3. Технология производства ферментов

Несмотря на то что многие весьма полезные и ценные ферментыпродуцируются клетками животных и растений, все же предполагается,что большая часть промышленных разработок в области ферментнойтехнологии будет основываться на ферментах, получаемых измикроорганизмов. Даже в солодовом процессе при пивоварении, где

используется амилаза, получаемая из проростков ячменя, относительно

недорогая, и на основании которой строится повсеместное приготовление

пива, по-видимому, не выдержит конкуренции с все увеличивающимся

внедрением в эти процессы бактериальных ферментов аналогичного

действия. Применение ферментов

С давних пор в таких процессах, как пивоварение, изготовление хлебаи производство сыра, использовалась (хотя и не понимаемая)деятельность ферментов. В результате эмпирических совершенствованийэти традиционные технологии получили широкое распространениезадолго до того момента, когда сформировались научные знания омеханизмах этих процессов.

На Западе понимание промышленного значения ферментовскладывалось в процессе использования дрожжей и солода с тех времен,когда традиционное пивоварение и выпечка хлеба занималосущественную долю производства. На Востоке аналогичными процессами

были производство саке и разнообразные пищевые ферментации,использующие нитевидные грибы в качестве источника ферментативной

активности.1896 г. считается достоверным началом современной микробнойферментной технологии с получением первого коммерческого продукта

новой отрасли – такадиастазы, представляющей собой грубую(неочищенную) смесь гидролитического фермента, приготавливаемуюпутем выращивания гриба Aspergillus oryzae на отрубях ячменя.Быстрое развитие ферментной технологии началось с середины 50-хгодов на основе использования грибных (микробных) ферментов.Использование микроорганизмов в качестве источников производства

ферментов стимулируется следующими основными факторами: высокой степенью специфической активности в пересчете наединицу сухого веса продукта:сезонными колебаниями количества и качества сырьевыхматериалов и возможностью их длительного сохранения взависимости от климатических изменений;возможностью выбора нужного фермента из широкого спектрахарактеризующихся различной степенью устойчивости к повышенным температурам рНсреды возможностями промышленной генетики оптимизироватьколичества выхода ферментов и способов селекции штаммов-продуцентов путем мутагенеза, изменения условий

культивирования, а также (в последнее время) примененияпрактически неограниченных возможностей методов

генетической инженерии.микробных катализаторов.

4. 10. Области применения достижений биотехнологии

Медицина:

Ранняя диагностика

Профилактика

Лечение

В ранней диагностике применяют моноклональные антитела (к раковым опухолям), их применяют также и для лечения

Для профилактики: производство препаратов, повышающих иммунный статус организма (иммуностимуляторы и иммуномодуляторы); производство различных вакцин, производство соединений общеукрепляющего действия (витамины, антиоксиданты)

Для лечения: антибиотики (ок. 3000); инсулин, интерфероны

Энергетика

Получение биомассы и возобновляемых источников энергии. В биомассе аккумулируется 1-2% солнечной энергии. Если увеличить КПД, можно увеличить запасание. Биомасса – возобновляемый источник энергии. Задачи биотехнологии: увеличение КПД (увеличение эффективности фотосинтеза и получение сортов растений, биофотолиз) Проблемы: создание биореакторов и стабильных искусственных биофотосистем. Получение биогаза из отходов с/х-ва (свинокомплексы), энергоемких соединений метилового и этилового спирта; Более высокая отдача от месторождений нефти (обычно используют до 30% пласта, но можно больше через закачивание в скважины различных веществ).

Пищевая промышленность:

Сохранение традиц. Способов получения продукции с использованием микроорганизвов; Пищевые добавки, красители, белок 1-клеточных организмов

Получение химических соединений

Конкуренция биотехнологии с химическим производством. Преимущества: в физиологических условиях, отходы не вредны для окруж. среды, дешевле. Недостаток: затраты на предварительные исследования

Получение материалов пластмасс, красителей, загустителей , эмульгаторов, защита существующих материалов от биодеградации

Биотехнология и окружающая среда.

Биоочистка

Замена и создание новых процессов, наиболее совместимых с окружающей средой. Псевдомонас путида – универсальный деградатор, препарат путидол. Применяется при авариях при транспортировке нефти.

Сельское хозяйство

Растениеводство: создание сортов растений с новыми свойствами; защита растений от вредителей (насекомых), бактериальных и грибковых заболеваний.

Животноводство: новые методы селекции животных; ветпрепараты, вакцины, кормовые добавки, баостимуляторы