Аж үйлдвэрт зориулсан бичил биетний ашиг тус
Микробуудыг ихэвчлэн жижигхэн, өвчин үүсгэгч амьтад гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч аж үйлдвэрийн ертөнцөд микробууд нь хүмүүст янз бүрийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд туслах, үйлдвэрлэлийн процессын үр ашгийг нэмэгдүүлэх, хүрээлэн буй орчны бохирдлыг бууруулахад тусалдаг чухал "ажилчид" юм. Бактери, мөөгөнцөр, мөөгөнцөр, бичил биетний замаг зэрэг микробууд нь олон төрлийн бодисын солилцооны чадвартай байдаг. Эдгээр чадварыг үйлдвэрлэл түүхий эдийг өндөр үнэ цэнэтэй бүтээгдэхүүн болгон боловсруулахад ашигладаг. Энэ нийтлэлд хүнс, эмийн үйлдвэрлэлээс эхлээд эрчим хүч, хог хаягдлын менежмент хүртэл аж үйлдвэрт микробын ашиг тусын талаар авч үзэх болно.
1. Хүнс, ундааны үйлдвэрийн бичил биетүүд
Өдөр тутмын амьдралд хамгийн чухал ач холбогдолтой бичил биетний хэрэглээний нэг бол хүнсний үйлдвэрлэл юм. Бичил биетний үйл ажиллагааг хамарсан исгэх үйл явц нь хүнсний амт, үнэр, бүтцийг сайжруулахаас гадна хадгалах хугацааг уртасгадаг.
Үүний сайн мэдэх жишээ бол талх хийх явдал бөгөөд Saccharomyces cerevisiae мөөгөнцөр нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг ялгаруулж, зуурмагийг өргөхөд хүргэдэг. Ундааны үйлдвэрлэлд бичил биетүүд нь спирт, амт оруулагч нэгдлүүдийг үүсгэснээр шар айраг, дарс болон бусад исгэсэн ундаа үйлдвэрлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Индонезид янз бүрийн уламжлалт хоол хүнс нь темпе (Rhizopus oligosporus-оос гаралтай), скоч (мөөгөнцрийн болон сүүн хүчлийн бактерийн нэгдэл), тараг (Lactobacillus болон Streptococcus-оос гаралтай), шар буурцгийн сүмс (мөөгөнцөр болон бактеритай давхар исгэх) зэрэг бичил биетнээс хамаардаг. Амтыг сайжруулахаас гадна исгэх нь тодорхой амин дэмийн хүртээмжийг нэмэгдүүлэх эсвэл хоол хүнсэнд агуулагдах шим тэжээлийн эсрэг нэгдлүүдийг задлах замаар тэжээллэг чанарыг нэмэгдүүлдэг.
Аж үйлдвэрийн хэмжээнд исгэх нь тогтвортой, хяналттай үйлдвэрлэлийг бий болгох боломжийг олгодог бөгөөд өндөр температур эсвэл даралт шаарддаг химийн процессуудтай харьцуулахад харьцангуй эрчим хүчний хэмнэлттэй байдаг.
2. Үйлдвэрийн фермент үйлдвэрлэх бичил биетүүд
Микробууд бол байгалийн ферментийн үйлдвэрүүд юм. Ферментүүд нь химийн урвалыг хурдасгадаг биологийн катализаторууд юм. Орчин үеийн үйлдвэрлэл нь өвөрмөц, үр ашигтай, байгаль орчинд ээлтэй тул янз бүрийн зорилгоор ферментүүдийг шаарддаг.
Микробын үүсгэсэн ферментүүд болон тэдгээрийн хэрэглээний зарим жишээнд дараахь зүйлс орно.
– Цардуулыг элсэн чихэр болгон задалдаг амилаза бөгөөд талх, глюкозын сироп, шар айрагны үйлдвэрт ашигладаг.
– Уургийг задалдаг протеаза бөгөөд угаалгын нунтаг үйлдвэрлэл, мах боловсруулах, бяслаг хийхэд өргөн хэрэглэгддэг.
– Нэхмэл, цаас, биоэнергийн үйлдвэрт ашигладаг целлюлозыг задалдаг целлюлаза.
– Өөх тосыг задалдаг липаза бөгөөд хоол хүнс, угаалгын нунтаг болон гоо сайхны үйлдвэрлэлд ашигладаг.
Бациллус зэрэг бактери, Аспергиллус зэрэг мөөгөнцөрийг ихэвчлэн тариалахад хялбар бөгөөд их хэмжээний фермент үйлдвэрлэх чадвартай тул сонгодог.
3. Эмийн болон эрүүл мэндийн салбарын бичил биетүүд
Эмийн үйлдвэрлэл нь бичил биетнээс ихээхэн хамааралтай салбаруудын нэг юм. Пенициллин зэрэг антибиотикийг Penicillium мөөгөнцөр нээсэн бол бусад олон антибиотикийг Streptomyces зэрэг хөрсний бактериуд үйлдвэрлэдэг. Өнөөдрийг хүртэл бичил биетүүд нь шинэ нянгийн эсрэг нэгдлүүд болон эм үйлдвэрлэх түүхий эдийн эх үүсвэр хэвээр байна.
Антибиотикоос гадна бичил биетүүд дараахь зүйлийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
– Микробын өсгөврийн техник эсвэл генийн инженерчлэл ашиглан боловсруулсан зарим вакцинууд.
– Инсулины дааврыг одоо рекомбинант ДНХ-ийн технологиор Escherichia coli бактери эсвэл мөөгөнцөр ашиглан өргөнөөр үйлдвэрлэж байна.
– Эрүүл мэндийн нэмэлт тэжээл болон малын тэжээлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг В12 витамин эсвэл лизин зэрэг амин дэм, амин хүчил.
Биотехнологийн дэвшлийн хамт бичил биетний үүрэг нэмэгдэж байгаа бөгөөд энэ нь бичил биетнийг өөрчлөх замаар илүү үр дүнтэй, аюулгүй эмийн нэгдлүүдийг үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.
4. Эрчим хүчний салбар дахь бичил биетүүд: био түлш ба био хий
Эрчим хүчний эрэлт хэрэгцээ өсөн нэмэгдэж байгаа нь сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг хөгжүүлэхэд түлхэц болж байна. Микробууд нь био түлш үйлдвэрлэх замаар шийдлийг санал болгодог. Жишээлбэл, мөөгөнцөр нь элсэн чихрийг этанол болгон хувиргаж, түлш болгон ашиглаж болно (биоэтанол). Биоэтанолыг чихрийн нишингэ, эрдэнэ шиш, кассава эсвэл нүүрс ус ихтэй бусад хөдөө аж ахуйн хаягдлаас гаргаж авч болно.
Үүнээс гадна, агааргүй бичил биетүүд нь голчлон метанаас бүрддэг хийн холимог болох биохий үйлдвэрлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Биохий нь малын ялгадас, хүнсний хаягдал, хөдөө аж ахуйн хаягдал зэрэг органик хаягдлыг задалснаар үүсдэг. Энэ үйл явц нь зөвхөн эрчим хүч үйлдвэрлэхээс гадна хаягдлын хэмжээ, үнэрийг бууруулж, бордоо болгон ашиглаж болох үлдэгдлийг үүсгэдэг.
Зарим төрлийн замаг нь биодизель болгон боловсруулж болох тос үйлдвэрлэх боломжтой. Үйлдвэрлэлийн зардал хүндрэлтэй хэвээр байгаа ч бичил биетэнд суурилсан биоэнергийг илүү өрсөлдөх чадвартай болгох судалгаа хийгдсээр байна.
5. Хог хаягдлыг боловсруулах болон био нөхөн сэргээлтийн бичил биетүүд
Аж үйлдвэр нь хүрээлэн буй орчныг бохирдуулж болзошгүй шингэн болон хатуу хог хаягдлыг үүсгэдэг. Микробууд нь органик материал болон зарим аюултай химийн бодисыг задлах чадвартай тул бохир ус цэвэрлэхэд ашиглагддаг.
Бохир ус цэвэрлэх байгууламжид бактериуд органик бодисыг задалж, бохирдуулагчийн түвшинг бууруулдаг. Идэвхжүүлсэн лаг гэх мэт процессууд нь органик хаягдлыг "иддэг" бичил биетний бүлгэмдлийг ашигладаг. Цаашилбал, зарим бичил биетүүд нь хүнд металл, пестицид эсвэл газрын тосны нүүрсустөрөгч зэрэг хортой нэгдлүүдийг холбох эсвэл хувиргах чадвартай байдаг.
Био нөхөн сэргээлт буюу бичил биетнийг ашиглан бохирдсон орчныг нөхөн сэргээх аргыг газрын тосоор бохирдсон хөрс эсвэл усанд өргөнөөр хэрэглэж ирсэн. Үүний давуу тал нь нэмэлт үлдэгдэл үүсгэх эрсдэлтэй физик болон химийн аргуудаас илүү байгаль орчинд ээлтэй юм.
6. Аж үйлдвэрийн хөдөө аж ахуй болон малын тэжээл дэх бичил биетүүд
Хөдөө аж ахуйн салбарт бичил биетнийг биобордоо болон биологийн хяналтын бодис болгон ашигладаг. Rhizobium зэрэг азот тогтоодог бактери нь ургамлыг азотоор хангахад тусалдаг бөгөөд химийн бордооноос хамаарлыг бууруулдаг. Микориз мөөгөнцөр нь ус болон эрдэс бодисын шингээлтийг дэмжиж, ургамлын ургалтыг сайжруулдаг, ялангуяа үржил шим багатай хөрсөнд.
Мал аж ахуйн салбарт бичил биетнийг исгэсэн тэжээл болон пробиотик үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Лактобацилли эсвэл бацилл дээр суурилсан пробиотикууд нь малын хоол боловсруулалтыг сайжруулж, тэжээлийн үр ашгийг сайжруулж, өвчний эрсдэлийг бууруулж, улмаар антибиотикийн хэрэглээг бууруулдаг.
7. Нэхмэл, цаас, химийн үйлдвэрт бичил биетний үүрэг
Микробууд нь хүнсний бус үйлдвэрлэлд мөн үүрэг гүйцэтгэдэг. Нэхмэлийн био өнгөлгөөний процесст бичил биетний ферментүүдийг даавууг зөөлрүүлж, бүдүүн ширхэгтэй ширхэгийг багасгахад ашигладаг. Цаасны үйлдвэрт ксиланаза зэрэг ферментүүд нь целлюлозын цайруулах процесст тусалдаг бөгөөд энэ нь байгаль орчинд хортой химийн бодисын хэрэглээг бууруулдаг.
Химийн үйлдвэрт бичил биетнийг нимбэгийн хүчил (ихэвчлэн Aspergillus niger-ээс гаргаж авдаг), сүүн хүчил (биологийн задралд ордог хуванцар/PLA-д зориулсан), мөн уусгагч болон үнэртүүлэгч нэгдлүүд зэрэг органик хүчил үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Бичил биетэнд суурилсан үйлдвэрлэлийг ихэвчлэн "ногоон хими" гэж нэрлэдэг, учир нь энэ нь ялгаруулалт болон хортой хаягдлыг бууруулдаг.
Дүгнэлт
Микробууд нь үр ашигтай, өвөрмөц, харьцангуй байгаль орчинд ээлтэй биологийн процессуудыг хэрэгжүүлэх чадварынхаа ачаар үйлдвэрлэлд ихээхэн ашиг тустай байдаг. Хүнсний исгэх, ферментийн үйлдвэрлэлээс эхлээд эмийн бүтээгдэхүүн, хаягдал боловсруулах, сэргээгдэх эрчим хүч хүртэл микробууд нь орчин үеийн аж үйлдвэрийн дэвшлийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Биотехнологи, генийн инженерчлэл хөгжихийн хэрээр микробын хэрэглээ өргөжиж, улмаар илүү тогтвортой, эрчим хүчний хэмнэлттэй, байгаль орчинд ээлтэй бүтээгдэхүүн бий болно гэж үзэж байна. Тиймээс микробууд нь зөвхөн болгоомжтой байх ёстой жижиг организмууд төдийгүй янз бүрийн аж үйлдвэрийн салбарын стратегийн түншүүд юм.
