რუსული ბიოტექნოლოგიის ბაზარი: ინდუსტრიის ლიდერები, პერსპექტიული ახალგაზრდა პროექტები და ინვესტორები. შიდა ბიოფარმაცევტიკის დამფუძნებლები: IBCh-ის ექსპერიმენტული ბიოტექნოლოგიური წარმოება
რძის ბიოტექნოლოგია
მიკროორგანიზმების დახმარებით მიღებული საკვები პროდუქტების სპექტრი ფართოა. ეს არის დუღილის შედეგად მიღებული პროდუქტები - პური, ყველი, ღვინო, ლუდი, ხაჭო და ა.შ. ბოლო დრომდე, ბიოტექნოლოგია გამოიყენებოდა კვების მრეწველობაში დამკვიდრებული პროცესების გასაუმჯობესებლად და მიკროორგანიზმების უკეთ გამოყენების მიზნით, მაგრამ აქ მომავალი ეკუთვნის გენეტიკურ კვლევას კონკრეტული საჭიროებისთვის უფრო პროდუქტიული შტამების შესაქმნელად, ფერმენტაციის ტექნოლოგიაში ახალი მეთოდების დანერგვით.
კვების მრეწველობაში რძის პროდუქტების წარმოება ეფუძნება ფერმენტაციის პროცესებს. რძის პროდუქტების ბიოტექნოლოგიის საფუძველია რძე. რძე (ძუძუმწოვართა ჯირკვლების საიდუმლო) უნიკალური ბუნებრივი საკვები ნივთიერებაა. შეიცავს 82-88% წყალს და 12-18% მყარ ნივთიერებებს. მშრალი რძის ნარჩენების შემადგენლობაში შედის ცილები (3.0-3.2%), ცხიმები (3.3-6.0%), ნახშირწყლები (რძის შაქარი ლაქტოზა - 4.7%), მარილები (0.9-1%), მცირე კომპონენტები (0.01%): ფერმენტები. , იმუნოგლობულინები, ლიზოზიმი და ა.შ. რძის ცხიმები ძალიან მრავალფეროვანია მათი შემადგენლობით. რძის ძირითადი პროტეინებია ალბუმინი და კაზეინი. ამ შემადგენლობის გამო რძე შესანიშნავი სუბსტრატია მიკროორგანიზმების განვითარებისთვის. რძის დუღილში ჩვეულებრივ მონაწილეობენ სტრეპტოკოკები და რძემჟავა ბაქტერიები. იმ რეაქციების გამოყენებით, რომლებიც თან ახლავს ლაქტოზის დუღილის ძირითად პროცესს, მიიღება რძის გადამამუშავებელი სხვა პროდუქტებიც: არაჟანი, იოგურტი, ყველი და სხვ. საბოლოო პროდუქტის თვისებები დამოკიდებულია დუღილის რეაქციების ბუნებასა და ინტენსივობაზე. ჩვეულებრივ განისაზღვრება ის რეაქციები, რომლებიც თან ახლავს რძემჟავას წარმოქმნას განსაკუთრებული თვისებებიპროდუქტები. მაგალითად, მეორადი დუღილის რეაქციები, რომლებიც მიმდინარეობს ყველის მომწიფების დროს, განსაზღვრავს მათი ცალკეული ჯიშების გემოს. ასეთ რეაქციებში მონაწილეობენ რძეში შემავალი პეპტიდები, ამინომჟავები და ცხიმოვანი მჟავები.
ყველა ტექნოლოგიური პროცესებირძისგან პროდუქტების წარმოება იყოფა ორ ნაწილად: 1) პირველადი დამუშავება - მეორადი მიკროფლორის განადგურება; 2) გადამუშავება. რძის პირველადი დამუშავება რამდენიმე ეტაპს მოიცავს. პირველ რიგში, რძე იწმინდება მექანიკური მინარევებისაგან და გაცივდება, რათა შეანელოს ბუნებრივი მიკროფლორის განვითარება. შემდეგ რძე გამოყოფილია (კრემის წარმოებისას) ან ჰომოგენიზირებული. ამას მოჰყვება რძის პასტერიზაცია, ტემპერატურა კი დაახლოებით 80 C-მდე იწევს და ის ტუმბოს ავზებში ან ფერმენტებში. რძის მეორადი დამუშავება შეიძლება მოხდეს ორი გზით: მიკროორგანიზმების გამოყენებით და ფერმენტების გამოყენებით. მიკროორგანიზმების გამოყენებით იწარმოება კეფირი, არაჟანი, ხაჭო, ხაჭო რძე, კაზეინი, ყველი, ბიოფრუქტოლაქტი, ბიოლაქტი, ფერმენტების გამოყენებით - კაზეინის საკვები ჰიდროლიზატი, რძის მშრალი ნარევი კოქტეილებისთვის და ა.შ. როდესაც მიკროორგანიზმები რძეში შედიან, ლაქტოზა ჰიდროლიზდება გლუკოზასა და გალაქტოზაში, გლუკოზა გარდაიქმნება რძემჟავად, მატულობს რძის მჟავიანობა, ხოლო pH 4-6-ზე კაზეინი კოაგულაციას განიცდის.
რძემჟავა დუღილი არის ჰომოფერმენტული და ჰეტეროფერმენტული. ჰომოფერმენტული დუღილის დროს მთავარი პროდუქტია რძემჟავა. ჰეტეროფერმენტული დუღილის დროს წარმოიქმნება დიაცეტილი (რომელიც კარაქს გემოს აძლევს), ალკოჰოლები, ეთერები და აქროლადი ცხიმოვანი მჟავები. პარალელურად მიმდინარეობს პროტეოლიზური და ლიპოლიტიკური პროცესები, რაც რძის ცილებს უფრო ხელმისაწვდომს ხდის და დამატებითი არომატიზატორი ნივთიერებებით ამდიდრებს.
რძის დუღილის პროცესებისთვის გამოიყენება მიკროორგანიზმების სუფთა კულტურები, რომელსაც ეწოდება საწყისი კულტურები. გამონაკლისს წარმოადგენს კეფირის დამწყები კულტურები, რომლებიც წარმოადგენენ რამდენიმე სახის რძემჟავა სოკოების და რძემჟავა ბაქტერიების ბუნებრივ სიმბიოზს. ამ სიმბიოზის ლაბორატორიაში რეპროდუცირება შეუძლებელია, ამიტომ შენარჩუნებულია ბუნებრივი წყაროებიდან იზოლირებული კულტურა. საწყისი კულტურებისთვის კულტურების შერჩევისას დაცულია შემდეგი მოთხოვნები:
სტარტერული კულტურების შემადგენლობა დამოკიდებულია საბოლოო პროდუქტზე (მაგალითად, აციდოფილუსის ბაცილი გამოიყენება აციდოფილუსის წარმოებისთვის, რძემჟავა სტრეპტოკოკები გამოიყენება იოგურტის წარმოებისთვის);
შტამები უნდა აკმაყოფილებდეს გარკვეულ გემოვნების მოთხოვნებს;
პროდუქტებს უნდა ჰქონდეთ შესაბამისი კონსისტენცია, მტვრევადი, მარცვლოვანიდან ბლანტიმდე, კრემისებური;
მჟავას წარმოქმნის გარკვეული აქტივობა;
შტამების ფაგური რეზისტენტობა (ბაქტერიოფაგების მიმართ რეზისტენტობა);
სინერეზის უნარი (თრომბის თვისება ტენიანობის გამოყოფისა);
არომატული ნივთიერებების წარმოქმნა;
შტამების თავსებადობა (კულტურებს შორის ანტაგონიზმის გარეშე);
ანტიბიოტიკური თვისებების არსებობა, ე.ი. ბაქტერიოსტატიკური მოქმედება პათოგენური მიკროორგანიზმების წინააღმდეგ;
გაშრობის წინააღმდეგობა.
საწყისი კულტურებისთვის კულტურები იზოლირებულია ბუნებრივი წყაროებიდან, რის შემდეგაც ტარდება ადგილზე მიმართული მუტაგენეზი და შტამების შერჩევა, რომლებიც აკმაყოფილებენ ზემოთ მოთხოვნებს. რძეზე დაფუძნებული ბიოტექნოლოგიები, როგორც წესი, მოიცავს ბიოტექნოლოგიური წარმოების ყველა ძირითად ეტაპს, რომელიც შეიძლება განვიხილოთ ყველის დამზადების მაგალითზე.
ტრადიციული ბიოტექნოლოგია დაიბადა ათი-თორმეტი ათასი წლის წინ, როდესაც დასრულდა ბოლო გამყინვარება. საუკუნეების განმავლობაში ადამიანები იყენებდნენ მიკროორგანიზმებს პურის გამოსაცხობად, ლუდის დასამზადებლად, ყველის დასამზადებლად, სოიოს მოსაყვანად, ღვინის დასამზადებლად და ვიტამინების დასამზადებლად. ინტერესი წარმოების მიმართ საკვები პროდუქტებიჩვენს დროში არ სუსტდება, მაგრამ ეს ინდუსტრიები გადავიდა ახალი დონეთანამედროვე ბიოლოგიის ყველა უახლესი მიღწევების გამოყენებით.
ბიოტექნოლოგიები ვითარდება ორგანული საკვების წარმოებისთვის, რათა უზრუნველყოს დაბალანსებული კვებაროგორც უმაღლესი მცენარეების საფუძველზე, ასევე მიკრობიოლოგიური სინთეზის დახმარებით.
ბიოტექნოლოგიური წარმოების პროდუქტები
ბიოტექნოლოგიური პროდუქტები არის ბიოლოგიური სისტემების ფუნქციონირების შედეგი ტექნიკური და სამრეწველო პროცესები. ეს მოიცავს როგორც ტრადიციულ ორგანიზმებს, ასევე გენეტიკური ინჟინერიის შედეგად წარმოქმნილ ორგანიზმებს.მცენარეები ცილების და სხვა საკვები პროდუქტების ყველაზე იაფი მწარმოებელია. სოიოს ან სიმინდის სასოფლო-სამეურნეო კულტივირებით მიღებული ცილის ღირებულება $1/კგ-ზე ნაკლებია. მიუხედავად იმისა, რომ მიკრობული უჯრედების ამჟამინდელი გამოყენება დახურული სისტემები(ფერმენტატორები) და განსაკუთრებით კულტივირებული ცხოველური უჯრედები, როგორც ფარმაცევტული ცილების მწარმოებლები, ასობით და ათასობით ჯერ მეტი ღირს. ამიტომ, კვლევა ბოლო წლებშიმიზნად ისახავს, ერთის მხრივ, აჩვენოს ტრანსგენურ მცენარეებში კონკრეტული ცილის ბიოლოგიურად ექვივალენტური ფორმების მიღების შესაძლებლობა და, მეორე მხრივ, გაზარდოს ცილის შემცველობა და ხელი შეუწყოს და შეამციროს მისი შემდგომი გაწმენდის ღირებულება.
ახლა უკვე ნაჩვენებია, რომ მცენარეებს შეუძლიათ გამოიმუშავონ ცხოველური ცილები, როგორიცაა ენკეფალინი, მონოკლონური ანტისხეულები, რომლებიც სპეციფიკურია ბაქტერიებისთვის, რომლებიც იწვევენ კბილის კარიესს. ვარაუდობენ, რომ ტრანსგენური მცენარეების მიერ წარმოებული ასეთი მონოკლონური ანტისხეულების საფუძველზე შესაძლებელი იქნება მართლაც კარიესის საწინააღმდეგო კბილის პასტის შექმნა.
სამედიცინო ინტერესის სხვა ცხოველური პროტეინებიდან ნაჩვენებია ადამიანის β-ინტერფერონის წარმოება მცენარეებში. მიღებულია ქოლერის B-ტოქსინის არატოქსიკური ქვედანაყოფის კარტოფილის გამოხატული ოლიგომერები. ეს ტრანსგენური მცენარეები შეიძლება გამოყენებულ იქნას იაფი ვაქცინის შესაქმნელად ისეთი დაავადებების წინააღმდეგ, როგორიცაა ქოლერა. უფრო მეტიც, ქოლერის შემთხვევაში იმუნიზაცია საკმაოდ ეფექტურია ვაქცინის პერორალურად მიღებისას.
მცენარეული ცხიმების მეტაბოლიზმის გენეტიკურმა ინჟინერიამ უკვე გამოიწვია ახალი კომერციული პროდუქტები. ყველაზე მნიშვნელოვანი ნედლეული სხვადასხვა სახის მოსაპოვებლად ქიმიური ნივთიერებებიარის ცხიმოვანი მჟავები - ძირითადი კომპონენტი მცენარეული ზეთი. 1995 წელს დასრულდა ექსპერიმენტული გადამოწმება და ნებართვა იქნა მიღებული ფედერალური ხელისუფლებაშეერთებული შტატები ტრანსგენური რაფსის მცენარეების კულტივირებისთვის და კომერციული გამოყენებისთვის მცენარეული ზეთის შეცვლილი შემადგენლობით, რომელიც ჩვეულებრივ 16- და 18-წევრიან ცხიმოვან მჟავებთან ერთად ასევე შეიცავს 12-წევრიანი ცხიმოვანი მჟავის - ლაურიკის 45%-მდე. . ეს ნივთიერება ფართოდ გამოიყენება სარეცხი ფხვნილების, შამპუნების და კოსმეტიკური საშუალებების წარმოებისთვის.
ბიოქიმიური სინთეზის სპეციფიკის შემდგომი შესწავლა ცხიმოვანი მჟავებიროგორც ჩანს, გამოიწვევს ამ სინთეზის კონტროლის უნარს სხვადასხვა სიგრძისა და გაჯერების ხარისხის ცხიმოვანი მჟავების მისაღებად, რაც მნიშვნელოვნად შეცვლის სარეცხი საშუალებების, კოსმეტიკური საშუალებების წარმოებას, საკონდიტრო ნაწარმი, გამაგრებლები, ლუბრიკანტები, მედიკამენტები, პოლიმერები, დიზელის საწვავიდა ბევრი სხვა რამ, რაც დაკავშირებულია ნახშირწყალბადის ნედლეულის გამოყენებასთან.
ამასთან, ბიოტექნოლოგიის ერთ-ერთი სწრაფად განვითარებადი ფილიალი არის ადამიანისთვის ღირებული ნივთიერებების მიკრობული სინთეზის ტექნოლოგია. პროგნოზების თანახმად, ამ ინდუსტრიის შემდგომი განვითარება გამოიწვევს, ერთი მხრივ, მოსავლის წარმოებისა და მეცხოველეობის როლების გადანაწილებას და, მეორე მხრივ, მიკრობული სინთეზის კაცობრიობის კვების ბაზის ფორმირებაში.
თანამედროვე ბიოტექნოლოგიების (გენეტიკური ინჟინერიის) საფუძველზე შექმნილი პროდუქტების ლომის წილი ფარმაცევტული ცილები იყო, უპირველეს ყოვლისა ინსულინი, ალფა-ინტერფერონი, B ჰეპატიტის ვირუსის ანტიგენი, ერითროპოეტინი, გრანულოციტების მასტიმულირებელი ფაქტორი და მრავალი სხვა ნივთიერება. ეს მოლეკულები იმდენად ძლიერია, რომ სხვადასხვა დაავადებას, რომლებიც განუკურნებელი იყო ხუთი წლის წინ, სრულიად განსხვავებული პროგნოზი აქვს.
მაგალითად, მნიშვნელოვანი პროგრესი იქნა მიღწეული კიბოს წინააღმდეგ ბრძოლაში და ასაკთან დაკავშირებული სიბრმავე, ადრე განუკურნებელი დაავადებები. რამდენიმე წლის წინ, 10-ზე ნაკლები კიბოს წამალი იყო კლინიკურ კვლევებში, რომელთა უმეტესობა იყო უაღრესად ტოქსიკური ქიმიოთერაპიული პრეპარატი. ამჟამად ადამიანებზე 400-ზე მეტი კიბოს საწინააღმდეგო პრეპარატი მიმდინარეობს, თითქმის ყველა მათგანი მიზნობრივი, ბიოტექნოლოგიურად დაფუძნებული და მინიმალური გვერდითი ეფექტებით.
ბიოტექნოლოგიის საფუძველზე 230 წამლებიდა მასთან დაკავშირებული პროდუქტები, უძილობის, გაფანტული სკლეროზის სამკურნალო საშუალებების ჩათვლით, მწვავე ტკივილითირკმელების ქრონიკული დაავადება, შეუკავებლობა, პირის ღრუს წყლულები და კიბო.
ბიოტექნოლოგიას იმდენი არ გაუკეთებია მედიცინის არც ერთი დარგისთვის, რამდენადაც ონკოლოგიას. ახალი მედიკამენტების მოსვლასთან ერთად, რომლებიც ანადგურებენ მხოლოდ სიმსივნურ უჯრედებს, თითქმის ჯანმრთელი ქსოვილების დაზიანების გარეშე, შეიცვალა კიბოს მკურნალობის მთელი პარადიგმა.
ახლა მედიცინა კიბოს განიხილავს, როგორც ქრონიკულ, განკურნებად დაავადებას. მხოლოდ 2004 წელს FDA-მ დაამტკიცა კიბოს კიბოს ოთხი მიზნობრივი პრეპარატი - Avastin, Tarceva, Iressa და Erbitux. Genentech's Avastin ეხმარება ფილტვის, მკერდის და მსხვილი ნაწლავის კიბოს მქონე პაციენტების სიცოცხლის გახანგრძლივებას - ნომერ პირველი მიზანი კიბოს ნებისმიერი წამლისთვის.
ბევრი ახალი ბიოტექნოლოგიური პროდუქტი შეიქმნა და გამოვიდა ბაზარზე, რომელიც ზრდის მოსავლიანობას და ფერმის ცხოველების პროდუქტიულობას.
ბიოტექნოლოგიური პროდუქტები განახლებადი ენერგიის წყაროა - განსხვავებული სახეობებიბიოსაწვავი. ეთანოლი წარმოებულია ნედლეულისგან, რომელიც შეიცავს საქაროზას, გლუკოზას, ფრუქტოზას, სხვა მონო- ან ოლიგოსაქარიდებს, სახამებელს ან ცელულოზას, საფუარის ან ბაქტერიების გამოყენებით. ამჟამად, ეთანოლი მთლიანად არის შეყვანილი მეტიგამოიყენება როგორც ეკოლოგიურად სუფთა ძრავის საწვავი. დაიწყო ბუტანოლისა და აცეტონის წარმოება Clostridia-ს გვარის დუღილის ბაქტერიების გამოყენებით. წყალბადის წარმოების ტექნოლოგია ჯერჯერობით მხოლოდ ლაბორატორიული მასშტაბით იქნა გამოცდილი.
მეთანის ან ბიოგაზის წარმოება შერეული მიკრობული კულტურით გამორიცხავს ნარჩენებს, რომლებიც საფრთხეს უქმნის პლანეტას და წარმოქმნის ღირებულ აირისებრ საწვავს, შემცვლელს. ბუნებრივი აირი. პერსპექტიულია ნახშირწყალბადების სინთეზირებადი უჯრედული წყალმცენარეების ბიომასიდან გრძელი ჯაჭვის ნახშირწყალბადების (ბიო-ზეთი) წარმოება. ეს წყალმცენარეები შეიძლება გაიზარდოს ბიორეაქტორში, როგორც სუფთა კულტურა. ისინი ასევე შეიძლება გაშენდეს როგორც ბუნებრივი ეკოსისტემების ნაწილი ტბებში, აუზებში ან ლაგუნებში.
გრძელდება ტრადიციული ბიოტექნოლოგიური პროდუქტების მიღების პროცესების განვითარება, რომელიც მოიცავს ანტიბიოტიკებს, ალკალოიდებს, მცენარეთა ზრდის ჰორმონებს, ფერმენტებს, ამინომჟავებს, ვიტამინებს და ა.შ. ანტიბიოტიკების მოლეკულები ძალიან მრავალფეროვანია მიკრობული უჯრედის შემადგენლობით და მოქმედების მექანიზმით. ამავდროულად, ძველი ანტიბიოტიკების მიმართ პათოგენური მიკროორგანიზმების რეზისტენტობის გაჩენის გამო, მუდმივად ჩნდება ახლის საჭიროება. ზოგიერთ შემთხვევაში, ბუნებრივი მიკრობული ანტიბიოტიკების პროდუქტები შეიძლება ქიმიურად ან ფერმენტულად გარდაიქმნას ეგრეთ წოდებულ ნახევრად სინთეზურ ანტიბიოტიკებად უმაღლესი თერაპიული თვისებებით.
მიკროორგანიზმებს შეუძლიათ განახორციელონ ტრანსფორმაციის რეაქციები, რომლებშიც გარკვეული ნაერთები გარდაიქმნება ახალ პროდუქტებად. ამ რეაქციების პირობები რბილია და ხშირ შემთხვევაში მიკრობიოლოგიური გარდაქმნები სასურველია ქიმიურზე. არსებული ფართომასშტაბიანი სამრეწველო ბიოკონვერსიების მაგალითია ძმრის წარმოება ეთანოლისგან, გლუკონის მჟავა გლუკოზისგან. სტეროიდების მიკრობული მოდიფიკაცია, რომლებიც რთული პოლიციკლური ლიპიდებია, ფართოდ გამოიყენება. ახლა, ბიოკონვერსიის, კორტიზონის, ჰიდროკორტიზონის, პრედნიზოლონის და მთელი ხაზისხვა სტეროიდები, რაც ასჯერ ამცირებს სტეროიდების წარმოების ღირებულებას.
ჯერჯერობით მიკროორგანიზმების დახმარებით ფერმენტების მიღება უფრო მომგებიანია, ვიდრე მცენარეული და ცხოველური წყაროებიდან. მიკრობული უჯრედები აწარმოებენ 2000-ზე მეტ ფერმენტს, რომლებიც ახდენენ ბიოქიმიურ რეაქციებს, რომლებიც დაკავშირებულია ზრდასთან, სუნთქვასთან და პროდუქტის ფორმირებასთან. ამ ფერმენტებიდან ბევრი შეიძლება იყოს იზოლირებული და აქტიურია უჯრედისგან დამოუკიდებლად. მსოფლიოში დაახლოებით 20 ფერმენტი იწარმოება 65 ათასი ტონა ოდენობით (და, როგორც მოსალოდნელი იყო, 25000 ფერმენტია).
Მაგალითად, სამრეწველო გზაწარმოქმნის ფერმენტებს, როგორიცაა ამილაზა, გლუკოამილაზა, პროტეაზა, ინვერტაზა, პექტინაზა, კატალაზა, სტრეპტოკინაზა, ცელულაზა, ლიპაზა, ცელულაზა, ოქსიდაზა და ა.შ. .
მიკრობული ფერმენტები აქტიურად გამოიყენება კლინიკურ დიაგნოსტიკაში სისხლში ქოლესტერინის და შარდმჟავას დონის განსაზღვრაში. შემოთავაზებულია ფერმენტების გამოყენება კანალიზაციის გასაწმენდად და წყლის მილებიდა ადამიანის საქმიანობის ბევრ სხვა სფეროში. ფერმენტები სამედიცინო ან ანალიტიკური მიზნებისთვის უნდა იყოს ძალიან გაწმენდილი.
ამინომჟავების წარმოება ბიოტექნოლოგიის ერთ-ერთი ყველაზე მოწინავე სფეროა. ამინომჟავები მიიღება ქიმიური სინთეზით ან ცილის ჰიდროლიზატების მოპოვებით. არსებითი ამინომჟავების მიღება შესაძლებელია მიკრობიოლოგიურად უფრო ეფექტურად, ვიდრე ქიმიური სინთეზით. საზღვარგარეთ, ამინომჟავების წარმოების სიმძლავრის 60% უკავია გლუტამინის მჟავას, რასაც მოჰყვება მეთიონინი, ლიზინი და გლიცინი. მიკროორგანიზმების დახმარებით შესაძლებელია 60-მდე ორგანული მჟავის მიღება. ბევრი მათგანი იღებს სამრეწველო მასშტაბი- იტაკონი, რძე, ძმარი, ლიმონი.
ვიტამინები სინთეზირდება ძირითადად ქიმიურად ან მიიღება ბუნებრივი წყაროებიდან. თუმცა, რიბოფლავინი (B2), ვიტამინი B12 და ასკორბინის მჟავამიღებული მიკრობიოლოგიურად. არსებობს რიბოფლავინის წარმოება, რომელიც ეფუძნება საფუარის მსგავსი სოკოების Eremothecium ashbyii და Ashbia gossypii გამოყენებას. რიბოფლავინი ასევე იწარმოება Clostridium და Ascomycetes სახეობებით. მიკროორგანიზმები ასევე ნიკოტინის მჟავის (ვიტამინი PP) ღირებული წყაროა.
მიკროორგანიზმები არის სპეციალური დანიშნულების ლიპიდების წყარო წინასწარ განსაზღვრული თვისებებით. მიკრობული ცხიმები ცვლის მცენარეულ ცხიმებს (და ზოგიერთ შემთხვევაში აჭარბებს მათ) და შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა ინდუსტრიაში, სოფლის მეურნეობაში და მედიცინაში.
მიკროორგანიზმები პოლისაქარიდების საფუძველზე პოლიმერული მასალების მიღების მნიშვნელოვანი წყაროა. ღირებული მიკრობული პოლისაქარიდი არის დექსტრანი, რომელიც წარმოიქმნება Leucomonstoc-ის გვარის ბაქტერიებით. დექსტრანი ემსახურება სამედიცინო პრეპარატების (სისხლის შემცვლელი) და ბიოქიმიური კვლევის პრეპარატების - სეფადექსის და სხვა მოლეკულური საცრების მოპოვების საფუძველს. ბაქტერიების მიერ სინთეზირებული ერთ-ერთი პერსპექტიული ბიოდეგრადირებადი პოლიმერია პოლიჰიდროქსიალკანოატები. პოლიმერების ამ კლასის სფერო ფართოა - სოფლის მეურნეობიდან მედიცინამდე.
კაცობრიობა უდიდეს იმედებს ამყარებს მოლეკულურ ბიოტექნოლოგიაზე მრავალი ინფექციური და გენეტიკური დაავადების ყველაზე ზუსტი დიაგნოსტიკის, პრევენციისა და მკურნალობისთვის, მოსავლის მნიშვნელოვანი ზრდისთვის და მრავალი სხვა ჯერ კიდევ გადაუჭრელი პრობლემისთვის.
სამწუხაროდ, წარმოების ღირებულების ლომის წილი ხშირად არა ბიომასის ზრდას, არამედ პროდუქტის იზოლაციისა და გაწმენდის შემდგომი პროცესებია. გაწმენდის ღირებულება რაც უფრო მაღალია, მით უფრო დაბალია ნივთიერების კონცენტრაცია უჯრედებში. ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ფარმაცევტული საშუალებების შემთხვევაში, რომლებიც საჭიროებენ სისუფთავის მაღალ ხარისხს.
ეს თავი განიხილავს ბოლო ეტაპისამიზნე პროდუქტის მიღება - მისი იზოლაცია. ეს ეტაპი მნიშვნელოვნად განსხვავდება პროდუქტის ლოკალიზაციისა და მისი მიხედვით ქიმიური ბუნება. თუ პროდუქტი კულტურის სითხეშია, მაშინ ის ჩვეულებრივ აყალიბებს ძალიან განზავებულ ხსნარებს და სუსპენზიებს, რომლებიც, გარდა სამიზნისა, შეიცავს სხვა ნივთიერებების დიდ რაოდენობას. ამ შემთხვევაში აუცილებელია ძალიან მჭიდრო ბუნების ნივთიერებების ნარევების გამოყოფა, ამიტომ აუცილებელია გამოვიყენოთ მეთოდები, რომლებიც გამოყოფის საშუალებას იძლევა, მაგალითად, ამა თუ იმ ტიპის ქრომატოგრაფია.
თუ სამიზნე პროდუქტი უჯრედშია ლოკალიზებული, მაშინ აუცილებელია მისი უჯრედიდან ამოღების უფრო რთული მიდგომის გამოყენება.
ᲖᲔ. ვოინოვი, თ.გ. ვოლოვა
ბიოტექნოლოგია
ბიოტექნოლოგია- ბიოლოგიური აგენტების (კერძოდ მიკროორგანიზმების) სამრეწველო გამოყენება სასარგებლო პროდუქტებიდა მიზნობრივი ტრანსფორმაციების განხორციელება. ბიოტექნოლოგიური პროცესები ასევე იყენებენ ისეთ ბიოლოგიურ მაკრომოლეკულებს, როგორიცაა ცილები - ყველაზე ხშირად ფერმენტები, რიბონუკლეინის მჟავები.
ბიოტექნოლოგია არის მეცნიერება საინჟინრო და სამრეწველო წარმოებაში ბიოლოგიური პროცესების გამოყენების შესახებ. მისი სახელი მომდინარეობს ბერძნული სიტყვებიდან ბიოსი- სიცოცხლე, თეკენი- ხელოვნება, ლოგოები- სიტყვა, მოძღვრება, მეცნიერება. ევროპული ბიოტექნოლოგების ფედერაციის (EFB, 1984) განმარტების შესაბამისად, ბიოტექნოლოგია ეფუძნება ბიოქიმიის, მიკრობიოლოგიის და ინჟინერიის ინტეგრალურ გამოყენებას მიკროორგანიზმების, ქსოვილოვანი კულტურების და მათი ნაწილების შესაძლებლობების სამრეწველო რეალიზაციისთვის. უკვე სუბიექტის განმარტებაში ასახულია მისი, როგორც საზღვრის მდებარეობა, რის გამოც შედეგები ფუნდამენტური კვლევაბიოლოგიური, ქიმიური და ტექნიკური დისციპლინების დარგში იძენს გამოხატულ გამოყენებად ღირებულებას.
შპს პროპიონიქსის ძირითადი მიმართულებაა კვების ბიოტექნოლოგია:
(საკვების ბიომრეწველობა) - ბიოტექნოლოგიის განყოფილება, რომელიც ავითარებს კვების პროდუქტების შექმნის თეორიას და პრაქტიკას ზოგადი, თერაპიული და პროფილაქტიკური მიზნებისთვის და სპეციალური ორიენტაციისთვის.
ამ ჯგუფის პროდუქციის წარმოებისა და კვების ინჟინერიის განვითარებაა აუცილებელი ელემენტირუსეთში ბაზრის ჩამოყალიბება ჯანსაღი კვების. ღონისძიებათა ამ ნაკრების ამოცანაა პრობიოტიკური პროდუქტების შექმნა, კვლევისა და პრაქტიკის გაფართოება ახალი პროდუქტებისა და ინტეგრირებული გადაწყვეტილებების საწარმოთა ასორტიმენტში.
ფუნქციური საკვები მოიცავს საკვებს, რომელიც სისტემატურად მოიხმარება, ინარჩუნებს და აუმჯობესებს ჯანმრთელობას და ამცირებს დაავადებების განვითარების რისკს მათ შემადგენლობაში ფუნქციური ინგრედიენტების არსებობის გამო. Ისინი არ არიან წამლები, მაგრამ ხელს უშლის გარკვეული დაავადებების გაჩენას, ხელს უწყობს ბავშვების ზრდას და განვითარებას და ანელებს ორგანიზმის დაბერებას. მსოფლიო პრაქტიკის შესაბამისად, პროდუქტი ითვლება ფუნქციურად, თუ მასში მიკროელემენტების რეგულირებული შემცველობა საკმარისია ამ კომპონენტებზე საშუალო დღიური მოთხოვნილების 25-50%-ის დასაკმაყოფილებლად (მოხმარების ჩვეულებრივ დონეზე). მიმართულების შემუშავება მნიშვნელოვანი სოციალური ამოცანაა, რომელიც ამცირებს სამედიცინო სექტორის ტვირთს და სოციალურ-ეკონომიკურ ზარალს დაავადებებისგან.
"საკვების ინგრედიენტები, მათ შორის ვიტამინები და ფუნქციური ნარევები"
საკვები ინგრედიენტები გამოიყენება კვების ღირებულების გაზრდის, შენახვის ვადის გახანგრძლივების, ტექსტურის შესაცვლელად და საკვების გემოსა და არომატის გასაძლიერებლად. მწარმოებლების მიერ გამოყენებული საკვები ინგრედიენტები, როგორც წესი, მცენარეული ან ბაქტერიული წარმოშობისაა. ბევრი ამინომჟავის დანამატი, გემოს გამაძლიერებლები და საკვებში დამატებული ვიტამინები წარმოიქმნება ბაქტერიული დუღილის შედეგად. მთელი რიგი ღონისძიებების განხორციელების შედეგად, ბიოტექნოლოგიამ უნდა მისცეს საკვების მწარმოებლებს დიდი რაოდენობით სინთეზის შესაძლებლობა. საკვები დანამატები, რომლებიც ამჟამად ძალიან ძვირია ან მიუწვდომელია ამ ნაერთების შეზღუდული ბუნებრივი წყაროების გამო.
"სასურსათო ნედლეულის ღრმა გადამუშავება"
ბიოტექნოლოგია იძლევა მრავალ შესაძლებლობას ნედლეულის საბოლოო პროდუქტად გადამუშავების მეთოდების გასაუმჯობესებლად: ნატურალური არომატიზატორები და ფერები; ახალი ტექნოლოგიური დანამატები, ფერმენტების და ემულგატორების ჩათვლით; საწყისი კულტურები; ნარჩენების განთავსების ახალი საშუალებები; ეკოლოგიურად სუფთა წარმოების პროცესები; ახალი საშუალებები წარმოების პროცესში პროდუქციის უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად.
სოფლის მეურნეობის ბიოტექნოლოგია
შენიშვნა: აქ, სოფლის მეურნეობის ბიოტექნოლოგიის მიმართულებები, აღნიშნულია ქპროგრამა5.7 პუნქტის მიხედვით. და 5.9 (საკვების ცილა და საკვების ბიოლოგიური კომპონენტები და პრემიქსები):
"საკვები ცილა"
ამ პროგრამის ტერმინოლოგიის მიხედვით, საკვების მიკრობიოლოგიური ცილა (საკვები საფუარი)* არის საფუარის უჯრედების მშრალი კონცენტრირებული ბიომასა, რომელიც სპეციალურად გაიზარდა ფერმის ცხოველების, ფრინველის, ბეწვის ცხოველებისა და თევზის საკვებად. საკვების ცილის დამატება საკვებში მკვეთრად აუმჯობესებს მათ ხარისხს და აუმჯობესებს პროდუქტიულობას მეცხოველეობაში. ღონისძიებების კომპლექსი ითვალისწინებს რუსეთში საკვების ცილების წარმოების განვითარებას და ახალი სამეცნიერო და ტექნიკური საფუძვლის შექმნას, რომელიც გააუმჯობესებს მის წარმოების ტექნოლოგიებსა და გამოყენებას.
*შენიშვნა: თუმცა აქვე უნდა აღინიშნოს, რომ ბაქტერიების, როგორც ცილოვანი საკვების მწარმოებლის გამოყენება უფრო ეფექტურია, ვინაიდან ბაქტერიები ქმნიან პროტეინის 75%-მდე წონის მიხედვით, ხოლო საფუარი - არაუმეტეს 60%. მაგალითად, პროპიონმჟავას ბაქტერიების (Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii) სხვადასხვა შტამების გამოყენება შესაძლებელს ხდის მიიღოთსაკვების ცილა მნიშვნელოვანი ტექნოლოგიური და ხარისხობრივი უპირატესობებით.
"კვების და პრემიქსების ბიოლოგიური კომპონენტები"
ფერმის ცხოველების კვების თანამედროვე ტექნოლოგიის დონე ეფუძნება ფართო აპლიკაციაბიოლოგიური კომპონენტები (ფერმენტები, ამინომჟავები, BVK, პრობიოტიკები და სხვა). რუსეთში მეცხოველეობის განვითარების შედეგად, რომელიც ძირითადად ტექნოლოგიებისა და პირუტყვის იმპორტზეა დაფუძნებული, ჩამოყალიბდა ამ ბიოტექნოლოგიური პროდუქტების ტევადი ბაზარი. თუმცა, ბაზრის ფორმირებას ჯერ არ გამოუწვევია საწარმოო და ტექნოლოგიური ბაზის განვითარება, ახალი პროდუქტების გაჩენა. სამეცნიერო მიღწევებირუსი მეცნიერები.
2010 წელს მეცხოველეობაში საკვებად გამოიყენებოდა 45 მილიონი ტონა მარცვლეული, რაც ქვეყანაში საკვების წარმოების უკიდურესად დაბალ ეფექტურობაზე მიუთითებს. მარცვლეულის წილი კომპოზიციურ საკვებში 70%-ია (ევროკავშირის ქვეყნებში - 40-45%), გარდა ამისა, საკვებად განკუთვნილი მარცვლეულის მთლიანი რაოდენობის ნახევარზე მეტი გამოიყენებოდა დაუმუშავებელი სახით.
მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ საკვების და პრემიქსების წარმოება ძირითადად ხორციელდება ბიოლოგიური პროდუქტების (ფერმენტები, ვეტერინარული და საკვების ანტიბიოტიკები, პრობიოტიკები და ა.შ.) გამოყენების გარეშე. ასეთი კვებით საკვების მეცხოველეობის პროდუქტად გადაქცევა ბევრად ჩამორჩება მსოფლიო მაჩვენებლებს, რაც ამცირებს რუსული პირუტყვის კონკურენტუნარიანობას. ღონისძიებათა კომპლექსი შექმნის პირობებს ბიოტექნოლოგიური საკვების კომპონენტებისა და პრემიქსების წარმოებისა და ტექნოლოგიური ბაზის განვითარებისათვის.
ღონისძიებათა ამ ნაკრების განხორციელება შესაძლებელს გახდის გადაჭრას მაღალეფექტური სოფლის მეურნეობის შექმნისა და მოსახლეობის სრულფასოვანი დაბალანსებული კვების უზრუნველყოფის საკითხები.
Იხილეთ ასევე:
- პრობიოტიკები მეცხოველეობაში (ფრინველი)
"თუ მეცნიერების გარეშე არ შეიძლება იყოს თანამედროვე ინდუსტრია, მაშინ მის გარეშე არ შეიძლება იყოს თანამედროვე მეცნიერება"
დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევი
ბიოტექნოლოგიური წარმოების ეტაპები
აღმოჩენილია ბიოტექნოლოგიური პროცესების მრავალფეროვნება სამრეწველო გამოყენება, იწვევს ზოგადის გათვალისწინების აუცილებლობას, ყველაზე მნიშვნელოვანი საკითხებინებისმიერი ბიოტექნოლოგიური წარმოების შექმნიდან გამომდინარე. სამრეწველო ბიოტექნოლოგიის პროცესები იყოფა 2 დიდ ჯგუფად: ბიომასის წარმოება და მეტაბოლური პროდუქტების წარმოება. თუმცა, ეს კლასიფიკაცია არ ასახავს სამრეწველო ბიოტექნოლოგიური პროცესების ყველაზე ტექნოლოგიურად მნიშვნელოვან ასპექტებს. ამ მხრივ აუცილებელია ბიოტექნოლოგიური წარმოების ეტაპების გათვალისწინება, მათი მსგავსება და განსხვავება ბიოტექნოლოგიური პროცესის საბოლოო მიზნიდან გამომდინარე. IN ზოგადი ხედიმიკრობული სინთეზის პროდუქტების ბიოტექნოლოგიური წარმოების სისტემა ნაჩვენებია ნახ. 1.
ბრინჯი. 1. ბიოტექნოლოგიური წარმოების სისტემა
ბიოტექნოლოგიური წარმოების 5 ეტაპია.
ორი საწყისი ეტაპი მოიცავს ნედლეულის მომზადებას და ბიოლოგიურად აქტიურ პრინციპს. საინჟინრო ფერმენტოლოგიურ პროცესებში, ისინი, როგორც წესი, შედგება სასურველი თვისებების მქონე სუბსტრატის ხსნარის მომზადებისგან (pH, ტემპერატურა, კონცენტრაცია) და ფერმენტის მომზადების ჯგუფის მომზადება. ამ ტიპისფერმენტული ან იმობილიზებული. მიკრობიოლოგიური სინთეზის განხორციელებისას აუცილებელია მკვებავი გარემოს მომზადებისა და სუფთა კულტურის შენარჩუნების ეტაპები, რომლებიც შეიძლება მუდმივად ან საჭიროებისამებრ იქნას გამოყენებული პროცესში. მწარმოებლის შტამის სუფთა კულტურის შენარჩუნება - მთავარი ამოცანანებისმიერი მიკრობიოლოგიური წარმოება, რადგან უაღრესად აქტიური შტამი, რომელსაც არ განუცდია არასასურველი ცვლილებები, შეიძლება გახდეს სამიზნე პროდუქტის სასურველი თვისებების მიღების გარანტი.
მესამე ეტაპი არის დუღილის ეტაპი, რომლის დროსაც ხდება სამიზნე პროდუქტის ფორმირება. ამ ეტაპზე ხდება საკვები გარემოს კომპონენტების მიკრობიოლოგიური ტრანსფორმაცია ჯერ ბიომასად, შემდეგ, საჭიროების შემთხვევაში, სამიზნე მეტაბოლიტად.
მეოთხე ეტაპზე ხდება სამიზნე პროდუქტების იზოლირება და გაწმენდა კულტურის სითხიდან. სამრეწველო მიკრობიოლოგიური პროცესები, როგორც წესი, ხასიათდება ძალიან განზავებული ხსნარებისა და სუსპენზიების წარმოქმნით, რომლებიც, გარდა სამიზნისა, შეიცავს დიდი რაოდენობით სხვა ნივთიერებებს. ამ შემთხვევაში აუცილებელია ძალიან მსგავსი ბუნების ნივთიერებების ნარევების გამოყოფა, რომლებიც ხსნარშია შესადარ კონცენტრაციებში, ძალიან ლაბილურია და ადვილად ექვემდებარება თერმულ დეგრადაციას.
ბიოტექნოლოგიური წარმოების საბოლოო ეტაპი არის პროდუქციის სასაქონლო ფორმების მომზადება. საერთო საკუთრებამიკრობიოლოგიური სინთეზის პროდუქტების უმეტესობა არის მათი არასაკმარისი შენახვის სტაბილურობა, რადგან ისინი მიდრეკილნი არიან დაშლისკენ და ამ ფორმით წარმოადგენენ შესანიშნავ გარემოს უცხო მიკროფლორას განვითარებისთვის. ეს აიძულებს ტექნოლოგებს მიიღონ სპეციალური ზომები სამრეწველო ბიოტექნოლოგიური პროდუქტების უსაფრთხოების გასაუმჯობესებლად. გარდა ამისა, სამედიცინო მიზნებისთვის განკუთვნილი მედიკამენტები მოითხოვს სპეციალურ ხსნარებს შეფუთვისა და დალუქვის ეტაპზე, ამიტომ ისინი უნდა იყოს სტერილური. ქვემოთ მოცემულია სამრეწველო მიკრობიოლოგიური სინთეზის თითოეული ეტაპის მახასიათებლები.
დღეს ბიოტექნოლოგია კვების მრეწველობაში სწრაფი ტემპით ვითარდება. IN Ყოველდღიური ცხოვრებისჩვენ მუდმივად ვიყენებთ ბიოტექნოლოგიური პროცესებით წარმოებულ პროდუქტებს. ყველაზე ხშირად გამოიყენება რძემჟავა და ალკოჰოლური პროდუქტები - იოგურტები, სტარტერ კულტურები, კეფირი, ყველი, ლუდი, ღვინო, ასევე პურპროდუქტები და ა.შ. ეს პროდუქტები მზადდება ფერმენტების გამოყენებით, რომლებიც ქმნიან სპეციალურად კულტივირებულ მიკროორგანიზმებს. დღეისათვის კვების ბიოტექნოლოგიის გამოყენება იძლევა ახალი ტიპის პროდუქციის წარმოების საშუალებას წარმოების ხარჯების შემცირებით, რაც მასტიმულირებელი ფაქტორია კვების მრეწველობის განვითარებაში. ამასთან, საგრძნობლად უმჯობესდება სასოფლო-სამეურნეო და მეცხოველეობის პროდუქტების ხარისხი, მნიშვნელოვნად იზრდება მათი სარგებლიანობა და უსაფრთხოება.
სურსათის ბიოტექნოლოგია მოიცავს ყველა ტექნოლოგიურ პროცესს, რომელიც მიზნად ისახავს ცოცხალი ორგანიზმების (ბაქტერიები, მცენარეები და ცხოველები) გარკვეული მახასიათებლებისა და თვისებების შექმნას, ოპტიმიზაციას ან გაუმჯობესებას. Მას აქვს პრაქტიკული გამოყენებასამეცნიერო სფეროში, ბიოლოგიაში, ეკოლოგიაში, სოფლის მეურნეობაში, ჯანდაცვაში, საკვების წარმოებაში და ა.შ.
კვების მრეწველობაში ბიოტექნოლოგიის ყველაზე მნიშვნელოვანი პროფესია არის ღვინის, ეთანოლის, ყველის, პურის, აგრეთვე პროდუქტების წარმოების ტრადიციული მეთოდების ოპტიმიზაცია, სადაც ადამიანების მიერ წარმატებით კულტივირებული სხვადასხვა მიკროორგანიზმები აქტიურ როლს ასრულებენ გარკვეული სარგებლის მისაღებად. . და ამ მომენტში ყველაფერი გამოიყენება შეგნებულად, იმის გაგებით, თუ რა კეთდება. ეს მიდგომა იწვევს ბიოტექნოლოგიური მეთოდების აქტიურ გამოყენებას კვების მრეწველობის ბევრ დარგში. ბიოტექნოლოგიის შესასწავლად და ინოვაციების დანერგვის მიზნით დაარსდა ამ სფეროს კვლევითი ინსტიტუტები. მათი საქმიანობა მიზნად ისახავს სხვადასხვა მექანიზმებისა და მეთოდების მოძიებას და გაუმჯობესებას, რომლებიც ხელს უწყობენ მიღებული პროდუქტების გაუმჯობესებას, მაგალითად, აქტიური ფერმენტების, სტარტერების, ბუნებრივი ფერების, საკვების ცილების, არომატიზატორების, ემულგატორების და მრავალი სხვა. ადამიანისთვის სასარგებლოპროდუქტები.
ადამიანის ორგანიზმის ნორმალური ფუნქციონირების უზრუნველსაყოფად აუცილებელია საკვები დანამატების გამოყენება, საკვებში შეუცვლელი ამინომჟავების, სხვადასხვა ვიტამინების, მიკროელემენტების, ცილების, ბოჭკოების და ა.შ. ახალი წამლების შექმნა, მაგალითად, ინსულინი, შენახვის ვადის გაზრდა. პროდუქტების კვებითი ღირებულების გაზრდა, კონსისტენციის შეცვლა, საკვების გაჯერება სასარგებლო ბაქტერიებითა და მიკროორგანიზმებით მოხმარებული საკვების მონელების და ათვისების გასაუმჯობესებლად - ეს ყველაფერი მიიღწევა საკვების ბიოტექნოლოგიით. ინდუსტრიულ ბიოტექნოლოგიას მნიშვნელოვანი ადგილი უჭირავს ადამიანის ცხოვრებაში, რადგან ყოველდღიურად იზრდება ახალი წამლებისა და ბიოლოგიური დანამატების შექმნის მოთხოვნილება.
პლანეტაზე ადამიანთა რაოდენობის ზრდა მეცნიერებს ეძებს უახლესი მიმართულებებიმეცნიერებაში. დღეს წარმოუდგენელია ინდუსტრიის არსებობა ბიოტექნოლოგიური ინოვაციების გარეშე. მეცხოველეობაში იყენებენ გენმოდიფიცირებულ ორგანიზმებს, მედიცინაში იღებენ წამლებს დაავადებებთან საბრძოლველად, თუნდაც ისეთ რთულს, როგორიცაა კიბო. ახალი ბიოლოგია სულ უფრო მეტ ყურადღებას აქცევს მიკროორგანიზმების შესწავლას და მათ სასიცოცხლო აქტივობას, რადგან მათ ბევრი სარგებელი მოაქვთ როგორც კაცობრიობას, ასევე ბუნებას. ყოველწლიურად ბიოტექნოლოგიური წარმოება კიდევ უფრო ფართო მასშტაბით განვითარდება და თამამად შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ბიოტექნოლოგია არის თანამედროვე მეცნიერებარომელსაც შეუძლია შეცვალოს სამყარო უკეთესობისკენ.
ბიოტექნოლოგია კვების მრეწველობაში
გაეროს მიერ გამოქვეყნებული უახლესი მონაცემები საკვების ოდენობისა და სოფლის მეურნეობის პროდუქტების განვითარების შესახებ აჩვენებს, რომ კაცობრიობის საკვებით უზრუნველყოფის რეალური პრობლემა არსებობს. მოსახლეობის დაახლოებით ნახევარი არ არის უზრუნველყოფილი სათანადო რაოდენობით საკვებით, დაახლოებით 500 მილიონი ადამიანი შიმშილობს, დედამიწის მოსახლეობის 1/4 საკმარისად არ ჭამს. დღეს მსოფლიოს მოსახლეობა 7,5 მილიარდია, ასე რომ, თუ არ მიიღება აუცილებელი ზომები პროდუქციის ხარისხისა და რაოდენობის გასაუმჯობესებლად, მაშინ განვითარებადი ქვეყნების ხალხებისთვის საკვების დეფიციტის პრობლემას შეიძლება ჰქონდეს დამანგრეველი შედეგები.
მიღებული საკვები უნდა იყოს მრავალფეროვანი, გამდიდრებული საჭირო ცილებით, ლიპიდებითა და ნახშირწყლებით და ასევე შეიცავდეს ყველა აუცილებელი ვიტამინებიდა მიკროელემენტები. ლიპიდები და ნახშირწყლები არის ნივთიერებები, საიდანაც სხეულის უჯრედები აწარმოებენ ენერგიას, მათ შეუძლიათ მისი წარმოება ცილოვანი საკვებისგანაც, მაგრამ თუ პირველი და მეორე ნივთიერებები შეიძლება შეიცვალოს, მაშინ ცილის შემცვლელის პოვნა ამჟამად შეუძლებელია.
თანამედროვე კვლევები აჩვენებს, რომ ყოველწლიურად დაახლოებით 15 მილიონი ტონა ცილა არ არის საკმარისი კაცობრიობის ადეკვატური კვების უზრუნველსაყოფად. ზეთის თესლი დღეს ცილის ყველაზე დიდი წყაროა. სოიო და მზესუმზირა შეიცავს სასარგებლო მცენარეული ცილების დაახლოებით 30%-ს და მათი აუცილებელი ამინომჟავები ძალზე მნიშვნელოვანია ადამიანის ორგანიზმის სიცოცხლისთვის. ზოგიერთი ამინომჟავის შემცველობის მიხედვით მონაცემები მცენარეული ცილებიშეიძლება შევადაროთ თევზს ან ფრინველის ცილას. სოიოს პროდუქტები ფართოდ გამოიყენება ამერიკის შეერთებულ შტატებში, ინგლისში და ევროპის განვითარებულ ქვეყნებში, სადაც ეს ცილა, ბიოტექნოლოგიური პროცესის წყალობით, ძალიან ღირებულ საკვებ პროდუქტად იქცა.
მიკრობიოლოგიური სინთეზის ტექნიკა შესაძლებელს ხდის ზღვის მცენარეების გამოყენებას, როგორც ცილის წყაროს. სწორედ ეს თვისება ახლახანს შენიშნა არაერთმა მეცნიერმა, რომლებიც ეხებიან კვების მრეწველობის ბიოტექნოლოგიის პრობლემებს. ფაქტია, რომ მიკროსკოპული წყალმცენარეები ძალიან სწრაფად მრავლდებიან, ცილა კი მათი მშრალი წონის დაახლოებით 70%-ს შეადგენს. ასეთ მიკროორგანიზმებს შეუძლიათ ცილის სინთეზირება 100-ჯერ უფრო სწრაფად, ვიდრე ცხოველებს. მაგალითად, ძროხას, რომლის წონაა დაახლოებით 400 კილოგრამი, შეუძლია დღეში 400 გრამი სუფთა ცილის გამომუშავება, ხოლო 400 კგ ბაქტერია სინთეზირებს დაახლოებით 40 ათას ტონა ცილოვან პროდუქტს ამავე დროს. ასეთი ცილის მიღება სასარგებლო და ნაკლებად შრომატევადია. თუ შევადარებთ, რომ ბაქტერიების გაშენებისთვის საჭიროა მხოლოდ სათანადოდ შექმნილი პირობები ბიორეაქტორებში, საიდანაც ყოველდღიურად დიდი რაოდენობით ცილოვანი პროდუქტების გამოტანაა შესაძლებელი, მაშინ. სოფლის მეურნეობასაჭიროებს რესურსებისა და დროის მნიშვნელოვან ინვესტიციას. ღირს სხვადასხვა დაავადების, უარყოფითი ბუნებრივი ფაქტორების დამატება, როგორიცაა გვალვა, ყინვები, მზის გამოსხივების ნაკლებობა ან გადაჭარბება და ა.შ.
ცილოვანი პროდუქტების თანამედროვე ბიოტექნოლოგიური წარმოება ეფუძნება სპეციალური ცილოვანი ბოჭკოების წარმოქმნას, რომლებიც გაჟღენთილია საჭირო ნივთიერებებით, მათ ენიჭებათ სასურველი ფორმა, ფერი და სუნი. ეს მიდგომა საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ თითქმის ნებისმიერი ცილა და გახადოთ იგი გემოთი და გემოთი. გარეგნობაროგორც ნატურალური პროდუქტი. მაგალითად, სუპერმარკეტების თაროებზე ყველას უნახავს წითელი ხიზილალა, რომელიც ძალიან ჰგავს ორაგულს, მაგრამ ის მზადდება ზღვის მცენარეებისგან. ასე მიიღება სხვადასხვა სახის ხელოვნური ხორცი, რომელიც მოგვაგონებს საქონლისა და ღორის ხორცს. შეგიძლიათ მიიღოთ რძე რძის პროდუქტებიდა ა.შ. ლაბორატორიული ტესტირებისა და ტესტირების შემდეგ, ეს პროდუქტები ავსებს მოწინავეების ბაზრებს ევროპული ქვეყნებიპასუხი: აშშ, აფრიკა და აზია. მაგალითად, ბრიტანეთი ყოველწლიურად 1500 ტონა მსგავს ცილოვან პროდუქტს აწარმოებს, დღეს კი აშშ-ში ნებადართულია სკოლის მოსწავლეების დიეტის 20-30%-ის შეცვლა სოიოს ცილისგან დამზადებული ბიოტექნოლოგიური ცილებით.
გარდა იმისა, რომ ამ პროდუქტებს შეუძლიათ შეცვალონ ბუნებრივი ხორცი, ისინი განსხვავდებიან ზოგიერთში სასარგებლო თვისებები. მაგალითად, „მცენარეული ცილოვანი ხორცი“ ამოიწურება ქოლესტერინით, რომელსაც აქვს დადებითი გავლენასისხლის მიმოქცევის სისტემამდე. Ეს პროდუქტისასარგებლო იქნება დიეტაზე მყოფი ადამიანებისთვის, მათთვის, ვისაც უკუნაჩვენებია ცხოველური ცილოვანი ან ცხიმოვანი ხორცი, მოხუცები და ადამიანები, რომლებსაც აქვთ საჭმლის მომნელებელი პრობლემები. ამიტომ, ტრადიციული პროდუქტები შეიძლება და უნდა შეიცვალოს ბიოტექნოლოგიით. ასეთი ხორცი შეიძლება შეინახოთ, გაყინოთ და გააკეთოთ ყველაფერი, რაც ნატურალური პროდუქტით კეთდება.
ცალკე აღსანიშნავია სინთეზურად მიღებული ამინომჟავების გამოყენება. პროტეინებში ნაპოვნი ოცი ამინომჟავიდან რვა აუცილებელია. ეს ნიშნავს, რომ ადამიანის ორგანიზმს არ შეუძლია ამ ამინომჟავების დამოუკიდებლად სინთეზირება. მიკროორგანიზმების გამოყენებით, ისინი იღებენ ამინომჟავების მთელ სპექტრს, რომლებიც ემატება საკვებს დიეტური დანამატების სახით. მათ უმატებენ ფერმის ცხოველების ბოსტნეულის საკვებს, რაც ზრდის მათ ზრდას და ამცირებს მოვლის ხარჯებს, რაც მნიშვნელოვნად ზრდის ფერმების პროდუქტიულობას.
