1 дәріс Биотехнологияға кіріспе. Биотехнология қосалқы ғылым ретінде, оның зерттеу объектісі, мақсаты, міндеттері

Қазіргі кездерде адамзат үшін қажетті энергия көздері ретінде табиғи қазбалы байлықтар: мұнай, газ, көмір, уран сияқты заттар кеңінен пайдаланылады. Бірақ та, уақыт өткен сайын табиғи байлықтардың қорлары азайып, таусылу қауіпі туындауда. Кейбір табиғи қазба байлық көздері өте аз елдерде энергетикалық кризис сезіле басталды. Осының бәрі жасанды, яғни қайта толықтырылатын энергия көздерін іздестіру қажеттігіне алып келеді.

Дүние жүзіндегі энергия көздерінің сарқыла бастауына байланысты, энергоэкологиялық мәселені шешуде таусылмайтын немесе қайта өндірілетін энергия көздерін пайдаланудың маңызы зор. Осы бағытта Қазақстанда күн және жел энергияларын пайдаланумен бірге биоэнергетиканы пайдаланудың да зор мүмкіндіктері бар.

Энергия тапшылығын азайту мақсатында көптеген елдерде атом энергиясы станциялары салынуда. Алайда , атом энергиясын өндіруге қажетті уран көздері де жер шарында көп емес. Сондықтан ғалымдар жасанды энеогия көздерін табу мақсатында көп ізденіс жұмыстарын жүргізуде. Осы бағытта жүргізіліп жатқан жұмыстар қатарына күн сәулесін пайдалану, жел және геотермиялық энергияларды пайдалану сияқты жұмыстарды атап өтуге болады. Бірақ оларды пайдалану үшін жасап шығарылған қондырғылардың тиімділіктері әлі де төмн дәрежеде қалуда.

Табиғатта күн сәулесі энергиясы көзін, органикалық заттарды пайдалану арқылы химиялық энергияға айландырудың табиғи жолы бар екндігі айқындала бастады. Бұл мүмкіндіктің негізі ретінде жасыл өсімдіктерде жүретін фотосинтез құбылысын атауға болады. Ғалымдардың есептеулері бойынша жер шарындағы мұхиттар мен теңіздерді қосып есептегенде, жасыл өсімдіктердегі энергия көздері жыл сайын жағатын көмір энергиясынан 100 есе көп екендігі анықталған. Тек қана жер шарында қазіргі кезде өсіп тұрған ағаштардағы энергия қуаты, барлық табылған газ, мұнай және көмір қуаттарын қосып есептегеннен артық екендігі мәлім болды. Қазбалы байлықтармен салыстырғанда, жасыл өсімдіктердің қорын қайта қалпына келтіріп отыруға мүмкіндік бар. Бұл дегеніміз, жасыл өсімдіктердің фотосинтез қабілеті арқасында түзілген органикалық заттардан алынған энергия көздерін пайдалана келе, адамзат келесі жылдары да осындай энергия алуды жоспарлы түрде жүргізу мүмкіндігіне ие бола алатынын білдіреді.

Майлы өсімдіктерді жанар-жағар май көзін алуда пайдалану. Өсімдік майларын әртүрлі өсімдіктерден алуға болады. Бізге белгілі зығыр, күнбағыс, күнжұт, арахис, мақсары, кокос жаңғағы сияқты майлы өсімдіктерден басқа да экзотикалық: джоджоба, гваюла, рапс, эквалипт, копайба, малмейро, бобассо жаңғақтары сияқты көптеген мемлекеттерде кеңінен пайдаланылады. Алайда бұл өсімдіктерден алынатын майларды энергия көздері ретінде пайдалану үшін, оларды өндіруге кеткен шығынды есептеу қажет. Егерде бір литр май өндіру үшін екі литр жанар-жағар майы шығындылытын болса, оның тиімділігі болмайтыны белгілі. Мұнда осы мақсатта қандайда бір өсімдіктерді өсірудің негізгі бағамы ретінде, олардың өнімділік көрсеткіштері, яғни бір гектардан алынатын май мөлшері мен оған кеткен шығын көлемі есептелінеді.

Өндірісте пальма ағашы майынан алынатын жанар-жағар майы, қант немесе құрамында крахмалы көп өсімдіктерді өңдеу арқылы алынатын этил спиртінен дайындаоған өнімдерден анағұрлым артық келеді. Атап айтар болсақ, пальмадан майды майды жыл бойына алуға болады, майды алу технологиясы өте оңай, қоршаған ортаға зияны жоқ және қалдықтарынан құрамында ақуызға өте бай малазықтық жем өндіріледі. Өндірісте неғұрлым осы мақсатта өсірілетін өнім толықтай пайдаға асса, солғұрлым оны өсіру тиімді болатыны белгілі.

Өсімдік майларын таза күйінде де немесе жанар-жағар майларға қосынды ретінде де пайдалануға болады. Бірақ та, егер бұл майларды этил немесе метил эфирлеріне дейін өңдеп пайдаланса, олардың тиімділігі жоғарылап, машинаның пайдалану ұзақтығының артатыны анықталған. Көптеген өсімдіктердің құрамында көмірсутектері мол екендігі белгілі және оларды бірден жанар-жағар май немесе химиялық өнім ретінде пайдалануға болады. Бұлардың ішінен каучук алынатын hevea brasilensis өсімдігін атап өтуге болады. Химиялық тұрғыдан көмірсутегі ең тиімді элемент болып табылады, өйткені оларды ешқандай микробиологиялық немесе термохимиялық өңдеусіз тікелей пайдалануға болады. Ғалымдар табиғатта осындай каучук тектес, құрамында көмірсутектері мол, өсімдіктерді табу мақсатында ізденіс жұмыстарын жүргізген. Мұндай ізденіс жұмыстары негізінен құрамында латекс сөлі бар өсімдіктерді іздестіру бағытында өрбіді. Бұл өсімдіктер құрамында сүтке ұқсас 30%- көмірсутекті эмулсия бар, каучук дайындау үшін пайдаланылатын өсімдіктер болып табылады.

Халық шаруашылығында көмірсутектері мен майларды жанар-жағар май ретінде, оларды бөліп алып, химиялық жолмен этирификациялағаннан кейін ғана пайдалануға болады. Сол себептен өсімдіктер құрамындағы қанттарды микробиологиялық жолмен өңдеп, олардан этил спиртін дайындау бүгінгі күндегі өндірістік жолмен жанар-жағар май дайындаудың негізгі көзі болып табылады. Бірақ та, бұған кедергі болатын негізгі мәселелер қатарына, оларды өндірудің әлі де төмен көлемде жүргізілуі және қанттың тамақтық маңызының зор болуы жатқызылады. Сондықтан, бүгінгі таңда ашу өндірісінде тек осы мақсатта пайдалауға жарамды деп табылатын өнім ретінде лигноцеллюлозаны айтуға болады. Қазіргі таңда осы өнімді сұйық күйге дейін жеткізіп, оны ары қарай ашыту үдерістерін жетілдіру бүгінгі күнгі биотехнология саласының жанар-жағар май өндірудегі негізгі мәселелерінің бірі болып саналады.