Биохимия в медицине и сельском хозяйстве

Ежегодные потери урожая сельскохозяйственных культур от болезней и вредителей составляют 30% потенциального урожая, что в мировом масштабе оценивается в 75 млрд.$ (по данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН)

Способы борьбы с возбудителями заболеваний растений и вредителями сельскохозяйственных культур:  использование химических средств защиты;  использование биологических средств защиты.

Экономическая составляющая негативных последствий применения пестицидов:  проведение интенсивной обработки почв пестицидами вследствие развития устойчивых видов вредных организмов – около 3,30 млрд. долл./год;  организация службы охраны окружающей среды при интенсивном применении пестицидов – 3,29 млрд. долл./год;  потери трудоспособности при отравлениях приносят убыток в 1,42 млрд. долл./год.

Использование химических препаратов в защищенном грунте в Республике Беларусь ограничено законодательством Постановление Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 29.12.2005 N 280 "Об утверждении санитарных правил и норм 2.2.3.13-58- 2005 "Гигиенические требования к устройству и эксплуатации теплиц и тепличных комбинатов.

Преимущества биологических средств защиты растений:  абсолютно экологически безвредны (бактерии-антагонисты, входящие в состав препаратов, являются естественными обитателями ризосферы и филосферы растений, не изменяют состав агробиоценозов);  не патогенны и не токсичны для человека и животных;  не загрязняют окружающую среду;  обладают длительным действием: микроорганизмы, входящие в состав биопрепаратов, способны заселять ризо- и филосферу растений;  не патогенны для растений;  не обладают мутагенной и онкогенной активностями;  переводят атмосферный азот и нерастворимые фосфаты в усваиваемую для растений форму;  обладают способностью осуществлять биодеградацию ксенобиотиков (чужеродные для растений соединения);

 образуют витамины и ростостимуляторы растений – фитогормоны гиббереллин, ауксин, цитокинин, этилен и пр.;  не имеют срока ожидания (урожай можно убрать непосредственно после обработки растений биопрепаратом).

Перспективы:

 Создание новых методов фитосанитарного мониторинга;

 Создание устойчивых сортов, агроценозов и экосистем;

Создание условий для активизации и повышения эффективности естественной биоценотической регуляции;

 Разработка ассортимента высокоэффективных биологических средств и пестицидов небиоцидной пироды;

 Разработка эффективных, безопасных для окружающей среды зональных технологий и систем защиты растений.

Молоко и молочные продукты в питании населения нашей страны имеют исключительно большое медико-биологическое значение, являются важным фактором здоровья нации. Поэтому проблемы, связанные с производством и потреблением молочных продуктов, в перспективе не теряют актуальности. Анализ будущего развития молочной промышленности осложнен все более неожиданными прорывами в науке, возрастающими успехами генетики и компьютерной техники.

Разрабатываемые новые технологии пищевых продуктов в основном направлены на повышение качества и безопасности, конкурентоспособности продуктов; придание продуктам дополнительных свойств (функциональных, диетических, новых потребительских); снижение затрат на производство и потерь (комплексное использование всех составных частей молока).

Важнейшей задачей остается увеличение сроков годности молока и молочных продуктов. Главное в решении этой проблемы – повышение качества молока-сырья за счет разработки и внедрения более совершенных технологий и оборудования, повышения культуры производства.

Возможным направлением исследований по увеличению сроков годности молока, как сырого, так и пастеризованного, является обогащение его природными антибактериальными факторами вместо синтетических консервантов.

Таким антибактериальным фактором, например, может быть лактоферрин – железосвязывающий белок, инактивирующий железо (служащий сильным окислителем), делая его недоступным для микроорганизмов. В настоящее время существует множество способов консервирования пищевых продуктов, основанных на трех основных биологических принципах – биоз, анабиоз и абиоз или их различных сочетаний. Разработанные по этим принципам традиционные продукты недостаточно учитывают важные для процесса консервирования функционально технологические свойства сырья

В зарубежной литературе в последние годы все чаще стало встречаться понятие «барьерных технологий» консервирования. Суть данных технологий заключена в том, что технологический процесс консервирования представляется как ряд взаимосвязанных тормозящих факторов (барьеров), замедляющих процессы порчи при условии их наличия в достаточном количестве и на необходимом уровне.

Создание новых видов пищи и пищевых добавок, а также принципиальное улучшение качества традиционных видов питания становятся основными направлениями биотехнологии пищевой промышленности. Необходимы дальнейшие исследования, направленные на производство функциональных ингредиентов с использованием нанотехнологий, в частности, на основе глубокого фракционирования минорных составляющих белков; по подбору новых нетрадиционных источников пищевого сырья, содержащего природные антиоксиданты (флавоноиды), в том числе речь идет о такой культуре, как амарант.

Обогащение продуктов природными антиоксидантами позволит также увеличить сроки годности продуктов и улучшить экономические показатели их производства. Одно из важных направлений – дальнейшее развитие исследований в области геродиетического питания. К сожалению, выпуск таких продуктов сдерживается рядом факторов, в числе которых можно выделить недостаточное внимание государства к проблемам питания людей пожилого возрасти, фактическое отсутствие индустрии геродиетического питания, более высокая себестоимость данных продуктов.

Перспективное направление исследований – совершенствование состава молочных продуктов, предназначенных для всех групп населения, в том числе для детского питания. Молоко и молочные продукты, являясь полноценными продуктами питания, могут стать причиной непереносимости, связанной с аллергическими реакциями на их компоненты – белки, жиры, углеводы и др. Чаще всего расстройство пищеварения связано с нарушением в переваривании и резорбции лактозы.

Специально для категории потребителей с лактозной недостаточностью необходимо разрабатывать безлактозные и низколактозные молочные продукты. Научные исследования в сыроделии становятся все более ориентированными на создание технологий новых видов продуктов, обогащенных физиологически полезными пищевыми ингредиентами, улучшающими здоровье человека.

Перспективны исследования в следующих направлениях: разработка технологий сырных паст на основе биологически ценных сывороточных белков, в том числе обогащенных функциональными ингредиентами; создание технологий лечебно-профилактических сыров, обогащенных лакто и бифидобактериями с добавлением микро- и макроэлементов; изучение проблемы замены животного жира растительным с целью разработки технологии натуральных сыров со сбалансированной жировой фазой; исследование возможности использования растительных белков в составе сырных продуктов.

Сливочное масло благодаря своему составу и свойствам – один из самых привлекательных продуктов массового потребления.

Недостаток молока-сырья в первую очередь сказывается на производстве ресурсозатратных молочных продуктов, к которым относится сливочное масло. Анализ достаточно сложной ситуации в маслодельной отрасли указывает на ряд проблем и ставит перед учеными отрасли ряд сложных задач.

Основные из них:  проведение прикладных и фундаментальных исследований в области разработки прогрессивных технологий и создания новых разновидностей сливочного масла и его аналогов, соответствующих современной концепции обоснованного питания и развития маслодельной отрасли в целом;  проведение исследований по повышению биологической ценности и качества масла, включая обеспечение безопасности и улучшение потребительских показателей за счет технологической обработки сырья, привлечения нетрадиционных для маслоделия сырьевых ресурсов, таких, как высококачественные растительные жиры, молочно-белковые добавки, вкусовые ингредиенты различной направленности, биологически активные пищевые добавки;  научное обоснование принципов планирования ассортимента продуктов маслоделия.

Главная экологическая проблема в молочной промышленности – сточные воды.

Теоретический аспект решения проблемы заключается в развитии концепции мало- и безотходных технологий, экологизации молочного производства и разработке ресурсоэнерго сберегающих технологий.