Производство кормового белка

Предмет и задачи биотехнологии.

Биотехнология — это управляемое получение полезных для народного хозяйства, а также медицины целевых продуктов с помощью биологических агентов: микроорганизмов, вирусов, клеток животных и растений, а также с помощью внеклеточных веществ и компонентов клеток.

Задачи 1)создание и освоение новых лек препаратов, БАВ 2)создание микробиол. ср-в защиты раст., удобрений.созд новых сортов гибридов более устойчивых методом генетич. и клет. инженерии. 3)ценные БАВ, кормовые добавки, кормовой белок аминок-ты 4)технологии получ.хоз-нно ценных продуктов для пищев. хим. и др.пром.5) технологии перераб. отходов, использ.газовозд. выбросов для получ. биогаза.

Предметявляется использование живых систем и их компонентов для создания и производства новых продуктов, повышающих качество жизни и улучшающих состояние окружающей среды.

Отличие современной биотехнологии от традиционных микробиологических производств.

Биотехнология как наука имеет тесную связь с молекулярной биологией, генетикой, генной и генетической инженерией, биохимией и микробиологией, биофизикой, химией и электрохимией, а также с физиологией, селекцией растений и животных и другими направлениями.Основой современной биотехнологии является генная, генетическая и клеточная инженерия в сочетании с микробиологическим синтезом и широким набором методов биохимии, биоорганической химии и биопроцессорной инженерии.Генная инженерия – понятие более узкое, чем генетическая инженерия, и имеет отношение только к отдельному гену или генам. В ее задачу входят выделение, конструирование и клонирование новых рекомбинантных генов, или молекул ДНК, и создание банков генов. Генетическая инженерия – понятие более широкое, так как изучает проблемы направленного конструирования с помощью методов генной инженерии новых живых существ с заданными наследственными признаками и свойствамиКультивированием клеток и тканей высших организмов с новыми наследственными свойствами в искусственных условиях занимается клеточная инженерия.биоинженерия– направление генетической и клеточной инженерии на осуществление контролируемых биологических манипуляций, связанных с генами, хромосомами, геномами, клетками, протопластами и органеллами клеток с целью создания новых генотипов. Биоинженерия дала толчок к появлению биотехнологии. Почти все новые и биотехнологии базируются на методах и подходах, которые разрабатываются генетической и клеточной инженерией.

Биотехнология применяет методы микробиологии, биохимии, молекулярной биологии, химической технологии и компьютерной техники с целью создания новых разработок, развития и оптимального использования процессов. Главная причина успехов биотехнологии это успех и прогресс молекулярной биологии, в частности в разработке технологии рекомбинантных молекул ДНК, с помощью которой оказалось возможным непосредственно манипулировать с наследственным материалом клеток, получая новые сочетания полезных признаков и способностей.

Знач-е Биотехнологии, основные тенденции и перспективные направления науки в Беларуси.

В большинстве стран биотехнология рассматривается как приоритетное направление, во многом определяющее технический прогресс и развитие общества. Расширяя сферу своего применения, биот-я сделает весомый вклад в повышение ур-ня жизни народов.

Биотехнология помогает разрабатывать новые способы улучшения сельскохозяйственных культур, как по урожайности, так и по качеству.Наибольший вклад биотехнологии в сельское хозяйство следует ожидать за счет улучшения свойств самих растений путем использования методов рекомбинантных ДНК и протопластов.

Ведутся работы по получению генетически модифицированных животных с повышенной продуктивностью биомассы и молока; животных - устойчивых к заболеваниям; животных – биореакторов и т.д. Современная биотехнология дает нам и корм для скота, например белково-витаминный концентрат. Большое внимание уделяется возможности получения топливного газа из навоза с сохранением его ценности как удобрения.

Широкое применение нашли методы биотехнологии в фармацевтической промышленности. Синтетическим путем и на основе микробиологического синтеза получено множество лекарственных препаратов ежедневно используемых в медицинской практике. К числу активно разрабатываемых сфер применения биотехнологии, которые окажут, большее влияние на развитие медицины и промышленности, относятся биоэлектроника и биоэлектрохимия.

В ближайшем будущем биотехнология станет играть значительную роль и при добыче нефти. Здесь могут оказаться полезными микроорганизмы.

Использование микроорганизмов (дрожжей, бактерий, грибов, водорослей) в биотехнологии.

Клетки Bacilliussubtilisстрептомицетами. Векторы для клонирования в таких системах представляют собой двойные репликоны, способные существовать как в E.coli, так в той клетке хозяина для которых они предназначены. С этой целью создают гибридные векторы, создается репликон какой-либо из плазмидE.coli и требуемыйрепликон и первоначально клонируют с последующим отбором требуемых генов в хорошо изученной системе. Затем выделенные рекомбинантные плазмиды вводят в новый организм. Такие векторы должны содержать ген (или гены), представляющие клетке-хозяину легко тестируемый признак.

Стрептомицеты широко применяют в биотехнологии в качестве продуцентов антибиотиков. Конструирование векторов для клонирования в них началось с выделения плазмидыSсp2 из Streptomucescoclicolor.

Среди дрожжей наиболее полно изучен вид S.сerevisiae. Большинство штаммов дрожжей содержат автономно реплицирующую кольцевуюДНК длинной 2 мкм.

Работа с дрожжами облегчается тем, что подобно бактериям они могут расти в жидкой среде и давать колонии на твердой среде. Процедура введения ДНК в клетки дрожжей довольна проста. Обычно целлюлозную клеточную стенку удаляют обработкой ферментами, получая так называемыесферопласты. Их инкубируют с ДНК в присутствии CaCI₂и поли этиленгликоля. Мембрана при этом становится проницаемой для ДНК. Дальнейшая инкубация сферопластов в среде с агаромприводит к восстановлению клеточной стенки.

Селекция дрожжевых клонов, трансформированных рекомбинантными плазмидами, основана на применении в качестве клетки-хозяина определенных мутантов, не способных расти на среде, в которой отсутствует той или иной питательный компонент. Векторнаяплазмида содержит гены, которые при в клетку-хозяин придают ей этот недостающий признак. Трансформанты легко отбираются по их способности давать колонии на обедненной среде.

Производство кормового белка

FAO предсказывает резкое увеличение пропасти в обеспечении белком между развитыми и развивающимися странами. Мировой дефицит белка оценивается в 30–35 млн т

Определенные успехи достигнуты в получении белка с помощью микробного синтеза - производства одоклеточного белка (SСP).

Понятие "съедобные микробы" звучит несколько странно, однако люди давно распознали питательную и вкусовую ценность некоторых микроорганизмов, а именно грибов

Преимущества микроорганизмов : микроорганизмы обладают высокой скоростью накопления биомассы; микробные клетки способны накапливать очень большие количества белка; в микробиологическом производстве отсутствует многостадийность процесса; а сам процесс биосинтеза осуществляется в мягких условиях.

Применимость одноклеточного белка для человека зависит от его безвредности и питательной ценности, от ряда других факторов -нежелание людей потреблять вещества, получаемые из микробов, процесс питания характеризуется многими неуловимыми психологическими, социальными и религиозными аспектами; должны также учитываться более явные особенности, связанные с применимостью продукта: запах, цвет, вкус, консистенция и внешний вид. Теперь некоторые промышленные процессы направлены на изготовление микробных продуктов для человека: например, грибной белок фирмы RanksHovisMcDougall/ICI.

Одноклеточный белок на отходах:Рециклизация отходов растений-существенная проблема биотехнологии. Использование органических отходов может способствовать снижению загрязнения и созданию пищевого белкового препарата. Привлекательность растительных отходов-низкая стоимость, одноклеточный белок может быть получен при относительно небольшом количестве операций.

Субстратами для организмов-продуцентов служат: меласса, молочная сыворотка в производстве сыра, отходы 60крахмального производства .Заслуживает внимания новый продукт – Pekilo, представляющий собой грибной белок, получаемый путем ферментации углеводов мелассы, молочной сыворотки, отходов фруктов, гидролизатов древесины или сельскохозяйственного сырья. В Британии компания RanksHovisMcDoudall совместно с корпорацией ICI поставляет на рынок другой грибной белок (mycoprotein), получаемый при выращивании гриба Fusarium на простых углеводах.

Целлюлоза в сельскохозяйственных и лесных материалах, а также в различных отходах должна составить в недалеком будущем основной сырьевой компонент для многих биотехнологических процессов, включая и одноклеточный белок. Целлюлоза в ее естественной ассоциации с лигнином до сих пор является наиболее распространенным органическим веществом для биологической конверсии. Различные исследовательские учреждения настойчиво изыскивают пути предварительной обработки биологических материалов подобного рода с целью деструкции лигнинового барьера (преимущественно физическими и химическими методами).

Многие виды грибов долгое время служили пищей для человека и выращивались на лигноцеллюлозных материалах. Данные процессы являются примерами низкоэнергетических технологических систем.

Одноклеточный белок из водорослей:Одно время существовал повышенный интерес к проблеме использования водорослей в качестве одноклеточного белка, поскольку они хорошо растут в открытых прудах и нуждаются только в СО2 как источнике углерода, а также в солнечном свете как источнике энергии для фотосинтеза. Такие водоросли, как Chlorella и Scenedesmus, долгое время использовались в пищу в Японии, a Spirulina широко применялась в Африке и Мексике.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: