Scopul biotehnologiilor cu microorganisme

Scopul biotehnologiilor cu microorganisme

Procesele biotehnologice cu microorganisme au ca scop obtinerea biomasei sau a unor substante cu utilizari foarte diverse. Domeniile majore care beneficiaza de produsele microbiologiei industriale sunt cel farmaceutic, agricol, alimentar, chimic si protectia mediului.

Biomasa obtinuta prin cultivarea microorganismelor (single cell protein) are un continut ridicat de proteine, in care se gasesc aminoacizi esentiali. Pentru obtinerea biomasei se cultiva bacterii aerobe (Pseudomonas, Mycobacterium), cianobacterii (Nostoc, Oscillatoria, Spirulina), levuri (Candida, Torulopsis), fungi filamentosi (Rhizopus, Penicillium), alge (Chlorella, Scenedesmus).

Microorganismele cultivate in scopul obtinerii biomasei trebuie sa aiba un randament bun de crestere (sa realizeze densitati celulare mari pe unitatea de volum), sa aiba continut mare de proteine bogate in aminoacizi esentiali, sa nu produca substante toxice, sa aiba gust acceptabil, sa fie usor digestibile, sa creasca pe substraturi ieftine, sa fie rezistente la contaminare cu alte microorganisme.

Pentru stimularea formarii nodozitatilor la plantele leguminoase, in agricultura se utilizeaza inoculul de Rhizobium.

Enzimele produse de microorganisme sunt amilaze, proteaze, lipaze. Utilizarea lor industriala are avantaje multiple, comparativ cu agentii chimici, deoarece au actiune specifica si sunt lipsite de toxicitate. O enzima foarte importanta este glucozo-izomeraza, folosita pentru obtinerea fructozei (un indulcitor) din glucoza.

Produsii de metabolism constituie cel mai important grup de substante, obtinute prin biotehnologii cu microorganisme. Unii sunt produsi ai metabolismului energetic fermentativ: etanol, acid lactic, acid acetic, acid butiric, acid propionic, 2,3-butan-diolul. Altii sunt metaboliti primari: aminoacizi (acidul glutamic, lizina, triptofanul, acidul aspartic, fenil alanina), vitamine (riboflavina, vitamina B₁₂, acidul ascorbic), acidul citric, nucleotide. Cea de a III-a categorie sunt metabolitii secundari: antibiotice, alcaloizi (ergotina), gibereline.    Aproape toate antibioticele utilizabile in clinica sunt produse prin biosinteza.

Bioindustria este orientata spre cultivarea microorganismelor pe deseurile industriei agroalimentare, cu scopul dublu: de a elimina poluarea si de a produce masa celulara pentru hrana animalelor.

In industria petroliera, inoculul de bacterii in sonda de extractie, prin procesele metabolice care au loc pe seama degradarii hidrocarburilor din titei sau a substratului energetic exogen (melasa)se elibereaza CO₂ si se sintetizeaza substante tensioactive care mobilizeaza titeiul din depozit si astfel se mareste randamentul de extractie.

In industria extractiva, bacteriile oxideaza compusii cu Fe, Ag, Cu, Ni, Mo, Zn din minereurile sarace si astfel, metalele se extrag prin procese bacteriene. Sulful se extrage cu randament de l00%, prin oxidarea compusilor cu sulf, de catre bacteria Thiobacillus thiooxidans.

Microorganismele sunt utile in combaterea poluarii mediului inconjurator. Eliminarea substantelor organice din apele uzate (menajere, industriale), este consecinta metabolizarii lor, in primul rand de catre bacterii.   

Microorganismele se folosesc pentru valorificarea cantitatilor mari de biomasa vegetala, in scopul obtinerii etanolului sau a gazului combustibil (biogaz).