Biotechnologia tradycyjna

Czym jest biotechnologia?  Biotechnologia to interdyscyplinarna dziedzina nauki zajmująca się wykorzystaniem procesów biologicznych na skalę przemysłową.

 Biotechnologia zajmuje się wykorzystaniem organizmów, wirusów lub ich składników do celów praktycznych.  Biotechnologia tradycyjna wykorzystuje naturalnie występujące organizmy, wirusy, ich składniki lub produkowane przez nie substancje. Ich dobór odbywa się przez selekcję sztuczną. Czym zajmuje się biotechnologia?

Metody z zakresu biotechnologii są wykorzystywane od tysięcy lat.  Szacuje się, że biotechnologia narodziła się około 8 tys. lat temu.  Wiele starożytnych ludów wykorzystywało procesy fermentacji do produkcji napojów alkoholowych i pokarmu, m.in. chleba, jogurtu, octu oraz sosu sojowego.  W latach ruszyła na dużą skalę produkcja związków chemicznych otrzymywanych z wykorzystaniem drobnoustrojów, tzn. etanolu, butanolu, metanolu acetonu i kwasów organicznych.  Biotechnologia na początku XX wieku zaczęła także łączyć przemysł i rolnictwo.  Powstanie nowej dziedziny zwanej inżynierią genetyczną zrewolucjonizowało produkcję białek. Historia biotechnologii

 6000 r. p. n.e. - ludy Sumeryjskie i mieszkańcy Babilonu używają drożdży do produkcji piwa i wina  100 r. p.n. e. - Chińczycy stosują pierwszy insektycyd - sproszkowaną chryzantemę  1897 r. - Eduard Buchner demonstruje, że fermentacja może zachodzić w ekstrakcie z drożdży, tzn. bez obecności nienaruszonych komórek.  1918 r. - wytwarzany z roślin aceton znajduje zastosowanie w do produkcji bomb. Na dużą skalę hoduje się również drożdże wykorzystywane do produkcji glicerolu;  1938 r. - wyizolowano substancję czynną penicyliny; powstaje termin “biologia molekularna” Rozwój biotechnologii w datach

 1970 r.- Hamilton Smith i Kent Wilcox wyizolowali pierwszy enzym restrykcyjny (tzw. molekularne nożyce) - HindII  1983 – wynalezienie łańcuchowej reakcji polimerazy  1972 r. - pierwsza zrekombinowana cząsteczka DNA; pierwsze udane eksperymenty z klonowaniem DNA  1978 r. - wykorzystanie technologii rekombinowanego DNA do produkcji insuliny  1980 r. - rewolucyjna technika PCR  1981 r. - pierwsze transgeniczne myszy  1994 – dopuszczenie pierwszej genetycznie zmodyfikowanej żywności – pomidor FlavrSavr firmy Calgene (bardziej odporny na gnicie)

 1990 r. – pierwsza transgeniczna krowa produkująca mleko zawierające ludzkie białka (przeznaczone do produkcji preparatów dla niemowląt)  1996 – narodziny owcy Dolly  2002 – zsekwencjonowanie DNA pierwszej rośliny uprawnej: ryżu  2003 – GloFish pierwsze zmodyfikowane genetycznie zwierzę domowe trafia do sprzedaży

Biotechnologia tradycyjna w przemyśle spożywczym

Podstawowym procesem biotechnologicznym jest fermentacja (przemiany enzymatyczne związków przeprowadzane przez mikroorganizmy w warunkach beztlenowych). Fermentacja umożliwia uzyskiwanie energii przeprowadzającym ją organizmom.

1. Fermentacja mlekowa Proces beztlenowy, podczas którego, w wyniku działania głównie bakterii mlekowych, cukier rozkładany jest do kwasu mlekowego. C 6 H 12 O 6 _bakterie mlekowe_ 2CH 3 CHOHCOOH + energia Fermentacja mlekowa jest stosowana powszechnie w produkcji:  przetworów mlecznych, np. jogurtu  zakwasów chlebowych  kiszonych owoców i warzyw  niektórych wędlin, np. metki  koncentratów spożywczych, np. kakao kwas mlekowy glukoza

2. Fermentacja etanolowa Zachodzi za sprawą drożdży. glukoza alkohol etylowy C 6 H 12 O 6 _drożdże_ 2C 2 H 5 OH+ 2CO 2 + energia dwutlenek węgla Fermentacja etanolowa jest stosowana powszechnie w produkcji:  Piwa, wina oraz wysokoprocentowych napojów alkoholowych  Chleba i ciasta  Kefiru (fermentacja mlekowa + etanolowa)

3. Fermentacja masłowa Zachodzi za sprawą bakterii masłowych. C 6 H 12 O 6 _bakterie_ CH 3 CH 2 CH 2 COOH+ 2CO 2 +2H 2 energia glukozakwas masłowy dwutlenek węgla Fermentacja masłowa powoduje m.in. psucie się serów, konserw warzywnych i mięsnych. Jest stosowana powszechnie w:  Włókiennictwie – moczenie łodyg lnu i konopi

Inne zastosowania biotechnologii tradycyjnej Wykorzystanie bakterii tlenowych, np. octowych.:  W wyniku utleniania etanolu powstaje kwas octowy stosowany w przemyśle spożywczym jako ocet lub konserwant (E260)  Produkcja witaminy C