3.6. Виробництво кормової мікробної біомаси як типовий приклад біотехнологічного процесу
Як вже вказувалося, до числа широковідомих виробництв, що по праву можуть вважатися біотехнологічними, належать хлібопечіння, виноробство, пивоваріння, одержання оцту, кисломолочних продуктів (кисляку, кумису, кефіру, йогурту та ін.), багато з них людство реалізувало задовго до того, як були отримані перші уявлення про мікроорганізми, що є безпосередніми учасниками цих процесів. Продуцентами у цих виробництвах служили мікроорганізми, що випадково потрапили і розвинулися із самої сировини.
Прикладом сучасного БТ— виробництва може служити процес одержання кормової мікробної біомаси, чи як її ще називають — мікробіального білку, кормового білку, білково-вітамінного комплексу, кормових дріжджів. Цей продукт одержують за допомогою мікроорганізмів з відходів лісообробної промисловості, а також парафінів нафти.
Виробництво мікробної біомаси порівняно з альтернативними технологіями має такі переваги:
мікроорганізми мають високу швидкість нагромадження біомаси, що у 500—5000 разів вища, ніж відповідно у тварин і рослин;
мікробні клітини здатні накопичувати дуже велику кількість білку (дріжджі — до 50 %, бактерії — до 60 % по масі);
у біотехнології за рахунок високої специфічності мікроорганізмів відсутня багатостадійність, властива хімічним технологіям;
процес вирощування мікроорганізмів протікає в м'яких умовах при температурі 30—40 °С, як правило, при тиску, близькому до атмосферного;
технологічний процес одержання сухої біомаси менш трудомісткий порівняно з виробництвом сільськогосподарської продукції.
Крім того, необхідно зазначити, що сам технологічний процес одержання кормової біомаси мало залежить від виду використовуваної сировини. За багатьма показниками цей продукт, як повноцінний корм, такий самий чи навіть перевершує продукти рослинного чи тваринного походження. Наприклад, застосування тонни біомаси в птахівництві додатково дає 25—30 тис. штук яєць і півтори — дві тонни м'яса птахів, при цьому заощаджується 5—7 т фуражного зерна. Ця ж кількість біомаси дає змогу збільшити виробництво свинини на 0,8 т і скоротити витрати зерна на 3,5—5 т. За живильною цінністю тонна кормової мікробної біомаси заміняє 8 т незбираного молока при вирощуванні телят.
Принципова схема одержання кормової мікробної біомаси
4. Основні сфери застосування біотехнології
Біотехнологія застосовується навколо нас у багатьох предметах щоденного вжитку— від одягу, який ми носимо, до сиру, який ми споживаємо.
Продукти БТ-промисловості можна умовно розділити на великотоннажні (етанол, дріжджі, органічні кислоти, фруктові сиропи) і продукти тонкого мікробного синтезу (медикаменти, ферменти, антибіотики, вітаміни, гормони), амінокислотні і білкові харчові і кормові добавки та ін.
4.1. Харчова промисловість
Спектр продуктів харчування, що їх одержують за допомогою мікроорганізмів, великий: від хліба, йогурту, вина і пива, які виробляють із древніх часів за рахунок шумування, до новітнього виду харчового продукту — грибного білку мікопротеїну. Крім того, біотехнологія застосовується при виробництві багатьох харчових добавок. Наприклад, відомий підкислювач— лимонна кислота, який раніше одержували, віджимаючи сік з лимонів, сьогодні виробляється за участі штаму мікроорганізмів A. niger шляхом зброджування меласи й гідролізатів, що містять глюкозу. Головним підсилювачем смаку вважається натрієва сіль глутамінової кислоти. Її можна одержати за допомогою Micrococcus glutamicus.
Величезний потенціал біотехнологія має і у боротьбі з голодом. Розвиток біотехнологій пропонує значні потенційні переваги для країн, що розвиваються, де понад мільярд жителів планети живуть у бідності і страждають від хронічного голоду. Через зростання врожайності та виведення культур, стійких до хвороб і посухи, біотехнологія може зменшити брак їжі для населення планети, яке станом на 2025 рік становитиме понад 8 мільярдів чоловік, що на 30 % більше, ніж сьогодні.