Engenharia (Bio-) Química
A intersecção da Biotecnologia com a Engenharia Química, em particular, faz-se em todos os domínios e escalas. As ferramentas e metodologias usadas pelos Engenheiros Químicos no desenvolvimento de processos químicos são indispensáveis para a resolução de problemas associados às ciências da vida e para a comercialização dos desenvolvimentos da biotecnologia. Com a introdução de novas disciplinas curriculares e a investigação em microbiologia, bioquímica e fisiologia os engenheiros químicos dispõem hoje das competências para desenvolver soluções inovadoras e económicas para problemas no domínio das ciências da saúde e na implementação em escala comercial dos progressos no domínio da biologia molecular. As próprias células vivas podem ser consideradas individualmente como micro-fábricas de estrutura muito complexa, uma rede complicada de inter-relações entre os diferentes componentes internos. Assim, os engenheiros químicos, pelas suas competências no domínio das reacções químicas, termodinâmica, química-física de interfaces, monitorização e controlo de processos, e operações de separação e purificação de biomoléculas, pela aplicação dos princípios da modelação matemática e análise de sistemas ao estudo da função e resposta de órgãos de um organismo, têm a capacidade de conhecer os mecanismos de transporte de substâncias ao nível intra- e inter-celular, sintetizar polímeros biocompatíveis, e projectar órgãos artificiais, tecidos artificiais e próteses; têm igualmente sido os agentes principais na concepção e desenvolvimento de processos para a produção de compostos de estrutura molecular extremamente complexa e de agentes de diagnóstico.
A biotecnologia industrial envolve processos industriais para a produção de novos produtos, o tratamento de efluentes, a produção de energia, etc. Os processos fermentativos modernos, que exploram as actividades biológicas naturais de células microbianas e de enzimas, são hoje usados para a produção de inúmeros produtos, muitos dos quais não poderiam ser produzidos por quaisquer outras vias, como é caso de muitos produtos farmacêuticos ou da química fina. A engenharia química é activa e imprescindível na produção em larga escala de agentes terapêuticos como antigénios, interferons, hormonas de crescimento, tPA (tissue plasminogen activators), linfoquinas, factores anti-hemofílicos, anticorpos monoclonais, vitaminas, vacinas, antibióticos, entre outros.
Também na produção de novas formas de energias renováveis (como o bio-etanol, o bio-diesel ou o biogás), de moléculas mais simples e importantes noutras indústrias (e.g., acetona, butanol, glutamato, ácidos cítrico, láctico e glucónico, etc.), de novos materiais (por exemplo, bio-polímeros funcionais com aplicações na indústria ou em medicina) ou na depuração ambiental se recorre à cultivação em massa de microrganismos. De entre os produtos das fermentações ressaltam o(a)s enzimas, que são proteínas com poder catalítico. Estes biocatalisadores são utilizados depois em inúmeras biotransformações e na síntese química tirando partido das suas características próprias, em especial a sua estéreo-especificidade. O exemplo mais conhecido é o da glucose isomerase usada para converter a dextrose nos xaropes de frutose, um edulcorante extensivamente usado pela indústrias alimentar e farmacêutica. Um outro exemplo é o da termolisina, produzida por Bacillus thermoproteolyticus, que catalisa a produção de aspartame, um outro edulcorante também corrente.
É de realçar que o conhecimento e as metodologias de extrapolação do conhecimento obtido nos laboratórios para a escala comercial (scale-up) foram iniciadas e desenvolvidas pela engenharia química para a produção de grandes quantidades de penicilina após a segunda grande guerra mundial.
O desenvolvimento da bio-economia baseada no conhecimento assenta cada vez mais na utilização de recursos naturais renováveis e no desenvolvimento de novos processos e de novos produtos, mais competitivos, mais eco-eficientes e mais sustentáveis, natural e imprescindivelmente com o suporte dos engenheiros químicos.
