Der Hauptunterschied zwischen Upstream- und Downstream-Bioverarbeitung besteht darin, dass die Upstream-Bioverarbeitung das Screening und die Identifizierung von Mikroorganismen, die Medienvorbereitung, die Vermehrung von Mikroben in einem Bioreaktor und die Inkubation umfasst, während die Downstream-Bioverarbeitung die Extraktion, Reinigung und Verpackung des resultierenden Produkts umfasst aus der Gärung.
Bioprozesse nutzen lebende Organismen, insbesondere Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze, um wertvolle Bioprodukte herzustellen, die industriell oder medizinisch wichtig sind. Solche Bioprodukte umfassen Antibiotika, Vitamine, Hormone, Enzyme und organische Säuren. Die meisten Bioprozesse werden innerhalb eines Bioreaktors eingesetzt. Fermentation ist der allgemein verwendete Begriff, um sich auf einen Bioprozess zu beziehen, der in einem Bioreaktor durchgeführt wird. Die Fermentation kann in zwei Hauptprozesse/Stufen als vorgelagerte Verarbeitung und nachgelagerte Verarbeitung unterteilt werden. Der gesamte Prozess bis zur Extraktion des Produktes aus dem Bioreaktor fällt unter den Upstream-Prozess, während Schritte wie Extraktion, Reinigung, Qualitätsprüfung und Verpackung usw., die nach dem Fermentationsprozess erfolgen, unter den Downstream-Prozess fallen.
Was ist Upstream Bioprocessing?
Der Upstream-Prozess ist einer der beiden Hauptbestandteile eines Bioprozesses. Es umfasst die ersten Schritte eines Fermentationsprozesses. Die Präparation von Mikroorganismen ist der erste Schritt der vorgelagerten Bioprozessierung. Die gewünschten Mikroben sollten isoliert und für den Bioprozess selektiert werden. Dann sollten sie in einem geeigneten Wachstumsmedium kultiviert werden. Die mittlere Vorbereitung ist der zweite Schritt. Optimale Bedingungen werden zusammen mit den Nährstoffen für das Wachstum und die Vermehrung von Mikroorganismen innerhalb eines Bioreaktors bereitgestellt.
Abbildung 01: Bioprocessing
Die Medienvorbereitung und die Optimierung der Wachstumsbedingungen sind zwei Schritte der vorgesch alteten Bioprozessierung. Die Beimpfung und der Betrieb der Bioreaktoren bis zum Abschluss des Fermentationsprozesses sind die nächsten Stufen der vorgesch alteten Bioprozessierung.
Was ist Downstream Bioprocessing?
Nachgelagerte Bioverarbeitung bezieht sich auf die verschiedenen letzten Schritte eines Bioprozesses, die die Produkternte beinh alten. Der nachgelagerte Prozess beginnt, wenn die Produktentwicklung abgeschlossen ist. Die Schritte umfassen Extraktion, Reinigung und Verpackung des endgültigen Bioprodukts des Bioprozesses. Die nachgesch altete Bioverarbeitung wird auch als Produktrückgewinnung bezeichnet. Aminosäuren, Antibiotika, organische Säuren, Vitamine und Impfstoffe sind einige der Bioprodukte, die aus einem Bioprozess resultieren. Im nachgelagerten Prozess wird die gewünschte Qualität des Bioprodukts erreicht. Flüchtige Produkte können mit einem Destillationsverfahren gereinigt werden. Darüber hinaus kann die Biomassetrennung durch Zentrifugation erfolgen. Daher gehören die Stufen Separation, Extraktion, Reinigung und Veredelung zur nachgelagerten Bioprozessierung.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Upstream- und Downstream-Bioverarbeitung?
- Upstream und Downstream Bioprocessing sind die beiden Hauptbestandteile eines Bioprozesses.
- An beiden Prozessen sind lebende Organismen, insbesondere Mikroorganismen, beteiligt.
- Industriell und medizinisch wichtige Bioprodukte durchlaufen diese Prozesse.
- Bei der Herstellung von Bioprodukten sind beide Prozesse gleichermaßen wichtig.
- Kontaminationen sollten bei beiden Prozessen vermieden werden.
Was ist der Unterschied zwischen vorgesch alteter und nachgesch alteter Bioverarbeitung?
Die Produktentwicklung findet während der vorgelagerten Bioverarbeitung statt, während die Produkternte während der nachgelagerten Bioverarbeitung stattfindet. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen vorgesch alteter und nachgesch alteter Bioverarbeitung. Darüber hinaus sind die Isolierung und Selektion der Mikroorganismen, die Entwicklung des Inokulums, die Medienvorbereitung, die Inokulation und die Inkubation die Hauptschritte des Upstream-Bioprocessing. Im Gegensatz dazu sind Extraktion, Reinigung, Qualitätsprüfung und Verpackung des Produkts die Hauptschritte der nachgesch alteten Bioverarbeitung.
Die folgende Tabelle listet die Unterschiede zwischen Upstream- und Downstream-Bioprozessierung zum direkten Vergleich auf.
Zusammenfassung – Upstream vs. Downstream Bioprocessing
Bioprozess oder Fermentation besteht aus zwei Hauptstufen: Upstream Bioprocessing und Downstream Bioprocessing. In der vorgelagerten Bioverarbeitung werden Mikroben in einem Bioreaktor gescreent, kultiviert und gezüchtet, wodurch die notwendigen Nährstoffe und Wachstumsbedingungen bereitgestellt werden. Die nachgesch altete Bioverarbeitung beginnt am Ende der Impfperiode, wenn die Fermentation abgeschlossen ist. In der nachgelagerten Bioverarbeitung erfolgt die Extraktion, Reinigung und ordnungsgemäße Verpackung des Produkts. Somit fasst dies den Unterschied zwischen Upstream- und Downstream-Bioprozessierung zusammen.
