Archive for July, 2013

Va intereseaza o profesie de viitor ? Optati pentru biotehnologii !07.15.13

O SUCCINTA PREZENTARE A BIOTEHNOLOGIILOR INDUSTRIALE

La Universitatea de Științe Agricole din Timișoara funcționează o specializare în cadrul Facultății de Zootehnie si Biotehnologii, și anume specializarea Biotehnologii. Multă lume asociază acest domeniu cu mutanţi, lucruri infricoșătoare pe care le face omul împotriva firii naturii. Mi-am propus să prezint câteva lucruri pe care un student la specializarea biotehnologii învață să le facă, pentru a lămuri lucrurile pe cât se poate. Biotehnologiile includ o gamă largă de tehnologii, pe lângă cele mai des mediatizate, ca modificarea (manipularea) genetică, biotehnologiile mai cuprind o gamă largă de tehnologii cu aplicabilitate în aproape toate sectoarele societății actuale: metode genetice de caracterizare /diagnostic a bolilor, obținerea de materii prime pentru industria chimico-farmaceutică, biotehnologii de reproducere a animalelor, tehnologii fermentative aplicate în industria alimentară sau pentru producerea de biocombustibili și alți compuși biochimici ca alternativă la industria petro-chimică. Acest din urmă domeniu al biotehnologiilor industriale, sau fermentative va fi tratat în acest articol. Este un domeniu care nu se bucură de o foarte mare importanţă în mijloacele mass-media (ca plantele modificate genetic sau clonarea la animale şi om), dar care este foarte important pentru viata de zi cu zi a omului.
Fermentaţia, un domeniu de traditie a biotehnologiilor, este procesul de bioconversie a substanţelor organice de către microorganisme şi / sau enzime de origine microbiană, vegetală sau animală. Este una dintre cele mai vechi metode de conservare a alimentelor folosită în toată lumea. Alimente indigene fermentate ca: pâinea, brânza, berea, vinul au fost preparate şi conservate de mii de ani şi sunt puternic legate de cultură şi tradiţie, mai ales în gospodăriile rurale şi comunităţile săteşti. Se estimează că alimentele fermentate ocupă cca. o treime din dieta oamenilor din întreaga lume.
În timpul proceselor fermentative, microorganismele se dezvoltă, iar componentele produsului fermentat sunt metabolizate de către acestea în diverşi produşi de metabolism. Produşii rezultaţi pot fi: enzime capabile să descompună glucide, proteine sau lipide în substratul fermentat; vitamine; compuşi antimicrobieni (ex: antibiotice bacteriocine, lizozim); agenţi texturanţi (ex: dextran, levani, gume xantanice); aminoacizi, acizi organici (ex: acid citric, acid lactic, acid gluconic); alcooli (ex: alcool glutamic, lizină) şi compuşi aromatizanţi (ex: etanol, esteri, aldehide). Mulţi dintre produşii de metabolism menţionaţi (enzime, acizi organici, aminoacizi, compuşi aromatizanţi, gume xantinice, alcool, etc.) sunt produşi la nivel industrial şi utilizaţi în tehnologia alimentară şi industria furajeră. Un volum considerabil de cercetări, atât în sectorul academic cât şi cel industrial au ca scop aplicarea biotehnologiilor microbiene pentru ameliorarea producţiei, calităţii şi cantităţii acestor metaboliţi.
Dacă la alimentarea bovinelor se adaugă 1 tonă de drojdii, se obţine un surplus de 1–1,5 tone de carne şi se economisesc 7–8 tone de cereale. Productivitatea medie a întreprinderilor producătoare de proteină furajeră este de 2–30 tone pe zi.
Nutreţurile de origine vegetală au un deficit de aminoacizi, îndeosebi de cei esenţiali (lizină, valină, triptofan, metionină ş.a.). Acest deficit poate fi înlăturat prin adaugarea de aminoacizi produsi in industria de biosinteza cu ajutorul microorganismelor. Prin cultivarea diferitelor bacterii din speciile Brevibacterium flavum şi Corynebacterium glutamicum, din zahărul conţinut în mediul de cultură se pot sintetiza până la 50 grame de acid glutamic şi 75 grame de lizină pe litru de mediu.
Odată cu recolta din sol sunt extrase elementele minerale accesibile plantelor. Iată de ce, în afară de îngrăşămintele minerale, pentru neutralizarea acestor pierderi, sunt utilizate îngrăşămintele bacteriene (nitragina, azotobacterina, fosfobacterina etc.), obţinute pe cale microbiologică prin cultivarea bacteriilor fixatoare de azot (Rhizobium sp., Azotobacter sp.) sau a bacteriilor ce degradează compuşii organici ai fosforului (Bacillus megaterium var. phosphaticum).
Din diferite suşe ale bacteriei sporulate Bacillus thuringiensis se prepară o gamă variată de bioinsecticide cu spectru larg (entobacterina, dendrobacilina, insectina – contra a peste 30 de dăunători) sau îngust (turingina – contra gândacului de Colorado) de acţiune. Ca surse de bioinsecticide pot fi utilizate şi ciupercile (g. Bauveria), virusurile. Contra rozătoarelor sunt folosite bacteriile din genul Salmonella (bactorodencidul – provoacă epizootii la rozătoare).
Sfera de utilizare a microorganismelor în domeniul economic este foarte largă.
Acidul acetic este produs de Clostridium aceticum şi Acetobacter woodii. El serveşte la fabricarea cauciucului şi a materialelor plastice, a fibrelor de acetat, a substanţelor farmaceutice, a insecticidelor, a conservanţilor alimentari etc.
Acidul lactic se fabrică prin fermentaţia glucozei cu ajutorul Lactobacillus delbrueckii şi este primul acid organic produs prin fermentaţie. În SUA, producţia anuală constituie 40 000 tone. Este utilizat ca acidulant în industria alimentară, la fabricarea maselor plastice şi a coloranţilor.
Acidul citric este produs de mucegaiul Aspergillus niger din melase. Se utilizează în calitate de conservant şi supliment în alimente şi băuturi, la fabricarea emulsiilor fotosensibile, la colorarea fibrelor etc.
Microorganismele pot fi folosite la extragerea metalelor (Cu, Cd, Ti, Al, Ni, Pb, Mo, Mn, Cr, Au, Ag, Pt ş.a.) din minereurile sărace, unde concentraţia lor nu depăşeşte 0,01-0,1%; pentru prelucrarea deşeurilor agricole şi forestiere; pentru purificarea apelor reziduale ale industriei chimice etc.
Microorganismele sunt aplicate în tratarea apelor uzate sau reziduale rezultate din diferite activități umane. Unele tulpini de Bacillus subtilis se utilizează la purificarea apelor reziduale ale industriei textile. Aceste bacterii utilizează substanţele poluante din apele uzate ca surse de nutrienți.
Graţie calităţilor biologice deosebite şi specificităţii de acţiune, preparatele microbiene sunt utilizate în diverse domenii ale medicinii.
Antibioticele constituie grupa cea mai importantă a substanţelor farmaceutice a căror sinteză este realizată de celulele microbiene. Această grupă de substanţe cuprinde compuşi antibacterieni, antifungici şi antitumorali.
Deosebit de avantajoase din punct de vedere economic sunt biotehnologiile bazate pe utilizarea preparatelor enzimatice. Enzimele sunt folosite atât în industria alimentară, cât şi în alte domenii: în industria cărnii – îmbunătăţesc esenţial calitatea acestor produse; în cosmetică – permit extragerea mai eficientă a substanţelor aromatice; în industria ceaiului – permit prelucrarea completă a materiei prime; în industria prelucrării pielii – sporesc calitatea pielii; în industria textilă – intensifică procesele de prelucrare a materiei prime; în industria chimică – îmbunătăţesc calitatea cauciucului etc.
Microorganismele produc diferiţi acizi organici (acetic, lactic, citric, gluconic, itaconic etc.) şi alcooli (etanol, butanol, propanol). O parte din acești compuși biochimici, sunt folosiți ca biocombustibili sau ca materii prime în fabricarea biopolimerilor biodegradabili. Tehnologiile de producere a biogazului sunt în plină dezvoltare în prezent, spre exemplu în Germania sunt peste 7000 de instalații de biogaz în funcțiune.
Toate aceste biotehnologii se studiază la Timișoara cu mult profesionalism, prin dezvoltarea unui colectiv de cadre didactice si cercetători tineri si inimoși. O parte din absolvenții acestei specializări lucrează acum la institute si companii din lume, dovadă a recunoașterii valorii învățământului de la USAMVB Timișoara.

Detalii despre admitere puteti gasi pe site-ul USAMVB Timisoara ( Click aici ! ) 

Teodor Vintilă

USAMVB Timișoara.

 

Posted in Energii Regenerabilewith Comments Off on Va intereseaza o profesie de viitor ? Optati pentru biotehnologii !

  • You Avatar