Экобиотехнология пәніне жалпы сипаттама

Экобиотехнология қазіргі кездегі ғылымның жаңа салаларының бірі болып саналады. Биотехнологияны тірі организмдерді немесе биологиялық процестерді өнеркәсіпте қолдану деп түсінетін болсақ, онда нан пісіру, ірімшік жасау, шарап дайындау және т.б. процестер адамзат өмірінде өте ерте кезден бастап пайдаланып келеді. Бірақ биотехнологияның өз алдына ғылым болып қалыптасуы және “биотехнология” терминінің қолданылуы гендік инженерияның пайда болуымен байланысты 1970 жылдардың ортасынан басталады.

Биотехнология – адам өміріне маңызды әртүрлі қажетті өнімдерді микроорганизмдер, өсімдіктер мен жануарлардың клеткаларының қатысуымен алудың технологиясын өңдеумен айналысатын ғылым. Биотехнология – өнеркәсіптік микробиология, техникалық биохимия, биохимиялық және генетикалық инженерия, инженерлік энзимология, химиялық технология т.б. салалармен тығыз байланысты. Осы салалардағы ашылған жаңалықтарбиология ғылымының жалпы практикада қолданылу мен әртүрлі жекеленген қолданбалы бағыттарды біріктіруге негіз болды. Өнеркәсіптік және қолданбалы микробиологияны қамтитын биотехнология – биохимия, микробиология, генетика және химиялық технологияның білімі мен әдістеріне сүйене отырып, микроорганизмдер мен клеткалық дақылдардың қасиеттері арқылы өндірістік процестерге көп үлесін қосуда. Еуропалық биотехнологиялық федерациясы биотехнологияға мынадай анықтама береді: “Биотехнология – микроорганизмдер мен ұлпалық дақылдардың бағалы қасиеттерін өнеркәсіпте пайдалану үшін биохимия, микробиология және химиялық технологияны бірге қолдану”. Сондықтан, биотехнологиялық процестер спецификалық заттардың түзілуіне мүмкіндік беретін, бактериялар, ашытқылар, зең саңырауқұлақтар, балдырлар және өсімдіктер мен жануарлардың метаболизмі мен биосинтетикалық мүмкіндіктеріне негізделеді. 1987 жылы Амстердамда болған биотехнологияның 4-ші Конгресінде “Микроорганизмдердің физиологиясы – биотехнологияны қалаушы тасы” – деп микроорганизмдердің биотехнологиядағы орнын ерекше атап көрсетті. Сондықтан, ұсынылып отырған оқу құралының 1-ші бөлімнің 3-ші тарауы микроорганизмдердің тіршілігіне байланысты өндіріске арналады.

Экобиотехнологияның қарқынды дамуы, тек оның өркендеуімен, дәстүрлі биотехнологиялық процестердің автоматизациялау мен тиімділігін жоғарылатумен анықталып қана қоймай, сонымен қатар, мүлдем жаңа процестерді өңдеумен байланысты болады. Бұл жаңа процестер тамақ өндірісінде тамақ өнімдері мен текстилді өнеркәсіптің шикізаттарын – матанол, этанол, биогаз және сутегін ұзақ уақыт сақтауда, сонымен қатар кедей кен орындарынан кейбір металдарды бөліп алу сияқты көптеген салаларды қамтыды.

Экобиотехнологиялық процестер тамақ өнімдерін өндіру (белоктарды, аминқышқылдар мен органикалық қышқылдарды және витаминдер мен ферменттер алу үшін бактериялар мен ашытқыларды және балдырларды кең масштабта өсіру); ауылшаруашылық дақылдардың өнімділігін арттыруда (in vitro жағдайындағы ұлпалық клеткалардың негізінде өсімдіктерді сұрыптау, бионсектицидтер), фармацевтік өнеркәсіпте (вакциналарды өндіру, антибиотиктерді, гормондарды және интерферондарды биосинтездеу) және қоршаған ортаны (ағын суларды тазарту, қалдықтар мен ауылшаруашылығы және өнеркәсіп орындарының қосымша өнімдерін қайта өңдеу) қорғау мен тазалауда кеңінен қолданылады. Жоғарыда келтірілген көптеген экологиялық жағдайларға қатысты мәселелермен биотехнологияның экологиялық биотехнология саласы айналысады. Экологиялық биотехнология – өнеркәсіптік және әртүрлі қалдықтарды қайта өңдеу, қоршаған орта обьектілерін әртүрлі ластағыштардан тазарту сияқты, қоршаған орта мәселелерін шешуде биотехнологиялық әдістер мен биологиялық емес технологияны біріктіре отырып, биотехнологияны қолдану болып табылады. Экологиялық биотехнология тұрғысынан ағын суларды тазарту мен тұрақтандыруда аэробты процетрді пайдаланудың маңызы зор. Бұл мақсатта әртүрлі конструкциялы реакторлар қолданылады.

Соңғы жылдарда қоршаған ортаның ластануын төмендетуде, рудаларды ретилизацилауда, энергия өндіру мен белоктарды, гормондар мен медицианалық препараттарды алуда микроорганизмдер мен клеткалар дақылдарын пайдалану мүмкіндіктері бірқатар елдерде үлкен қызығушылықтар тудырып, биотехнологиялық процестерге негізделген өнеркәсіп орындарын ашу мен дамытуға септігін тигізіп отыр.

Қазіргі кезде биотехнология, көптеген өндіріс орындарын қайта құруға және тірі обьектілер немесе әртүрлі биохимиялық процестермен байланысты жаңа өндірістерді игеруге мүмкіндік берді. Экономистердің болжауы бойынша дүние жүзінде 2000 жылдары биотехнологиялық өндірістің өнімдері 40 миллиард АҚШ доллары көлемінде өндірілетін болады.

Экобиотехнология дамуының алғашқы қадамынан бастап-ақ іргелі зерттеулермен айналысты.

Микробиологиялық өндірісте қолданып жүрген технология мынадай кезеңдерден тұрады:

  1. себілетін материалды даярлау,
  2. қоректік ортаны даярлау және залалсыздандыру
  3. микроорганизмдерден (өзіндік микробтік синтез), белгілі мақсатқа арналған өнімді бөліп алу,
  4. препараттың тауарлық формасын (құрғату, майдалау, стандарттау және өлшеп, буып-түю) алу.

Экобиотехнологияның қарқынды дамуы болашаққа үлкен жоспарлар құруға мүмкіндік береді. Биотехнология бір жанұя немесе үлкен мемлекет деңгейінде, өнеркәсіптік масштабтағы экономикалық жағдайды жақсартуға үлкен үлес қосумен қатар, әртүрлі өнімдер мен белоктардың жетіспеушілік мәселелерін шешуге, клетка биохимиясын молекулалық биология мен иммунологияны зерттеу прогресіне негізделетін процестерге үлкен жетістіктер мен өзгерістер енгізу мүмкін.