14. Teollisuudessa ja ympäristöteknologiassa hyödynnetään bioteknologiaa

Bioteknologiaa käytetään nykyään monella tavalla teollisuudessa. Kemianteollosuudessa uusilla tuotantoprosesseilla pyritään säästämään energiaa, raaka-aineita ja ympäristöä. Elintarviketeollisuudessa bioteknologiaa sovelletaan esim. maitotuotteiden ja oluen valmistuksessa ja sen menetelmin parannetaan elintarvikkeiden ja niiden raaka-aineiden ominaisuuksia.

Kemianteollisuus

Entsyymejä käytetään muun muassa elintarvike-, pesuaine-, puunjalostus- ja tekstiiliteollisuudessa. Teollisuuden käyttämien entsyymien tuottamiseen käytetään bakteereita ja homeita, joita kasvatetaan biorektorien eli fermentorien kasvatusliuoksissa. Mikrobit soveltuvat hyvin entsyymien tuotantoon, koska ne kasvavat nopeasti pienellä ravintoainemäärällä ja pystyvät tuottamaan pieneen kokoonsa nähden suuria määriä entsyymejä. Entsyymi kerätään talteen joko hajottamalla mikrobit tai eristämällä entsyymi mikrobien kasvatuslioksesta, minkä jälkeen entsyymi vielä puhdistetaan.

Pesuaineteollisuus

Eniten entsyymejä käyttävä teollisuudenala on pesuaineteollisuus, jonka osuus entsyymien maailman markkinoista on yli kolmannes. Pesuaineisiin lisätyt entsyymit hajottavat tärkkelystä (amylaasi), proteiineja (proteaasit) sekä rasvoja (lipaasit), ja saavat näin likatahrat irtoamaan. Suomi on puunjalostusteollisuudessa käytettävien entsyymien tutkimuksen ja kehittämisen edelläkävijämaa.

Elintarvikkeista pyritään bioteknologian menetelmin valmistamaan entistä maukkaampia, säilyvämpiä, terveellisempiä ja käyttötarkoitukseen paremmin sopivia. Hiivasolut käyttävät energianlähteenään taikinan sisältämiä hiilihydraatteja. Hapekkaissa oloissa hiivasoluissa vapautuu energiaa soluhengityksessä ja samalla syntyy hiilidioksidia. Sekä oluen että viinin valmistus perustuu hiivasoluissa tapahtuvaan alkoholikäymiseen. Meijeriteollisuudessa piimän, viilin, jogurtin ja juuston valmistus perustuu maidon sisältämän maitosokerin eli laktoosin käymiseen maitohapoksi maitohappobakteerien eli hapatteiden avulla.

Vähälaktoosisten tuotteiden valmistuksessa käytetään laktaasientsyymiä, joka pilkkoo maidon laktoosia. Elintasosairauksien, kuten sydän- ja verisuonisairauksien, ylipainon, diabeteksen ja syöpäsairauksien yleistyminen on vaikuttaut siihen, että kuluttajat ovat entistä enemmän kiinnostuneita ruuan terveellisyydestä.

Meijeriteollisuus

Maailmanlaajuinen ilmastonmuutos ja fossiilisten polttoaineiden väheneminen ovat jouduttaneet vaihtoehtoisten energiaratkaisujen etsimistä. Bioteknologian avulla kehitetään uusia ja tehokkaits menetelmiä, joilla valmistetaan biobolttoaineita. Biopolttoaineella tarkoitetaan eloperäisestä aineesta valmistettua polttoainetta ja siitä saatavaa energiaa kutsutaan bioenergiaksi. Ongelmana bioetanolin ja -dieselin tuotannossa on se, että niiden valmistuksessa käytetään ruuaksi kelpaavia raaka-aineita tai niitä viljellään ruuantuotantoon sopivilla alueilla.

Monet bioteknologian sovellukset edistävät sekä taloudellisesti että ekologisesti kestävää tulevaisuutta. Jätevesien biologiseen puhdistukseen on jo pitkään käytetty hajottajamikrobeja. Suomessa on vanhojen sahojen ja puunkäsittelylaitosten alla maaperää, joka sisältää runsaasti vaarallisia kemikaleja, kuten kloorifenolia. Parhaiten biopuhdistus sopii vähän saastuneen tai yhtä kemikaalia sisältävän maaperän puhdistukseen.

Lähteet: oppikirja, google kuvahaku