 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
241
пенициллина. Двумя годами позже в Японии на основе глутаминовой кислоты путем биосинтеза
были впервые получены аминокислоты. Затем стали производиться антибиотики, витаминно-
белковые добавки к продуктам питания, препараты ферментов, ростовые вещества (например,
гибберилин), бактериологические удобрения, средства защиты растений и другие ценные
вещества.
Биокатализ
Способность рекомбинантной ДНК управлять синтезом ферментов расширяет область
применений микроорганизмов в биотехнологии. Появляется возможность производить многие
ферменты при сравнительно их невысокой себестоимости. Открываются пути совершенствования
технологии получения биокатализаторов, не существующих в природе.
Успеху в биокатализе в значительной степени способствовал разработанный в недалеком
прошлом метод иммобилизации ферментов, который заключается в удерживании фермента в
неподвижном состоянии на твердой подложке. При иммобилизации фермент стабилизируется и в
результате выход конечного продукта увеличивается. Упрощается при этом и операция очистки
конечного продукта.
Технология иммоифера позволяет, например, улучшить качество пенициллина. Под
воздействием ферментов кукурузный крахмал превращается в глюкозу. С помощью
иммобилизации фермента изомеразы некоторая часть глюкозы преобразуется в более сладкую
продукцию – фруктозу. Так, в США ежегодно производится более 2 млн т кукурузной патоки с
высоким содержанием фруктозы. Иммобилизация не требует обязательного выделения
определенного фермента. Клетка, содержащая нужный фермент, поддается операции
иммобилизации. Иммобилизованные клетки дрожжей применяются при ферментации в массовом
производстве этилового спирта.
Кукурузный и пшеничный крахмал и сахар вполне пригодны для ферментации. Они легко
превращаются в глюкозу. Известны микроорганизмы, перерабатывающие глюкозу во многие
полезные химические продукты (см. рис.8.1). Однако такое растительное сырье потребляется
преимущественно в качестве пищевых продуктов.
Для ферментации можно использовать относительно большой объем биомассы из отходов
сельского и лесного хозяйств. Такая биомасса состоит в основном из лигноцеллюлозы (лигнин,
целлюлоза и гемицеллюлоза). Лигнин – одеревеневшая часть растительных тканей сопротивляется
биокаталитическому расщеплению и препятствует ферментации целлюлозных компонентов,
поэтому природную биомассу необходимо предварительно освободить от лигнина, идущего в
отходы. Осуществление рациональной биокаталитической переработки биомассы в виде отходов
сельского и лесного хозяйств требует дальнейших исследований, направленных на разработку
способов химической модификации исходных материалов.
8.7. Генные технологии
Генные технологии основаны на методах молекулярной биологии и генетики, связанные с
целенаправленным конструированием новых, не существующих в природе сочетаний генов.