55. Цели и задачи биотехнологии. Современные методы, основные направления и перспективы развития биотехнологии. Возможности применения.

Технология- это совокупность способов, приемов для получения из исходного материала (сырья) некоторого практически ценного продукта.

Например, стула или стола (продукты) из березы (сырье);

Полиэтиленовых пакетов (продукт) из природного газа (сырье);

Кефира (продукта) из молока (сырье).

Все технологии можно подразделить на 3 основных класса:

1. Физико-механические технологии;

2. Химические технологии;

3. Биотехнологии.

Биотехнология – это целенаправленное получение ценных для народного хозяйства и различных областей человеческой деятельности продуктов, в процессе которого используется биохимическая деятельность микроорганизмов, изолированных клеток или их компонентов(В.В. Бирюков)

Биотехнология – это планомерное применение в производстве живых организмов и биологических процессов (А.А.Баев).

Цель: планомерное использование живых организмов и биологических процессов для нужд человека, в т.ч. и в производстве.

Задачи:

1. Получить специфические и уникальные природные соединения, часть из которых еще не удается получить химическим путем. (человеческие белки, ДНК, вторичные метаболиты растений)

2. Проведение биотехнологический процессов в мягких условиях (инженерная энзимология)

3. Получить прибыль от внедрения биотехнологических процессов в производство, т.к. они эффективнее и экономичнее (кормовой белок)

4. Использовать в качестве сырья дешевые отходы как сельского хозяйства, так и промышленности (силос, биогаз)

5. Сделать технологии более экологичными

6. Использовать более простую и дешевую аппаратуру (например, глюкозо-фруктозные сиропы обходятся в 1.5 раза дешевле, чем производство сахара из сахарного тростника)

Виды биохимической деятельности микрообъектов

• Наращивание клеточной массы (продукта).

• Образование в процессе роста и развития клеток ценных биохимических продуктов.

• Биотрасформация.

• Потребление микроорганизмами из жидких сред различных веществ.

• Выщелачивание с помощью м/о.

• Исп-ние биохимической деятельности м/о с целью обр-ния газов (приготовление хлеба, пива, шампанского).

Преимущества биотехнологических процессов

• Возможность получения специфических и уникальных природных веществ;

• Проведение процессов при невысоких температурах и давлении;

• В качестве сырья можно использовать дешевые отходы сельского хозяйства и промышленности.

• По сравнению с химическими процессами более экологичны;

• Технология и аппаратура более просты и дешевы.

Основные направления современной биотехнологии

1.Промышленная (техническая) микробиология (биотехнология):

• Производство аминокислот,антибиотиков,витаминов, липидов,нуклеиновых кислот и др.веществ

• Производство кисло-молочных продуктов,хлебопродуктов.

• Получение кормового и пищевого белка.

• Использование м/о в качестве биорецепторов и биосенсоров (биоэлектроника).

• Биогеотехнология и др.

2.Прикладная генетическая инженерия:

• Синтез нескольких десятков белков.

• Получение трансгенных растений.

• Получение трансгенных животных.

• Получение химерных животных.

• Клонирование млекопитающих.

• Генная терапия.

3. Инженерная энзимология:использование ферментов в промышленном производстве.Реализовано в мире 8 крупнотонажных производств и несколько производств на стадии опытных установок. Применяют иммобилизованные ферменты или клетки микроорганизмов.