БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 15 страница

Наиболее известны такие криопротекторы, как диметилсуль- фоксид (ДМСО), различные сахара, глицерин, этиленгликоль и их производные. Действие криопротекторов состоит в снижении количества свободной воды, повышении вязкости раствора. Все криопротекторы делят на две группы: проникающие и непрони­кающие. Это разделение достаточно условно. Так, глицерин — первое вещество, определенное как криопротектор, может про­никать в клетку, если его добавлять при комнатной температуре, или выступать как непроникающее соединение, если его добав­лять при температуре 0 °С. Принято считать, что непроникающие криопротекторы специфически влияют на мембрану, повышая ее проницаемость. Применение сильных, проникающих в клетку криопротекторов ограничено их токсичностью. Поэтому обычно используют смеси криопротекторов, так как в них токсичность одного из веществ снижается за счет присутствия другого.

Жизнеспособность клеток после замораживания зависит не только от предупреждения образования льда, но и от их состоя­ния. Крупные вакуолизированные клетки погибают гораздо чаще, чем мелкие меристемоидные. Поэтому на этапе подготовки куль­туры к замораживанию ее культивируют в условиях, способству­ющих образованию мелких клеток и синхронизации их деления.

Кроме того, концентрирование клеток в культуре, т.е. увеличе­ние ее плотности, способствует повышению выживаемости кле­ток после замораживания.

Таким образом, криосохранение достаточно надежно обеспе­чивает сохранение генофонда. Перспективность этого метода под­тверждается возобновлением после хранения в жидком азоте сус­пензионных культур моркови, явора, кукурузы, риса, сахарного тростника; каллусных — тополя, маршанции, сахарного тростни­ка; андрогенных эмбриоидов — беладонны, табака и др. Из вос­становленных после замораживания культур моркови и табака удалось регенерировать целые растения. После быстрого замора­живания сохранили жизнеспособность меристемы земляники, малины, гвоздики, томатов, картофеля и ряда других растений. Однако для криосохранения требуется сложная работа по подбо­ру условий, обеспечивающих выживание клеток и, следователь­но, возможность последующей регенерации из них целых расте­ний. Необходимо учитывать генетические и морфофизиологичес- кие особенности клеток, способность к закаливанию, уровень проницаемости клеточных мембран, подбор криопротекторов, скорость снижения температуры при замораживании, условия оттаивания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Круг вопросов, к решению которых привлекают биотехнологи­ческие методы и достижения, достаточно широк. Большинство из них прямо или косвенно связано с глобальными проблемами, сто­ящими перед современной цивилизацией, такими, как загрязне­ние окружающей среды, угроза экологического кризиса, истоще­ние запасов полезных ископаемых, опасность мирового энергети­ческого кризиса, нехватка продовольствия, борьба с болезнями.

Благодаря достижениям фундаментальных исследований в мо­лекулярной биологии, биохимии, генетической инженерии и но­вейшим технологиям в биоиндустрии получают новые продукты заданного состава и качества, очищенные от экотоксикантов и обладающие не только питательной ценностью, но и профилак­тическими свойствами. Таким путем получена серия продуктов на основе сои, созданы бесхолестериновые и малохолестериновые спрэды («намазки») типа хальварина и «легкого» сливочного мас­ла, а также безжирового мороженого.

Переработка растительной и микробной биомассы позволяет получать высококачественные белки, масла, пектиновые веще­ства, пищевые волокна, а также белок, сбалансированный по аминокислотному составу, и компоненты нуклеиновых кислот, необходимые для медицинской, пищевой, косметической и дру­гих отраслей промышленности.

Возникла новая научная дисциплина — экологическая биотех­нология, осуществляющая новейший подход к охране и сохране­нию окружающей среды. Разработаны технологии рекультивации почвы, биологической очистки воды и воздуха и биосинтеза пре­паратов, компенсирующих вредное влияние измененной окружа­ющей среды на людей и животных. Одна из важнейших задач био­технологии — ограничение масштабов загрязнения нашей плане­ты промышленными, сельскохозяйственными и бытовыми отхо­дами, токсичными компонентами автомобильных выхлопов. Со­временные научные исследования нацелены на создание безот­ходных технологий, на получение легкоразрушаемых полимеров, в том числе биогенного происхождения, а также на поиск новых активных микроорганизмов — разрушителей полимеров (поли­этилена, полипропилена, полихлорвинила). Усилия биотехноло­гии направлены на борьбу с пестицидными загрязнениями — след­ствием неумеренного и нерационального применения ядохими­катов. Ведутся разработки технологий по утилизации вредных выб­росов (химикалии, нефть), загрязняющих воду и почву, и сельс­кохозяйственных отходов типа молочной сыворотки для получе­ния пищевых и кормовых белковых продуктов, в том числе специ­альных препаратов, обогащенных, например, селеном дрожжей.

Повышение цен на традиционные источники энергии (при­родный газ, нефть, уголь) и угроза их исчерпания побудили уче­ных обратиться к альтернативным путям получения энергии. Роль биотехнологии в создании экономичных возобновляемых энерге­тических источников (спиртов, биогенных углеводородов, водо­рода) чрезвычайно велика. Эти экологически чистые виды топли­ва можно получать путем биоконверсии отходов промышленного и сельскохозяйственного производства. Перспективно продолже­ние исследований по усовершенствованию и внедрению процес­сов производства метана, этанола, созданию на основе микроор­ганизмов (и ферментов) элементов, эффективно производящих электричество, а также по организации искусственного фотосин­теза, в частности биофотолиза воды, при котором можно полу­чать богатые энергией водород и кислород.

Развитие сельскохозяйственной биотехнологии на современ­ном этапе направлено на решение таких глобальных проблем, как повышение плодородия почв, урожайности и качества сельскохо­зяйственной продукции; рекультивация сельскохозяйственных угодий; улучшение экологической обстановки, способствующей восстановлению биоценоза почв; повышение качества кормов и др. В области медицины весьма перспективной является разработ­ка новых технологий использования молекулярных антител в об­ласти диагностики и лечения заболеваний, направленного транс­порта лекарственных средств, трансплантологии органов, тканей, клеток, формирования нового класса медицинской техники — ин­дивидуальных биотехнологических систем для контроля состоя­ния организма.

Особый интерес представляют принципиально новые направ­ления, развитие которых предполагается осуществить в XXI в: электрохемитерапия, молекулярное моделирование, отдельные области клеточной инженерии (клеточная инкапсуляция, энерге­тические межклеточные взаимодействия).

ЛИТЕРАТУРА

Основная

Биология культивируемых клеток и биотехнология растений / Под ред. Р.Г.Бутенко. — М., 1991.

Биотехнология / Под ред. А. А. Баева. — М., 1988.

Биотехнология растений: культура клеток / Под ред. Р. Г. Бутенко. — М., 1989.

Бейли Дж.Э., Оллис Д.Ф. Основы биохимической инженерии. — М., 1989.-Ч. II.

Бутенко Р. Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехноло­гия на их основе. — М., 1999.

Бутенко Р. Г. и др. Клеточная инженерия. — М., 1987.

Блинов Н.П. Основы биотехнологии. — СПб., 1995.

Мишустин Е.Н. Биотехнология. — М., 1989.

Муромцев Г. С. и др. Основы сельскохозяйственной биотехнологии. — М., 1990.

Промышленная микробиология и успехи генетической инженерии. — М., 1984.

Рыбальский Н.Г., Скуратовская О.Д. Белковая инженерия. — М, 1990.

Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды. — М., 1987.

Сельскохозяйственная биотехнология / Под ред. В. С. Шевелухи. — М., 1998.

Сидоров В.А. Биотехнология растений. — Киев, 1990.

Фогарти М. и др. Микробные ферменты и биотехнология. — М., 1986.

Шабарова З.А., Богданов А. А., Золотухин А. С. Химические основы ге­нетической инженерии. — М., 1994.

Дополнительная

Безбородое А. М. Основы биотехнологии микробных синтезов. — Рос­тов, 1989.

Березин И. В., Клесов А. А. Инженерная энзимология. — М., 1987.

Биосенсоры // Итоги науки и техники. Сер. «Биотехнология». — М.: ВИНИТИ, 1990.-Т. 26.

Биотехнология, охрана среды. — М., 1990.

Биотехнология: Принципы и применение. — М., 1988.

Буков В.А. Производство белковых веществ. — М., 1987.

Волиханова Г., Рахимбаев И. Культура клеток и биотехнология расте­ний. — Алма-Ата, 1989.

Катаева Н. В., Бутенко Р. Г. Клональное микроразмножение растений. — М„ 1983.

Кефели В. И., Дмитриева Г. А. Биотехнология. — Пущино, 1989.

Кучек Н.В. Генетическая инженерия высших растений. — Киев, 1997.

Новые направления биотехнологии: Материалы международной VIII конференции. — М., 1998.

Скрябин Г., Головлева Л. Биотехнология защиты окружающей среды от ксенобиотиков// Изв. АН СССР. Сер. «Биология». — М., 1986. — № 6. — С. 805-813.

Спирин А. С. Биосинтез белка и перспективы бесклеточной биотехно­логии//Вестник АН СССР.-М., 1989. -№ 11.-С. 30-38.

Терешин И.М. Молекулярно-биологические основы биотехнологии. — Л., 1981.

Ферментные электроды // Итоги науки и техники. Сер. «Биотехноло­гия». - М.: ВИНИТИ, 1988. - Т. 18.

Экологическая биотехнология. — Л., 1990.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие................................................................................................................... 3

Введение.......................................................................................................................... 4

Глава 1. Биотехнологические процессы в пищевой промышленности............. 7

1.1. Производство кормового белка........................................................... 7

1.2. Использование дрожжей и бактерий............................................... 10

1.3. Использование водорослей и микроскопических грибов........... 14

Глава 2. Применение биотехнологических процессов для решения

проблем окружающей среды ................................................................... 16

2.1. Экологическая биотехнология и ее задачи.................................... 16

2.2. Биотрансформация ксенобиотиков и загрязняющих окружающую среду веществ 17

2.3. Получение экологически чистой энергии. Биогаз......................... 21

2.4. Производство этанола......................................................................... 24

2.5. Биотехнология преобразования солнечной энергии.................... 25

2.6. Фотопроизводство водорода.............................................................. 26

2.7. Очистка сточных вод........................................................................... 28

Глава 3. Биотехнология производства метаболитов .......................................... 32

3.1. Классификация продуктов биотехнологических производств.. 32

3.2. Механизмы интенсификации процессов получения продуктов клеточного метаболизма 33

3.3. Методология селекции мутантов с дефектами экспрессии генов

и регуляции обмена веществ..................................................................... 38

3.4. Биотехнология получения первичных метаболитов.................... 40

3.4.1. Производство аминокислот............................................................. 40

3.4.2. Производство витаминов................................................................ 53

3.4.3. Производство органических кислот.............................................. 58

3.5. Биотехнология получения вторичных метаболитов.................... 61

3.5.1. Получение антибиотиков................................................................. 61

3.5.2. Получение промышленно важных стероидов............................. 70

Глава 4. Биоиндустрия ферментов ......................................................................... 72

4.1. Применение ферментов....................................................................... 72

4.2. Источники ферментов......................................................................... 75

4.3. Технология культивирования микроорганизмов — продуцентов ферментов 76

4.4. Технология выделения и очистки ферментных препаратов...... 78

4.5. Инженерная энзимология, ее задачи................................................ 84

4.6. Иммобилизованные ферменты.......................................................... 85

4.6.1. Носители для иммобилизации ферментов 86

4.6.2. Методы иммобилизации ферментов 87

4.6.3. Иммобилизация клеток....................................................... 93

4.6.4.Промышленные процессы с использованием иммобилизованных ферментов и клеток 94

4.6.5. Ферментативная конверсия целлюлозы в глюкозу. 100

4.6.6.Биосенсоры на основе иммобилизованных ферментов 101

4.6.7.Иммобилизованные ферменты в медицине................ 102

Глава 5. Основы генетической инженерии ........................................................ 104

5.1. История развития генетической инженерии ........................... 104

5.2. Биотехнология рекомбинантных ДНК................................... 106

5.3. Конструирование рекомбинантной ДНК............................... 115

5.4. Экспрессия чужеродных генов.................................................... 122

5.5. Клонирование и экспрессия генов в различных организмах 124

5.6. Использование генетической инженерии в животноводстве 127

5.7. Получение инсулина на основе методов генетической инженерии 132

5.8. Синтез соматотропина.................................................................. 138

5.9. Получение интерферонов............................................................. 139

5.10. Генная инженерия растений...................................................... 144

5.10.1. Получение трансгенных растений 145

5.10.2. Применение методов генетической инженерии для улучшения аминокислотного состава запасных

белков растений........................................................................... 149

5.10.3. Повышение эффективности процесса фотосинтеза 150

5.10.4. Генно-инженерные подходы к решению проблемы усвоения азота................................................................... 151

5.10.5. Устойчивость растений к фитопатогенам 153

5.10.6. Устойчивость растений к гербицидам 154

5.10.7. Устойчивость растений к насекомым 155

5.10.8. Устойчивость растений к абиотическим стрессам 155

Глава 6. Основы клеточной инженерии растений .......................................... 158

6.1. Культура клеток и тканей, краткая история предмета........ 158

6.2. Методы и условия культивирования изолированных тканей

и клеток растений........................................................................ 160

6.3.Дедифференцировка как основа каллусогенеза....................... 164

6.4.Типы культуры клеток и тканей.................................................. 166

6.5. Общая характеристика каллусных клеток.............................. 169

6.6. Морфогенез в каллусных тканях как проявление тотипотентности растительной клетки 172

6.7. Изолированные протопласты, их получение и культивирование .. 176

6.8. Использование метода культуры изолированных клеток и тканей в создании современных технологий 178

6.8.1. Синтез............................................ вторичных метаболитов 178

6.8.2. Биотехнологии................................... в сельском хозяйстве 184

6.8.3. Клональное микроразмножение и оздоровление растений.. 193

6.8.4. Криосохранение................................................................. 199

Заключение............................................................................................................... 203

Литература

ВЫСШЕЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Т.А.ЕГОРОВА, С.М. КЛУНОВА, Е. А. ЖИВУХИНА

ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ

Допущено

Учебно-методическим объединением по специальностям педагогического образования в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Биология»

Москва

academ'a

2003__________

Б1КЛ!ОТЕКА НГУ iM«Hi М.П. ,\ра:смано«*

fl/IHU

^Сои")

УДК 631.147(075.8)

ББК 30.16я73 ЕЗО

Рецензенты:

канд. биол. наук, доц. Е.А. Калашникова (зав. кафедрой сельскохозяйственной

биотехнологии МСХА им. К.А.Тимирязева); канд. биол. наук, проф. Г.И.Ушакова (Московский государственный открытый педагогический университет им. М.А.Шолохова)

Егорова Т. А.

ЕЗО Основы биотехнологии: Учеб. пособие для высш. пед. учеб заведений / Т.А.Егорова, С.М.Клунова, Е.А.Живухина. — М.: Издательский центр «Академия», 2003. — 208 с.

ISBN 5-7695-1022-6

В книге изложены и обобщены традиционные и новейшие технологии, основанные на достижениях биохимии, молекулярной и клеточной биоло­гии, рассмотрены социально-экономические проблемы и перспективы раз­вития биотехнологии в третьем тысячелетии.

Для студентов высших педагогических учебных заведений, обучающих­ся по специальности «Биология».

УДК 631.147(075.8 = ББК 30.16я72-

Учебное издание

Егорова Татьяна Алексеевна, Клунова Светлана Михайловна, Живухина Елена Александровна

Основы биотехнологии Учебное пособие

Редактор Н.А. Соколова. Технический редактор О. С.Александрова. Компьютерная верстка: М. Ф. Фомина. Корректоры Н. В. Савельева, Г. //. Петрова

Изд. № А-441. Подписано в печать 11.02.2003. Формат 60x90/16.

Гарнитура «Тайме». Печать офсетная. Бумага тип. № 2. Усл. печ. л. 13,0.

Тираж 30000 экз. (1-й завод 1-8000 экз.). Заказ № 2577.

Лицензия ИД № 02025 от 13.06.2000. Издательский центр «Академия».

Санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.99.02.953.Д.002682.05.01 от 18.05.2001

117342, Москва, ул. Бутлерова, 17-Б, к. 223. Тел./факс: (095)334-8337, 330-1092.

Отпечатано на Саратовском полиграфическом комбинате. 410004, г. Саратов, ул. Чернышевского, 59.

© Егорова Т.А., Клунова С.М., Живухина Е.А., 200. ISBN 5-7695-1022-6 © Издательский центр «Академия», 2003

ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебное пособие «Основы биотехнологии» создано на базе курса пекций, более 10 лет читаемых авторами студентам биолого-хими­ческого факультета Московского педагогического государствен­ного университета. Цель пособия — показать, как принципы био­химии, молекулярной и клеточной биологии, используемые в про­изводстве, не только формируют новое качество биотехнологи­ческих процессов, но и обеспечивают приоритетное развитие со­временной биологии.

В книге изложены традиционные и новейшие технологии, ос­нованные на достижениях генной и клеточной инженерии. Рас­смотрены прогрессивные методы биотехнологии, такие, как по­лучение рекомбинантной ДНК, трансгенных растений и живот­ных, культивирование клеток и тканей, клонирование, обеспе­чение сверхпродуктивности объектов. Значительное внимание уде­лено вопросам использования биотехнологических процессов для решения актуальных социально-экономических проблем — энер­гетических, сырьевых, медицинских, экологических, сельскохо­зяйственных. Обобщены главные достижения биотехнологии в со­временном производстве; во многих разделах обсуждаются про­гнозы се развития.

Материал пособия обеспечит необходимый уровень подготов­ки студентов-биологов, а также заинтересует специалистов, за­нимающихся исследованиями в области биотехнологии.

Авторы выражают благодарность Ю. Г. Кроповой и Д. А. Сково- родину за оказанную помощь в подготовке пособия.

ВВЕДЕНИЕ

Последние два десятилетия характеризуются выдающимися до­стижениями биотехнологии, являющейся междисциплинарной об ластью знаний, базирующейся на микробиологии, биохимии, мс- лекулярной биологии, биоорганичсской химии, биофизике, виру сологии, иммунологии, генетике, инженерных науках и элек тронике.

Развитие биотехнологии позволяет существенно интенсифици ровать производство, повышать эффективность использования при родных ресурсов, решать экологические проблемы, создавать но' вые источники энергии. Возможности биотехнологии при между­народном сотрудничестве специалистов могут быть направлен! на решение мировых кризисных проблем, связанных с восполне нием дефицита белка и энергии, предотвращением опасных забо­леваний, охраной окружающей среды.

Одна из особенностей биотехнологии состоит в том, что он использует технологии производства продуктов на ранних этапа развития микробиологического синтеза. Выявлены существенны потенциальные возможности для усовершенствования традици онных технологий и расширения сфер приложения получаемы продуктов. Например, методом генетической инженерии создана уникальные штаммы микроорганизмов для сыроварения.

Разработка биотехнологических процессов связана с больши­ми капиталовложениями. Внедрение новейших биотехнологий осо­бенно перспективно в тех случаях, когда продукт не может быт получен другими способами или может быть получен в недоста точных количествах, по более высокой цене. Исследования в это? направлении в основном сосредоточены на производстве фарма кологических препаратов, диагностикумов.

Иммунная биотехнология, с помощью которой распознают : выделяют из смесей одиночные клетки, может применяться н только непосредственно в медицине для диагностики и лечения но и в научных исследованиях, в фармакологической, пищевой i других отраслях промышленности, а также использоваться дл- получения препаратов, синтезируемых клетками защитной систе мы организма.

Большое будущее биотехнологии связано с протоинженерией - технологией изменения свойств природных белков на генетичес ком уровне, получения новых белков (например, новых стимуля торов роста растений, инсектицидов, активных и устойчивых фер» ментов, высококачественных пищевых продуктов, биосенсоров и биоэлементов, медицинских приборов).

Важную роль в указанном направлении играют расширение и усовершенствование существующих биотехнологических процес­сов создание новых. В частности, большие перспективы связаны с введением в растение комплекса генов, управляющих фиксаци­ей азота.

Растущая область биотехнологии — биоэлектроника. Исполь­зование биосенсоров революционизирует методы измерения и кон­троля в различных отраслях промышленности, медицине, науч­ных исследованиях.

С внедрением биотехнологии в добывающую промышленность связан переход от тяжелой индустрии к высоким технологиям. Применение биотехнологии металлов перспективно для извлече­ния из руд платины и других драгоценных и стратегически важ­ных металлов, а биотехнологических методов — для увеличения извлечения нефти из скважин, удаления серы из угля, метана из шахт.

Внедрение биотехнологии в практику изменяет соотношение в системе: человек—производство —природа, повышает произво­дительность труда. Широкое использование биотехнологических процессов способствует стиранию грани между промышленным и сельским производством, поскольку продукты питания, корма и другие сельскохозяйственные продукты вырабатывают в индуст­риальных условиях. Так, на фермах применяют установки для пе­реработки сельскохозяйственных отходов в биогаз, используемый для удовлетворения собственных потребностей в топливе; внедря­ются промышленные методы производства компонентов кормов.

В настоящее время достижения биотехнологии перспективны в следующих отраслях:

• в промышленности (пищевая, фармацевтическая, химичес­кая, нефтегазовая) — использование биосинтеза и биотрансфор­мации новых веществ на основе сконструированных методами ген­ной инженерии штаммов бактерий и дрожжей с заданными свой­ствами на основе микробиологического синтеза;

• в экологии — повышение эффективности экологизирован­ной защиты растений, разработка экологически безопасных тех­нологий очистки сточных вод, утилизация отходов агропромыш­ленного комплекса, конструирование экосистем;

• в энергетике — применение новых источников биоэнергии, полученных на основе микробиологического синтеза и моделиро­ванных фотосинтетических процессов, биоконверсии биомассы в биогаз;

• в сельском хозяйстве — разработка в области растениевод­ства трансгенных агрокультур, биологических средств защиты ра­стений, бактериальных удобрений, микробиологических методов рекультивации почв; в области животноводства — создание эф­фективных кормовых препаратов из растительной, микробной биомассы и отходов сельского хозяйства, репродукция животных на основе эмбриогенетических методов;

• в медицине — разработка медицинских биопрепаратов, мо- ноклональных антител, диагностикумов, вакцин, развитие имму- нобиотехнологии в направлении повышения чувствительности и специфичности иммуноанализа заболеваний инфекционной и неинфекционной природы.

Глава 1

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

К важнейшим отраслям биоиндустрии (рис. 1.1) следует отне­сти некоторые отрасли пищевой промышленности (широкомас­штабное выращивание дрожжей, водорослей и бактерий для по­лучения белков, аминокислот, витаминов, ферментов); сельское хозяйство (клонирование и селекция сортов растений, производ­ство биоинсектицидов, выведение трансгенных животных и рас­тений); фармацевтическую промышленность (разработка вакцин, синтез гормонов, антибиотиков, интерферонов, новых лекарствен­ных препаратов); экологию — защиту окружающей среды и устра­нение загрязнений (очистка сточных вод, переработка хозяйствен­ных отходов, изготовление компоста и др.).

Биотехнология призвана не только совершенствовать традицион­ные методы, широко используемые в пищевой промышленности при производстве молочнокислых продуктов, сыра, пищевых кис­лот, алкогольных напитков, но и создавать современные техноло­гии для синтеза полимеров, искусственных приправ, сырья (тек­стильная промышленность), для получения метанола, этанола, биогаза и водорода, для извлечения некоторых металлов из руд.

1.1. ПРОИЗВОДСТВО КОРМОВОГО БЕЛКА

В соответствии с нормами питания человек должен ежедневно получать с пищей 60 — 120 г полноценного белка; в рационе сель­скохозяйственных животных на каждую кормовую единицу нуж­но не менее 110 г полноценного белка. Для поддержания жизнен­ных функций организма, построения клеток и тканей необходим постоянный синтез различных белковых соединений. Если расте­ния и большинство микроорганизмов способны синтезировать все белковые аминокислоты из углекислоты, воды, аммиака и мине­ральных солей, то человек и животные не могут синтезировать

Микроклональное

размножение

растений

Генетическая инженерия

Промышленное

получение

биопестицидов,

бактериального

удобрения,

стимуляторов

роста растений

Микробиологи­ческий синтез кормового белка, отдельных аминокислот, витаминов, гормонов

Создание научных основ диагностики, профилактики и лечения болезней с/хживотных

Ускоренное

размножение

ценных

производителей

Переработка

пищевых

продуктов

Средства для борьбы с поте­рями пищевых продуктов

Использование моно- клональныхантител для определения ток­сических веществ или инфекции в пищевых продуктах

М икробиологически й синтез технических белков, липидов, приводящий к сокра­щению затрат пищевых продуктов на техни­ческие нужды

Микробиологический синтез пищевого белка, аминокислот, витаминов, углеводов, вкусовых добавок и других веществ для пищевой промышлен­ности

Применение ферментов в пищевой промышлен­ности (получение глюкозо- фруктозного сиропа)

Создание замкну­тых систем жизне­обеспечения в космосе

Активное управление первичными произво­дителями органики морей

Микробиологический синтез кормовых добавок для рыб

Рис. 1.1. Перспективные направления биотехнологии в снабжении чело­вечества продовольствием

некоторые аминокислоты (валин, лейцин, изолейцин, лизин, ме­тионин, треонин, триптофан и фенилаланин), которые называ­ют незаменимыми. Эти аминокислоты должны поступать в орга­низм в готовом виде с пищей; их отсутствие вызывает тяжелые заболевания человека и снижение продуктивности сельскохозяй­ственных животных.

Для человека главные источники незаменимых аминокислот — белки животного и растительного происхождения, входящие в состав пищи, а для животных — в основном растительные белки. Все незаменимые аминокислоты должны содержаться в белках

пиши в определенных соотношениях, отвечающих потребностям данного организма.