อาจารย์ตะวัน ฉัตรสูงเนิน ติดต่อ E-mail: tawan@mjuacth โดย อาจารย์ตะวัน ฉัตรสูงเนิน ติดต่อ E-mail: tawan@mjuacth Office: (053)878-038-50 ต่อ 3063 สำนักงานอธิการบดีชั้น 3 ห้อง มหาวิทยาลัยแม่ โจ้ วิทยาเขตแพร่ เฉลิมพระเกียรติ

บทนำ (Introduction)

บทนำ (Introduction)

บทนำ (Introduction) เทคโนโลยีชีวภาพกับสาขาวิชาที่เกี่ยวข้องและการประยุกต์ใช้

Parallel Fermentation Facility

BioFlo 6000, 130 Liter capacity fermentor BioFlo 6000, 130 Liter capacity fermentor. Shown with open skid equipped with optional automatic sterilization feature.

1. Microbial cell and Biomass - การผลิตมวลชีวภาพในเชิงพาณิชย์ได้เริ่มในราว ค.ศ. 1900 ด้วยการ ผลิตยีสต์ขนมปังเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมขนมอบ - เมื่อโลกประสบกับวิกฤตการณ์การขาดแคลนอาหารเมื่อปี ค.ศ. 1960 ได้มีการพัฒนาการผลิตโปรตีนเซลล์เดียว (SCP) ด้วยกระบวนการหมัก Microbial cell and Biomass : สามารถผลิตได้จาก แบคทีเรีย รา ยีสต์ และแอลจี วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิต: วัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร ของเสียจากอุตสาหกรรม อาหาร กากน้ำตาล แป้ง หางนม และผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ได้แก่ มีเทน เมทานอล และอัลเคน

1. Microbial cell and Biomass There may be biological waste treatment in larger vessels, but the world's largest fermenter is shown in these photos taken from Chemical and Engineering News. The fermenter is 200' high and 25 ft diam. The first photo (Chem. Eng. News, 10-Apr-78) shows the fermenter being transported on vehicles with tank treads.

1. Microbial cell and Biomass บริษัทไอซีไอ แห่งประเทศอังกฤษได้พัฒนา กระบวนการผลิตยีสต์โปรตีนจากเมทานอล แบบต่อเนื่องในถังหมักชนิด Air-lift ขนาด 1,500 ลบ.ม. ซึ่งมีกำลังผลิตยีสต์โปรตีนสูงถึง 54,000-70,000 ตัน/ปี เพื่อใช้เป็นอาหารสัตว์ Methylophilus methylotrophus I.C.I. Methane from natural gas or methanol

2. Microbial Enzyme โดยทั่วไปเอนไซม์สามารถสกัดได้จากเนื้อสัตว์ หรือผลิตได้จากแหล่งของจุลินทรีย์ ซึ่งในกรณีจากแหล่งของจุลินทรีย์สามารถผลิตเอนไซม์ได้ในปริมาณที่มากโดยที่ คัดเลือกสายพันธุ์ที่เหมาะสมหรือการปรับปรุงสายพันธุ์ด้วยการผ่าเหล่าและเทคนิค ทางพันธุวิศวกรรม การใช้เอนไซม์ในอุตสาหกรรมมีอยู่มากมายทั้งอุตสาหกรรม ประเภทอาหาร กึ่งอาหาร และไม่ใช่อาหาร Enzyme: Amylase Protease Pectinase Cellulase Isomerase Invertase and Oxidase Fungi and Bacteria

2. Microbial Enzyme

3. Microbial metabolite ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากเซลล์สามารถจำแนกออกได้เป็น 2 พวก - ผลิตภัณฑ์ปฐมภูมิ (Primary Metabolite) - ผลิตภัณฑ์ทุติยภูมิ (Secondary Metabolite) ผลิตภัณฑ์ปฐมภูมิ (Primary Metabolites) ปริมาณการผลิตของสารสัมพันธ์โดยตรงกับการเติบโตของจุลินทรีย์ ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวได้แก่ กรดอะมิโน นิวคลีโอไทด์ แอลกอฮอล์ แอซีโตน บิวทานอล และพอลิแซ็กคาไรด์ เป็นต้น

3. Microbial metabolite ผลิตภัณฑ์ทุติยภูมิ (Secondary Metabolites) เกิดขึ้นจากสารมัธยันตร์หรือผลิตภัณฑ์ปฐมภูมิที่ได้ในขั้นตอนต้นด้วยปฏิกิริยา ของเซลล์ขั้นต่อไปหลังจากที่เซลล์หยุดการเติบโตไปแล้ว

3. Microbial metabolite cell constituents Nucleic acids Proteins intermediates Polysaccharides Nucleotides Lipids Amino acids Sterols Sugars secondary metabolites Acetyl CoA Penicillins, Cephalosporins Terpenes peptide antibiotics, alkaloids Aminoglycoside antibiotics Tetracycline antibiotics Gibberellins

4. Recombinant products เป็นการนำเทคโนโลยี Recombinant DNA หรือพันธุวิศวกรรม มาทำให้สามารถ สร้างจุลินทรีย์ชนิดใหม่เพื่อเพิ่มศักยภาพการหมัก ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ตามที่ต้องการ ด้วยผลผลิตที่สูงขึ้นในระดับอุตสาหกรรม โดยการนำสารพันธุกรรมจากสิ่งมีชีวิต ชั้นสูงมาใส่ในเซลล์จุลินทรีย์ เพื่อให้สามารถผลิตสารที่ต้องการ ได้แก่ Interferon, Insulin , Human serum albuminGrowth factor, Calf chymosin, bovine somatostatin เป็นต้น

5. Biotransformation เซลล์ของจุลินทรีย์สามารถในการแปรสภาพสารประกอบชนิดหนึ่งไปสู่อีกชนิดหนึ่ง ได้ด้วยปฏิกิริยาของเอนไซม์ที่มีอยู่ในเซลล์ ซึ่งกระบวนการแปรสภาพทางชีวภาพมี ข้อได้เปรียบกว่ากระบวนการทางเคมีมาก เพราะเอนไซม์มีความจำเพาะมากกว่า และ ปฏิกิริยาเกิดในสภาพไม่รุนแรง แต่ปฏิกิริยาทางชีวภาพจำเป็นต้องใช้เอนไซม์มาก จึงต้องมีการใช้เทคนิคการตรึงเข้ามาช่วย ตัวอย่าง ได้แก่ การผลิตสเตอรอยด์ Prostaglandins และยาปฏิชีวนะ เป็นต้น

กระบวนการทางการหมัก

กระบวนการทางการหมัก 1. The formulation of media to be used in culturing the process organism during the development of the inoculum and in the production fermenter. 2. The sterilization of the medium, fermenters and ancillary equipment. 3. The production of an active, pure culture in sufficient quantity to inoculate the production vessel.

กระบวนการทางการหมัก 4. The growth of the organism in the production fermenter under optimum conditions for product formation. 5. The extraction of the product and its purification. 6. The disposal of effluents produced by the process.

กระบวนการทางการหมัก Q1: What are the differences between Biotechnology and Fermetation Technology?. Q2: What are the steps of Fermentation Technology?.

สามารถติดตามเอกสารประกอบการสอนได้ที่ See you again next Thursday on the topics of สามารถติดตามเอกสารประกอบการสอนได้ที่ E-learning\มหาวิทยาลัยแม่โจ้ วิทยาเขตแพร่ เฉลิมพระเกียรติ\ สาขาวิชาเทคโนโลยีชีวภาพ\อาจารย์ตะวัน ฉัตรสูงเนิน