Общая характеристика

Биоиндустрия — новейшая, одна из самых наукоемких отраслей промышленности, возникшая во второй половине XX в. Она быстро выдвинулась на передовые рубежи НТП. В ней созданы инновационные технологии, которые могут найти применение в самых разнообразных производственных процессах многих отраслей хозяйства для изготовления целого ряда ранее не известных видов продукции.

Развитие биоиндустрии обусловлено внедрением в практику научных достижений биотехнологии. Их определили впечатляющие результаты фундаментальных исследований в биохимии, микробиологии, генетике, которые использовали инновационные виды химического и электронного оборудования. Особенностью биоиндустрии стала глубокая и всесторонняя интеграция разных направлений науки и отраслей хозяйства в использовании биотехнологических процессов и продуктов. Успехи современной биотехнологии и биоиндустрии — это научно-технический прорыв в ряде областей знания и производстве. Его закономерно оценивают как «биореволюцию». Она призвана решить многие актуальные и сложные глобальные проблемы человечества.

Сущность биотехнологии состоит в широком использовании живых организмов, биологических продуктов и биотехнологических систем в производственной сфере. Биотехнология помогает расщепить продукты на отдельные компоненты — углеводы, жиры, белки и перерабатывать их в новые вещества. Еще более сложные проблемы решает генная инженерия, вторгаясь в уникальный наследственный код генов. Это позволяет создавать новые живые организмы, улучшать свойства существующих, придавая им те или иные необходимые человеку свойства и качества.

Цель биотехнологии — извлечение в технологических процессах выгоды из свойств микроорганизмов и клеточных культур на основе применения знаний и методов биохимии, генетики и химической техники.

Главная особенность сырьевой базы биоиндустрии — широкая ее распространенность, доступность и пока малая изученность. Так, в 1 г почвы содержится до 100 млн бактерий, 10 млн видов плесени, десятки тысяч видов водорослей. Они обладают многими полезными свойствами, важными для биотехнологических процессов. Среди открытых 5 тыс. антибиотиков изучено и применяется в медицине лишь около 100. Потенциал других биологических организмов (растительных и животных клеток, грибов) также очень велик. Питательная среда для их роста разнообразна — от пищевого сырья до непищевых продуктов (древесина, природный газ, нефтепродукты и т.д.).

Эффективность применяемых биотехнологических методов чрезвычайно велика. Это обусловлено как природными свойствами живых организмов, так и внедрением совершенных технологических процессов в производство продукции биоиндустрии. За последние 150 лет содержание сахара в сахарной свекле удалось повысить традиционными методами селекции всего в 3 раза. После промышленного освоения выпуска антибиотика пенициллина в 50-е гг. выход полезного компонента благодаря внедрению инновационных технологий возрос в 10 тыс. раз. В среднем в сутки корова дает в молоке 0,5 кг белка, а соответствующее ей по весу количество дрожжей в микробиологическом производстве позволяет получить 50 т белка.

Специфика биотехнологии в отличие от других областей современной науки состоит в тесной связи фундаментальных исследований и сопутствующих им прикладных разработок. Зачастую между ними нет временнбго разрыва, что позволяет сразу же приступить к промышленному освоению нового биотехнологического процесса и производству готовой продукции биоиндустрии.

Особенности биотехнологии и биоиндустрии отразились на организации отрасли. Это проявилось в новых формах сотрудничества науки и бизнеса: на базе исследовательских лабораторий создаются научные парки или даже технополисы. Промышленные фирмы, финансируя работающие в биотехнологии институты, получают прямой доступ к ним, поддерживают в своих интересах нужное направление научных поисков. Небольшие фирмы, завершив разработку нового продукта, продают лицензию на его выпуск и сбыт другой крупной компании (чаще всего ТНК), располагающей необходимыми производственными и торговыми структурами.

Достижения науки в середине XX в. привели к созданию «новой» биотехнологии, использующей методы генной инженерии, новую со вершенную технику и вместе с тем применяют традиционные виды биопроцессов, типичные для «старой» биотехнологии. Древнейшим из них было сбраживание с помощью микроорганизмов, которые не входят в состав получаемой продукции, а выполняют вспомогатсль ную роль. Они применялись для приготовления из животного или

растительного сырья молочнокислых продуктов, напитков, квашеных овощей.

Процессы сбраживания способствовали возникновению крупных производств пищевой промышленности. Ежегодно в мире в середине 90-х гг. они поставляли: до 1 млн т уксусной эссенции, 10 млн т этилового спирта, 15 млн т сыра, 30 млн т вина, 100 млн т хлеба,

120 млн т пива и очень большое количество других пищевых продуктов. Эти процессы сбраживания нашли применение и в ряде современных отраслей промышленности: в энергетике (биогаз), химической (уксусный альдегид, витамины, ферменты). Еще более широко они используются в домашнем хозяйстве народов мира.

В «новой» биотехнологии главные усилия направлены как на совершенствование старых, традиционных, так и создание инновационных процессов и продуктов.

Между старыми и новыми биотехнологиями может возникнуть конкуренция в производстве ряда продуктов (например, в получении этилового спирта). Выбор способа их получения определяется рядом экономических показателей (стоимость сырья, очистки, использования или уничтожения побочных продуктов). Во многом экономическая эффективность изготовления одних и тех же продуктов биотехнологии в отдельных странах мира обусловлена специфическими географическими предпосылками. Так, в Японии глюкозно-фруктозные сиропы (ГФС) производят из импортной кукурузы, и они выгодны, а в США — из местного сырья, и в отдельные годы они бывают убыточны (не выдерживают конкуренции дешевого сахара).