Зелёная химия

Направление «зеленой химии» — одно из ведущих в современной биотехнологии. Оно объединяет подходы, позволяющие получать биологическим путем различные вещества, которые раньше получали с помощью химического синтеза. Подходы «зеленой химии» базируются на создании организмов-биофабрик, синтезирующих нужные вещества или их предшественников. В качестве таких организмов могут выступать бактерии, дрожжи или микроскопические грибы, для культивирования которых используют растительную или животную биомассу.

Очевидные преимущества «зеленой химии» в том, что производство биопродуктов может частично заменить нефтехимическое производство и, тем самым, смягчить последствия антропогенного воздействия на окружающую среду. Кроме того, ключевым сырьем для промышленных биотехнологий являются различные виды биомассы, что в том числе способствует решению проблемы утилизации существенного объема сельскохозяйственных отходов. 

Биотопливо

Производство твердого и жидкого биотоплива – это прекрасный пример использования вторичного сельскохозяйственного сырья и отходов. На основе растительной и древесной биомассы можно получать довольно широкий спектр продукции: биоэтанол, бионефть, биобутанол, изобутен, биометанол, биобензин, биодизель, авиатопливо. Сегодня среди всех продуктов этой категории, производимых в мире, лидирует биоэтанол.

Биопластики

Нарастание темпов развития мирового рынка биопластиков, затрагивающего отрасли производства медицинских, упаковочных и агроматериалов, связано с желанием общества противостоять глобальным экологическим проблемам – последствиям хозяйственной и производственной деятельности человека, среди которых не последнюю роль играет массовое использование синтетических пластмасс.

Биоразлагаемые полимеры или биопластики получают из возобновляемого сырья на основе природных компонентов биомассы растений и животных (целлюлоза, крахмал, коллаген, хитин и др.) или путем микробиологического синтеза растительных субстратов (наиболее популярные – полимеры на основе молочной кислоты, гликолиевой кислоты, полигидрокисалканоаты или ПГА).

Есть все основания полагать, что сокращение использования традиционных полимеров, наряду с переработкой подобного рода отходов и поиском замещающих материалов станет технологическим, промышленным и социальным трендом ближайших десятилетий.

Новые вещества

В настоящее время биотехнологии позволяют получать огромное количество соединений, которые раньше получали либо из природных источников, либо методами химического синтеза.

В основе новых подходов лежит микробный синтез, подразумевающий использование микроорганизмов в качестве продуцентов целевых продуктов. Например, микроорганизмы могут синтезировать мономеры, в дальнейшем образующие биопластики, спирт, органические кислоты или определенные белки, в т.ч. ферменты.

Технологии создания новых штаммов-продуцентов для отрасли базируются, в свою очередь, на подходах генной, метаболической инженерии и синтетической биологии.