Биотехнологии

Се­год­ня би­отех­но­логия в пи­щевой про­мыш­леннос­ти раз­ви­ва­ет­ся стре­митель­ны­ми тем­па­ми. В пов­седнев­ной жиз­ни мы пос­то­ян­но поль­зу­ем­ся про­дук­та­ми, про­из­ве­ден­ны­ми с по­мощью би­отех­но­логи­чес­ких про­цес­сов. На­ибо­лее час­то ис­поль­зу­ют мо­лоч­но­кис­лую и ал­ко­голь­ную про­дук­цию – й­огур­ты, зак­васки, ке­фиры, сы­ры, пи­во, ви­но, а так­же хле­бобу­лоч­ную и т. д. Дан­ные из­де­лия при­готов­ле­ны с по­мощью фер­ментов, ко­торые об­ра­зу­ют спе­ци­аль­но куль­ти­виро­ван­ные мик­ро­ор­га­низ­мы. В на­ши дни при­мене­ние пи­щевой би­отех­но­логии поз­во­ля­ет про­из­во­дить но­вые ви­ды про­дук­ции по­нижая зат­ра­ты на про­из­водс­тво, что яв­ля­ет­ся сти­мули­ру­ющим фак­то­ром раз­ви­тия пи­щевой про­мыш­леннос­ти. При этом зна­читель­но улуч­ша­ет­ся качес­тво сель­ско­хозяй­ствен­ных и про­дук­тов жи­вот­но­го про­ис­хожде­ния, а их по­лез­ность и бе­зопас­ность по­выша­ет­ся в ра­зы.

Пи­щевая би­отех­но­логия вклю­ча­ет в се­бя все тех­но­логи­чес­кие процессы, нап­равлен­ные на соз­да­ние, оп­ти­миза­цию или улуч­ше­ние определен­ных ха­рак­те­рис­тик и свой­ств жи­вых ор­га­низ­мов (бак­те­рий, растений и жи­вот­ных). Она име­ет прак­ти­чес­кое при­мене­ние в на­уч­ной сфере, би­оло­гии, эко­логии, сель­ском хо­зяй­стве, здра­во­ох­ра­нении, производс­тве про­дук­тов и т. д.

По­жалуй, са­мое ос­новное приз­ва­ние би­отех­но­логии в пи­щевой промыш­леннос­ти – оп­ти­миза­ция тра­дици­он­ных ме­тодик по из­го­тов­ле­нию ви­на, эта­нола, сы­ра, хле­ба, а так­же про­дук­тов где ак­тивную роль при­нима­ют раз­личные мик­ро­ор­га­низ­мы, ус­пешно куль­ти­виру­емые че­лове­ком для извле­чения оп­ре­делен­ной поль­зы. При­чем на дан­ный мо­мент все используется осоз­нанно, с по­нима­ни­ем то­го, что де­ла­ет­ся. Та­кой под­ход ведет к ак­тивно­му при­мене­нию би­отех­но­логи­чес­ких ме­тодов во мно­гих отраслях пи­щевой про­мыш­леннос­ти. Для изу­чения би­отех­но­логии и внедре­ния ин­но­ваций об­ра­зова­ны на­уч­но-ис­сле­дова­тель­ские ин­сти­туты, занима­ющи­еся дан­ной сфе­рой. Их де­ятель­ность нап­равле­на на по­иск и улуч­ше­ние раз­личных ме­ханиз­мов и ме­тодов, спо­собс­тву­ющих улуч­ше­нию по­луча­емых про­дук­тов, нап­ри­мер, по­луче­нию ак­тивных фер­ментов, заквасок, ес­тес­твен­ных кра­сите­лей, пи­щево­го про­те­ина, аро­мати­зато­ров, эмуль­га­торов и еще мно­гих по­лез­ных че­лове­ку про­дук­тов.

Для обес­пе­чения нор­маль­но­го фун­кци­они­рова­ния че­лове­чес­ко­го орга­низ­ма не­об­хо­димо ис­поль­зо­вание пи­щевых до­бавок, вне­сение в пи­щу не­заме­нимых ами­нокис­лот, раз­личных ви­тами­нов, мик­ро­эле­мен­тов, протеинов, клет­чатки и т. д. Соз­да­ние но­вых ле­карств, нап­ри­мер, ин­су­лина, уве­личе­ние сро­ков хра­нения про­дук­тов, по­выше­ние их пи­татель­ной ценности, из­ме­нение кон­систен­ции, на­сыще­ние пи­щи по­лез­ны­ми бактериями и мик­ро­ор­га­низ­ма­ми для улуч­ше­ния пи­щева­рения и ус­ва­ива­ния пот­реблен­ной еды – всё это дос­ти­га­ет­ся бла­года­ря пи­щевой би­отех­но­логии. Про­мыш­ленная би­отех­но­логия за­нима­ет важ­ное мес­то в жиз­не­де­ятель­нос­ти че­лове­ка по­тому, что с каж­дым днем воз­раста­ет пот­ребность в соз­да­нии новых ле­карств и би­оло­гичес­ких до­бавок.

Уве­личе­ние чис­леннос­ти лю­дей на пла­нете зас­тавля­ет уче­ных ис­кать но­вей­шие нап­равле­ния в на­уке. Се­год­ня без би­отех­но­логи­чес­ких ин­но­ваций не­воз­можно пред­ста­вить су­щес­тво­вание про­мыш­леннос­ти. В животноводческом хо­зяй­стве ис­поль­зу­ют­ся ген­но­моди­фици­рован­ные организ­мы, в ме­дици­не по­луча­ют ле­карс­тва для борь­бы с за­боле­вани­ями, да­же та­ких слож­ных, как он­ко­логи­чес­кие. Но­вая би­оло­гия всё боль­ше уделя­ет вни­мание изу­чению мик­ро­ор­га­низ­мов и их жиз­не­де­ятель­нос­ти, пос­коль­ку они при­носят очень мно­го поль­зы и че­лове­чес­тву, и при­роде. С каж­дым го­дом би­отех­но­логи­чес­кое про­из­водс­тво бу­дет раз­ви­вать­ся в еще боль­ших мас­шта­бах и мож­но сме­ло ска­зать, что би­отех­но­логия – это современ­ная на­ука, ко­торая спо­соб­на к луч­ше­му из­ме­нить мир.

Пос­ледние дан­ные об­на­родо­ван­ные О­ОН о ко­личес­тве продовольствия и вы­работ­ке про­дук­тов сель­ско­го хо­зяй­ства по­казы­ва­ют, что су­щес­тву­ет ре­аль­ная проб­ле­ма обес­пе­чения че­лове­чес­тва про­дук­та­ми пи­тания. Око­ло по­лови­ны на­селе­ния не обес­пе­чива­ет­ся дол­жным количеством пи­щи, при­мер­но 500 мил­ли­онов лю­дей го­лода­ют, 1/4 лю­дей Зем­ли пи­та­ет­ся не­дос­та­точ­но. Се­год­ня чис­ленность че­ловек пла­неты составля­ет 7,5 мил­ли­ар­да, та­ким об­ра­зом, ес­ли не при­нять не­об­хо­димых мер для по­выше­ния ка­чес­тва и ко­личес­тва про­дук­ции, то проб­ле­ма нех­ватки пи­щи для на­родов раз­ви­ва­ющих­ся стран мо­жет иметь гу­битель­ные последствия

Еда, ко­торая при­нима­ет­ся дол­жна быть раз­но­об­разной, обо­гащен­ной не­об­хо­димы­ми про­те­ина­ми, ли­пида­ми и уг­ле­вода­ми, а так­же со­дер­жать все не­об­хо­димые ви­тами­ны и мик­ро­эле­мен­ты. Ли­пиды и уг­ле­воды яв­ля­ют­ся вещес­тва­ми, из ко­торых клет­ки ор­га­низ­ма про­из­во­дят энер­гию, они ее также мо­гут вы­раба­тывать из бел­ко­вой пи­щи, но ес­ли пер­вые и вто­рые вещес­тва мож­но за­менить, то най­ти за­мену бел­ку на дан­ный мо­мент невозможно.

Сов­ре­мен­ные ис­сле­дова­ния по­казы­ва­ют, что око­ло 15 млн тонн бел­ка еже­год­но не хва­та­ет для обес­пе­чения пол­но­цен­но­го пи­тания че­лове­чес­тва. Са­мым боль­шим ис­точни­ком бел­ка се­год­ня яв­ля­ют­ся мас­личные куль­ту­ры. Соя и под­солнеч­ник со­дер­жат око­ло 30% по­лез­ных рас­ти­тель­ных бел­ков, а их не­заме­нимые ами­нокис­ло­ты край­не важ­ны для жиз­не­де­ятель­нос­ти челове­чес­ко­го ор­га­низ­ма. По со­дер­жа­нию не­кото­рых ами­нокис­лот дан­ные рас­ти­тель­ные бел­ки мож­но срав­нить с рыб­ным или птичь­им бел­ком. Со­евая про­дук­ция ши­роко ис­поль­зу­ет­ся в Со­еди­нён­ных Шта­тах Аме­рики, Ан­глии, и в раз­ви­тых стра­нах Ев­ро­пы, где этот бе­лок, бла­года­ря биотехнологическим про­цес­сом, стал очень цен­ны­ми пи­татель­ным продуктом.

Сов­ре­мен­ное би­отех­но­логи­чес­кое про­из­водс­тво бел­ко­вых про­дук­тов пос­тро­ено на том, что фор­ми­ру­ют­ся спе­ци­аль­ные бел­ко­вые во­лок­на, которые про­питы­ва­ют­ся не­об­хо­димы­ми ве­щес­тва­ми, им пре­да­ет­ся нуж­ная фор­ма, цвет и за­пах. Та­кой под­ход поз­во­ля­ет за­менить прак­ти­чес­ки лю­бой бе­лок и сде­лать его по вку­су и внеш­не­му ви­ду по­доб­но­му ес­тес­твен­но­му про­дук­ту. Нап­ри­мер, все ви­дели на пол­ках су­пер­марке­тов крас­ную ик­ру, очень по­хожую на ло­сосе­вую, од­на­ко она при­готов­ле­на из мор­ских водорос­лей. Так по­луча­ют раз­личные ви­ды ис­кусс­твен­но­го мя­са, напоминающие го­вяжье и сви­ное мя­со. Мож­но по­лучать мо­локо, кисломолоч­ные про­дук­ты и т. д. Пос­ле ла­бора­тор­ной про­вер­ки и ап­ро­бации дан­ная продукция за­пол­ня­ет рын­ки прод­ви­нутых ев­ро­пей­ских стран: США, Африки и Азии. Нап­ри­мер, в Бри­тании еже­год­но про­из­во­дит­ся 1500 тонн в год по­доб­ной про­те­ино­вой про­дук­ции, а в Со­еди­нен­ных Шта­тах се­год­ня раз­ре­ша­ет­ся за­менять 20-30% ра­ци­она школь­ни­ков би­отех­но­логи­чес­ки­ми бел­ка­ми, сде­лан­ны­ми из со­ево­го про­те­ина.

По­мимо то­го, что дан­ные из­де­лия мо­гут за­менить на­тураль­ное мя­со, они от­ли­ча­ют­ся не­кото­рыми по­лез­ны­ми ха­рак­те­рис­ти­ками. Нап­ри­мер, «рас­ти­тель­ное бел­ко­вое мя­со» бу­дет обед­не­но хо­лес­те­рином, что ока­зыва­ет по­ложи­тель­ное вли­яние на кро­венос­ную сис­те­му. Дан­ная про­дук­ция бу­дет по­лез­на лю­дям, соб­лю­да­ющим ди­ету, тем ко­му про­тиво­пока­зан жи­вот­ный бе­лок или жир­ное мя­со, по­жилым и лю­дям у ко­торых есть проб­ле­мы с пищева­рени­ем. По­это­му тра­дици­он­ные про­дук­ты мож­но и нуж­но за­менять би­отех­но­логи­чес­ки­ми. Та­кое мя­со мож­но кон­серви­ровать за­мора­живать и де­лать с ним всё то, что де­ла­ют с на­тураль­ным про­дук­том.

Сто­ит от­дель­но от­ме­тить ис­поль­зо­вание ами­нокис­лот, по­луча­емых син­те­тичес­ким пу­тем. Из двад­ца­ти ами­нокис­лот ко­торые со­дер­жится в белках – во­семь яв­ля­ют­ся не­заме­нимы­ми. Это оз­на­ча­ет, что че­лове­чес­кий ор­га­низм не мо­жет са­мос­то­ятель­но син­те­зиро­вать эти ами­нокис­ло­ты. Исполь­зуя мик­ро­ор­га­низ­мы по­луча­ют весь спектр ами­нокис­лот, вно­симых в пи­щу в ви­де би­одо­бавок. Они до­бав­ля­ют­ся к рас­ти­тель­ным кор­мам сельско­хозяй­ствен­ных жи­вот­ных, что уве­личи­ва­ет их рост и сок­ра­ща­ет рас­хо­ды на со­дер­жа­ние, зна­читель­но по­вышая про­дук­тивность ферм.

17