38. Методы промышленной биотехнологии.

Биотехнология – это использование живых организмов (в основном м/о) и биологических процессов для нужд человека (в том числе производстве)/урванцева/

Основные направления промышленной микробиологии:

1. микробиологическая промышленность:

• бродильное производство – производство, в котором для получения целевых продуктов используют различные виды брожения.

Брожение – такой тип метаболизма у некоторых групп, при котором они в анаэробных условиях осуществляют окислительно-восстановительное превращение органического вещества. Молочно-кислое, спиртовое, пропионокислое, маслянокислое и ацетонобутиловое виды брожения (основные).

• производство продуктов питания:

• кисломолочные продукты (Lactococcus lactis and L. diacetilactis – простокваша, творог, Кефир - «кефирный грибок» и др).

• сырокопченые колбасы

• соления, квашения – биологическое консервирование

• выпечка хлеба

• производство напитков

• производство, основанное на получении микробной биомассы

• производство кормового белка

• производство бактериального удобрения (на основе клубеньковых бактерий) нитрагин, ризоторфин, азотобактерин, экстрасол – жизнеспособные микроорганизмы.

• производство биогаза

• производство бактериальных препаратов (борьба с насекомыми и для лечения чела).

Пробиотики – живые микроорганизмы и вещества микробного происхождения, оказывающие при естественном способе ведения благоприятный эффект на физиологическое, а также биохимическое и поведенческие реакции организма через оптимизацию его микроэкологического статуса.

• тонкий микробный синтез

• производство аминокислот (глутаминовая кислота – Corynobacterium glutamicum , лизин - р. Brevibacterium)

• производство антибиотиков (Bacterium brevis – грамицидин, Streptomyces griseus - стрептомицин)

Антибиотики – биологически-активные вещества, образуемые живыми организмами и избирательно подавляющие рост клеток.

• производство ферментов

• производство гормонов (инсулин и гормон роста – генмодифированные микроорганизмы Е. coli).

• производство витаминов (в основном 2 витамина: витамин В₁₂ – р. Propionibacterium и витамин В₂ – Rhodococus erythropolis).

• Производство полисахаров (декстринов – Leuconostoc mesenteroides, ксантаны - Xanthomonos campestris), альдегидов (дрожжи), эфиров и производных аминокислот.

1. биогеотехнология

• выщелачивание металлов из руд. Наука о промышленном извлечении металлов из руд горных пород и растворов с помощью микроорганизмов или их метаболитов.

• Окисление металлов. Перевод металлов из закисной формы в окисную или из металлической формы в ионную.

• Образование агрессивных веществ. Минеральные и органические кислоты, образующие в процессе жизнедеятельности бактерий, проникают внутрь частиц руд и выщелачивают металл, р. Sulfolobus и р. Sulfobacillus , например.

• Извлечение металлов из растворов. Конечная стадия гидрометаллургических процессов.

• повышение нефтеотдачи пластов (снижают вязкость нефти, повышают проницаемость породы, разрушая ее; образуют ПАВы и др)

3. биохимическая очистка сточных вод

4. биоповреждения – любое нежелательное изменение материала и их свойств, вызванные жизнедеятельность организмов.

( бактерии, грибы, водоросли, лишайники, высшие растения и животные повреждают и наносят ущерб). Главные – бактерии родов Streptomyceta, Micobacteria, Pseudomonos,нитрифицирующие и сульфатредуцирующие бактерии, грибы р. Cladosporium, дрожжи р. Candida).

5. биосенсоры - устройства для количественного определения орагническогои неорганического вещества в смеси без предварительного разделения.

Например, у цианобактерий при наличии в среде гербицидов снижается активность фотосистемы 2.

6. биоремедиация - применение технологий и устройств, предназначенных для биологической очистки почв и водоемов, для удаления уже имеющегося загрязнения. Используют, в основном, генмодифицированные штаммы.

• Биостимуляция in situ (в том месте, где загрязнение)

• Биостимуляция in vitro

• Биоаугментация (улучшение)