Растительные клетки
Культура растительных клеток является искусственно созданной биологической системой, функционирующей in vitro и сохраняющей многие черты, присущие интактному растению. Несмотря на некоторое снижение биосинтетической способности, культивируемые клетки растений синтезируют гораздо большее количество метаболитов по сравнению с микробными клетками.
Многие продукты вторичного обмена культур клеток были получены в промышленных или лабораторных условиях. Например, сердечные гликозиды — из культуры ткани наперстянки, стероиды — из диаскореи дельтовидной, алкалоиды — из культуры ткани мака, а также из раувольфии змеиной и т. д., всего более ста веществ, имеющих существенное значение для промышленности и медицины. Основными проблемами, осложняющими получение целевых продуктов из культуры растительных клеток, являются создание генетически стабильных штаммов и выделение метаболитов из млечников или вакуолей, где они обычно накапливаются.
При помощи методов генной инженерии созданы клетки или растения-регенераты с новыми свойствами. В последние годы достигнуты большие успехи, связанные с генетической трансформацией клеток, в том числе и растительного происхождения. Схема трансформации включает в себя получение протопласта, введение в него необходимой генетической информации, формирование полноценной растительной клетки, клонирование и регенерацию. В данной схеме «трансформированный протопласт — суспензионная культура — каллусная культура — целое растение»— наиболее тех-синтезировали химерные белки, состоящие из А- или В-цепи инсулина, присоединенной через метионин к р-галактозидазе. При помощи бромциана, специфически расщепляющего белки по остатку метионина, выделяли индивидуальную цепь инсулина. Далее цепи соединяли в единую активную молекулу инсулина. Образование дисульфидных цепей in vitro явилось лимитирующей стадией всего процесса, причем выход был незначительным. В связи с этим был разработан метод получения проинсулина человека с последующим созреванием его in vitro. Были синтезированы несколько десятков олигонуклеотидов, соединенных затем при помощи ДНК-лигазы. Полученные двухцепочечные фрагменты ДНК, соответствующие гену, кодирующему человеческий инсулин, были встроены в плазмиду, а затем перенесены в Е. coli
Полученные рекомбинантные клетки синтезировали проинсулин, который затем in vitro превращали в зрелый инсулин. В настоящее время генно-инженерный инсулин широко применяется в медицинской практике.
Интерфероны— низкомолекулярные белки, обладающие выраженной противовирусной активностью. Кроме того, интерфероны проявляют фармакологический эффект при таких заболеваниях, как гепатит В, рассеянный склероз, некоторые локализации опухолей. Различают три класса интерферонов по месту их синтеза в клетках человека и животных: а-интерферон из лейкоцитов, р-интерферон из фибробластов и у-интерферон из тимуса. а-Интерферон является простым белком, р- и у-белки — гликозилированы. Интерферон является одним из самых эффективных средств лечения вирусных инфекций, но он видоспецифичен и может быть получен только из клеток человека. Технология выделения и очистки интерферонов малоэффективна прежде всего из-за крайне малого выхода конечного продукта. Поэтому получение генно-инженерного продукта является перспективной альтернативой традиционным методам выделения интерферона. Значительным событием явилась удачная попытка введения гена интерферона в дрожжевые клетки. Замена промотора гена человеческого интерферона на ген дрожжевой алкогольдегидрогеназы обеспечила эффективную экспрессию гена интерферона. Замена бактериальной клетки в качестве реципиента на дрожжевую сыграла огромную роль для всей генно-инженерной техники вообще и для получения интерферонов в частности.
Генно-инженерные вакцины.Вакцинация человека и животных основана на выработке антител в ответ на введение антигена — ослабленного или инактивированного вируса. Применение живых вакцин чревато заражением, а инактивация вирусов может резко снизить их иммуногенность. Антигенные свойства вирусных частиц определяются в основном их белковыми компонентами, поэтому выделение индивидуального вирусного белка дает возможность получения вакцины, лишенной указанных выше недостатков.
Вирусные белки могут быть получены генно-инженерным методом. Для синтеза вирусных белков используют клетки высших эукариот, имеющих полноценный аппарат созревания сложных белков. Синтетические пептиды могут реагировать с антителами против целой вирусной частицы. Целенаправленный синтез таких пептидов, содержащих аминокислотные последовательности, характерные для фрагментов тех или иных вирусных белков, является перспективным направлением для создания эффективных синтетических вакцин.
Культура клеточных суспензий.Под суспензионными культурами понимают выращивание в жидкой среде отдельных клеток или небольших групп с использованием аппаратуры, обеспечивающей аэрацию и перемешивание.
Для получения суспензионных культур используют каллусную ткань рыхлого типа, которая легко фрагментируется на отдельные клетки и небольшие агрегаты при помещение ее в перемешиваемую жидкую среду. С этой целью при культивировании каллуса из среды исключают цитокинины или снижают их концентрацию, а увеличивают концентрацию ауксинов.
Наиболее простой принцип - накопление, периодическое культивирование суспензий. В этом случае размножение популяции клеток осуществляются в закрытой системе в постоянном объеме питательной среды. Обычно начальная плотность клеточной популяции составляет 0,5x105— 2,5х 1 о5 клеток на мл питательного раствора. Сосуды с суспензией закрепляют на платформе шейкера (встряхивателя) или устанавливают на качалки ротационного типа. В этих условиях обеспечивается аэрация и, кроме того, нарастающая масса клеточных агрегатов распадается на отдельные Фрагменты. В лабораторных условиях обычно используют сосуды объемом 100—250 мл с небольшим объемом питательной среды - 20—70 мл. Крупномасштабное культивирование осуществляют в сосудах объемом до нескольких декалитров с продуванием жидкой среды стерильным воздухом.
Другие методы выращивания клеточных культур - непрерывное культивирование с поддержанием баланса между разбавлением питательной среды и удалением части суспензии. Было обнаружено, что если при накопительном культивировании клеточных суспензий в фазе логарифмического роста культуры в сосуд добавляют свежую среду, то деление клеток возможно поддерживать неограниченно долго. Это и послужило основой создания систем, позволяющих осуществлять непрерывное культивирование.
Непрерывные культуральные системы подразделяют на полу проточные и проточные.
ПОЛУПРОТОЧНЫЙ РЕЖИМ ВЫРАЩИВАНИЯ
При этом производится отбор определенной части клеточной суспензии через интервалы времени и разбавление оставшейся части суспензии свежей средой. Через суспензию пропускают стерильный воздух. Культуру размешивают магнитной мешалкой. Культивирование может продолжаться в течение нескольких месяцев.
ПРОТОЧНЫЙ РЕЖИМ ВЫРАЩИВАНИЯ
При этом осуществляется непрерывное снабжение свежей средой с удалением равного объема клеточной суспензии. В таком режиме автоматизированные ферментеры (культуральные сосуды) могут функционировать в течение нескольких лет. Ферментеры, используемые для производства больших клеточных масс, могут иметь объем до 1500 л.
Кроме того, разрабатываются конструкции, состоящие из системы нескольких ферментеров, что создает возможность осуществлять многостадийный процесс при промышленном культивировании клеток-продуцентов веществ вторичного обмена.
Практическое использование культуры клеточных суспензий: для изучения дифференциации клеток, их биосистематических особенностей и популяционных взаимоотношений; для промышленного получения необходимых продуктов клеточного метаболизма.
Лекция 8. Экобиотехнология (биотехнология и окружающая среда)
Экологическая биотехнология подразумевает использование живых организмов для переработки опасных отходов и борьбы с загрязнением окружающей среды. Например, некоторые грибки применяются для нейтрализации токсичных побочных продуктов бумажной промышленности. Другие микроорганизмы, населяющие свалки ядовитых отходов, расщепляют такие соединения, как полихлорированные бифенилы, на безвредные соединения. Биотехнологи изучают механизмы, с помощью которых населяющие устья рек микроорганизмы могли бы очищать воду от химических загрязнений.
Методы экологической биотехнологии обеспечивают более эффективное по сравнению с традиционными подходами обезвреживание разнообразных токсических отходов, а также значительно снижают нашу зависимость от таких методов утилизации мусора как сжигание и создание хранилищ токсических отходов.
Как это работает? Использование биотехнологии для решения экологических проблем не является новой идеей. Уже более ста лет смешанные бактериальные популяции используются для очистки сточных вод. Все живые организмы (животные, растения, бактерии и др.) для поддержания жизни поглощают и переваривают питательные вещества и выделяют в окружающую среду образующиеся при этом продукты жизнедеятельности. Разным организмам для поддержания жизни необходимы разные питательные вещества. Некоторые бактерии с удовольствием поглощают химические соединения, содержащиеся в отходах, другие – питаются токсическими химикатами, такими как метиленхлорид, детергенты и креозот.
Специалисты в области охраны окружающей среды пользуются двумя методами биоремедиации (биовосстановления) зараженных органическими отходами земель: вносят в зараженную почву специализированные штаммы бактерий либо питательные вещества, стимулирующие активность уже присутствующих там микроорганизмов. Бактерии поглощают токсины и разлагают их до безвредных продуктов жизнедеятельности. После того, как весь запас токсических соединений переработан, численность популяции бактерий-очистителей возвращается к нормальному уровню, либо они умирают.
Различные методы биоремедиации с помощью природных микроорганизмов используются для обезвреживания промышленных отходов перед их выбросом в окружающую среду, а также для очистки уже существующих загрязнений. В настоящее время несколько усовершенствованных систем очистки, использующих генетически модифицированные микроорганизмы, проходят тестирование на эффективность обезвреживания плохо поддающихся деградации соединений.
В некоторых случаях продукты жизнедеятельности микроорганизмов – борцов за чистоту окружающей среды – сами обладают полезными свойствами. Например, бактерии, расщепляющие образующиеся в процессе производства бумаги соединения серы, выделяют метан.
Мониторинг состояния окружающей среды. Биотехнология предоставляет нам возможности диагностики экологических проблем и оценки состояния окружающей среды. Биотехнологическими компаниями созданы основанные на использовании моноклональных антител и полимеразной цепной реакции методы выявления химических и биологических загрязнений почвы, а исследователи правительственных лабораторий на основе метода моноклональных антител разработали биосенсоры для выявления наличия взрывчатых веществ на местах давних боевых действий. Эти методики не только гораздо дешевле и быстрее лабораторных методов, для осуществления которых требуются сложное и дорогостоящее оборудование, они еще и портативны и могут применяться в любых полевых условиях.
Отрасли, выигрывающие от использования методов биотехнологии
– химическая промышленность: использование биокатализаторов для синтеза новых соединений, уменьшения количества побочных продуктов и повышения степени очистки продукции;
– производство пластмасс: снижение количества используемой для производства пластмассы нефти за счет перехода на экологически чистую пластмассу, изготавливаемую из сельскохозяйственного сырья: кукурузы или сои;
– бумажная промышленность: повышение эффективности производственного процесса, в том числе за счет ферментов, снижающих количество токсичных побочных продуктов;
– текстильная промышленность: снижение образования токсичных побочных продуктов. Повышение качества фабричных детергентов за счет добавления ферментов;
– пищевая промышленность: улучшение процессов хлебопечения, использование получаемых с помощью ферментации консервантов и методов анализа безопасности продуктов питания;
– промышленное животноводство: использование ферментов для повышения усвояемости питательных веществ и снижения выделения соединений фосфора в окружающую среду;
– энергетическая промышленность: использование ферментов для создания экологически чистого топлива из сельскохозяйственных отходов.
Некоторые промышленные приложения биотехнологии по отраслям:
– биологические топливные элементы;
– химические продукты тонкого органического синтеза и массового производства;
– синтез хиральных соединений (молекулы которых несовместимы со своим зеркальным отражением);
– синтетическое волокно для производства тканей;
– фармакологические препараты;
– пищевые ароматизаторы;
– биопластмассы;
– биоэтанол, биодизель, биоводород для транспортных средств;
– пищевые жиры;
– очистка масел и газов от сероводорода;
– обезжиривание кожи;
– биополимеры для изготовления упаковки;
– очистка вод угольных пластов от метана;
– обеззараживание химического и биологического оружия;
– отбеливание целлюлозы и бумаги;
– биопульпирование (размягчение древесины с помощью лигнин-разрушающих грибов) для производства бумаги;
– обработка текстиля;
– ферментативная обработка продуктов питания;
– выщелачивание отвалов металлических руд;
– гальванопокрытие/очистка металлов;
– вискоза и другие синтетические волокна;
– очистка металлов от примесей;
– производство витаминов;
– производство подсластителей (кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы);
– обработка дорожного покрытия с целью меньшего накопления пыли;
– обезвоживание текстиля;
– рафинирование растительных масел.
За последние два столетия влияние человека на биосферу возросло и превратило её в техносферу. Атмосфера обладает невысокой буферностью и потому не способна противостоять тем потокам загрязняющих веществ, которые выбрасываются из труб промышленных комбинатов и двигателей автомобилей. Рассмотрим сложившуюся ситуацию. Наиболее опасными загрязнителями атмосферы являются:
1. Усиление парникового эффекта. Парниковый эффект – естественный процесс разогрева приземного слоя воздуха, вызванный тем, что атмосфера поглощает длинноволновое (тепловое) излучение земной поверхности, в которое превращается большая часть световой энергии Солнца.
Однако, в период бурного научно- технического прогресса и резкого повышения влияния человека на атмосферу парниковый эффект усиливается за счет повышения содержания в атмосфере парниковых газов. Вследствие этого меняется климат, он становится более теплым. Главные парниковые газы – диоксид углерода и метан. На развитие процесса влияют также фреоны, оксид азота и некоторые другие газы.
Вклад в загрязнение атмосферы дополнительным диоксидом углерода вносят не только промышленность и транспорт, сжигающие углеродистое топливо, но и процессы разрушения гумуса при сельскохозяйственном использовании почв, а также минерализация торфа при осушении болот. Дополнительный метан поступает в атмосферу из разрушающейся органики свалок твердых бытовых отходов, с рисовых полей и от сельскохозяйственных животных. Эти дестабилизирующие атмосферу процессы развиваются на фоне сокращения площади лесов, в которые происходит сток избыточного диоксида углерода. Экономисты считают, что к 2065 г. величина ущерба от потепления климата может превысить валовой мировой продукт. Потепление наносит ущерб биоте- в океане гибнут корралы, пустыня наступает на саванны и тропические леса. Усиливается миграция заносных видов, прогнозируется всплеск болезней, связанных с появлением их новых переносчиков из числа насекомых. Изменение климата стали причиной сильнейших засух и наводнений. Никто не знает, сколько новых сюрпризов преподнесет человеку нарушаемая им природа.
2. Разрушение озонового слоя.
Этот спасительный слой атмосферы расположен на высоте 20-45 км и защищает поверхность планеты от избытка ультрафиолетовых лучей, неблагоприятно влияющих на живые организмы. Под влиянием загрязнения атмосферы в озоновом слое образовались «дыры» (области с пониженным содержанием озона) над полюсами Земли. Считается, что причина этих явлений – попадание в озоновый слой хлора промышленного происхождения (от холодильных установок, аэрозольных баллонов и др.) и оксидов азота, которые образуются в почве из минеральных удобрений при их разрушении микроорганизмами, а также содержатся в выхлопных газах автомобилей. Эти вещества разрушают озон с более высокой скоростью, чем он может образовываться из кислорода под влиянием ультрафиолетовых лучей.
3. Кислотные дожди. Это осадки, в которых содержатся серная и азотная кислоты. Они образуются в результате выбросов в атмосферу оксидов серы и азота предприятиями топливно- энергетического комплекса, металлургическими и химическими заводами, а также транспортом.
Долгое время считалось, что «перерабатывать» и «законсервировать» любые отходы способен мировой океан. Однако, оказалось , что это далеко не так. Уровень загрязнения океана достиг опасной черты. И ситуация продолжает ухудшаться. Океан ежегодно принимает только нерастворенных неорганических веществ не менее 4 млн т, примерно столько же в него поступает синтетических и биогенных органических веществ.
Наиболее опасными считаются следующие варианты загрязнения океана:
Загрязнение нефтью. Это самый опасный вариант загрязнения, которое приобретает глобальный характер. В мире ежегодно происходит около 15 крупных разливов нефти при авариях и до 1000 второстепенных утечек. Нефтяное загрязнение не только пагубно влияет на состояние биологических ресурсов, которые являются важным источником белковой пищи, но и вносит свой вклад в изменение климата. Даже самая тонкая пленка нефти снижает испарение с поверхности океана и тем самым влияет на количество осадков.
Загрязнение тяжелыми металлами. Тяжелые металлы поступают в моря с промышленными стоками, сбрасываемыми в реки. Наиболее загрязненным является Северное море. Европейские страны (особенно ФРГ) ежегодно сбрасывают огромное количество мышьяка, кадмия, ртути.
Загрязнение биогенами. Источником загрязнения морей стоками, содержащими фосфор, азот и органические вещества, является сельское хозяйство. Эти стоки вызывают эвтрофикацию, что нарушает экологическое равновесие экосистем и ведет к бурному разрастанию фитопланктона и крупных водорослей. Опасность представляет и загрязнение пестицидами. Смывы с полей и органика бытовых стоков резко уменьшают прозрачность морской воды, что ведет к снижению первичной биологической продукции.
Океаны начинены химическим оружием и контейнерами с радиоактивными отходами, море приняло в свои глубины упавшие атомные бомбы, самолеты и подводные лодки с ядерным оружием.
В 2004 г. Россия подписала Киотский протокол, ограничивающий выброс в атмосферу парниковых газов. Снизить выбросы диоксида углерода в атмосферу может в первую очередь развитие энергетики на основе альтернативных источников, включая замену двигателей внутреннего сгорания водородными установками.
В связи с возрастающей угрозой здоровью и жизни человечества все больший вес приобретают меры снижения давления на окружающую среду неблагоприятных факторов, что входит в программу раздела науки, называемой экобиотехнологией. Некоторые перспективы и проблемы развития этого направления включают следующие вопросы:
1.В области биологической очистки воды, почвы и воздуха в России наибольший опыт накоплен в разработке и практическом использовании биологических методов очистки сточных вод: аэробных и анаэробных для удаления органических загрязнений, соединений азота.
2. В области биоремедиации наиболее актуальны исследования для очистки почв от нефтепродуктов, пестицидов, тяжелых металлов, хлорорганических соединений методами in situ. Разрабатываются технологии получения готовых форм биопрепаратов для очистки нефтезагрязненных водоёмов и акваторий, повышающих эффективность их использования (иммобилизованные клетки, биофильтры, наполнители и т.д.).
3. В области переработки твердых отходов в России широко используются методы компостирования, вермикомпостирования и вермикультивирования.
4. Создаются биопрепараты, биоудобрения и другие биологические материалы для рекультивации, реабилитации, озеленения территорий, благоустройства урбанизированных ландшафтов, восстановления плодородия почв, защиты почв, береговых линий, инженерных сооружений и т.д.
5. Накоплен большой опыт и продолжаются исследования в области изучения состава биоценозов в процессе загрязнения и самоочищения водоёмов и почв от поллютантов (в частности, от нефтезагрязнений, тяжелых металлов); используются специализированные популяции микроорганизмов, генноинженерные штаммы. Развиваются селективные, чувствительные и воспроизводимые методы анализа токсикантов в природных средах на основе биосенсоров, биотестов и биоиндикаторных систем.
Назревшая необходимость экологически обоснованной и экономически рентабельной биоконверсии органических отходов переработки биологической продукции вызвала распространение технологии вермикомпостирования в странах Запада, США и России.
Известно, какой вред здоровью приносит бездумное применение химических удобрений. Альтернативой является экологическое земледелие, основанное на восстановлении естественного плодородия почв. Качественные продукты питания – вот основа здоровья и долголетия. В этом отношении сбалансированное питание растений, укрепление их иммунной системы, ускорение созревания плодов, значительную прибавку урожая, восстанавление естественного плодородия почвы обеспечивает биогумус. Самое важное в новой технологии производства дешевого продукта то, что она позволяет организовать производство товарного биогумуса в любых масштабах. Этим может заниматься и цветовод-любитель, и фермер, а бизнесмен. В качестве сырья годятся практически любые органические отходы. Биогумус- идеальное питание для растений, его эффективность в 10-20 раз выше навоза. Биогумус является сырьем для производства жидких гуминовых препаратов, а также для производства качественных почвосмесей. Самую низкую себестоимость биогумуса можно получить при организации производства на месте, непосредственно у источника сырья. А оно образуется везде: на кухне, на садовом участке, на фермах и предприятиях пищепрома. Вермитехнология имеет два направления – вермикомпостирование и вермикультивирование. Вермикомпостирование – режим вермитехнологии, главной задачей которой является экологически безопасная переработка различных органических отходов и получение массы экскрементов дождевых червей копролита (ценного органического удобрения). Вермикультивирование – режим вермитехнологии, при котором главной задачей является размножение компостных червей и получение их биомассы, которая является ценнейшим источником белков, пептидов, ферментов и физиологически активных веществ
В ОАО «Грин-ПИКъ» освоена технология промышленного производства гумуса (биогумуса, червекомпоста) на основе переработки органических отходов полеводства и животноводства. Эта технология позволяет переработать с помощью технологического червя «Старатель» до 1 т компоста на площади 1 м2 за 140 дней и произвести до 600 кг биогумуса.
Основные материалы для производства вермикомпоста – солома, навоз (особенно лошадиный, навоз КРС, свиной, помёт кроликов, овечий навоз, помёт птиц, отходы боен, кухонные остатки. Независимо от того, какие вещества будут использоваться на 20-25 % они должны содержать целлюлозу, солому, картон или бумагу.
Проходя через кишечник червей, органические отходы подвергаются биохимическим изменениям. Формируются гумусовые вещества отличные по химическому составу от того гумуса, который образуется в почве при участии только микрофлоры. В процессе прохождения через кишечник червей осуществляется механическое разрушение, мацерация фрагментов растительных тканей, склеивание их слизистыми выделениями, минерализация органики с высвобождением ряда элементов питания в подвижной форме. Отмечено значительное увеличение в вермикомпосте сапрофитной микрофлоры по сравнению с исходным субстратом: аэробных целлюлозоразрушающих микроорганизмов в 4,7, нитрифицирующих бактерий – в 2,1. Таким образом, в кишечнике беспозвоночных активно протекают процессы, в результате которых осуществляется формирование молекул гумусовых веществ при активном участии симбиотических микроорганизмов, ферментов. Санитарно-бактериологический и гельминтологический анализ показал отсутствие в ВК патогенной микрофлоры, в т.ч. сальмонелл, а также личинок и яиц гельминтов, представляющих опасность для здоровья человека.
Вермикомпост обладает физиологической активностью и стимулирующим воздействием на рост тестируемых растений Рост корней после предпосевного намачивания семян стимулировался вытяжкой из червекомпоста, а не обычного компоста, что может быть обусловлено присутствием в вермикомпосте фитогормонов, гуминовых веществ, микроэлементов и хелатирующих соединений.
Ввиду многих положительных эффектов, достигнутых при применении биогумуса, достаточно активно развивается рынок предложений по использованию жидких концентрированных вытяжек из биогумуса, полученных производственным способом. Учёные разработали технологию производства весьма дешёвого по себестоимости и высоко эффективного жидкого удобрения «Гумистар» (ОАО МНПК «ПИКъ»). «Гумистар» получают из биогумуса, он представляет собой тёмно-коричневую жидкость без запаха, содержит гуминовые кислоты и фульвокислоты, аминокислоты, природные фитогормоны, витамины, макро- и микроэлементы, а также споры почвенных микроорганизмов.
Некорневая обработка растений растворами гуминовых веществ способствует повышению урожая ряда сельскохозяйственных культур на 20...40 %, позволяет увеличить потребление минеральных веществ из почвы, что, в свою очередь, также приводит к ускорению роста и развития сельскохозяйственных культур.
Известно, что земляные черви (Octolasion tyranm, Lumbrucus terrestris, Eisenia factida, Fllolobophora chlorotica, Amynhas hupiensis) усваивают лигнин и некоторые фенольные соединения. Исходя из высокой приспособляемости Е.Foetida к субстрату, можно использовать его для переработки, например, лузги гречихи, трудно разлагаемой и являющейся предметом озабоченности производителей гречневой крупы на многих крупорушках страны. Получение источника целлюлолитических и лигнолитических ферментов на основе селекции рас червей может дать выход на принципиально новые технологии переработки отходов. Например, ферментативный гидролиз целлюлозы может в корне изменить технологию получения спирта, сделав ее более эффективной и экономичной, и самое главное, экологически чистой.
Большой интерес исследователей, вызывает биологически активных веществ земляных червей-аналогов иммунной системы.
Биогумус – средство оздоровления сельскохозяйственной продукции.
Нитраты и продукты их метаболизма – одни из наиболее массовых токсикантов, воздействующих на организм человека и сельскохозяйственных животных. В научной литературе приведены данные относительной блокировки накопления нитратов биогумусом. Так в опыте с кукурузой на силос зарегистрировано снижение их содержания в растениях при внесения 3 т/га биогумуса (180 мг/кг) по сравнению с неудобренным фоном (250 мг/кг). Локальное внесение в лунки 3 кг биогумуса в тепличном хозяйстве снижало концентрацию нитратов на 212 мг/кг в огурцах. Добавление 20% биогумуса в тепличный субстрат (торф + опилки) при выращивании рассады огурца снизило содержание нитратов в 2 раза. В условиях стресса биогумус приводил к снижению количества нитратов в 10 раз.
Таким образом, переход хозяйств на биологическое земледелие позволит им оздоровить окружающую среду, повысить плодородие почв и получить экологически чистые продукты питания для человека и корма для сельскохозяйственных животных и птиц, получение дешевых экологически чистых продуктов питания (растительного и животного происхождения) для населения позволит укрепить их здоровье, продлить жизнь человека и увеличить численный состав населения в нашей стране. Насыщение рынка нашей страны отечественными экологически чистыми и дешевыми продуктами питания позволит вытеснить недоброкачественные продукты питания, которые поступают на наш рынок из-за рубежа, что в свою очередь также скажется положительно на укреплении здоровья человека и продлении его жизни.
Применение агробиотехнологий в сельском хозяйстве нашей страны позволит предприятиям и фермерским хозяйствам производить продукцию с высокой рентабельностью, получать ежегодно прибыль и обеспечить расширенное воспроизводство на основе собственных ресурсов.
Промышленное применение биотехнологий делает промышленное производство более устойчивым и позволяет обеспечивать жизненный уровень при наименьшем воздействии на окружающую среду. Промышленная биотехнология может сделать возможным создание биоэкономики. При биоэкономики возобновляемый углерод из растений заменяет ископаемый углерод из эры динозавров. В биоэкономике биология заменит геологию и мы будем возделывать землю вместо того, чтобы бурить её для получения сырья. Используя силу биотехнологии, мы можем преобразовывать сельскохозяйственное сырьё, то есть биомассу (стебли растений), жиры(масла) и протеины в продукты продвинутой экономики. Мы можем использовать биокатализаторы и биопроцессы для преобразования этих материалов в топливо, химикаты, растворители, мономеры и полимеры, клейкие и другие вещества, необходимые новой экономике.
Нидерландская корпорация Гененкор использует понятие «биозавод» для выражения биоэкономических подходов, например, на нефтеперерабатывающих заводах. На биозаводе углерод из растений будет перерабатываться ферментами или напрямую в клетках во множество органических веществ. Протеиновая инженерия может происходить в обратном порядке, идя от желаемой малой молекулы обратно к метаболическим путям для создания желаемых живых клеток. Возможности для новых методов производства полностью вытеснят обычный химический синтез.
Большим препятствием на пути создания биоперерабатывающих заводов является стоимость ферментируемых сахаров (углеводородов). Сегодня в процессе типичной ферментации этанола используется крахмал из пищевых культур, в основном из кукурузы. Но если мы сможем снизить стоимость сахара, биозаводы смогут существовать наряду с нефтеперерабатывающими. Биотехнология сможет помочь в преобразовании целлюлозы из растений в ферментируемые формы сахаров. Новые улучшенные ферменты являются ключевыми для этого процесса.
Ежегодный объём неиспользуемых стеблей и соломы от зерновых культур только в США примерно 180 миллионов тонн в год. Если бы все это было бы переработано в этанол, то можно было бы произвести около 20 миллиардов галлонов в год или примерно в 6 раз больше того, что произведено в 2004 году.
При спиртовом брожении сахаридных субстратов (отходы целлюлозы, макулатуры, сахарной мелассы, пищевой и перерабатывающих отраслей) в последние годы уже было произведено более 100 млн галлонов этанола путем брожения, что позволило сэкономить 2% от современного потребления нефти.
Еще в 1914 г. был разработан процесс минерализации органических отходов, осуществляемый сложной смесью микроорганизмов. В ряде стран мира в качестве сырья для получения биогаза используют городские, сельские и промышленные отходы, что способствует охране окружающей среды. Интересен в этом отношении опыт Японии, ученые которой на базе городской токийской свалки, содержащей 12 млн тонн мусора, путем микробиологического брожения, получают газ, являющийся топливом для электростанции мощностью 716 кВт. Выхлопной газ с турбин поступает в систему отопления, отходы брожения перерабатывают в удобрения, обеспечивая таким образом полную безопасность технологии. Подобные приёмы широко используют в Индии, Китае, странах Африки, а также в личных хозяйствах.
Технология метанового сбраживания нашла применение в животноводческой отрасли. Утилизация органических отходов на животноводческих объектах обеспечивает высокую степень обеззараживания, получение минерализованных органических удобрений и выработку биогаза.
С самого начала освоения космического пространства используются микробиологические приемы биотехнологии для переработки бытовых отходов в пищевые продукты.
В микробиологической технологии используют бактерии и для экстракции металлов, так называемого «выщелачивания» при переработке бедных руд или отвальных материалов, которые накапливаются при крупномасштабной открытой выработке руды. Эту технологию, так называемую биогеотехнологию,
используют для получения золота, серебра, цветных металлов.
Еще в конце 19 века благодаря работам Пастера были созданы предпосылки для развития прикладной микробиологии. Пастером было установлено, что микроорганизмы играют важную роль в процессе брожения и синтезе продуктов их жизнедеятельности. Его исследования послужили основой для развития производства органических растворителей – ацетона, этанола, бутанола, изопропанола. В промышленном масштабе получение ацетона и бутанола впервые было осуществлено в Манчестере Вейсманом во время первой мировой войны. Ацетон использовался для производства взрывчатых веществ, бутанол нашел применение при получении пластмассы, пластификаторов, тормозной жидкости и др.
В микробиологической промышленности разработаны также эффективные биотехнологические процессы и созданы научно-специализированные заводы по производству кормовых дрожжей из древесного сырья, жидких неочищенных парафинов нефти, газа, активного ила (канализационных отходов), куриного помета, соломы и т.д. Всего в мировой практике методом микробиологической ферментации получают свыше 5000 препаратов, среди которых антибиотики, органические кислоты, витамины, аминокислоты, энзимы, гормоны, полисахариды, каучук, жиры и кормовые белки. Микробиологический и ферментативный гидролиз дают возможность превратить отходы переработки рыбы, мяса, молока в белоксодержащие системы, которые после специальной очистки в виде сухих препаратов с заданными функциональными свойствами могут применяться в качестве добавок (наполнителей и разбавителей) при производстве колбасных изделий.
Аналогичным образом получают белковые концентраты и изоляты из недефицитного растительного сырья: гороха и соевых бобов, жмыха подсолнечника и виноградных косточек, семян томата и хлопчатника, кукурузы и пшеницы, из трав и листьев некоторых растений, белковых препаратов из грибной мицелярной массы. В настоящее время наиболее широко в зарубежной и отечественной практике при производстве комбинированных мясопродуктов (содержащих мясо и белковые препараты) применяют соевые изоляты, молочный белок – казеинат натрия и их смеси с плазмой крови.
Для охраны и восстановления окружающей среды используются различные биопродукты: биосорбенты, биокатализаторы, препараты для биоремедиации, создаются технологии биоремедиации загрязнённых сред, биотехнологические методы фиторемедиации для переработки отходов и побочных продуктов в промышленности и сельском хозяйстве.
Влияние биотехнологии на химическую отрасль зависит от многих факторов, но через 20 лет вокруг нас будет процветать биоэкономика.
Общие принципы очистки сточных вод: аэробные системы очистки. Биологическая переработка отходов опирается на ряд дисциплин: биохимию, генетику, химию, микробиологию, вычислительную технику. Усилия этих дисциплин концентрируются на трех основных направлениях:
- деградация органических и неорганических токсичных отходов; - возобновление ресурсов для возврата в круговорот веществ углерода, азота, фосфора, азота и серы;
- получение ценных видов органического топлива.
При очистке сточных вод выполняют четыре основные операции:
1. При первичной переработке происходит усреднение и осветление сточных вод от механических примесей (усреднители, песколовки, решетки, отстойники).
2. На втором этапе происходит разрушение растворенных органических веществ при участии аэробных микроорганизмов. Образующийся ил, состоящий главным образом из микробных клеток, либо удаляется, либо перекачивается в реактор. При технологии, использующей активный ил, часть его возвращается в аэрационный тенк.
3. На третьем (необязательном) этапе производится химическое осаждение и разделение азота и фосфора.
4. Для переработки ила, образующегося на первом и втором этапах, обычно используется процесс анаэробного разложения. При этом уменьшается объем осадка и количество патогенов, устраняется запах и образуется ценное органическое топливо - метан.
На практике применяются одноступенчатые и многоступенчатые системы очистки. Одноступенчатая схема очистки сточной воды представлена на рис. 16.
Рисунок 16. - Принципиальная схема очистных сооружений: 1 - пескоуловители; 2 - первичные отстойники; 3 - аэротенк; 4 - вторичные отстойники; 5 - биологические пруды; 6 - осветление; 7 - реагентная обработка; 8 - метатенк; АИ - активный ил
Сточные воды поступают в усреднитель, где происходит интенсивное перемешивание стоков с различным качественным и количественным составом. Перемешивание осуществляется за счет подачи воздуха. В случае необходимости в усреднитель подаются также биогенные элементы в необходимых количествах и аммиачная вода для создания определенного значения рН. Время пребывания в усреднителе составляет обычно несколько часов. При очистке фекальных стоков и отходов нефтепереработки необходимым элементом очистных сооружений является система механической очистки - песколовки и первичные отстойники. В них происходит отделение очищаемой воды от грубых взвесей и нефтепродуктов, образующих пленку на поверхности воды.
Биологическая очистка воды происходит в аэротенках. Аэротенк представляет собой открытое железобетонное сооружение, через которое проходит сточная вода, содержащая органические загрязнения и активный ил. Суспензия ила в сточной воде на протяжении всего времени нахождения в аэротенке подвергается аэрации воздухом. Интенсивная аэрация суспензии активного ила кислородом приводит к восстановлению его способности сорбировать органические примеси.
В основе биологической очистки воды лежит деятельность активного ила (АИ) или биопленки, естественно возникшего биоценоза, формирующегося на каждом конкретном производстве в зависимости от состава сточных вод и выбранного режима очистки. Активный ил представляет собой темно-коричневые хлопья, размером до нескольких сотен микрометров. На 70% он состоит из живых организмов и на 30% - из твердых частиц неорганической природы. Живые организмы вместе с твердым носителем образуют зооглей - симбиоз популяций микроорганизмов, покрытый общей слизистой оболочкой. Микрооганизмы, выделенные из активного ила относятся к различным родам: Actynomyces, Azotobacter, Bacillus, Bacterium, Corynebacterium, Desulfomonas, Pseudomonas, Sarcina и др. Наиболее многочисленны бактерии рода Pseudomonas, о всеядности которых упоминалось ранее. В зависимости от внешней среды, которой в данном случае является сточная вода, та или иная группа бактерий может оказаться преобладающей, а остальные становятся спутниками основной группы.
Существенная роль в создании и функционировании активного ила принадлежит простейшим. Функции простейших достаточно многообразны; они сами не принимают непосредственного участия в потреблении органических веществ, но регулируют возрастной и видовой состав микроорганизмов в активном иле, поддерживая его на определенном уровне. Поглощая большое количество бактерий, простейшие способствуют выходу бактериальных экзоферментов, концентрирующихся в слизистой оболочке и тем самым принимать участие в деструкции загрязнений. В активных илах встречаются представители четырех классов простейших: саркодовые (Sarcodina), жгутиковые инфузории (Mastigophora), реснитчатые инфузории (Ciliata), сосущие инфузории (Suctoria).
Показателем качества активного ила является коэффициент протозойности, который отражает соотношение количества клеток простейших микроорганизмов к количеству бактериальных клеток. В высококачественном иле на 1 миллион бактериальных клеток должно приходиться 10-15 клеток простейших. При изменении состава сточной воды может увеличится численность одного из видов микроорганизмов, но другие культуры все равно остаются в составе биоценоза.
На формирование ценозов активного ила могут оказывать влияние и сезонные колебания температуры, обеспеченность кислородом, присутствие минеральных компонентов. Все это делает состав или сложным и практически невоспроизводимым. Эффективность работы очистных сооружений зависит также от концентрации микроорганизмов в сточных водах и возраста активного ила. В обычных аэротенках текущая концентрация активного ила не превышает 2-4 г/л.
Увеличение концентрации ила в сточной воде приводит к росту скорости очистки, но требует усиления аэрации, для поддержания концентрации кислорода на необходимом уровне. Таким образом, аэробная переработка стоков включает в себя следующие стадии: 1) адсорбция субстрата на клеточной поверхности; 2) расщепление адсорбированного субстрата внеклеточными ферментами; 3) поглощение растворенных веществ клетками; 4) рост и эндогенное дыхание; 5) высвобождение экскретируемых продуктов; 6) "выедание" первичной популяции организмов вторичными потребителями. В идеале это должно приводить к полной минерализации отходов до простых солей, газов и воды. На практике очищенная вода и активный ил из аэротенка подаются во вторичный отстойник, где происходит отделение активного ила от воды. Часть активного ила возвращается в систему очистки, а избыток активного ила, образовавшийся в результате роста микроорганизмов, поступает на иловые площадки, где обезвоживается и вывозится на поля. Избыток активного ила можно также перерабатывать анаэробным путем. Переработанный активный ил может служить и как удобрения, и как корм для рыб, скота.
Система полной доочистки может состоять из множества элементов, которые определяются дальнейшим назначением сточной воды. Возможно применение биологических прудов, где биологически очищенная вода проходит осветление и насыщается кислородом. Пруды также относятся к системе биологической очистки, в которой под воздействием биоценоза активного ила происходит окисление органических примесей. Состав биоценозов биологических прудов определяется глубиной нахождения данной группы микроорганизмов. В верхних слоях развиваются аэробные культуры, в придонных - факультативные аэробы и анаэробы, способные осуществлять процессы метанового брожения или восстановление сульфатов. Насыщение воды кислородом происходит за счет процессов фотосинтеза, осуществляемого водорослями, из которых особенно широко представлены Clorella, Scenedesmus, встречаются эвгленовые, вольвоксовые и т.д. В прудах также в той или иной мере представлена микро- и макрофауна: простейшие, черви, коловратки,насекомые и др. В биопрудах из воды хорошо удаляются нефтепродукты, фенолы и другие органические соединения. В некоторых случаях воду после биологической очистки подвергают реагентной обработке - хлорированию или озонированию.
Интенсифицировать процессы биологической очистки можно путем аэрации суспензии активного ила чистым кислородом. Этот процесс можно осуществить в модифицированных аэротенках закрытого типа - окситенках, с принудительной аэрацией сточной воды. В отличие от аэротенков в биофильтрах (или перколяционных фильтрах) клетки микроорганизмов находятся в неподвижном состоянии, так как прикреплены к поверхности пористого носителя. Образовавшуюся таким образом биопленку можно отнести к иммобилизованным клеткам. В этом случае иммобилизована не монокультура, а целый консорциум, неповторимый по качественному и количественному составу и различающийся в зависимости от его местонахождения на поверхности носителя. Очищаемая вода контактирует с неподвижным носителем, на котором иммобилизованы клетки и за счет их жизнедеятельности происходит снижение концентрации загрязнителя.
Преимущество применения биофильтров состоит в том, что формирование конкретного ценоза приводит к практически полному удалению всех органических примесей. Недостатками этого метода можно считать:
- нереальность использования стоков с высоким содержанием органических примесей;
- необходимость равномерного орошения поверхности биофильтра сточными водами, подаваемыми с постоянной скоростью;
- сточные воды перед подачей должны быть освобождены от взвешенных частиц во избежание заиливания.
В качестве носителей можно использовать керамику, щебень, гравий, керамзит, металлический или полимерный материал с высокой пористостью. Для биофильтров характерно наличие противотока воды, которая поступает сверху и воздуха, подающегося снизу. Оторвавшиеся частицы микробной пленки после отделения их во вторичном отстойнике не возвращаются обратно в биофильтр, а идут на иловые площадки или в анаэробную преработку.
Существуют также системы, сочетающие в себе как систему биофильтров, так и активного ила в аэротенках. Это так называемые аэротенки-вытеснители. В аэрируемую сточную воду помещают либо стеклоерши, либо создают систему сеток внутри тенка, в которые вкладываются прокладки из пористого полиэфира. В пустотах этих прокладок и на поверхности стеклоершей происходит накопление биоценоза активного ила. Носитель периодически удаляется из тенка, биомасса снимается, после чего носитель возвращается в реактор.
Система с иммобилизованными на мобильном носителе клетками отличается от биофильтров своей экономичностью, так как используются высокие концентрации микроорганизмов и нет необходимости осаждать конечные продукты. Такая система может найти применение в очистке локальных стоков, с узким спектром загрязнений. Их целесообразно очищать в самостоятельных биологических системах, не смешивая со стоками других производств. Это позволяет получить биоценозы микроорганизмов , адаптированные к данному узкому спектру загрязнений, при этом скорость и эффективность очистки резко возрастают.
Как уже упоминалось, избыток активного ила может перерабатываться двумя способами: после высушивания как удобрение или же попадает в систему анаэробной очистки. Такие же способы очистки применяют и при сбраживании высококонцентрированных стоков, содержащих большое количество органических веществ. Процессы брожения осуществляются в специальных аппаратах - метатенках.
Распад органических веществ состоит из трех этапов:
- растворение и гидролиз органических соединений;
- ацидогенез;
- метаногенез.
На первом этапе сложные органические вещества превращаются в масляную, пропионовую и молочную кислоты. На втором этапе эти органические кислоты превращаются в усксусную кислоту, водород, углекислый газ. На третьем этапе метанообразующие бактерии восстанавливают диокись углерода в метан с поглощением водорода. По видовому составу биоценоз метатенков значительно беднее аэробных биоценозов.
Насчитывают около 50 видов микроорганизмов, способных осуществлять первую стадию - стадию кислотообразования. Самые многочисленные среди них - представители бацилл и псевдомонад. Метанообразующие бактерии имеют разнообразную форму: кокки, сарцины и палочки. Этапы анаэробного брожения идут одновременно, а процессы кислотообразования и метанообразования протекают параллельно. Уксуснокислые и метанообразующие микроорганизмы образуют симбиоз, считавшийся ранее одним микроорганизмом под названием Methanobacillus omelianskii.
Процесс метанообразования - источник энергии для этих бактерий, так как метановое брожение представляет собой один из видов анаэробного дыхания, в ходе которого электроны с органических веществ переносятся на углекислый газ, который восстанавливается до метана. В результате жизнедеятельности биоценоза метатенка происходит снижение концентрации органических веществ и образование биогаза, являющегося экологически чистым топливом. Для получения биогаза могут использоваться отходы сельского хозяйства, стоки перерабатывающих предприятий, содержащих сахар, бытовые отходы, сточные воды городов, спиртовых заводов и т.д.
Метатенк представляет собой герметичный ферментер объемом в несколько кубических метров с перемешиванием, который обязательно оборудуется газоотделителями с противопламенными ловушками. Метатенки работают в периодическом режиме загрузки отходов или сточных вод с постоянным отбором биогаза и выгрузкой твердого осадка после завершения процесса. В целом, активное использование метаногенеза при сбраживании органических отходов - один из перспективных путей совместного решения энергетических и экологических проблем, который позволяет агропромышленным комплексам перейти на автономное энергообеспечение.
Показатели загрязненности сточных вод.На всех этапах очистки сточных вод ведется строгий контроль за качественным составом воды. При этом проводится детальный анализ состава сточной воды с выяснением не только концентраций тех или иных соединений, но и более полное определение качественного и количественного состава загрязнителей. Необходимость такого анализа определяется спецификой системы переработки, так как в сточных водах могут присутствовать токсические вещества, способные привести к гибели микроорганизмов и вывести систему из строя.
Определение таких показателей, как органолептические (цвет, вид, запах, прозрачность, мутность), оптическая плотность, рН, температура не вызывает трудностей. Сложнее определить содержание органических веществ в сточной воде, которое необходимо знать для контроля работы очистных сооружений, повторного использования сточных вод в технологических процессах, выбора метода очистки и доочистки, окончания процесса очистки, а также оценки возможности сброса воды в водоемы.
При определении содержания органических веществ широко используются два способа: химическое потребление кислорода и биохимическое потребление кислорода. В первом случае методика основана на окислении веществ, присутствующих в сточных водах, 0,25% раствором дихромата калия при кипячении пробы в течение 2 часов в 50% (по объему) растворе серной кислоты. Для полноты окисления органических веществ используется катализатор - сульфат серебра. Дихроматный способ достаточно прост и легко автоматизируется, что обуславливает его широкое распространение.
Биохимическое потребление кислорода измеряется количеством кислорода, расходуемым микроорганизмами при аэробном биологическом разложении веществ, содержащихся в сточных водах при стандартных условиях за определенный интервал времени. Определение биохимического потребления кислорода требует специальной аппаратуры. В герметичный ферментер помещается определенное количество исследуемой сточной воды, которую засевают микроорганизмами. В процессе культивирования регистрируется изменение количества кислорода, пошедшего на окисление соединения, присутствующего в сточных водах. Лучше всего культивировать микроорганизмы из уже работающих биологических систем, адаптированных к данному спектру загрязнений.
Определение лишь одного из показателей качества сточной воды (химического или биохимического потребления кислорода) не всегда позволяет оценить как ее доступность для биологической очистки, так и степень конечной очистки. Так, например, имеется целые группы соединений, определение химического потребления кислорода для которых невозможно, хотя эти соединения вполне доступны для биохимического определения кислорода и наоборот. Все это говорит о том, что для оценки чистоты сточных воды необходимо использовать одновременно оба метода.
Биотехнология будет оказывать многообразное и все возрастающее влияние на способы контроля за окружающей средой и на ее состояние. Хорошим примером такого рода служит создание новых, более совершенных способов переработки отходов, однако применение биотехнологии в данной сфере отнюдь не ограничивается этим. Биотехнология будет играть все большую роль в химической промышленности и сельском хозяйстве, помогая создать замкнутые и полузамкнутые технологические циклы, решая хотя бы отчасти существующие здесь проблемы.
Контрольные вопросы
1.Дайте определение экобиотехнологии.
1. Какие задачи решает экобиотехнология?
2. Типы загрязнения атмосферы.
3. Что такое биоэкономика?
4. Биоконверсия и способы утилизации отходов производства.
5. Вермикультивирование и вермикомпостирование и значение для биологизации сельскохозяйственного производства.
6. Значение микроорганизмов для переработки отходов и получения ценных продуктов.
Литература:
1. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки. Т. 1. М.: Мир, 1994.
2. Артамонов В.И. Занимательная физиология растений. М.: Агропромиздат, 1991. 336 с.
3. Безбородов А.М. Ферменты микроорганизмов и их применение // Биотехнология. М.: Наука, 1984.
4. Березин И.В., Клесов А.А., Швядас В.К. и др. Инженерная энзимология. М.: Высшая школа, 1987. 144 с.
5. Березин И.В., Клячко Н.Л., Левашев А.В. и др. Иммобилизованные ферменты. М.: Высшая школа, 1987. 160 с.
6. Биология наших дней. Вып. 2. – М.: Знание, 1987. 160 с.
7. Биотехнология. Принципы и применение /Хиггинс И., Бест Д., Джонс Дж. М.: Мир, 1988. 480 с.
8. Биотехнология сельскохозяйственных растений. М.: Агропромиздат, 1987. 301 с.
9. Бабусенко Е.С., Горнова И.Б., Красноштанова А.А. Введение в икробиологию: Учебное пособие /РХТУ .им. Д.И.Менделеева.М.- 2003.-120 с.
10. Биотехнология - сельскому хозяйству /Лобанок А.Г., Залашко М.В., Анисимова Н.И. и др. Минск: Урожай, 1988. 199 с.
11. Биотехнология растений: культура клеток. М.: Агропромиздат, 1989. 280 с.
12. Быков В.А., Крылов И.А., Манаков М.Н. и др. Микробиологическое производство биологически активных веществ и препаратов. М.: Высшая школа, 1987. 142 с.
13. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых веществ. М.: Высшая школа, 1987. 142 с.
14. Винаров А.Ю., Кухаренко А.А., Панфилов В.И. Лабораторные и промышленные ферментеры.:Уч. Пособие, - М.: РХТУ им. Д.И.Менделеева. 2004. 2004 -97 с.
15. Варфоломеев С.Д., Панцхава Е.С. Биотехнология преобразования солнечной энергии. Современное состояние, проблемы, перспективы // Биотехнология. М.: Наука, 1984.
16. Градова Н.Б., Бабусенко Е.С., Горнова И.Б. Лабораторный практикум по общей микробиологии. М.: ДеЛи принт,- 2004. – 144 с.
17. Голубовская Э.К. Биологические основы очистки воды. М.: Высшая школа, 1978. 270 с.
18. Грачева И.М., Гаврилова Н.М., Иванова Л.А. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и жиров. М.: Пищевая промышленность, 1980. 448 с.
19. Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках. М.: Высшая школа, 1986. 448 с.
20. Иммобилизованные клетки и ферменты. Методы / Под ред. Дж. Вудворта. М.: Мир, 1988. 215 с.
21. Крылов И.А., Красноштанова А.А., Гусева И.И. Комплексная переработка биомассы промышленных микроорганизмов. Уч.пособие /Рхту им. Д.И.Менделеева.М.- 2001.-84 с.
22. Казанская Н.Ф., Ларионова Н.И., Торчилин В.П. Ферменты и белковые препараты в медицине // Биотехнология. М.: Наука, 1984.
23. Каравайко Г.И. Биогеотехнология металлов // Биотехнология. М.: Наука, 1984.
24. Кефели В.И., Дмитриева Г.А. Биотехнология: курс лекций. Пущино, 1989. 96 с.
25. Клесов А.А. Применение иммобилизованных ферментов в пищевой промышленности//Биотехнология. М.: Наука, 1984.
26. Миркина Б.М., Наумова Л.Г. Беседы об устойчивости экосистем./Экология и жизнь.6(47), 2005, с.37.40.
27. Мартинек К. Иммобилизованные ферменты // Биотехнология. М.: Наука, 1984.
28. Методы культивирования клеток. Л.: Наука, 1988. 313 с.
29. Печуркин Н.С., Брильков А.В., Марченкова Т.В. Популяционные аспекты биотехнологии. Новосибирск: Наука, 1990. 173 с.
30. Пирузян Л.А., Михайловский Е.М. Сапротрофная микрофлора в качестве продуцента биологически активных веществ для целей микробной сапротрофной фармакотерапии // Изв. АН Серия биологическая, 1992. № 6. С. 860 - 866.
31. Павловская Н.Е., Парахин Н.В., Голышкина Л.В. и др. Введение в сельскохозяйственную биотехнологию. Учебное пособие, Орел.-1998.
32. Реннеберг Р., Реннеберг И. От пекарни до биофабрики. М.: Мир, 1991. 112 с.
33. Рычков Р.С., Попов В.Г. Биотехнология перспективы развития // Биотехнология. М.: Наука, 1984.
34. Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды. М.: Мир, 1987. 411 с.
35. Скрябин Г.К., Кощеенко К.А. Иммобилизованные клетки микроорганизмов // Биотехнология. М.: Наука, 1984.
36. Тривен М. Иммобилизованные ферменты. М.: Мир, 1983. 213 с. 27.
37. Ханс де Нобель. Корпорация Гененкор, устойчивое развитие и биоэкономика. /Труды 3 московского конгресса по биотехнологии. Секция: Биотехнология и промышленность. М.- 2005 г.,с.378-379.
38. Хотянович А.В. Методы культивирования азотфиксирующих бактерий, способы получения и применение препаратов на их основе (методические рекомендации). Л., 1991. 60 с.
39. Шлегель Г. Общая микробиология. М.: Мир, 1987. 566 с.
Дата добавления: 2015-07-14; просмотров: 2334;