Введение
«Нет ничего более изобретательного, чем сама природа...
А человек — ее венец, который может многое изменить...»
Цицерон
Биотехнология использует живые организмы и биологические процессы в практической деятельности человека. Имея грандиозные перспективы, она в большей степени зависит от развития фундаментальных наук: микробиологии, биохимии, молекулярной биологии, а также таких наук, как физика, математика и экономика.
В сущности, биотехнология — это использование культур микроорганизмов, растений или животных, метаболизм и биосинтетические возможности которых обеспечивают выработку специфических веществ. Нас поражают достижения природы в областях, с большим трудом осваиваемых современной промышленностью. Только путь познания позволяет нам понять сложность и многообразие превращений в длинной цепи изменений веществ, происходящих в живой материи и приводящих к созданию продуктов, необходимых человеку[1]. Современный человек — создатель не только мертвых машин, по образному выражению И. В. Мичурина, но и создатель живых механизмов новых видов растений и животных, более полезных для его жизни. Легко понять, что получить создаваемые природой и жизненно необходимые веществ невозможно, не вызвав изменений в окружающей среде без ухудшения и усложнения жизни человека на Земле. В природе, как правило, отходы или продукты реакции используются тут же, в этих же или других процессах, протекающих параллельно. Это делает природные изменения чище, безопаснее, разнообразнее. Именно исходя из этого современное промышленное производство базируется на научно-технической форме мысли Д. И. Менделеева «Главная цель передовой технологии — отыскание способов производства полезного из бросового, бесполезного». Остается восхищаться прозорливости ученого.
Современная биотехнология определяет путь повышения конкурентности биотехнологических производителей продуктов на рынках сбыта, где стимулирующим фактором выступают специально принимаемые правительственные программы по ускоренному развитию новых направлений биотехнологии: «Комплексная программа развития биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 года» (утв. Правительством РФ 24.04.2012 № 1853п-П8); «Федеральная научно-техническая программа развития генетических технологий на 2019—2027 годы» (проект, 2018) и др. При этом основными механизмами реализации указанных документов могут быть: государственно-частное партнерство, максимальное использование государственных целевых программ, действующих технологических платформ («Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК — продукты здорового питания», «Биотех2030», «Биоэнергетика», «Медицина будущего») и международных программ (СНГ, ЕврАзЭС и др.).
Сегодня использование биотехнологии в сельском хозяйстве ориентировано на стабильное развитие производства, решение проблемы продовольственной безопасности, получение высококачественных, экологически чистых продуктов питания требуемого объема и качества, переработку отходов, восстановление плодородия почв. Позиции наиболее приоритетных направлений:
- • создание новых сортов сельскохозяйственных растений, животных и рыб с использованием современных постгеномных и биотехнологических методов;
- • разработка и внедрение методов геномной паспортизации для повышения эффективности селекционно-племенной работы, технологий клонирования животных-производителей и рыб;
- • производство биопрепаратов для растениеводства;
- • производство кормовых добавок для сельскохозяйственных животных и рыб;
- • производство ветеринарных биопрепаратов.
В развитии сельского хозяйства наибольшим потенциалом роста обладают средства и методы, обеспечивающие повышение эффективности функционирования агропромышленного комплекса (АПК), направленные на повышение эффективности селекционного процесса у растений и животных; создание новых высокоурожайных, устойчивых к болезням сортов сельскохозяйственных культур, пород животных с улучшенными хозяйственными характеристиками; повышение качества и биологической ценности продукции; разработка методов и средств лечения, профилактики и диагностики лечения заболеваний сельскохозяйственных животных, а также методов и средств для диагностики, профилактики и защиты от болезней растений; разработка комплексных систем использования биотехнологических методов для рациональной и экологически безопасной переработки сельскохозяйственных отходов с целью получения веществ и продуктов, полезных для человека и животных. Комплекс мероприятий будет содействовать развитию передовых постгеномных и биотехнологических методов в растениеводстве и формированию динамичных рынков трансгенных семян и растений, востребованных сельскохозяйственными производителями[2].
В наши дни ученые создают растения «третьей волны», которые в ближайшие 10 лет появятся на рынке: растения-вакцины, растения-биореакторы для производства промышленных продуктов (компонентов для различных видов пластика, красителей, технических масел и т. д.), растения — фабрики лекарств и т. д. Трансгенные животные вырабатывают ценные белки намного быстрее, а сам способ значительно дешевле традиционного.
Реализация комплексов мероприятий позволит решить вопросы создания высокоэффективного сельского хозяйства и обеспечения населения страны полноценным сбалансированным питанием.
Использование агробиотехнологий ориентировано на стабильное развитие сельскохозяйственного производства, решение проблемы продовольственной безопасности страны, получение высококачественных продуктов питания, восстановление плодородия почв и пр. В силу того, что направление отвечает ключевым целям государственной политики в сфере развития сельского хозяйства, в среднесрочной и долгосрочной перспективе рынок агробиотехнологий в Российской Федерации будет развиваться.
Программа развития биотехнологии в России. По мнению большинства ученых, вклад биотехнологий в обеспечение достаточного количества пищевых и кормовых продуктов, охрану окружающей среды, здравоохранение, сельское хозяйство, химическую промышленность в определенном смысле имеет гораздо большее значение, чем известные до сих пор направления технического развития. Именно поэтому XX в. назван веком биотехнологии, а XXI в. — веком экологии.
Современный период развития биотехнологии как науки ознаменовался значительными положительными результатами в производстве пищевых продуктов. Глубокие знания биологических процессов, протекающих в сырье и продуктах при хранении и переработке, позволили определить подходы к достижению высокой биологической ценности на основе рационального комбинирования пищевых систем, экологически безопасных малоотходных технологий, получить высокие экономические результаты с применением живых клеток и биологически активных веществ, внедрить интенсивные и нетрадиционные технологии, источники и формы пищи.
Современный этап развития биотехнологий сельскохозяйственной продукции характерен широким использованием в различных перерабатывающих отраслях АПК при разработке и совершенствовании биотехнологических способов переработки сырья в пищевые продукты на основе ферментационных технологий; применении достижений молекулярной и генной инженерии; создании новых технологий получения функциональных продуктов питания; разработке биосенсоров и экспресс-методов анализа качества пищевых продуктов, способов утилизации и обезвреживания отходов предприятий пищевой и перерабатывающей промышленности[3].
Очевидно, кадры, владеющие знаниями и умениями в области биотехнологии, будут способны осуществить призыв к реализации прорывных технологий.
Авторы учебного пособия обращают внимание на то, что в теоретической части сконцентрированы сведения о гистоморфоло-гических особенностях сельскохозяйственного сырья, его биополимерном составе, физико-химической сущности процессов при переработке и хранении, биокаталитических реакциях эндо- и экзогенного характера, управлении свойствами сырья и продуктов на основе знаний об автолизе, получении продуктов питания, отвечающих физиологическим нормам потребления человеком, в том числе функционального, биокорректирующего и специализированного назначения, возможности организации отечественных производств на принципах импортозамещения, в том числе пищевых и биологически активных добавок.
Практическая часть учебного пособия нацелена на овладение навыками и умениями посредством выполнения ряда лабораторных и практических работ. Основной материал по характеристике химического состава сельскохозяйственной продукции и гистоморфо-логической оценке сырья растительного и животного происхождения приведен в начальном блоке лабораторного практикума.
Поскольку в основе технологий получения продуктов питания лежат разнообразные процессы: тепло- и массообмена, химические реакции, процессы структурообразования в дисперсных системах, биохимические и микробиологические процессы и т. д., которые реализуются в процессе различных технологических операций, на следующем этапе обучающему представляется возможность проанализировать биохимические и физико-химические свойства пищевых средств (определение активности катепсинов, исследование глубины термической обработки сырья и полуфабрикатов, влияние измельчения на функционально-технологические свойства (ФТС) рецептурных компонентов и др.). При этом при переработке сырья животного происхождения и гидробионтов ключевая роль принадлежит операциям посола и тепловой обработки.
Одним из перспективных и реальных направлений в технологии получения белковых продуктов на сегодня является рациональное использование основных и вторичных ресурсов перерабатывающих отраслей АПК и создание на их основе различных форм пищевого белка. В связи с этим в третьем блоке практической части учебного пособия приводятся лабораторные работы по особенностям производства белковых препаратов из сырьевых источников различного происхождения, исследование их ресурсного потенциала, превращению под действием ферментов и микроорганизмов с получением пищевых добавок и аналоговых продуктов.
Таким образом, учебное пособие «Основы биотехнологии переработки сельскохозяйственной продукции» раскрывает основные направления, подходы, принципы и методы биотехнологии в области синтеза и переработки сырья растительного, животного происхождения и рыбы, на которых базируются ее современные аспекты и особенности использования в профессиональной деятельности выпускника.
Авторы: Антипова Людмила, Дворянинова Ольга
- [1] Рогов И. А., Антипова Л. В., Шуваева Г. П. Пищевая биотехнология. В 4 кн. Кн. 1. Основы пищевой биотехнологии. М. : КолосС, 2013. URL: http://www.studentlibrary. ru/book/ISBN5953201044.html.
- [2] Комплексная программа развития биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 года (утв. Правительством РФ от 24.04.2012 № 1853п-П8).
- [3] Донец А. А. Исследование свойств и применение ферментного препарата коллагеназы из гепатопанкреаса камчатского краба в технологии мясных продуктов : дис. ... канд. техн, наук : 05.18.04, 05.18.07. Воронеж, 2002.
