Криобиологические сосуды > Что такое биотехнология? > Развитие биотехнологической промышленности после второй мировой войны

Развитие биотехнологической промышленности после второй мировой войны


Помимо постоянного усовершенствования процессов, о которых речь шла ранее, в последние сорок лет был разработан ряд новых; некоторые из них перечислены в табл. 1.2. Мы обратим­ся к этим процессам в последующих главах книги, но четыре наиболее интересных — производство аминокислот, белка одно­клеточных организмов (БОО), превращение стероидов и культи­вирование клеток животных и растений — мы вкратце рассмот­рим в этом разделе.

Таблица 1.2. Некоторые новые направления, развивающиеся на основе биотехнологии, и продукты, получаемые с ее помощью
0тРасль Примеры
Сельское хозяйство Получение новых штаммов, новые методы селек­ции растений и животных (включая клониро­вание)
Производство     химиче­ских веществ Получение органических кислот (например, ли­монной, итаконовой), использование ферментов в составе моющих средств
Энергетика Увеличение потребления биогаза, крупномасштаб­ное производство этанола как жидкого топлива
Контроль за состоянием окружающей среды Улучшение методов тестирования и мониторинга, прогнозирование превращений ксенобиотиков благодаря более глубокому пониманию биохи­мии микроорганизмов, усовершенствованию ме­тодов переработки отходов, особенно промыш­ленных
Пищевая     промышлен­ность Создание новых методов переработки и хранения пищевых продуктов, получение пищевых доба­вок (например, полимеров, продуцируемых микроорганизмами аминокислот), использова­ние белка, синтезируемого одноклеточными ор­ганизмами, и ферментов при переработке пище­вого сырья
Материаловедение Выщелачивание руд, дальнейшее изучение и контроль биоразложения
Медицина Применение ферментов для усовершенствования диагностики, создание датчиков на основе фер­ментов, использование микроорганизмов и фер­ментов при производстве сложных лекарств (например, стероидов), синтез новых антибио­тиков, применение ферментов в терапии
   
За последние тридцать лет производство аминокислот в аэробных микробиологических процессах получило все более широкое распространение. В наибольшем количестве выраба­тывались два продукта — глутамат натрия (ежегодное производ­ство в мире — около 150000 т), который служит усилителем вкуса, и лизин (ежегодное производство в мире—15000 т), который используют как пищевую добавку. В мире за год про­дается аминокислот на сумму 1 млрд. фунтов стерлингов, при­чем большую часть поставляют японские фирмы. Особую роль Японии в некоторых областях биотехнологии мы обсудим в этой главе в разделе «Экономические и коммерческие аспекты био­технологии».
Микроорганизмы могут превращать растительную биомассу с низким содержанием белка в пищевые продукты с высоким его содержанием. В крупных промышленных масштабах этот процесс использовался в Германии: там в ходе первой мировой войны выращивали дрожжи Saccharomyces cerevisiae, которые добавляли главным образом в колбасу и супы. Таким путем удавалось компенсировать около 60% довоенного импорта пи­щевых продуктов. Сходные процессы на основе пищевых дрож­жей Candida arborea и Candida utilis использовались и во вре­мя второй мировой войны. В 60-х годах ряд нефтяных и химиче­ских компаний начали исследования и разработки по созданию новых процессов получения БОО, предназначенного для до­бавления в пищу людям и животным. В какой-то мере это было связано с недостатком белковой пищи в мире. В ка­честве субстратов использовали нефть, метан, метанол и крах­мал; большинство продуктов вырабатывали для добавления в корм животным. В целом процессы на основе метанола и крах­мала оказались наиболее конкурентоспособными. В западных странах самый крупный завод был построен компанией ICI: там в одном ферментере при участии метанолпотребляющей бак­терии Methylophilus methylotrophus получают из метанола около 70000 т белка прутина (Pruteen) в год. При помощи технологии рекомбинантных ДНК были модифицированы механизмы асси­миляции азота этими бактериями, что привело к увеличению выхода продукта. Это было одним из первых доказательств практической значимости и потенциальных возможностей гене­тической инженерии. В СССР ежегодно производится более 1 млн. т БОО, в основном из углеводородов и отходов растениеводства. Один из немногих высококачественных продук­тов из БОО, пригодный для человека, поставляется для пробной продажи в Англии фирмой Rank Hovis McDougall. Его вы­рабатывают из гриба, выращиваемого на содержащем углево­ды сырье.