Біотехнологія (від грец. біос - життя, техне - мистецтво, майстерність і логос - учення) - сукупність промислових методів, у яких використовують живі організми або біологічні процеси. Біотехнологія виникла внаслідок взаємодії біологічних, хімічних і технічних наук. Завдання цієї науки - вирішувати актуальні проблеми сучасного людства: забезпечення його продовольством, джерелами енергії, лікарськими препаратами, збереження та поліпшення стану навколишнього природного середовища.
Біохімічні процеси людина з давніх часів використовує для виробництва різних речовин і харчових продуктів (сирів, молочних продуктів, тіста, пива тощо), але сам термін «біотехнологія» у нинішньому розумінні запропоновано лише в 70-х роках XX ст.
Нині використання біотехнологічних процесів, у яких задіяні мікроорганізми, у промислових масштабах можна проілюструвати схематично (мал. 317).
Важко переоцінити роль біотехнології в галузі збереження здоров’я людини. За допомогою біотехнологій створено багато нових високоефективних лікарських препаратів (антибіотиків, вітамінів, амінокислот, гормонів та ін.) та біологічно активних сполук, препаратів, призначених для ранньої діагностики захворювань.
Використовують високопродуктивні штами мікроорганізмів, які дають змогу збільшити випуск високоякісних продуктів харчування (кисломолочних, сирів, пива) і кормів для тварин (силос, кормові дріжджі) тощо. Селекціонери створили штами грибів, здатні синтезувати кормові білки з відходів рослинництва, нафти й нафтопродуктів, та штами бактерій, які можуть вилучати сполуки цінних рідкоземельних елементів і дорогоцінні метали з руд і промислових відходів. Бактерії поглинають їх з навколишнього середовища та накопичують у своїх клітинах. Мікроорганізми виробляють основну кількість харчової лимонної кислоти.
В останні роки біотехнології дедалі ширше використовують для отримання біопалива. Біопаливо - органічні матеріали, які людина використовує для отримання енергії (деревина, сільськогосподарська продукція, спирти тощо).
Переваги біопалива над традиційними джерелами енергії (нафтою, природним газом, кам’яним вугіллям та ін.) полягають у тому, що воно є прикладом відновлювальних джерел енергії. Біопаливо повністю розкладається мікроорганізмами і тому не забруднює довкілля. Останнім часом як сировину для отримання біопалива використовують сільськогосподарські рослини, такі як кукурудзу та сою (у США), льон і ріпак (у країнах Європи), цукрову тростину (у Південній Америці), пальмову олію (у Південно-Східній Азії). За участі мікроорганізмів побутові та промислові відходи можна перетворювати на біогаз.
Біотехнологічні методи застосовують для очищення навколишнього середовища, зокрема стічних вод і ґрунтів, від побутового і промислового забруднення. Вони базуються на здатності гетеротрофних бактерій і грибів розкладати органічні сполуки. Штучно створені штами руйнують сполуки, стійкі до впливу природних мікроорганізмів.
Для очищення стічних вод і природних водойм використовують здатність деяких видів бактерій, водоростей, одноклітинних тварин накопичувати певні сполуки у своїх клітинах.
За допомогою різних груп мікроорганізмів можна очищувати ґрунт, стічні води тощо від різноманітних забруднювачів, зокрема пестицидів. Пригадайте: пестициди - хімічні сполуки, які використовують для боротьби зі шкідливими видами організмів (паразитичними видами, бур’янами, видами, здатними пошкоджувати запаси продуктів, будівельні матеріали, різноманітні товари, переносниками збудників небезпечних хвороб людини, свійських тварин та культурних рослин тощо).
У відходах харчової промисловості та залишках харчових продуктів залишається ще багато корисних для людини сполук. Отримати їх також допомагають методи біотехнології.
Штами мікроорганізмів, а також штучні популяції певних видів паразитичних нематод, кліщів і комах застосовують у біологічному методі боротьби зі шкідниками сільського та лісового господарств, членистоногими - паразитами свійських тварин і людини та кровосисними видами. Необхідною умовою використання організмів у біологічному методі боротьби зі шкідливими для людини видами є їхня безпечність для інших організмів. Застосування цих методів зменшує рівень забрудненості довкілля шкідливими для здоров’я людини і свійських тварин сполуками.
Цікаво знати
Біопаливом вважають будь-яке паливо, у якому вміст продуктів, отриманих від живих організмів, не менше ніж 80 % від його об’єму.
Мал. 318. Широко використовують для перероблення компостів (1) (суміш рослинних решток та посліду тварин) представника дощових червів - ейсенію пахучу (промислова назва - каліфорнійський червоний черв) (2). Наслідком діяльності ейсенії є отримання високоефективного добрива - біогумусу (3).
На великих фермах і птахофабриках личинок багатьох видів мух завдяки спеціальним біотехнологіям використовують для швидкого перероблення посліду. Ці продукти перероблення використовують як добриво; а багатих на білки личинок вбивають гарячою водяною парою та у свіжому чи висушеному і розмеленому вигляді додають до кормів; це значно збільшує приріст біомаси свійських тварин. Так само для перероблення органічних решток використовують деякі види дощових червів, наприклад каліфорнійського червоного черва (наукова назва - ейсенія пахуча). Наслідком діяльності ейсенії є створення високоефективного добрива - біогумусу.
.png)