Субстраты для культивирования биообъектов

Питательные среды для выращивания объектов биотехнологии, т. е.

продуцентов тех или иных соединений, могут быть неопределенного

состава и включать различные биогенные добавки (растительные,

животные или микробные) – мясной экстракт, кукурузную муку, морские

водоросли и т. п. Применяются также среды из чистых химических

соединений определенного состава, так называемые синтетические.

Компонентный

состав

сред

определяется

питательными

потребностями продуцента. Во многих процессах используют в качестве

объектов организмы, ранее называвшиеся гетеротрофами, которые в

настоящее время подразделяются на: органо автотрофы (употребляющие

органические вещества как источники энергии), литогетеротрофы

(использующие органические вещества как источники углерода) и

органогетеротрофы (для которых органические вещества служат и

источниками энергии, и источниками углерода).

Питательные среды призваны обеспечивать жизнеспособность, рост и

развитие соответствующих продуцентов, а также синтез целевого

продукта с максимальной эффективностью. Требования к питательным

средам, используемым в биотехнологии, ничем не отличаются от

требований, предъявляемым к питательным средам, применяемым в

микробиологии для культивирования тех или иных микроорганизмов. Для

приготовления питательных сред в биотехнологии используются

разнообразные субстраты, которые должны удовлетворять определенным

критериям.

Субстрат представляет собой сырье для получения целевого продукта

и должен быть недефицитным, дешевым, по возможности легко

доступным.

Растительная биомасса и (в меньшей степени) биомасса животных

организмов представляют собой достаточно хорошо утилизируемые

источники углерода для биотехнологических целей. На основе этих

источников основано давно существующее производство алкоголя из

зерна и сыра из молока. Растительные источники могут рассматриваться

как практически неистощимые. Первичная продукция фотосинтеза (рост

растений за счет использования солнечной энергии) на земле

обеспечивает 2Ч10¹¹т вещества (биомассы) в год в пересчете на сухой вес!

Наибольшая доля биомассы (около 44 %) образуется в виде

древесины. Вызывает удивление факт, что продукция сельского хозяйства

составляет лишь 6 % первичной продукции за счет фотосинтеза, хотя

именно из этого количества получается основная часть пищи для людей и

животных, а также многие необходимые материалы (например, для

текстильной и бумажной промышленности).

В будущем значительная часть традиционных сельскохозяйственных

продуктов сможет производиться с использованием современной

биотехнологии. В частности, новые биотехнологические подходы

позволят обеспечить утилизацию большого количества отходов сельского

хозяйства, которые в настоящее время не находят применения, и

использовать их для приготовления питательных продуктов.

Биомасса сельского и лесного хозяйства в настоящее время является

значительным экономическим потенциалом во многих национальных

экономиках, в первую очередь в тропических и субтропических регионах.