Системи технологій

За допомогою біотехнології і, в першу чергу, за рахунок використання різних мікроорганізмів, ми одержуємо їстівні добавки та інгредієнти, в тому числі:

1. Лимонну кислоту. Раніше її отримували з лимонів, тепер – за допомогою грибу Aspergiliusnigerшляхом збродження патоки та гідролізати, які вміщують глюкозу.

2. Амінокислоти. Сьогодні їх виробляється більше 200 тис. тон за рік. Їх використовують головним чином як добавки до кормів і харчових продуктів.

 

 

 

Основну частину амінокислот одержують методом ферментації. Головним продуктом ферментації є глутамінова кислота (продуцент Corynebacteriumglutamicum) та лізин (Bacillusflavum).

3. Вітаміни – B-каротин, рибофлавін.

4. Підсилюючі смаку. Головним є натрієва сіль глутамінової кислоти. ЇЇ одержують за допомогою Micrococcusglutamicus.

5. Жири й масла.

6. Рослинні клеї.

7. Консервація фруктів та овочів.

При цьому слід зауважити, що затрати на організацію багатотоннажних біотехнологічних виробництв дуже великі і під силу тільки багатим фірмам. Головна перевага нових технологій полягає у тому, що вихід продукції із ферментеру чи біореактору набагато вищий ніж від рослин чи тварин тому виробництво предметів вжитку таким чином завжди є більш вигідним.

Деякі з нових направлень, таких як генетична інженерія, яка здатна перетворити людину на творця світу й захопила уявлення багатьох вчених і викликала велику їх зацікавленість. Передача генетичного матеріалу різними організмами, такими як бактерії, рослини, тварини і людина породила великі надії, причому деякі з них стали реальністю. Наприклад, одержання людського інсуліну за допомогою бактерій.

Першим великим досягненням біотехнології в галузі сільського господарства є зелена революція – це дослідження селекції високоврожайних сортів зернових. Завдяки чому Індія, Бангладеш та деякі інші країни, що розвиваються змогли забезпечити себе продовольством. За останні 30 років урожай кукурудзи збільшився з 12 до 62 ц/га, а урожай пшениці, в середньому, зростав за рік на 1ц.

Метою селекції, крім підвищення врожаю, є виведення сортів стійких до паразитів, бактеріальних і вірусних хвороб. Метод селекційного відбору дозволяє схрещувати окремі види рослин у тих випадках, коли природне відтворення неможливе.

11. Вегетативна гібридизація

Великих успіхів було досягнуто за допомогою вегетативної гібридизації проростків зернових культур. Цей метод полягає у схрещуванні рослин шляхом усунення самоопилення. Він простий, особливо у перехресно запилюваних рослин, таких як кукурудза, в яких чоловічі органи відокремлені від жіночих і їх можна легко видалити до початку запилення. Складніше із самозапилюючими рослинами, такими як пшениця, томати, соя, люпин. У них чоловічі та жіночі органи розміщені у безпосередній близькості в середині квітки. Сьогодні ця перешкода усувається завдяки відкриттю хімічних сполук, які стерилізують пилок. Гібридні рослини сьогодні, особливо кукурудза, вирощуються на великих площах.

Інші методи теж перспективні – це вегетативне розмноження invitroза допомогою культури меристеми. Меристема – це поверхнева тканина стебла, яка вміщує ембріональні клітини. Культивується в асептичних умовах у твердому поживному середовищі. Ці клітини розмножуються і утворюють калюс, який може бути розділений і багаторазово репродуційований. Калюс – це товста шкіра, тканина, яка утворюється на місці пошкодження і допомагає заживленню. При обробці гормонами рослин (ауксини, гібереліни) недиференційовані калюси диференціюються на окремі рослини які мають властивості вихідної рослини.

Апікальна меристема – це скупчення клітин, розташованих на верхньому кінці стебла. Вона відіграє важливу роль у розмноженні рослин, оскільки залишається у здоровому стані навіть у тому випадку, коли інша частина рослини вражена вірусом. Культивування invitro меристеми хворого екземпляру дає можливість одержати нову здорову рослину і прискорити виробництво вільного від вірусу посадкового матеріалу.

12. Енергетичні біоресурси

Важливим внеском біотехнології є створення нових енергетичних ресурсів. Це, перш за все, виробництво рідкого палива -етанолу. Для його одержання методом ферментації можна використовувати різну сільськогосподарську сировину, в т. ч. цукрозу цукрової рослини, цукрового буряка, патоку, крахмал зернових культур, маніока, інулін топінамбура. Пивні дріжджі та деякі анаеробні бактерії (Zimonomasmobilus) переробляють цукор в етанол із середнім виходом по вазі47%.

В Бразилії етанол використовують як пальне в широкому масштабі. В даний час його виробництво складає 8, 4 млн. т, що відповідає 5, 6 млн. т бензину або 4, 7 тис. га цукрової тростини. Вартість етанолу вища на 380$ за тону від бензину. Однак, економічним стимулом Бразилії є прагнення покращити платіжний баланс шляхом скорочення імпорту бензину і забезпечення збуту продукції цукрової промисловості, яка дуже постраждала від падіння світових цін на цукор.

Аналогічні причини проявлення інтересу до етанолу у США. У Західній Європі планується виробляти до 4 млн. т біоетанолу в рік. Мета цього проекту використовувати залишки європейської пшениці і цукрового буряку.

13. Високобілкові біотехнологічні харчові продукти

У країнах, що розвиваються велика увага приділяється виробництву одноклітинного харчового білку. Для його одержання можна використовувати велике різноманіття сільськогосподарських продуктів і відходів. Сюди входять лігноцелюлозні речовини, солома,