BIOMRNKI MVELETEK S FOLYAMATOK s labor Krnyezetmrnk MSc

BIOMÉRNÖKI MŰVELETEK ÉS FOLYAMATOK és labor Környezetmérnök -MSc

KÖVETELMÉNY: 70% jelenlét IRÁSBELI VIZSGA IRODALOM (Sevella Béla: Biomérnöki műveletek és folyamatok Műegyetemi Kiadó 1998 65024) Sevella Béla: Biomérnöki műveletek példatár Műegyetemi Kiadó 2001 65031 Sevella Béla: Biomérnöki műveletek és folyamatok TIPOTEX 2011 TÁMOP-4. 1. 2 -08/2/A/KMR-2009 -0028

• http: //www. interkonyv. hu/index. php? page =konyvek&series_id=42 • Kosárba • Regisztráció vásárlás (0 forint) • Könyvespolcom-ról kimenthető l. Még a. Tartalomjegyzék-részletes-Körny. MSc. doc file-t www. tankonyvtar. hu

BIM KMsc 2009 A BIOTECHNOLÓGIA a BIOKÉMIA, MIKROBIOLÓGIA és a MÉRNÖKI TUDOMÁNYOK integrált alkalmazása mikroorganizmusok állati és növényi sejtek/szövetek vagy ezek részeinek (pl. enzimeinek) technológiai felhasználása céljából. EREKY KÁROLY 1919 “Biotechnológia - (EREKY Károly, 1917) minden munka, amellyel alapanyagokból termékeket állítunk elő élő organizmusok segítségével. ”

informatika mérnöki tudományok bioenginee ring vegyészmérnöki tudományok biotechnológia kémia biológia biokémia

OECD statistical def. Of biotechnology (2005) The application of science and technology to living organisms, as well as parts, products and models thereof, to alter living or non-living materials for the production of knowledge, goods and services. A listaalapú def: The list‑based definition A következő, biotechnológiai tehnikákat felsoroló listát mint magyarázó útjelzést kell tekinteni az egyszerű definícióhoz. Ez nem teljes lista és időről időre nyilván változik illetve bővül, módosul!, amint a biotechnológiai technikák, metodikák fejlődnek: DNA/RNA: Genomics, pharmacogenomics, gene probes, genetic engineering, DNA/RNA sequencing/synthesis/amplification, gene expression profiling, and use of antisense technology. Proteins and other molecules: Sequencing/synthesis/engineering of proteins and peptides (including large molecule hormones); improved delivery methods for large molecule drugs; proteomics, protein isolation and purification, signaling, identification of cell receptors. Cell and tissue culture and engineering: Cell/tissue culture, tissue engineering (including biomedical engineering), cellular fusion, vaccine/immune stimulants, embryo manipulation. Process biotechnology techniques: Fermentation using bioreactors, bioleaching, biopulping, biobleaching, biodesulphurisation, bioremediation, biofiltration and phytoremediation. Gene and RNA vectors: Gene therapy, viral vectors. Bioinformatics: Construction of databases on genomes, protein sequences; modelling complex biological processes, including systems biology. Nanobiotechnology: Applies the tools and processes of nano/microfabrication to build devices for studying biosystems and applications in drug delivery, diagnostics etc.

Piros: egészség, orvosi, diagnosztika Sárga: (élelmiszer és táplálkozás) Kék: vízkultúrák, tengeri biotech Fehér: Bioipar Arany: bioinformatika, nanobiotechnológia Zöld: mezőgazdaság, mezőgazdaság Klasszikus és Modern biotechnológia. (élelmiszer és táplálkozás) környezet: bioüzemanyag, biotrágya, bioremediáció, szennyvíztisztítás, geomikrobiológia Barna: száraz, sivatagi Fekete: bioterrorizmus, biofegyver… biofegyver Bíbor: szabadalom, publikálás, újítás… Szürke: klasszikus fermentáció és biofolyamat technológia E. J. Da. Silva(2005): The Colours of Biotechnology: Science, Development and Humankind ELECTRONIC JOURNAL OF BIOTECHNOLOGY

20. AND NOAH BEGAN TO BE A HUSBANDMAN, AND HE PLANTED VINEYARD. 21. AND HE DRANK OF VINE, AND WAS DRUNKEN, AND HE WAS UNCOVERED WITHIN HIS TENT (Genesis 9, 20 -21. ) 20. ÉS NOÉ MEGHÁZASODOTT ÉS SZŐLŐT ÜLTETETT, 21. ÉS IVÉK A BORBÓL ÉS LERÉSZEGEDÉK ÉS MEZTELEN VALA SÁTRÁNAK KÖZEPÉN

SÖRFŐZÉS ÉS SÖRÁLDOZAT NIN-HARRA ISTENNŐNEK Momument Blau Kr. e. 2500 Mezopotámia: URUK, Gilgames Sumérek Babilónia Hammurápi (Kr. e 1727 -1686) Egyiptom

A BIOTECHNOLÓGIA TÖRTÉNETE

A magyar bioiparok kezdeti lépései Év Hely technológia/termék 1720 1787 1790 1797 1804 1808 1825 1844 1845 1853 1862 1872 1887 1912 1923 1924 1927 Szentgyörgy Pozsony Pest Kisma rton Fiume Ujlak Ercsi Pozsonv Budapest Temesvár Budapest Rohonc Szombathely F űzfő Budapest Tiszavasvári 1941 Kisperkáta 1946 1951 1953 1965 1969 1971 Budapest penicillin Debrecen neomycin, oxytetracycline, tobramycin Budapest Vitamin B 12 (6) Ács levélfehérje (VEPEX) Sopron enzimes sörfőzés Szabadegyháza kukoricaalapú HFRS, alkohol habzóbor Ecet nyövényolaj termelés bor pincészet (1) cigaretta, szivar, burnót brandy (2) répacukor pezsg ő (3) sörgyár (4) állami dohánymonopólium éleszt ő szalámi (5) konzervgyár szövetkezeti tejüzem keményít ő oltóanyag/vakcina tejsav aceton-butanol alkaloid (morphine) mákgubóból glicerin (1) 1857: ELSŐ MAGYARORSZÁGI BORVERSENY (2) 1850: nagyobb szeszüzemek száma: 5671 ( 17 hl –nél több napi) (3) 1898: 17 pezsg ő üzem (4) 1851: 773 sörgyár (5) 1890: 13 szalámi üzem (6) 1950 -es évek: 20% -a a Vitamin B 12 világtermelésének

A BIOTECHNOLÓGIA KORSZAKAI ŐSI KORSZAK NEM TUDATOS BIOTECHNOLÓGIA NEM STERIL KORSZAK Aceton, butanol, glicerin, citromsav STERIL KORSZAK PRE-ANTIBIOTIKUM ÉRA ANTIBIOTIKUMOK UTÁNI KORSZAK MODERN BIOTECHNOLÓGIA Folytatódnak!!!!!!!

FERMENTÁLT ÉLELMISZERIPARI TERMÉKEK-1 ecet

FERMENTÁLT ÉLELMISZERIPARI TERMÉKEK-2

termék BIOTECH TERMÉKEK AZ ÉLELMISZERIPARBAN-1 felhasználás termel ő mikroorganizmus (forrás) gyümölcssavak citromsav E 330 -333 italok, dzsemek, szörpök tejtermékek itakonsav margarin glükonsav süt őpor, kolbász fémtisztítás fumársav desszert, tejtermékek húskészítmények almasav italok, dzsemek, zselék, E 350 -352 cukorkák, olajok, kenyérkész. bork ősav E 335 -337 borostyák ősav tejsav Aspergillus niger Candida lipolytica Aspergillus terreus Aspergillus niger Penicillium chrysogenum Rhizopus, Mucor Aspergillus niger, Pen. brevicompactum éleszt ők italok, desszertek, zselék Penicillium notatum Aspergillus griseus ízesít ő, K-, Ca-, Mg-sók mint Na. Cl helyettesít ők Rhizopus, Mucor, Fusarium gyümölcslé, majonéz, desszertek, Lactobacillus süt őipar, tejtermékek és húsdelbrueckii készítmények aminosavak Glu izer ősítő, ízesítő E 620 Lys Trp étel-kiegészítés antioxidáns vitaminok kobalamin (B 12 ) riboflavin (B 2 ) E 101 élelm. kiegészítés " β-karotin aszkorbinsav E 300 " " izesít ő anyagok inozinsav (IMP) E 630 ízkiemel ő, levesporok, konzervek. . . Corynebacterium glutamicum Brevibacterium flavum Corynebacterium glutamicum Propionibacterium shermanii Ashbya gossipii Eremothecium ashbii Blakeslea trispora biotranszformáció (pl. Gluconobacter) Brevibacterium ammoniagenes Corynebacterium glutamicum

BIOTECH TERMÉKEK AZ ÉLELMISZERIPARBAN-2 E 400 E 415 E 440

Nagy mennyiségben termelt mikrobiális enzimek

ENZIMEK A VILÁGPIACON (Cellulázok nélkül) ALKALIKUS PROTEÁZOK 25% EGYÉB PROTEÁZOK 20 58% RENNIN 10 TRIPSZIN 3 AMILÁZOK 18 GLÜKÓZ IZOMERÁZ 6 PEKTINÁZOK 3 LAKTÁZ 1 LIPÁZOK 3 Gyógyszer és analitika 10

(scents, fragrance)

r. DNS termékek TERMÉK FELHASZNÁLÁS Humán inzulin cukorbaj Humán interferonok ( a-, b-, c-IFN) antivírus/antitumor terápia HGH (emberi növekedési hormon) törpenövekedés Hepatitisz B vírusprotein vakcina elôállítás Urokináz trombolitikus hatás L-fenil-alanin az aszpartám édesítôszer elôanyaga keményítôhidrolizálás (maltózszirup) a-amiláz Állati növekedési hormonok tej/hústermelés fokozása Száj-és körömfájás vírusprotein állatgyógyászati vakcina E. coli K-88 és K-99 protein vakcina a borjú és malacneveléshez (toxikus hasmenés) L-triptofán takarmánykiegészítô L-treonin takarmánykiegészítô Véralvadás VIII és IX faktora hemofilia Eritropoietin (EPO) anémia, krónikus vese elégtelenség esetén Humán szérumalbumin vérkiegészítô anyag Humán gonadotrop anyagok (h. CG, HMG) terméketlenség A herpesz, a malária és az influenza fehérjeantigénjei vakcina Immunglobulinok monoklonális antitestek Limfokinek, elsôsorba interleukin-2 az immunrendszer serkentése (baktérium /vírusfertôzések, antitumo r-terápia Szöveti Plasminogen Aktivator (TPA) trombolitikus hatás Tumor Nekrosis Faktor (TNF) Borjúoltó (rennin) antitumor-terápia sajtgyártás

Ma: ~5% Bioeljárások részaránya a kémiai iparokban Előrejelzés 2010 -re (12%) Finomkémiai iparok Polimerek Tömegtermékek `bulk` Specialitások Műanyag adalékok 2020: 2020 18% 2030: 2030 25% % 60 10 -15 50 10

SEJTTÖMEG TERMELÉS pékélesztő, SCP SEJTKOMPONENSEK ELŐÁLLÍTÁSA - intracelluláris enzimek, nukleinsavak, poliszaharidok, r. DNS termékek, … A modern fermentációs ipar céljai-lehetőségei METABOLIT TERMELÉS PRIMER: etanol, tejsav, …. . SZEKUNDER: antibiotikumok glükóz EGYSZERŰ SZUBSZTRÁT KONVERZIÓ : ® fruktóz penicillin ® 6 -NH 2 -penicillánsav MULTI-SZUBSZTRÁT KONVERZIÓ : biológiai szennyviztisztitás

FERMENTÁCIÓS FOLYAMAT S TÁPANYAGOK (BIOSZINTÉZIS) SZAPORODÓ S TERMÉKEK SEJTEK BIOTRANSZFORMÁCIÓ / BIOKONVERZIÓ SEJTALKOTÓRÉSZ A ANYAG ENZIM B ANYAG

De novo FERMENTÁCIÓK Si + X Pj (X+ X) + mikroorganizmus növényi sejttenyészet állati szövettenyészet BIOTECHNOLÓGIAI ELJÁRÁSOK BIOTRANSZFORMÁCIÓK S + X sejt(alkotórész) S + E enzim P + X E

Biotechnológia: fermentációk és biokonverziók FERMENTÁCIÓ BIOKATALIZÁTOR TERMÉK

B I O T Á R S A D A L O M Vörös biotech egészségügyi felhasználású termékek Fehér biotech ipari felhasználású termékek Zöld biotech mezőgazdasági, élelmiszer és környezeti felhasználású biotechológia IPAR VEGYIPAR ENERGIA EGÉSZSÉG ÚJ GYÓGYSZEREK GÉNTERÁPIA DIAGNOSZTIKA ÁLLATEGÉSZSÉGÜGY BIO- BIOETANOL METÁN BIOGÁZ ALAPANYAG ENERGIA TECHNOLÓGIA ÉLELMISZERIPAR KÖRNYEZETVÉDELEM MEZ ÕGAZDASÁG REZISZTENS NÖVÉNYEK TRANSZGÉNIKUS ÁLLATOK