Introducere
Progresele civilizaţiei umane sunt strâns legate de dezvoltarea ştiinţei şi tehnicii, de succesele omului în competiţie cu natura. Considerându-se în avantaj în dorinţa de a avea cât mai mult, omul a neglijat echilibrul dintre consum şi resurse. Acest lucru a determinat apariţia unor crize în domeniile energiei, materiilor prime şi alimentaţiei, soldate cu evidente transformări în gândirea şi cercetarea ştiinţifică, pe mai multe planuri. Una dintre principalele reacţii, ca urmare a condiţiilor create, a fost revizuirea vechilor concepte tehnologice şi reexaminarea modului în care în natură se realizează cele mai complicate transformări, cu un consum minim de energie şi cu eliminarea totală a produselor secundare nedorite. Totodată, s-a dezvoltat considerabil concepţia conform căreia succesul dezvoltării în afara restricţiilor va fi asigurat pe de o parte de reorientarea multor ramuri industriale spre exploatarea resurselor vegetale regene¬rabile, iar pe de altă parte de translarea la scară industrială a unor procese care au loc în natură, sau a unor secvenţe ale acestora, pentru a obţine produsele dorite.
Referitor la acestea, industria de celuloză şi hârtie dispune de soluţii pentru re¬zolvarea unor probleme incluse în sfera biotehnologiei (Fig. 1).
Figura 1 Componentele de bază ale proceselor biotehnologice
Avantajele utilizării microorganismelor în realizarea proceselor biotehnologice sunt:
- prezenţa unui aparat enzimatic foarte bogat şi foarte mobil. Microorganismele au capacitatea de a biosintetiza rapid enzime adaptate la substrat;
- au o mare capacitate de biosinteză, ceea ce le permite să-şi procure elementele necesare vieţii din cele mai variate substraturi;
- au o mare adaptabilitate la condiţiile de mediu, chiar şi la cele mai vitrege; micro¬organismele se adaptează mult mai uşor la schimbările de mediu compara¬tiv cu plantele, ceea ce conduce la o asimetrie evoluţionară, cu implicaţii însă asupra sănătăţii plantelor.
În funcţie de natura lor, microorganismele se caracterizează printr-o viteză mare de mul¬tiplicare, timpul de dublare a masei celulare fiind de 30 min pentru bacterii, 4 h pentru drojdii, 18 h pentru fungii.
Potrivit opiniei microbiologilor, există suficiente argumente care pledează în favoarea unor tehnologii bazate pe acţiunea microorganismelor. În România există deja experienţe în obţine¬rea drojdiilor furajere şi tratarea apelor reziduale, posibilităţile de aplicare a proceselor bio¬tehnologice fiind însă mult mai numeroase. Iată, de exem¬plu, în Tabelul 1 prezentate unele produse care se obţin prin aplicarea unor bio¬tehnologii în Japonia.
Tabelul 1 Unele produse de fermentaţie realizate în Japonia
Produs Nr.produse Nivelul anual al pro¬duc-ţei,t/an
Aminoacizi 16 116370
Acizi organici 8 23760
Enzime 15 12652
Vitamine 11 7415
Acizi nucleici 7 3031
Hormoni steroizi 10 1191,8
De asemenea, un rol important revine biotehnologiilor în biosinteza proteinelor prin in¬termediul microorganismelor. Pentru a obţine 2 kg carne de pasăre sunt nece¬sare două luni şi 8 kg proteine vegetale. Un viţel de 500 kg produce, în 24 ore, 400-500 g proteine. În timpul ne¬cesar obţinerii celor 500 kg carne, dacă vom cultiva o masă de 500 kg drojdii, aceasta din urmă vor produce 80 t proteine, care constituie 40-50% din biomasa totală.
Capitolul 1
Agenţi biologici cu utilizări
potenţiale în industria
de celuloză şi hârtie
1. 1. Microorganisme
Aplicarea în industria de celuloză şi hârtie a proceselor biotehnologice bazate pe utiliza¬rea microorganismelor şi enzimelor ar putea asigura o valorificare superioară a resurselor, având în vedere că acestea au un aparat enzimatic bogat şi foarte mobil, adaptabil la substrat, care necesită un consum energetic redus şi prezintă compatibili¬tate cu mediul ambiant.
Aşa cum s-a menţionat, microorganismele sunt responsabile în natură de mine¬ralizarea celei mai mari părţi a materialului organic, pe care îl transformă până la CO2. Produsul organic rămas (şi care nu e uşor mineralizat) este încorporat în humus. Acest principiu poate fi utilizat pentru bioremediere, care se poate realiza în mai multe va¬riante:
- inocularea zonelor poluate cu microorganisme care au capacităţi specifice de biotransformare;
- aplicarea enzimelor imobilizate;
- cultivarea plantelor alături de microorganisme, care preiau sau transformă po¬luanţii (fitore¬mediere).
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
