Головна
Реферати » Реферати по біології » Біотехнологія

Біотехнологія

харчові добавки, вигідно які своєю «натуральністю» від синтетичних продуктів, основних нині. В майбутньому кулінар зможе додати в виріб аромат суниці чи винограду, олія часнику або м'яти - продукти, утворювані в біореакторах з рослинними клітинами.
Все більшого значення набувають низькокалорійні, не небезпечні хворих діабетом замінники сахарози, в першу чергу фруктоза - продукт перетворення глюкози за участю иммобилизованной глюкоізомерази. У деяких продуктах застосовують гліцин, що дає в комбінації з аспарагінової кислотою різні відтінки солодкого і кислого. Планують харчове застосування дуже солодкого дипептида аснартама і особливо 100-200-ланкових пептидів тауматина і монелліна, які солодший сахарози в 10 тис. Разів. У вигляді мультимера аспартам отриманий за допомогою генноінженерних мутантів Е. coli, недавно клонований також ген тауматина.
Важливу роль відіграють нині в харчовій промисловості ферменти. З їх допомогою осветляющих! фруктові соки, виробляють безлактозную (дієтичне) молоко, размягчают м'ясо. Великі можливості в плані підвищення поживної цінності представляє додавання в продукти харчування вітамінів і амінокислот. Ряд амінокислот виробляють із застосуванням мікробів-сверхпродуцентов, отриманих із застосуванням методів генетичної інженерії.
Так, генноїнженерний штам E. coli синтезує до 30 г / л L-треоніну за 40 год культивування. Важливий аспект біотехнології - поліпшення штамів промислових мікроорганізмів. Основні програми біотехнології до харчової промисловості підсумовані в табл. 3.
Біомаса одноклітинних в перспективі може вживатися як харчова добавка. Основні принципи отримання білка в їжу ті ж, що і для виробництва кормового білка, проте крутий допустимих субстратів більш обмежений, в вимоги до компонентного складу біомаси жорсткіші. У харчовій біомасі повинно міститися не менше 80% білка збалансованого амінокислотного складу, не більше 2% нуклеїнових кислот і 1% ліпідів (М. Г.
Безруков, 1985). Необхідні детальні токсикологічні і медико-біологічні дослідження з наступним клінічним випробуванням харчових препаратів біомаси (В. Г. Висоцький, 1985)
Психологічний бар'єр, на який наштовхується вироб ництво «мікробної пиши» в країнах Європи і Японії , пов'язаний не тільки з прямим ризиком піддатися інтоксикації, але і з сумнівними смаковими достоїнствами цієї «їжі майбутнього» . Експерт з проблем харчування, спробувавши зразок бактеріальної біомаси, зауважив: «Вона має всі ті властивості, якими повинна володіти нова людська їжа: не має ні запаху, ні кольору, ні структури, ні смаку» .
Залишається висловити сподівання на те, що в епоху, коли білок одноклітинних ввійде у вживання, біотехнологія зможе повною мірою використовувати створений нею ж потенціал рослинних і мікробних клітин як продуцентів смакових, ароматизирующих і структурирующих їжу добавок. Перспективним видається культивування грибів (Fusarium), ціанобак-терий
(Spirulina), зелених водоростей (Chlorella, Scenedesmus), що мають консистенцію та інші органолептичні властивості, більш звичні для людини. Волокнисту масу Fusarium на базі картопляного або пшеничного крохмалю як джерело їжі для людини виробляє нині компанія Rank Hovis
Me. Dougall.

Таблиця 3 Перспективи використання біотехнологічних продуктів в харчовій промисловості (по П. П. Клесову, 1984; М. Haas, 1984; J. Kas, 1984; О.
Volfova, 1984; О. Sahai, M. Knuth, 1985)

| Продукт | Приклади | Застосування в харчовій промисловості |
| Амінокислот | Цистеин, | Підвищення поживної цінності їжі (у тому числі |
| и | метіонін, | білка одноклітинних) |
| | лізин | |
| | Глутамат | Посилення аромату м'ясних, рибних, грибних |
| | | виробів |
| | Гліцин, | Осучаснення кондитерським виробам і напоям |
| | аспартат | кисло-солодкого смаку |
| Олигопептид | Аспартам, | Низькокалорійні, дуже солодкі речовини |
| и | тауматин, | |
| | монеллін | |
| Ферменти |?-Амілази | Гідроліз крохмалю при виробництві спирту, |
| | | вин, в пивоварінні, хлібопеченні, |
| | | виготовленні кондитерських виробів і дитячого |
| | | харчування |
| | Глюкоамилаза | Отримання глюкози, видалення залишкових декстринов |
| | | з пива |
| | Інвертаза | Виробництво кондитерських виробів |
| | пуллуланаза | Виробництво МАЛЬТОЗНИЙ (в поєднанні з?-Амілази) |
| | | або глюкозних (у поєднанні з глюкоамилазой) |
| | | сиропів з крохмалю, попередньо |
| | | обробленого?-Амілази |
| |?-Галактозі-| Виробництво безлактозную молока, |
| | даза | звільнення молочної сироватки від |
| | | лактози, приготування морозива |
| | Целюлози | Приготування розчинної кави, морквяного джему, |
| | | поліпшення консистенції грибів і овочів, обробка |
| | | цитрусових |
| | пектіназ | Посвітління вин і фруктових соків, обробка |
| | | цитрусових |
| | Мікробні | Сироваріння, прискорення дозрівання тіста, |
| | протеази | виробництво крекерів |
| | Пепсин, | Посвітління пива |
| | па-Паин | |
| | Фіцін , | Прискорення маринування риби, видалення м'яса з кісток |
| | трипсин, | |
| | бромелаин | |
| | Ліпази | Осучаснення специфічного аромату сиру, шоколаду, |
| | | молочним продуктам, поліпшення якості |
| | | збитих яєчних білків |
| | Глюкозооксід | Видалення кисню з сухого молока, кави, пива, |
| | аза в | майонезів, лимонних, апельсинових і виноградних |
| | поєднанні з | соків |
| | каталазой | |
| Вітаміни | А, В1, | Підвищення поживної цінності харчових продуктів |
| | В2, В6, | Антиоксиданти |
| | В12, С, D, | |
| | Е, | |
| | нікотинова | |
| | кислота С, Е | |
| | | |
| Терпени і | Гераніол, | Ароматизатори |
| родинні | нерол | |
| сполуки | | |
| Органічно | Оцтова , | Консерванти, ароматизатори |
| е кислоти | бен-зойная, | |
| | молочна, | |
| | глюконова, | |
| | лимонна | |

5. Біогеотехнологія

Програми біотехнології до видобутку, збагачення та перераработке руд, відділенню та концентрування металів із стічних вод як вторинної сировини, екстракції залишкових порцій нафти з иссякающих родовищ відносяться до області біогео-технології. Велику роль у цих процесах відіграють мікроорганізми, здатні жити в надрах Землі і здійснювати там хімічні перетворення.
Здатністю переводити метали в розчинні сполуки (вилуговування металів з руд) мають різні бактерії. Наприклад, Thiobacillus ferrooxydans вилуговує залізо, мідь, цинк, уран та інші метали, окисляя їх сірчаної кислотою, яка утворюється цією бактерією з сульфіду
(Г. І. Ка-равайко, 1984). Chromobacterium violaceum розчиняє золото за схемою Au-vAu (CN) 2 (AD Smith, RJ Hunt, 1985). Технології подібних процесів підкуповують своєю простотою: для вилучення залишків міді, урану, нікелю з «порожніх порід» гірничорудного виробництва їх обливають водою і збирають що випливають продукти життєдіяльності мікроорганізмів - розчинні сполуки (CuSO4, UO | + і т. Д.). Метод бактеріального вилуговування дозволяє розглядати розробку бідних родовищ як економічно вигідне підприємство. В США бідні нікелеві руди, містять всього близько 1 кг Ni на 1 т породи, припускають «видати на гора» із застосуванням бактеріального вилуговування.
Якщо мова йде про видаляння металів із стічних вод, то велике значення надається таким мікроорганізмам, як Citrobacter sp. (L. Е. Macaskie, А. С.
R. Dean, 1985), Zoogloea ramigera, клітини і позаклітинні полісахариди якої витягають U, Сі, Cd (Г. І. Каравайко, 1984) . Велика Хелір здатність грибної біомаси, що, враховуючи порівняльну дешевизну її напрацювання в великих кількостях, відкриває перспективи не тільки для концентрування металів (РЬ, Hg, Zn, Cu, Ni,
Co, Mn, Cr, Ag, Au, Pt, Pd) з розчинів, де вони присутні в невеликій кількості (Г '. І. Каравайко, 1984), а й для звільнення розчинів від радіоактивних домішок (дезактивації).
Ксантан, позаклітинний полісахарид бактерії Xanthomonas campestris, може застосовуватися для вилучення нафти з иссякающих родовищ. Залишкові порції нафти зазвичай адсорбуються на різних породах, що містяться в нафтоносних пластах, і не вимиваються з них водою. Розчин ксантану у воді володіє, проте, високої в'язкістю і при закачуванні в пласти під підвищеним тиском вивільняє краплі нафти з усіх тріщин і поглиблень нафтоносних порід (S. Prentis,
1984). Бактерії-деемульгатори, наприклад Nocardia sp, Rhodoco-сеік rhodochrous, поділяють водну і нафтову фази, що може бути використано як для конценгрірованія нафти, так і для очистки стічних вод від нафтових домішок, створюють загрозу для навколишнього середовища.
Перетин різних сфер докладання біотехнології (у нашому прикладі - біогеотехнологіческой і природоохоронної) становить характерну особливість її сучасного етапу розвитку. Генно-інженерні штами псевдомонад, утилизирующие сиру нафту, допускають, щонайменше, дві сфери застосування: отримання біомаси на базі необ работанной нафти і запобігання нафтового забруднення навколишнього середовища, зокрема усунення нафтових плівок на поверхні вод морів і океанів.

ВИСНОВОК

Немає сумніву, потенціал біотехнології в наші дні великий. Їй дано - хай в певних межах - Перещеплювані поновому «нитку життя» - ДНК - методами генетичної і клітинної інженерії, створювати біооб'єкти за заздалегідь заданими параметрами і, як зазвичай додають, на благо людства.
Чи завжди на благо? Думається, що вже з основного тексту ясно: що накопичений різнобічний потенціал сучасної біотехнології - це двосічний меч, який, подібно іншим новим галузям науково-технічного прогресу, сформованим в XX в. (Ядерна енергетика, комп'ютерна електроніка, космонавтика), може принести не тільки користь, але і шкоду при безконтрольному, необережному і тим більше зловмисному застосуванні. Так, в розповсюдженні методів генетичної інженерії бачили загрозу зараження людей небаченими хвороботворними «генетичними монстрами» , створення нових різновидів злісних бур'янів і навіть виведення «стандартних людей» за заздалегідь заданими програмами. Потенційну загрозу, яка полягає у розвитку біотехнології, не можна ні перебільшувати, ні применшувати, вона значною мірою визначається не чисто науково-технічними, а етичними і соціально-політичними чинниками. Як зазначено в матеріалах XXVII з'їзду КПРС, в різних суспільно-політичних системах науково-технічна революція обертається різними її гранями і наслідками.
Біотехнологія представляється «країною контрастів» , поєднання самих передових досягнень науково-технічного прогресу з певним поверненням до минулого,

Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7 8