Основы биотехнологии

При наличии в тестируемой среде глюкозы конц. кислорода у поверхности электрода Кларка уменьшалась и в цепи электрода снижался электрический ток. При этом величина тока через электрод Кларка была пропорциональна содержанию глюкозы в среде для довольно широкого диапазона концентраций углевода.

Рис. 1. Конструкция ферментного электрода для определения содержания глюкозы

Генетическая и клеточная инженерия Ген. инженерия-совокупность методов молекулярной биологии и генетики, направленные на искусственное создание новых, не встречающихся в природе сочетаний генов. Ген. инженерия бывает-клеточная и генная.

Технология рекомбинантых днк Рекомбинантное ДНК – гибридная молекула ДНК, содерж. искусственно введенный ген. Этапы технологии рекомбинантных ДНК: 1) Получение клонируемого гена: их орга-низма донора нужных генов экстрагируют нативную ДНК и подвергают ее ферментативному гидролизу; 2) Введение клонируемого гена в вектор: клонир. ДНК соединяют с другой ДНК (клонир. вектор), с обратно рекомбинантной ДНК; 3) Перенос рекомбинантной ДНК в реципиентную клетку: рекомбинантную ДНК вводят в компетентные прока-риотические или эукариотические клетки; 4) Идентификация клеток – реципиентов, содержащ. рекомбинантные ДНК; 5) Получение клонируемого белка.

Ферменты: Рестриктазы – «режут» ДНК в определенных местах. Лигазы – «сшивают» фрагменты ДНК. С помощью методов генной инженерии стало возможным получение рекомбинантного инсулина, соматотропина, интерферонов.Конструирование рекомбинантной ДНК: сшивка по «липким концам», сшивка по «тупым концам». Генетическая инженерия бактерий

1) ДНК-диагностика; 2) Лекарственные средства – инсулин, интерфероны, гормон роста, антибиотики; 3) Производство антител, вакцин; 4) Получение бактериальных рестриктаз; 5) Получение витамина С, аминоки-та; 6) Микробные инсектициды.

При синтезе инсулина в поджелудочной железе вначале образуется предшественник инсулина - проинсулин. Он состоит из А-цепи, В-цепи и С-пептида, состоящего из 35 аминоки-таных остатков. С-пептид отщепляется под действием карбоксипептидазы и трипсина и проинсулин переходит в активный инсулин. Инсулин был первым лекарственным рекомбинантным препаратом. До получения рекомбинантного инсулина препарат получали из поджелудочной железы свиней и крупного рогатого скота. Но такой способ получения инсулина имел целый ряд недостатков: - недостаток поголовья скота; - сложности хранения и транспортировки сырья; - трудности выделения и очистки гормона; - возможность развития аллергических ре-ций. Генетическая инженерия растений

Практическое исп. культур клеток и тканей растений: *Биосинтез биотрансформация для получения ценных ве-в; *Микроклональное размножение и оздоровление растений; *Создание растений с ценными св-вами.

Этапы микроклонального размножения: 1 этап - Выбор растения донора, изолирование и стерилизация экспланта, создание условий для их роста на пит. среде; 2 этап - размножение; 3 этап – укоренение полученных микропобегов; 4 этап – адаптация растений к почвенным условиям произрастания, их выращивание в условиях теплицы и подготовка к реализации или посадке в поле. Генетическая инженерия животных Задачи клонирования в сельскохоз. отрасли: 1. Создание высокопродуктивных животных с желаемым фенотипом, т.е. копий животных-рекордистов; 2. Размножение генетически модифицированных трансгенных животных-биореакторов, кот. производили бы ценные биол. актив. в-ва. Направления создания трансгенных животных 1) Источники для произ-ва фарм. препаратов – фарм. препараты получаемые из культур животных клеток зачастую имеют высокую стоимость. Путь преодоления этой проблемы – получение трансгенных животных, несущих чел. гены (получены трансгенные куры, кот. *продуцируют антитела против рака кожи в яичном белке; *производят человеч. интерферон). 2) Трансгенные жив-ные, служащие источником пищи – в геном свиней перенесены гены, ускоряющие рост животных. Получен трансгенный лосось со встроенным гормоном роста, трансгенные коровы с повыш. содерж. казеина в молоке, ведутся работы по получ. трансгенных коров с миним. содержанием лактозы в молоке (безлактозное молоко). 3) Трансгенные жив-ные как источники трансплантантов для человека – выведение ГМ-свиней, органы кот. могут использ. для трансплантации. Задачи: 1) преодоление иммунологических барьеров (гистосовместимость); 2) недопущение переноса патогенов от донорного животного к чел-ку; 3) анатомическая и физиологич. совместимость донорного органа с человическим (первые эксп. – пересадка свиных трансгенных почек и сердца нечеловекообразным обезьянам). 4) Модельные системы для изучения болезней чел-ка – на мышах смоделированы СПИД, болезнь Альцгеймера, артрит, мышечная дистрофия, гипертония, образование опухо-лей, нейродегенеративные нарушения, дисфункция эндокринной системы, сердеч.-сосудистые заболевания и др. 5) Трансгенные домашние любимцы – декоративные рыбки. При соответствующем освещении красные, зеленые и желтые рыбки начинают ярко флуоресцировать, хотя природная окраска серого цвета. При наличии в воде опред. токсич. в-в рыбки меняют окраску, становясь индикатором загрязнения.

Био-ПАВ Св-ва микробных ПАВ (биосурфактантов) – изменение поверхностных св-в материалов, снижение поверх. и межфазного натяжения, увлажняюющее действие, распределение по пов-тям, изменение гидрофильности и гидрофобности, эмульси- и деэмульсификация, гелирование и действие как детергенты или флокуллянты, пенообразование, усиление скорости роста микроорг., способность снижать трение при резке Ме и антимикробное действие. Происхождение – высокомолекулярные липидные комплексы, кот. образуются в аэробных условиях роста микробов продуцентов. Для производства ПАВов продуценты выращивают в аэрируемых ферментерах, при масшаб. применении при ликвидации разливов нефти или очистке почв их можно культивировать и там, где их действие наиболее востребовано. Низкое содержание O2 в таких местах диктует необходимость поддержания активных анаэробных продуцентов, способных образовывать ПАВ в анаэробных условиях, хотя др. условия роста в этих местообитаниях также не способствует развитию МО (отсут. перемешивания, низкая t, неадекватное снабжение пит. в-вами и микроэлементами, низкая массопередача). Хим. структуры биосурфактантов: 1. Гликолипиды; 2. Гидроксилированные и связанные жирн. к-ты (миколовые к-ты); 3. Полисахарид-липидные комплексы; 4. Липопротеин-липопептиды; 5. Фосфолипиды; 6. Поверхностные оболочки клеток. Побразуют большое число бактерий и грибов (дрожжей). Эти МО предпочитают развиваться в широком разнообразии мест обитания (почва, вода, нефтяные поля), они легко могут адаптироваться к жизни в таких условиях, образуя био-ПАВы в аэробных и анаэробных условиях, кот. позволяют им эмульгировать гидрофобные в-ва, превращая в доступные гидрофильные субстраты. Многие бактерии обр. гликолипиды, кот. содержат остатки сахаров (рамноза, трегалоза, сахароза и глюкоза). Рамнолипиды могут состоять из 1-2 рамнозных единиц и остатков β-гидроксидекановой к-ты. Рамнолипид RL-2 содержит одну молекулу рамнозы и 2 молекулы ЖК. Сурфактанты могут образовываться за счет источников углерода (глицерол, этанол, фруктоза, глюкоза, n-алканы, растительные масла), за счет отходов производств (меласса, феантрен, обработ. машинные масла). Наиболее распр. методы, применяемые для получения био-ПАВов

Условия выращивания или применения МО	Эффект от применения метода
Образование био-ПАвов при росте микроорганизмов	Индукция образования ПАВа добавлением липофильных субстратов Увеличение производительности: 1.Штамма при оптимизации состава среды 2.При изменении параметров культивир. (рН, t, аэрации, скорости перемеш.) 3.Вследствие введения в среду различных компонентов (пенициллина, этамбутола, ЭДТА, влияющих на проницаемость клеточной стенки) 4.Вследствие введения в среду алканов, керосина и ЭДТА, кот. вызыв. выделение связанных с клеточ. поверхностью био-ПАВов в среду
Образование био-ПАВов при органичении роста микроорганизмов	Увеличение производительности: 1.При лимитизации азотом 2.Ограничении роста клеток по поливалентным катионам 3. Ограничении роста параметрами культивирования (рН или t)
Образование био-ПАВов покоящимися клетками микроорганизмов	Образование ПАВов: 1.Свободными нерастущими клетками 2.Иммобилизир. клетками 3. Иммобилизир. клетками с одновременным удалением продукта 4.Покоящимися иммоб. клетками микроорг. из предшественников

Наименьшее поверх. напряжение было получено с молекулой ПАВа, кот. включила два рамнозных остатка. Рамнолипиды – хорошие эмульгаторы, их исп. для удаления Zn и Cu из почв. Трегалозные липиды связаны с клеточ. пов-тями. Трегалозные тетраэфиры с β-гидрокси-ЖК могут понизить поверхностное и межфазовое натяжение воды. Манно-зилэритритоловые липиды образ. клетки некот. видов рода Candida и они накапливаются внеклеточно. Такие липиды тоже снижают поверх. и межфаз. натяжение воды. Для снижения произв. затрат для синтеза ПАВов исп. недорогие и доступные субстраты (гидролизаты рисовых оболочек, отходы крахм. произ-ва, мелассу, кукурузный экстракт, бытовые стоки, картоф. шелуху, молоч. сыворотку и отходы пр-ва оливков. масла). Цели наработки био-ПАВов: получение max выхода продукта (г/л в час), увелич. выхода ПАВов с единицы исп. сырья и получение max конеч. кон-ции продукта в единице объема. Важно также снизить образование и/или накопление побоч. метаболич. продуктов, кот. могут мешать био-ПАВам проявлять свои св-ва или затруднять их выделение или очистку. Наработку био-ПАВов ведут в периодич. процессах или в непрерывных режимах культив-ния при низких скоростях разбавления культур. Можно вести процесс с иммобилиз. клетками в периодич. или непрерывных режимах. Еще прием увелич. произв-ти ферментеров – эрлифтное трехфазное культ-ние. Стратегия получения ПАВов для снижения затрат на проив-во: получить микробное масло на основе клеток Chlorella sp. и дрож. Lypomyces. Затем на основе этого масла, как субстрата, с помощью дрож. Candida bombicola получить гликолипиды. Выделение и очистка биосурфактантов из культуральной жидкости составляет значит. долю общей стоимости производства. Часто низкиекон-ции продуктов и их амфифильный характер явл. препятсвием эффектив. выделения. Для большинства областей применения ПАВов конечн. степень очистки не играет существ. роли, если готовый продукт имеет заданные св-ва, поэтому выделение и очистка био-ПАВов может состоять из нескольких шагов – осаждение, эстракция орг. р-рителями, абсорбционная хроматография. Если при выращ. клеток исп. водонерастворимые субстраты (масла, УВ), необх. вначале удалить их остатки из среды. Выделение водораств. внеклеточных сурфактантов состоит из нескольких стадий, тогда как выделение мембран-ассоции-рованных или нерастворимых в воде ПАВов происходит легко. ПАВы из водной среды можно осадить метанолом или экстракцией смесью хлороформ/метанол после подкисления среды. Иногда сначала среду подвергают ультрафильтрации, затем ПАВ осаждают изопропанолом. Этот метод позволяет вначале отделить белки от ПАВа. Были разработаны и двухфазные процедуры для экстракции ПАВов, при кот. катионные сурфактанты находились в жижней фазе, а анионные переходили в верхнюю фазу двухфаз. системы из полиэтиленгликоля и декстрана. Клетки B.subtilis при этом оставались в нижней фазе, а синтезированный ими сурфактин переходил в верхнюю. Заряженные ПАВы (сурфактин) можно высадить из р-ра, доводя значение его рН до изоэлектрич. точки. Холодный ацетон, этанол или (NH4)2SO4 также применяют для высаливания биоПАВов из ферментац. среды. Экстракция орг. р-рителями может быть использована наряду или вместо осаждения ПАВов. При правильном подборе орг. р-рителя, выбора ионной силы р-ра и рН можно добиться высоких коэффициентов распределения сурфактанта между органич. и водной фазой.

Био-ПАВы можно извлекать из р-ра и при ультрафильтрации, исп. мембраны с размерами пор, отсекающие молекулы в 100 раз больше молек. массы ПАВа, при

использ. ионообменных смол, актив. угля или гидрофобных адсорбентов. Для дальнейш. очистки применяют вытесняющую ж хроматографию на силикагелях, гельфильтрацию на липофильных смолах (Сефадекс LH-20) и препаративныю тонкослойную хроматографию.

Области применения биосурфактантов

Область применения	Способ примен.	Эффект от применения
Добыча и обработка металлов	Конц-ние руд, резка металлов, литье, удаление ржавчины и окалины, нанесение покрытий	Смачивание, Эмульсификация, смазка, замедление коррозии в прокат. маслах и резочных смазках, гальванопластика, электроудаление ржавчины и обрастаний
Целлюлозно-бумаж. промышленность	Обработка бумажной массы и бумагоделательных машин	Промывка, обеспенивание, закрепление пигментов, смачивание, окраска и обработка пов-ти
Краски и защиты пов-тей	Изготовление пигментов, латексных красок, восков и политур	Смачив. и суспендирование пигментов при размалывании, эмульсификация, стабилизация латексов, препятствие осаждению и разделению пигментов, стабилизация эмульсий, антистатики
Нефтяная промышл. и ее продукты	Буровые жидкости, разраб. скважин, вторичная добыча нефти, обработка нефтяных дистиллятов	Эмульсификац. нефти, распределение тв. частиц, изменение реологич. св-в буровых жидкостей для нефтяных и газовых скважин, эмульгир. и суспендирование осадков при очистке засоренных скважин, деэмульсиф. сырой нефти, предотвр. коррозии оборудования, ингибиторы коррозии в топлив. и турбинных маслах
Текстильная промышл.	Подготовка нитей, окраска и печать, обработка пов-тей	Детергенты и эмульгаторы для шерсти, диспергаторы при пр-ве вискозы, смазки и антистатики, стабилизац. эмульгирования, посадка краски, смеси для обработки тканей
Строительное дело	Дорожные покрытия, цемент, бетон, керамика	Улучшение сцепления асфальта с подложкой из гравия и песка, удаление пузырьков воздуха из связующих
Эластомеры и пластики	Полимеризация эмульсий, губчатые полимеры, латекс. клеи, компоненты пластиков, ламинирование пластиков	Увлажнение, р-рение, эмульгирование мономеров, введение воздуха, контролир. размера пузырьков, улучшение силы склеивания, антистатич. агенты
Пищевые произв. и напитки	Хранение и обработка пищи, фрукты и овощи, пекарное дело, мороженое, кристаллизац. сахара, жарочные масла и жиры	Для очистки и обеззараживания, улучшают удаление пестицидов и воск. покрытий, солюбизация цветочных масел, контроль консистенции, препятствие прилипанию при выпечке, уменьшение времени приготовления, препятствие разбрызгиванию масел
Промышленные очистки	Санитария ванн и туалетов, борьба с отложениями солей	Детергенты и очистители, увлажнители и ингибиторы коррозии в трубах
Фармацевтика и косметика	Репелленты, антациды, предметы гигиены, противоугревые пластыри, р-ры для линз, ср-ва для окрашивания и ухода за волосами/ногтями, дезодоранты, массажные кремы, тени, тушь, помада, пасты, мыла, шампуни, бальзамы	Эмульгаторы, пенообразователи, увлажнители, очистители, антимикробн. агенты, медиаторы действия ферментов
Контроль загрязнения	Биоремедиация почвы, хранение масел, удаление разливов нефти	Эмульгаторы и эмульсификаторы

Технология биоразлагаемых полимеров

Раст. сырье → полисахариды → биопластик → упаковка, тара ↓влажность,МО компостирование

Первые биопластики были получения из крахмала, однако крахмал растворяется в воде. Др. путь получения биопластиков-исп. крахмалсодержащ. сырья для микробиол. превращения его в молочную ки-ту. Затем мономеры ки-ты подвергаются полимеризации с образов. полимолочной ки-ты или полилактима по сравнению с крахмалом. В промышленности молоч. Ки-ту получают с помощью химич. и микробиологич. синтеза.

При микробиол. синтезе исп. периодич. культивир. бактериями рода lactobaccilus. Из полилактидов производят одноразовую посуду, упаковку, пленочные материалы и тд. Она разрушается за 45 дней в условиях промышленного компостирования (t не меньше 60, определенный уровень влажности и наличие бактерий). Полиэфиры алкановых кислот – полигидроксиалканоаты (ПГА). Преимущества по сравнен. с полилактидами:1) Получают методом прямой ферментации (для их произ-ва не требуются отдельные этапы). Сырье для их синтеза-сахара, орг. ки-ты, спирты, продукты гидролиза растит. сырья, промыш. отходы производства сахара и тд; 2)Св-вами ПГА (кристалличность, механич. прочность, t хар-ки, скорость биораспада) можно управлять, варьируя в процессе ферментации состав питательной среды; 3) ПГА подвергаются переработке из различных фазовых состояний (порошки, ра-ры, расплавы).

Биотехнологический процесс получения этих пластиков заключается в культивировании этих продуцентов в ж питательной среде при постоянной аэрации и перемешивании, при избытке углеродного субстрата и несбалансированном росте, т.е. когда процесс синтеза макромолекул ограничен каким-либо компонентом субстрата.

Продуцентами ПГА явл. водородкислород. бактерии, азотофиксаторы, псевдомонады и метилотрофы. Эти пластики образуются в клеточной цитоплазме в виде гранул, кол-во и размер которых зависит от общего содержания полимеров в клетке. Пример: полигидроксибутират (хрупкий, малоустойчивый к растяжению). Было обнаружено, что присутствие гидроксивалериановой ки-ты в составе ПГ-бутирата влияет на хар-ки полимера, делая его более эластичным, упругим и удобным для переработки. Было установлено, что бактерии при определенных условиях роста способны синтезировать гетерогенные ве-ва. Область применения-упаковочный материал, тара для бытовых отходов, пищевая промышленность; для изготовления различных пластиковых соед., для изготовления клея, стабилизации красителей. Расплавами ПГА ламинируют бумагу, производят нетканные материалы. В медицине-нити, ортопедич. фиксаторы. Биогеотехнологии (БГТ) металлов

Это процессы извлечения Ме из руд горных пород и ра-ров под воздействием МО или продуктов их жизнедеятельности при нормальном давлении и физиол. t (5-90гр.). Составные части БГТ: *Бактериальное выщелачивание Ме (биогидрометаллургия); *Биосорбция Ме из ра-ров; *Обогащение руд. 1.Бактериальное выщелачивание. Первые МО, которые выделили из шахтных дренажных вод, способных окислять Fe2+ и восстанавливать S (Thiobaccilus ferrooxydans). Данные бактерии переводят Cu из руды в ра-р. Известны спириллы, которые могут окислять fe2+ в fe3+, но они не окисляют сульфидные Ме. Также исп. нитрифицирующие бактерии, сульфатвосстанавливающие бактерии. Все выщелачивающие бактерии в ходе окисления переводят Ме в ра-р, но по разным путям, поэтому выделяют прямые и непрямые методы окисления Ме. Процесс окисления Fe и S явл. прямым окислительным процессом:

FeSO4 + O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + H2O S+ O2 + H2O = H2SO4

FeS2 + O2 + H2O = Fe2(SO4)3 + H2SO4 ZnS + O2 = ZnSO4

Ионы Fe(3), образующиеся в ре-те окисления бактериями Fe2+ явл. сильным окислительным агентом, переводящим в ра-р многие минералы, например, халькоцит: Cu2S + Fe2(SO4)3 = CuSO4 + FeSO4 + S

Выщелачивание протекающее с участием Fe3+ наз. непрямым окислением.

Бактериальное окисление сульфидных Ме - сложный процесс, состоящий из адсорбции бактерии на пов-ти минерала, затем из деструкции крист. решётки транспорта клеток минер. элементов и их внутриклеточное окисление. Этот процесс протекает по з-нам электрохим. коррозии и поэтому зависит от состава структуры и св-в минерала. Прикрепляясь к пов-ти минералов, бактерии увеличивают её гидрофильность, при этом электронный потенциал снижается, а ОВ-потенциал среды возрастает. Чем выше разность, тем быстрее протекает электрохим. р-ция на К и А: FeS2+O2+ 4H+ =Fe2+ +2S+2H2O │O2- + 4H+ = 2H2O │ FeS2 = Fe2+ + 2S + 4e

Бактерии окисляют минералы с более низким потенциалом (анодные минералы)

Наиболее изучаемым явл. процесс окисления Fe2+. Установили, что е акцептируются Сu-содержащим белком и переносится через мембрану по дыхательной цепи. Перенос е обеспечивает возникновение на мембране 120 мВ, а перенос микропротонов 210 мВ. Этих 330 мВ достаточно для образования молекулы АТФ. Вторая часть р-ции окисления железа приводит к образованию воды, протекающих на внутренней стороне цитоплазматической мембраны.

Сульфидные минералы окисляются бактериями при условии: они должны быть адаптированы к конц. отдельного минерала в среде и их конц. должна быть высокой.

Все полученные при бактер. выщелачивании продукты р-ции находятся в ра-рх, кот. легко можно нейтрализовать (вредные, побочные, газообразные продукты отсутствуют) и процесс не зависит от масштабов проведения. Необходимость поддержания активности бактерии - трудность.

1. Поверхностное выщелачивание куч и отвалов

Этот метод применяют при извлечении Cu из горной породы с низким её содержанием.

Кучи содержат повышенное содержание Ме, извлечение кот. возможно за короткий срок. В кучах и отвалах измельченная горная порода укладывается на наклонную водонепрониц. основание и потом поверхности куч и отвалов орошаются выщелачивающей ж - ра-р ки-ты и ионов Fe (3). Сбор ра-р с извлеченным Ме протекает снизу, при этом происходит развитие природных бактерий. А Н+ среда и наличие O2 способствует повышению активности. Обогащенные Ме-ра-ры направляют в специальные пруды и водоёмы для дальнейшего извлечения Ме. Его проводят методом осаждения или электролизом. Обработанные выщелаченные ра-ры, кот. содержат в основном ра-р Fe регенерируют в окисл. прудах и опять подают на отвалы. Бактериальное выщелачивание также применяют в кач-ве первич. технологии для получения Урана.

2. Бактер. выщелачивание - чановое выщелачивание (в аппаратах)

Применяется для извлечения Cu, урана, Au, Ag и др. Ме

Чановое выщелачивание проводят в проточном режиме в серии последовательно соединенных аппаратов с перемешиванием, аэрацией, при стабилизации рН, t и стабилизации бактерий. Перед загрузкой в аппараты горную породу измельчают и смешивают со слабым ра-ром H2SO4. Схема чанового выщелачивания - замкнутая. Произ-во воды после регенерации исп. потом в качестве пит. среды для бактерий и в качестве выщелачивающего ра-р. Способ культивиров. железоокисляющих бактерий происходит в проточном электро-хим. ферментере. В процессе роста бактерии окисляют Fe2+ до Fe3+, а в процессе электрохим. превращения Fe3+ восстанавливается до Fe2+ и снова явл. субстратом для бактерий. В промышлен. чановое выщелачивание применяется при переработке медно-цинковых горных пород. Это такие минералы: CuFeS2, FeS2, ZnS. За 72 ч выщелачивания извдекается до 90% Zn, 25% Cu, 5% Fe. Биосорбция металлов из ра-ров

Биологич. методы применяются для извлечения Ме из промышл. бытовых сточных вод и эти методы, в отличие от физ. хим. методов хар-зуются простотой и эффективностью.

Для этих целей загрязненные Ме воды собирают в отстойниках или прудах со слабым течением, где развиваются МО и водоросли. МО накапливают ра-ренные Ме внутриклеточно или переводят их в нера-римую форму и вызывают осаждение благодаря выделению специфических продуктов обмена. МО кроме включения Ме в цитоплазму способны адсорбироваться на поверхности клеточ. стенки, связывать метаболитами в нераств. формы, а также переводить в летучую форму. Это не только способ очистки сточных вод, но и способ очистки Ме. Основные процессы извлечения Ме из ра-ров-биосорбция, осаждение металлов в виде сульфидов, восстановление 6-валент. хрома.

1. С помощью биосорбции даже из разб. ра-ров возможно 100% извлечение Pb, Hg, Cu, Cr, U и 90% извлечения Au, Ag, Pt. Внутриклеточное содержание Ме, например для U может составлять до 18% по весу биомассы, для Ag до 30%. Пример: установление способности водорослей, дрожжей и бактерий адсорбировать U из морской воды. Техническое осаждение адсорбции - пропускание Ме через микробный биофильтр.

2. Способ дезинтеграции: Извлечение Ме из р-ров путем осаждения сульфидов. Для этого исп. сульфат-редуцирующие бактерии, выделяющие H2S, кот. связывает ра-ренные Ме, вызывая их осаждение. С помощью этого метода возможно извлечение Cu из ра-р (90%). Метод восст-ния 6-вал. хрома: известные бактерии, способные в анаэробных условиях восстанавливать 6-валентный хром до 3-валентного, кот. далее осаждается в виде Cr(OH)3.3)Обогащение руд: Исп. сульфат-редуцирующие бактерии. При проведении проц. флотации окисление минералов Pb и Sb применение этих бактерий повышают на 8% извлечение минералов, а в процессе флотации церуссита (PbCO3), извлечение Pb возрастает на 25%. Применение: увеличение про-ва сырьевых Ме, обеспечение компл. извлечения Ме не требует сложной техники и оборудования, процессы поддаются регулированию.

Биоэнергетика

Наука о путях и механизмах трансформации энергии в биологич. системах.

Научные и аналитические исследования позволяют сделать вывод о том, что наибольшая эффективность методами для крупномасш. преобраз. солнечной энергии основаны на использовании биологич. систем: БТ превращ. биомассы в энергоносителях биометаногенеза и пр-ва спирта, модификации и повышение эффективности процесса фотосинтеза, создание биотопливных элементов, получение фотоводорода и биоэлектрокатализ.

Биометаногенез или метановое брожение

Биогаз, получаемый из орг сырья в процессе метаногенеза в рез-те разлож. сложных орг субстратов при участии микробной ассоциации представляет собой смесь из 65-75% метана, 20-25% CO2, небольших кол-в H2, H2S, H2O, N2.

Неочищ. биогаз может примен. в быту при приготовлении пищи, а очищ. аналогичен природ. газу и в процессе биометаногенеза решается проблема воспроизводства энергии и переработки орг. отходов (с/х., промышл., бытовые, включая сточные воды).

В ассоциации присутствуют МО-деструкторы, вызывающие 1) гидролиз сложной орг. массы с образ. орг. кислот (масляной, пропионовой, молочной), а также низших спиртов, NH3 и Н2. На 2) бактериях-ацетогенах превращение этих кислот в CH3COOH, H2, оксиды С. На 3) бактериях-метаногенах восстанавливаются водородом кислоты - спирты и оксиды углерода в метан.