Роль биотехнологий в увеличении продовольственных ресурсов

История развития сельского хозяйства началась примерно 12 тысяч лет назад. В то время численность населения нашей планеты составляла около 15 млн человек. К началу нового летоисчисления насчитывалось около 250 млн человек, к 1985 г. население Земли составило около 5 млрд. По некоторым оценкам к 2020 г. численность населения превысит 10 млрд. человек. Пропитание стремительно увеличивающегося населения планеты – одна из важнейших проблем современного человечества. К концу XX в. число людей, находящихся на грани голодной смерти, достигло 650 млн человек.

На протяжении длительного времени проблема увеличения продовольственных ресурсов решалась преимущественно путем расширения культивируемых земель. Однако к настоящему времени в большинстве стран вся пахотная земля уже освоена, расширение площадей требует больших капиталовложений и ставит под угрозу местный экологический баланс. Данную проблему нужно решать на базе последних достижений естествознания.

Традиционные пути решения увеличения продовольственных ресурсов основаны на совершенствовании технологий производства и хранения продуктов питания. В производственном процессе должны восстанавливаться структура и плодородие почвы, использоваться удобрения и регуляторы роста растений и животных. Существенным фактором производства продуктов питания является контроль над вредителями. При решении всех этих вопросов тесно переплетаются технологии, основанные на химических, биологических и других естественнонаучных знаниях.

Другим путем увеличения продовольственных ресурсов является получение пищевой биомассы из отходов производства. Благодаря достижениям биотехнологий в настоящее время производится в промышленных масштабах целая гамма искусственных питательных веществ, по многим свойствам превосходящих продукты естественного происхождения. Особое значение при этом имеет производство белков, необходимых для постоянной регенерации и роста любых организмов.

Современные биотехнологии позволяют превратить отходы древесины, соломы и другое растительное сырье в ценные питательные белки. Эта технология включает процесс гидролизации промежуточного продукта – целлюлозы – и нейтрализацию образующейся глюкозы с введением солей. Полученный раствор глюкозы представляет собой питательный субстрат микроорганизмов – дрожжевых грибков. В результате жизнедеятельности этих микроорганизмов получается высококачественный пищевой продукт, содержащий около 50% белка-сырца и различные витамины.

Некоторые виды грибков превращают нефть, мазут, природный газ в пищевую биомассу, богатую белками. Так, из 100 т неочищенного мазута можно получить 90 т дизельного топлива и 10 т дрожжевой биомассы, содержащей 5 т чистого белка. Столько же дрожжей производится из 50 т сухой древесины или 30 тысяч кубометров природного газа. Для производства данного количества белка потребовалось бы стадо из 10000 голов коров, которых необходимо кормить и содержать. Промышленное производство белка автоматизировано, дрожжевые культуры растут в тысячи раз быстрее, чем крупный рогатый скот. Искусственные белковые питательные вещества широко используются в животноводстве, давая возможность получать высококачественную мясную продукцию.