Питательные среды для выращивания объектов биотехнологии, т. е.
продуцентов тех или иных соединений, могут быть неопределенного
состава и включать различные биогенные добавки (растительные,
животные или микробные) – мясной экстракт, кукурузную муку, морские
водоросли и т. п. Применяются также среды из чистых химических
соединений определенного состава, так называемые синтетические.
Компонентный
состав
сред
определяется
питательными
потребностями продуцента. Во многих процессах используют в качестве
объектов организмы, ранее называвшиеся гетеротрофами, которые в
настоящее время подразделяются на: органо автотрофы (употребляющие
органические вещества как источники энергии), литогетеротрофы
(использующие органические вещества как источники углерода) и
органогетеротрофы (для которых органические вещества служат и
источниками энергии, и источниками углерода).
Питательные среды призваны обеспечивать жизнеспособность, рост и
развитие соответствующих продуцентов, а также синтез целевого
продукта с максимальной эффективностью. Требования к питательным
средам, используемым в биотехнологии, ничем не отличаются от
требований, предъявляемым к питательным средам, применяемым в
микробиологии для культивирования тех или иных микроорганизмов. Для
приготовления питательных сред в биотехнологии используются
разнообразные субстраты, которые должны удовлетворять определенным
критериям.
Субстрат представляет собой сырье для получения целевого продукта
и должен быть недефицитным, дешевым, по возможности легко
доступным.
Растительная биомасса и (в меньшей степени) биомасса животных
организмов представляют собой достаточно хорошо утилизируемые
источники углерода для биотехнологических целей. На основе этих
источников основано давно существующее производство алкоголя из
зерна и сыра из молока. Растительные источники могут рассматриваться
как практически неистощимые. Первичная продукция фотосинтеза (рост
растений за счет использования солнечной энергии) на земле
обеспечивает 2Ч1011т вещества (биомассы) в год в пересчете на сухой вес!
Наибольшая доля биомассы (около 44 %) образуется в виде
древесины. Вызывает удивление факт, что продукция сельского хозяйства
составляет лишь 6 % первичной продукции за счет фотосинтеза, хотя
именно из этого количества получается основная часть пищи для людей и
животных, а также многие необходимые материалы (например, для
текстильной и бумажной промышленности).
В будущем значительная часть традиционных сельскохозяйственных
продуктов сможет производиться с использованием современной
биотехнологии. В частности, новые биотехнологические подходы
позволят обеспечить утилизацию большого количества отходов сельского
хозяйства, которые в настоящее время не находят применения, и
использовать их для приготовления питательных продуктов.
Биомасса сельского и лесного хозяйства в настоящее время является
значительным экономическим потенциалом во многих национальных
экономиках, в первую очередь в тропических и субтропических регионах.