เทคโนโลยีชีวภาพ

เทคโนโลยีชีวภาพ ( Biotechnology ) ในความหมายโดยกว้างคือการศึกษาและนำความรู้ในสาขาชีววิทยาจุลชีววิทยาเคเคมี อณูพันธุศาสตร์ที่เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ เช่น จุลินทรีย์ พืช และสัตว์มาใช้ประโยชน์ เทคโนโลยีชีวภาพที่เก่าแก่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติก็คือ เทคโนโลยีการหมัก (Fermentation Technology ) และ เทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่ (สำหรับ ค.ศ. 2004) คือวิทยาการตัดแต่งพันธุกรรม (DNA Recombinant Technology )

[แก้ไข] ผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่ถูกจัดอยู่ในกลุ่มของเทคโนโลยีชีวภาพ

พันธุวิศวกรรม : เป็นกระบวนการ ที่เจาะจงเลือกหน่วยพันธุกรรม (Gene) บางตัวของสิ่งมีชีวิตชนิดใดชนิดหนึ่ง (ไม่ว่าจะเป็นพืช สัตว์ หรือ จุลินทรีย์) และนำไปใส่ในสิ่งมีชีวิตอีกประเภทหนึ่ง เพื่อทำให้เกิดลักษณะพิเศษที่ต้องการ รวมถึงการตัด และต่อพันธุกรรม เช่น การตัดพันธุกรรมในการสร้างน้ำย่อยของเชื้อ R. oryzae ไปต่อเพิ่มให้กับ R. oryzae อีกตัวหนึ่ง ทำให้ R. oryzae ตัวที่ถูกเพิ่มพันธุกรรม สามารถสร้างน้ำย่อยได้มากขึ้น
การผลิตวัคซีน : วัคซีนทุกชนิดนับว่าเป็นผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีชีวภาพเช่นเดียวกัน วัคซีน อาจเตรียมได้จากเซลล์ของตัวก่อโรคทั้งหมด (Whole cells) หรือเตรียมจากเปลือกหุ้มตัวเชื้อ (Capsule) หรือ เตรียมจากส่วนขนละเอียดรอบตัวเชื้อ (Pilli) ก็ได้
สารกระตุ้นการสร้างภูมิคุ้มกันโรค : ผนังเซลล์ของจุลินทรีย์บางชนิด มีส่วนประกอบของสารในกลุ่ม polysaccharides (เช่น Oligosaccharide และ Peptidoglycan เป็นต้น) สารพวกนี้ มีคุณสมบัติในการเกาะจับจุลินทรีย์ตัวก่อโรค และสามารถกระตุ้นให้ร่างกายสร้างภูมิคุ้มกันโรคได้ดีขึ้น ผลิตภัณฑ์ในกลุ่มนี้ มีตั้งแต่การใช้ตัวเซลล์ (Whole cell), สกัดเพียงบางส่วน เช่น สาร Oligosaccharide จากผนังเซลล์ของยีสต์ แบคทีเรีย Pediococcus spp. และ Lactobacillus บางสายพันธุ์
น้ำย่อย หรือ เอ็นไซ : น้ำย่อยที่สร้างจากสัตว์แต่ละชนิด มีความสามารถในการย่อยวัตถุดิบอาหารสัตว์ได้แตกต่างกัน เมื่อให้สัตว์กินวัตถุดิบบางชนิดแล้ว สัตว์ไม่สามารถย่อยได้ ทำให้สิ้นเปลืองวัตถุดิบ ดังนั้นเป้าหมายของการใช้วัตถุดิบในปริมาณน้อย แต่ให้เกิดประโยชน์ (ย่อย) ได้ดีที่สุด ปัจจุบันจึงได้มีการผลิตน้ำย่อย ทั้งชนิดจำเพาะ เช่น น้ำย่อยที่ย่อยสารกลูแคน (Glucanase) หรือในรูปของน้ำย่อยรวม (Enzyme cocktail) มาใช้ผสมในอาหารสัตว์ ทำให้สามารถลดปริมาณการใช้วัตถุดิบได้ และสัตว์เจริญเติบโตได้ดี น้ำย่อยที่กล่าวถึงนี้ คือผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกระบวนการสันดาป (Metabolic products) ซึ่งส่วนใหญ่มาจากกระบวนการหมักของจุลินทรีย์
วิตามิน : วิตามิน เป็นผลิตภัณฑ์จากกระบวนการสันดาปที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติจากการผลิตของ จุลินทรีย์ เช่น กากเบียร์ จะมีส่วนประกอบของวิตามิน บี หลายชนิด เป็นต้น
โปรตีน และกรดอะมิโน : ตัวเซลล์ของจุลินทรีย์หลายชนิด มีส่วนประกอบของโปรตีน และกรดอะมิโน
สารสกัดจากพืช : สารสกัดจากพืชบางชนิด มีคุณสมบัติ เป็นสารทำลายศัตรูพืช หรือ ออกฤทธิ์ทำลายแบคทีเรียบางชนิดได้
สารเสริมชีวนะ : หรือ ที่เรียกว่า โปรไบโอติก เป็นผลิตภัณฑ์ทางเทคโนโลยีชีวภาพ ที่อาจกล่าวได้ว่า ผลิตภัณฑ์กลุ่มนี้ เป็นที่รู้จักมากที่สุดในวงการการเลี้ยงสัตว์ สารเสริมชีวนะ ประกอบด้วยกลุ่มของจุลินทรีย์ที่มีคุณประโยชน์ ได้แก่ แบคทีเรีย (Bacteria) ยีสต์ (Yeasts) และรา (Fungi) โดยเฉพาะพวกแบคทีเรีย ที่สามารถสร้างกรดแลคติค และกรดไขมันระเหย (Lactic acid and Volatile Fatty acid) ความสำคัญของสารเสริมชีวนะ นอกจากจะสร้างกรด เพื่อยับยั้งการเจริญของจุลินทรีย์ตัวก่อโรคแล้ว ยังมีความสามารถในการเจริญทวีจำนวนได้รวดเร็ว เบียดบัง หรือข่ม และแข่งจุลินทรีย์ที่ก่อโรคได้อีกด้วย และสารเสริมชีวนะนี้ ตัวเซลล์ยังประกอบด้วยสารสำคัญ ในการกระตุ้นการสร้างภูมิคุ้มกันโรค พวก polysaccharide และ peptidoglycan อีกด้วย มีผู้อธิบายถึงการที่จุลินทรีย์พวกนี้ สามารถสร้างสารคล้ายปฏิชีวนะ ทำลายจุลินทรีย์อื่น โดยเฉพาะตัวที่ก่อโรคได้เช่นเดียวกัน
กลุ่มย่อยสลาย อินทรีย์สาร และอนินทรีย์สา : จุลินทรีย์หลายชนิด โดยเฉพาะแบคทีเรีย ทำหน้าที่ในการย่อยสลายของเสียทั้งหมด ให้กลายเป็นโมเลกุลขนาดเล็กมาก จนพืชชั้นสูง และพืชเซลล์เดียว สามารถดูดซับสารอาหารไปใช้ประโยชน์ได้ ปัจจุบันสามารถเพาะเลี้ยงจุลินทรีย์ เพื่อนำมาเป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในการย่อยสลาย และควบคุมคุณภาพของน้ำเสียจากฟาร์ม อย่างแพร่หลาย
การถนอมอาหาร : การถนอมอาหารโดยใช้จุลินทรีย์ ได้แก่ การหมัก และดองอาหาร เช่น การทำนมเปรี้ยว แหนม ผักดอง เป็นต้น
เพิ่มคุณค่าทางอาหาร : เช่น จุลินทรีย์จะสร้างน้ำย่อย เพื่อย่อยน้ำตาลแลคโตสในน้ำนม ให้ได้เป็นน้ำตาลกลูโคส และน้ำตาลกาแลคโตส ซึ่งมนุษย์สามารถนำไปใช้ได้
อุตสาหกรรมการผลิต : เช่น การผลิตเหล้าองุ่น เบียร์ แอลกอฮอล์ ที่นำมาใช้เป็นเชื้อเพลิง และใช้ฆ่าเชื้อ เป็นต้น

[แก้ไข] ประโยชน์ของเทคโนโลยีชีวภาพ

การขยาย และการปรับปรุงพันธุ์สิ่งมีชีวิตทั้งหลาย การนำผลผลิตจากสิ่งมีชีวิต ไปแปรรูปเป็นอาหาร หรือยา กระบวนการที่ใช้แปรรูปผลผลิตดังกล่าวในระดับโรงงาน กระบวนการที่ใช้สิ่งมีชีวิต เช่น จุลชีพ ในการบำบัดน้ำเสีย และรักษาสภาพแวดล้อม การนำของเสียจากสิ่งมีชีวิตไปใช้ประโยชน์ เช่น นำไปทำปุ๋ย เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง ได้แก่