РАЗВИТИЕ СОВРЕМЕННОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ

DEVELOPMENT OF MODERN BIOTECHNOLOGY

Anastasia Kulikova

student, Department of Food Engineering, Ural State University of Economics,

Russia, Yekaterinburg

Darya Korosteleva

student, Department of Food Engineering Ural State University of Economics

Russia, Yekaterinburg

АННОТАЦИЯ

В данной статье авторами рассматриваются перспективы развития современной биотехнологии в различных отраслях, как в медицине и пищевой промышленности. Так же показана структура российского рынка биотехнологической продукции. Вместе с тем были выявлены какие проблемы может решить биотехнология как наука.

ABSTRACT

In this article, the authors consider the prospects for the development of modern biotechnology in various industries, both in medicine and the food industry. The structure of the Russian market of biotechnological products is also shown. At the same time, it was revealed what problems can be solved by biotechnology as a science.

Ключевые слова: развитие, биотехнология, медицина, современная наука.

Keywords: development, biotechnology, medicine, modern science.

Биотехнология – уникальная наука, ибо она использует живые организмы и биологические процессы в практических интересах человека [2, с.1].

Термин «биотехнология» впервые бел предложен венгерским инженером Карлом Эреки в 1917 году, когда он стал описывать производство свинины с использованием сахарной свеклы в качестве корма. В его понимании под термином биотехнология было все виды работ, при которых из сырьевых материалов с помощью живых организмов производятся те или иные продукты [3].

Биотехнология – это феноменальная наука, которая внедряет в технологические процессы использование микроорганизмов (бактерий, дрожжей, грибов), придающие специфические свойства, за счёт возможностей их метаболизма и биологической деятельности.

В качестве науки биотехнология зародилась в начале 70 – х годов ХХ века, послужило этому генная инженерия, когда ученые перенесли генетический материал из одного организма к другому.

Биотехнологические процессы мы используем каждый день в своей жизни. Так, например, хлебопечение, виноделие, приготовление кисломолочных продуктов.  Знакомство людей с микромиром, осознание незаменимости микроорганизмов в саморегулирующихся механизмах биосферы стали возможны только после открытия Л. Пастера. В 1857 году было доказано, что спиртовое брожение происходит только в присутствии живых дрожжей [3]. После этого микроорганизмы стали применять для производства ряда продуктов.

Развитие биотехнологии во многом связано с исследованиями в области микробиологии, биохимии, энзимологии и генетики организмов.

Достижения в биотехнологии заложили новые вехи. В медицине – создание новых лекарственных методов, разработка стволовых клеток, генетическая трансформация клеток. В пищевой промышленности были усовершенствованы технологические рецептуры винодельческой отрасли, за счет выведения новых сортов более активных дрожжей, а также были внесены революционные методы экологически чистого упаковочного материала продукции, состоящих не из синтезированного пластика, а из натурального агар-агара. В сельскохозяйственной деятельности, благодаря биотехнологии, удалось вывести новые сорта и виды растений, увеличить урожайность культур, что очень актуально, в связи с перенаселением планеты.

Биотехнологические методы включают микробиологический синтез, генную инженерию, клеточную и белковую инженерию, культивирование клеток растений, животных и бактерий, методы слияния клеток [2, с.3].

На данный момент в мире существует большое количество фирм, деятельность которых связана с разработками в биотехнологическом направлении, например:

1) Pfizer – одна из крупнейших фармацевтических компании, спонсирующих биотехнологические разработки;

2) Illumina – американская компания, занимающаяся разработкой и внедрением генетических анализов;

3) Monsanto Company – компания, занимающая лидирующие позиции в производстве продуктов сельскохозяйственной отрасли, в изготовлении применяют генетические методики.

Сейчас мир не стоит на месте и идет продвижение биоиндустрии. Объем российского рынка биологической продукции оценили в 1,6 млрд. долл. В данной структуре преобладает фармацевтическая продукция, агробиология, пищевая и лесная биотехнология (рисунок1).

Рисунок 1. Структура российского рынка биотехнологической продукции

К 2030 году уровень производства биотехнологической продукции в России должно составлять не менее 3% ВВП [3].

В данной программе были выдвинуты такие цели:

1. Создание инфраструктуры развития биотехнологии;
2. Формирование и реализация приоритетных инновационных и инвестиционных проектов в биотехнологии;
3. Интеграция отечественной биотехнологии;
4. Поддержка развития науки о жизни и физико-химической биологии.

Биотехнология – наука, изучающая возможность использования живых организмов или продуктов их жизнедеятельности для решения определенных технологических задач.

Биотехнология с каждым днем развивается в разных сферах жизни.

Так, в современной медицине создаются биообъекты или вещества медицинского назначения. Это могут быть витамины, ферменты, антибиотики, полисахариды и аминокислоты. В медицине биотехнологию применяют для производства инсулина. Для этого используют генно - модифицированные бактерии.

А еще биотехнологию в медицине применяют для создания эритропоэтина. Эритропоэтин – гормон, который стимулирует образование эритроцитов в костном мозге.

Продукты питания, разработанные с применением современных методов биотехнологии задействованы во всех отраслях промышленности.  Важнейшими направлениями современной биотехнологии являются: биотехнология продуктов питания, препаратов для сельского хозяйства, препаратов и продуктов для промышленного и бытового использования, лекарств, различных средств диагностики и реактивов. Кроме этого, современная биотехнология также ориентирована на защиту окружающей среды от загрязнения, уменьшение токсических отходов и увеличение добычи нефти [1, с. 9].

В настоящее время особую популярность набирают продукты, в составе которые присутствуют добавки, нацеленные на увеличение процента макро и микроэлементов в рационе питания населения. В связи с проблемой потребления человечеством продуктов с низкой биологической ценностью, то есть с недостаточным содержанием витаминов, белка, незаменимых аминокислот, ученые смогли создать, с помощью инновационных технологий, такие технологии как:  ферментные препараты – их применение позволило ускорить технологических процесс, тем самым уменьшив затраты на дополнительное сырье и технические издержки, а также повысить биологическую усвояемость; витаминизация пищевых продуктов – в связи с погодно-климатическимим условиями трудно обеспечивать организм витаминами в нужном количестве. Здесь приходит на помощь витаминизация, которая обогащает заданным составом витаминов сырье и готовые продукты питания. Например, муку насыщают тиамином и рибофлавином, а молоко аскорбиновой кислотой.

Применение биотехнологии в современной науке играет важную роль. Биотехнологию используют в микроэлектронике. Был разработан ион-селективные транзисторы на основе полевого эффекта. Самым быстро развивающимся направлением считается использование биотехнологии для очистки бытовых и сточных вод.

Следовательно, биотехнологию можно отнести к комплексной науке.

По мнению некоторых ученых биотехнология может решить такие проблемы:

1. Дефицит пресной воды в некоторых районах;
2. Загрязнение окружающей среды химическими веществами;
3. Недостаток энергетических ресурсов;
4. Недостаток новых экологически чистых материалов;
5. Повышение уровня медицины.

Инновационные решения биотехнологии направленны на улучшение качества жизни и здоровья человека. Методы и разработки науки, нацелены не только на ограниченное количество людей, разбирающиеся в биохимических процессах, но и на широкое применение в повседневной жизни.  Биотехнологические методы введённые в технологическую схемы производства, не только облегчают приготовление продукта, повышают его биологическую ценность, но и уменьшает затраты на сырье, время изготовления и себестоимость продукции.

Список литературы:

1. Кудряшов В.Л., Погоржельская Н.С. Роль биотехнологии и мембранных процессов в решении экологических проблем// В сборнике: Биотехнология в интересах экономики и экологии Сибири и Дальнего Востока Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции. -2016.- С. 51-54.
2. Рогов, И. А. Пищевая биотехнология: В 4 кн. Кн. 1. Основы пищевой биотехнологии / И. А. Рогов, Л. В. Антипова, Г. П. Шуваева - Москва: КолосС, 2013. - 440 с. (Учебники и учеб. пособия для студентов высших учебных заведений).
3. Романова С. Развитие биотехнологий в России // Ремедиум. 2012. №7. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razvitie-biotehnologiy-v-rossi (дата обращения 19.03.2021).