упаковки и биоразлагаемые полимерные материалы на предприятиях отрасли, Биоэкология.

  

В ходе обучения бакалавры знакомятся с основными направлениями фундаментальных и прикладных исследований в области промышленной биотехнологии:

—                  биотехнология синтеза биологически активных веществ, функциональных ингредиентов и технологических добавок;

—                  биотехнология получения протеинов, аминокислот, витаминов и других биологически активных веществ;

—                  создание инновационных технологий глубокой переработки отходов промышленного производства, а также сырья для получения новых видов продукции с добавленной стоимостью;

—                  использование методов биоинженерии в разработке рационов здорового и персонализированного питания, а также трансгенных продуктов;

—                  разработка научных решений в области промышленной биотехнологии и технологии функциональных продуктов питания, включая лечебные, профилактические, детские.

 

Студенты
образовательной программы «Промышленная биотехнология» могут выбрать индивидуальную траекторию построения карьеры с 1 курса, участвуя в студенческом научном клубе «Биотехнология», проходя практическую подготовку в научных и производственных организациях.

Основными
траекториями построения карьеры являются:

Ø  научно-исследовательская и академическая траектория – формирование карьеры осуществляется от бакалавра до докторанта, принимая участие в различных конкурсах и грантах, получая различные категории стипендий.

Вингородова Дарья, выпускник программы, в настоящее время магистрант 1 курса образовательной программы «Агропищевая биотехнология».

Дарья усовершенствует способ выделения фукоксантина (пигмент, относится к группе каротиноидов) из морских водорослей. Известно, что фукоксантин способствует поддержанию уровня здоровья человека, а также он используется в спортивных пищевых добавках для ускорения обмена веществ в организме.

ü  прикладная и научно-исследовательская траектория – в процессе практической подготовки студенты успешно формируют карьеру в государственных контролирующих и надзорных органах; Международных и российских R&D компаниях; Научно-исследовательских центрах, лабораториях, институтах; организациях по проектированию биотехнологических и пищевых производств; медицинских центрах в области здорового питания; спортивно-оздоровительных учреждениях.

Якубовский Петр, выпускник программы, менеджер службы контроля качества «ПепсиКо Холдинг» во Владивостоке. Осуществляет контроль качества выпускаемой продукции, разрабатывает внутреннюю нормативную документацию, участвует во взаимодействии с контролирующими государственными органами.

Практическая
подготовка студентов осуществляется:

—          на базе ДВФУ в научно-исследовательских центрах и лабораториях,

—          на базе научных и производственных организаций (партнеров программы или по выбору обучающегося).

Партнеры научные
и академические:
Харбинский коммерческий университет (КНР). Нихон Университет (Япония), Университет Бохай (КНР), Ягеллонский университет (Польша), Университет Токай (Япония), ФГБНУ «ФНЦ Агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки» ДВО РАН, ФГБОУ ВО «Приморская государственная сельскохозяйственная академия»,  Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН, ФНЦ Биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН, Тихоокеанский филиал ФГБНУ «ВНИРО» («ТИНРО»).

Партнеры промышленные: Холдинговая компания ООО «Арника», Агропромышленный холдинг «Ратимир»,Холдинговая компания «СГБ Менеджмент» (Приморский кондитер, Артемовский молокозавод, «Грин-Агро»), Пищевое производственное объединение «Никольск», Торговый дом «ВИК», ООО «Хлебный дом», Сеть ресторанов «Репаблик», Сеть ресторанов «Токио», ООО «Дальпико-Рыбсервис». ООО «Pepsi Co», ОАО «Владхлеб», ГНЦ ВБ «Вектор», ООО «Мерси Трейд».

Университеты-партнеры для обмена
студентами: Харбинский коммерческий университет (КНР), Ягеллонский университет (Польша), Tokyo University Of Agriculture (Япония), Университет Токай (Япония).

Студенты успешно участвуют в стажировках, программах обмена и международных научных мероприятиях.

Реализация профессиональной деятельности выпускников осуществляется в: научно-исследовательской, производственно-технологической, организационно-управленческой и проектной области биотехнологии.

 

Профессорско-преподавательский состав:

Табакаева Оксана Вацлавовна, д.т.н., профессор, эксперт в области ресурсосберегающих технологий и морской биотехнологии,

Левочкина Людмила Владимировна, к.т.н., профессор, эксперт в области управления технологическими процессами,

Дубняк Яна Викторовна, к.т.н., доцент, эксперт в области микробной биомодификации и медицинской микробиологии,

Ли Наталья Гаврошевна, к. т.н., старший преподаватель, эксперт в области биотехнологии биологически активных веществ.

Эксперты образовательной программы:

Ищенко Сергей Анатольевич
– эксперт в области техники и технологии пищевых производств, д.т.н., профессор, заслуженный работник пищевой индустрии Российской Федерации, заместитель председателя комитета Законодательного Собрания Приморского края по экономической политике и собственности, президент ассоциации «Никольск» и предприятий пищевой и перерабатывающей промышленности г. Уссурийска и Уссурийского района,

Пиекошевски Войцех Пётр – эксперт в области токсикологии, безопасности, и экспертизы промышленной продукции, PhD, DSc, главный научный сотрудник Лаборатории фармакологии и биоиспытаний. Осуществляет научное консультирование студентов,

Иншаков Сергей Владимирович
– эксперт в области технологии и средств технического обслуживания, к.т.н., доцент, заместитель генерального директора по общим вопросам ООО «ППО Никольск», доцент кафедры «Метрология, стандартизация и сертификация» ФГБОУ ВО «Приморская государственная сельскохозяйственная академия»,

Ситун Наталья Викторовна
– директор по управлению качеством ООО «Ратимир», к. б.н., доцент. Участвует в подготовке к сертификации на соответствие требованиям ИСО 9001 и последующего периодического инспекционного контроля.

 

Руководитель образовательной
программы:

Сенотрусова Тамара Алексеевна, к.т.н., доцент, член Общества биотехнологов России им. Ю.А. Овчинникова

Контакты: тел. +7 (423) 265-24-24 доб. 6071

                     е-mail: [email protected]

                  

 

Промышленная биотехнология | Мэри Энн Либерт, Inc., издательство

Главный редактор: Ричард А. Гросс, доктор философии

ISSN: 1550-9087
|
Интернет-ISSN: 1931-8421
|

Публикуется раз в два месяца

CiteScore™: 3,4

Ведущий рецензируемый журнал, посвященный научным, деловым и политическим разработкам развивающейся глобальной биоэкономики.

  • Посмотреть цели и область применения


  • Индексирование/резюме

  • Редакция

Поиск

Подписаться/продлить

Рекомендовать это название

Подпишитесь на оповещения TOC

Посмотреть инструкции по отправке

Поделитесь с коллегой

Объявления

  • Заявки на документы:

    Премия «Молодой исследователь» за лучшую статью

    Промышленная биотехнология с гордостью объявляет о своей первой награде Young Investigator Best Paper Award . Эта награда присуждается за опубликованную оригинальную исследовательскую работу молодого исследователя, автора-корреспондента. Представление рукописи должно быть подано не позднее 30 января 2023 года . В сопроводительном письме укажите себя как кандидата на рассмотрение премии. Премия определяется членами редколлегии журнала. Награжденные получат награду в размере 1500 долларов США и специальный глобальный пресс-релиз, посвященный их исключительному вкладу в эту область. Узнать больше

     

    Биотехнологические пути к косметическим и пищевым биологически активным веществам и ингредиентам

    В этой специальной теме мы хотим осветить как истории успеха, недавно внедренные в промышленность, так и новые подходы, проверенные в лабораторных масштабах, но еще не внедренные в промышленное производство. шкала. Поэтому академики, а также промышленные исследователи приглашаются внести свой вклад. Крайний срок подачи рукописи — 25 июля 2023 г. Подробнее

Рекомендуемый контент

Взгляды, мнения, выводы, выводы и рекомендации, изложенные в любой статье Журнала, принадлежат исключительно авторам этих статей и не обязательно отражают взгляды, политику или позицию Журнала, его Издателя, его редакции или любых аффилированных обществ. и не следует относить ни к одному из них.

Членство в обществе

Официальный журнал:

Коалиция альтернативных видов топлива и химикатов (AFCC)

Рекомендуемые публикации

Новости генной инженерии и биотехнологии

Инженерная наука об окружающей среде

Устойчивое развитие и изменение климата

Споры в науке и технике Том 3:
От эволюции к энергии

Безопасность здоровья

Промышленная биотехнология | Coursera

Об этом курсе

74 972 недавних просмотров

Со времен промышленной революции ископаемые виды топлива были основным источником энергии для общества. Они обеспечивают сырье для производства многих повседневных товаров, которые мы воспринимаем как должное, включая фармацевтические препараты, продукты питания и напитки, материалы, пластик и предметы личной гигиены.

Гибкие сроки

Гибкие сроки

Сброс сроков в соответствии с вашим графиком.

Общий сертификат

Общий сертификат

Получите сертификат по завершении

100% онлайн

100% онлайн

Начните немедленно и учитесь по своему собственному графику.

Начальный уровень

Начальный уровень

Часов для прохождения

Прибл. 11 часов

Доступные языки

Английский

Субтитры: арабский, французский, португальский (европейский), итальянский, вьетнамский, немецкий, русский, английский, испанский

Гибкие сроки

Гибкие сроки

Сброс сроков в соответствии с вашим графиком.

Общий сертификат

Общий сертификат

Получите сертификат по завершении

100% онлайн

100% онлайн

Начните немедленно и учитесь по своему собственному графику.

Начальный уровень

Начальный уровень

Часов для прохождения

Прибл. 11 часов

Доступные языки

Английский

Субтитры: арабский, французский, португальский (европейский), итальянский, вьетнамский, немецкий, русский, английский, испанский

Instructors

Prof. Nicholas Turner

Professor

Manchester Institute of Biotechnology

82,795 Learners

1 Course

Prof. Nigel Scrutton

Professor

Manchester Institute of Biotechnology

82,795 Учащиеся

1 Курс

Доктор Ник Вейз

Старший преподаватель

Манчестерский институт биотехнологии

82,795 Учащиеся

1 Курс

Предлагает

Манчестерский университет

История Манчестерского университета восходит к 1824 году. Среди нынешних сотрудников университета три лауреата Нобелевской премии — больше, чем в любом другом британском университете, — и в общей сложности 25 лауреатов Нобелевской премии являются выходцами из числа наших бывших и нынешних студентов и сотрудников. У нас есть три основные цели: провести исследования мирового уровня; обеспечить выдающееся обучение и студенческий опыт; и быть социально ответственным.

Reviews

4.7

Filled StarFilled StarFilled StarFilled StarHalf Filled Star

659 reviews

  • 5 stars

    73.81%

  • 4 stars

    21.40%

  • 3 stars

    3.25%

  • 2 звезды

    0,63%

  • 1 звезда

    0,88%0002 by YHO 30 октября 2017 г.

    Это очень интересный курс, который вдохновил меня на увлечение промышленной биотехнологией. Внедряемые знания охватывают широкий спектр фундаментальной науки и прикладных технологий.