Харчові продукти і напої

Сьогодні важко з впевненістю говорити про те яких успіхів досягне тут біотехнологія. Але загальні тенденції відомі.

По-перше, на зміну традиційним способам виробництва їжі поступово прийдуть біореактори в яких будуть рости клітини рослин, тварин, мікроорганізмів. Вихід продукції при використанні біореакторів може бути суттєво більшим і ефективнішим ніж у сільському господарстві, процеси більш інтенсивні.

По-друге, ця альтернативна технологія буде ставати більш продуктивною завдяки використанню методів генної інженерії, які дозволяють отримати покращені лінії клітин і штами мікроорганізмів.

Така тенденція вже проявилась, зокрема в виробництві харчових добавок. Лимонну кислоту отримують мікробіологічним методом, а не з цитрусових. Присутнє також використання мікробних білків у харчуванні. Так, в Японії недостача виробництва яловичини і коштує вона дуже дорого. Це ринок збуту хороших замінників яловичини, виготовлених на основі інших білкових продуктів, зокрема БОО.

Хімічні сполуки

Сьогодні ще мало хімічних сполук отримують за допомогою біотехнологічних процесів. До них відносяться дешеві, що застосовуються у великих кількостях як паливо, етиловий спирт і метанол, а також ряд цінних і дорогих речовин: лимонна кислота, ітаконова кислота, амінокислоти, стероїди і антибіотики, які застосовуються у медицині і харчовій промисловості.

Виробництво хімічних речовин на основі біокаталізу має наступні переваги: легкість контролю, робота при низьких температурах, сумісність з навколишнім середовищем, простота, специфічність. Але ряд таких причин, як використання нетрадиційних технологій, в деяких випадках невелика швидкість реакції, нестабільність каталізаторів зумовили недостатню кількість досліджень у цьому напрямі.

Поява генної інженерії відновила зацікавленість вчених, оскільки з’явилася можливість покращити робочі характеристики біокаталізаторів, особливо інтактних мікроорганізмів. З іншого боку, на розробку таких нових процесів піде 10 — 20 років, що також впливає на їх вартість.

Існує три основні способи синтезу хімічних сполук на основі біокаталізу:

1. шляхом використання культур рослин і тварин, що утворюють цінні речовини;

2. шляхом використання мікроорганізмів, при необхідності змінених методами генної інженерії, для біосинтезу або модифікації хімічних речовин;

3. шляхом використання генетично змінених мікроорганізмів в якості «пристроїв» для експресії генів рослин і тварин, що дозволить синтезувати у великих кількостях особливі, властиві тільки вищим організмам хімічні сполуки.

Зроблені перші спроби об’єднати хімічну, біологічну і електронну технології. Це специфічні датчики для регулювання процесів хімічної, харчової промисловості, медичної діагностики, моніторингу і контролю навколишнього середовища.

Матеріали

Біотехнологія впливає на одержання і використання різних матеріалів трьома способами:

1. вона сприяє добуванню промислової сировини, наприклад, нафти та інших корисних копалин;

2. широко використовуються продукти мікробного походження, наприклад, для виробництва емульгаторів, загусників, пластмас, які також розкладаються за допомогою мікроорганізмів.

Найбільш обіцяючою сировиною для виробництва біопластмас є одна з резервних речовин клітин — полі-β-гідроксибутират (ПГБ).

Ведуться активні дослідження, які допоможуть створити нові методи боротьби з біопошкодженнями, завдяки глибокому розумінню процесів, що лежать в їх основі. Прикладом є використання ферментів в харчовій промисловості. Будуть створюватись нові типи датчиків для контролю забруднення сировини.