Микробиологическая технология. Как дрожжи и бактерии сделали жизнь человека лучше?
Привет! На прошлой неделе мы начали говорить о биотехнологии (и выяснили, почему клонировать людей – так себе идея). Если ещё не читал статью, читай обязательно – вот здесь.
Сегодня продолжим разговор об основных направлениях этой дисциплины, и начнём с микробиологической технологии. Что это такое и в каких сферах применяется? Поехали разбираться!
Микробиологическая технология, или микробиологический синтез – это искусственное культивирование специально выведенных штаммов микроорганизмов для промышленного получения антибиотиков, гормонов, витаминов, ферментов, кормовых белков и т. п.
Объекты микробиологической технологии:
- бактерии (например, молочнокислые, болгарская палочка);
- одноклеточные грибы (дрожжи, плесневые грибы).
Их очень удобно использовать в качестве объектов, поскольку они: а) быстро растут и размножаются; б) могут жить в различных условиях; в) способны перерабатывать самые разные вещества – от молока и целлюлозы до нефти и мазута.
Развитие селекции* позволило вывести микроорганизмы, способные вырабатывать необходимые человеку вещества – причём в количествах, во много раз превышающих естественные потребности самих этих организмов. Например, специальные (L-лизин-продуцирующие) бактерии производят лизин – незаменимую аминокислоту, которая используется в качестве пищевой и кормовой добавки (организм животных не может синтезировать её самостоятельно).
*Селекция – это отбор и создание новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов, обладающих нужными человеку свойствами.
Помимо этого, микроорганизмы помогают нам получать витамины, антибиотики, а также различные органические кислоты (лимонную, уксусную, молочную и т. д.).
Открытие антибиотиков
Сегодня мы с трудом можем представить себе жизнь без антибиотиков: это без преувеличения прорывное открытие положило начало новой эре в развитии медицины. Благодаря антибиотикам люди перестали массово умирать от бактериальных пневмоний, туберкулёза, сифилиса (и банальных царапин, в которые попала бактериальная инфекция).
Открытие антибиотиков связано с именем английского учёного Александра Флеминга. Именно он в 1928 году обнаружил, что плесневый гриб-пеницилл вырабатывает губительное для болезнетворных бактерий вещество – всем известный сегодня пенициллин.
Стоит отметить, что изначально этот гриб был не слишком пригоден для использования в промышленных масштабах, поскольку производил нужное вещество в слишком маленьких количествах. Однако в результате селекции (методом радиационного мутагенеза) учёным удалось получить штаммы, в 10 тысяч раз более продуктивные, чем исходный.
Ещё несколько примеров использования микробиологической технологии
Как мы уже сказали выше, микроорганизмы используются и для получения других очень важных веществ: белков, аминокислот и витаминов.
Во-первых, это кормовой белок (его используют в качестве биодобавки к меню крупного рогатого скота, кур, свиней и других сельскохозяйственных зверушек). Для этого берут особые штаммы дрожжей и помещают их в специальные аппараты – биореакторы. В них дрожжи активно кушают растительное сырьё (обычно это солома) и производят белок в весьма внушительных количествах: так, с одного кубометра биореактора получается аж 30 килограммов белка. (На секундочку, эта цифра эквивалентна суточному приросту биомассы стада из сотни бурёнок.)
Во-вторых, синтезированные с помощью микроорганизмов белки активно применяются в питании человека. Искусственное мясо из растительного сырья, сыры, молоко и даже икра – всем этим разнообразием мы обязаны дрожжам.
В-третьих, культивируемые микроорганизмами незаменимые аминокислоты (такие как глицин и уже упомянутый выше лизин) и витамины (В1, В2, В12, С, D) используют в качестве биологически активных добавок к пище.
А вот ещё одно применение белка, полученного искусственным способом: некоторые штаммы дрожжей из рода Сandida синтезируют белок из углеводородов нефти, таким образом успешно очищая водоёмы от загрязнения нефтепродуктами.
Было полезно? Не забудь поставить лайк и поделиться ссылкой с друзьями, которые тоже готовятся к ЕГЭ по биологии.
А в комментариях напиши, как ты относишься к искусственному мясу и другим синтезированным продуктам? Считаешь их потребление опасной практикой? Или, напротив, спасением для людей, которые по каким-то причинам не могут есть натуральные продукты (например, для страдающих ожирением)?