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Dienstag, 26 Mai 2015

Moderne Biotechnologie und deren Produkte

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Moderne Biotechnologie und deren Produkte
© Rainer Sturm / pixelio.de

Die Biotechnologie ist eine anwendungsorientierte, interdisziplinäre Wissenschaft, die sich mit der Nutzung von Tieren, Pflanzen, Zellen, Mikroorganismen und Enzymen in technischen Anwendungen beschäftigt. Erkenntnisse aus Bereichen der Mikrobiologie, Biochemie, Molekularbiologie, Genetik, Bioinformatik, den Ingenieurwissenschaften und der Verfahrenstechnik werden kombiniert und in der Diagnostik oder in industriellen Produktionsverfahren genutzt.

Auch traditionelle Fermentationsverfahren wie die Herstellung von Brot, Bier, Wein und Käse fallen unter die Definition der Biotechnologie, da natürliche mikrobielle Stoffwechselreaktionen zur Überproduktion gewünschter Produkte genutzt werden. Heutzutage wird der Begriff der Biotechnologie hauptsächlich für Produkte benutzt, die mit Hilfe von genetisch modifizierten Organismen hergestellt werden. Mikroorganismen werden genetisch modifiziert, um die Effizienz von vorhandenen  Stoffwechselwegen zu erhöhen oder aber um Substanzen zu produzieren, die natürlicherweise nicht vom Produktionsorganismus hergestellt werden können. In mikrobiellen Produktionsprozessen ist man nicht von fossilen Rohstoffen abhängig, da als Fermentationssubstrate landwirtschaftliche Produkte wie z. B. Glucose oder andere preiswerte Nebenerzeugnisse aus der Zuckerindustrie eingesetzt werden.

Biotechnologische Prozesse bieten gegenüber chemischen Verfahren den ökologischen Vorteil, dass sie unter wesentlich umweltschonenderen Bedingungen durchgeführt werden können: komplexe Synthesen können bei Zimmertemperatur und Normaldruck ablaufen, wohingegen entsprechende chemische Prozesse hohe Temperaturen und hohe Drücke benötigen. Durch ein gesteigertes Bewusstsein der Politik und Öffentlichkeit für Umweltschutz und einen nachhaltigen Umgang mit fossilen Ressourcen geht man davon aus, dass in den kommenden Jahren immer mehr chemische Prozesse durch biotechnologische Prozesse ersetzt werden.

Die Biotechnologie ist eine Wissenschaft mit zahlreichen Anwendungen. Die verschiedenen Zweige befassen sich mit der Produktion von Lösungsmitteln, Brennstoffen, Biofarbstoffen, Bioplastik, Enzymen, Pharmazeutika und Lebensmittelzusatzstoffen. Für lebensmitteltechnologische Anwendungen überschneiden sich diese Zweige, da Biotechnologie zur Verbesserung der Qualität, des Nährwerts, der Verarbeitung und der Sicherheit von pflanzlichen und tierischen Produkten eingesetzt wird. 

Mikroorganismen werden in diesem Zusammenhang direkt für die Fermentation von Lebensmitteln eingesetzt, sie dienen aber auch als Produktionshilfe für verschiedene Lebensmittelzusatzstoffe. So werden viele Aminosäuren, organische Säuren, Vitamine, Emulgatoren und Geschmacksverstärker durch Fermentationsprozesse hergestellt. Biotechnologisch hergestellte Enzyme spielen eine besondere Rolle bei der Fruchtsaftherstellung, in der Zuckerverarbeitung und bei der Aufbereitung zahlreicher Lebensmittel.

Fermentationsprozesse werden in geschlossenen Reaktionsgefäßen, sogenannten Fermentern oder Bioreaktoren, durchgeführt, um jeglichen Kontakt mit der Umwelt zu vermeiden und um den Prozess kontrollierten und optimieren zu können.

 

Einteilung der Biotechnologie in verschiedene Zweige

Weiße Biotechnologie: Einsatz in der Industrie

Grüne Biotechnologie: Einsatz in der Landwirtschaft

Rote Biotechnologie: Einsatz in der Medizin und Pharmazie

Blaue Biotechnologie Meeresressourcen: Biotechnologische Nutzung von

Braune Biotechnologie: Technische- und Umweltbiotechnologie

Graue Biotechnologie: Einsatz in der Abfallwirtschaft

Verfahren und Produkte der industriellen Mikrobiologie
Verfahren und Produkte der industriellen Mikrobiologie
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