Teolliset sovellukset

Biotekniikkaa on vuosituhannet sovellettu elintarvikkeiden, juomien ja rehun valmistuksessa sekä säilönnässä. Maailmanlaajuisesti biotekniikalla on nykypäivänä hyvin merkittävä rooli myös lääketieteessä sekä keinona parantaa erilaisten kasvien ominaisuuksia. Lisäksi biotekniikalla on neljäs merkittävä sovellusalue: biotekniikan hyödyntäminen erilaisten teollisten tuotteiden valmistuksessa. Tästä juontaa nimitys "teollinen biotekniikka".

Teollinen biotekniikka hyödyntää tuotantoprosesseissaan erilaisia mikro-organismeja (pääasiassa bakteereita, hiivoja ja homeita) tai niiden avulla tuotettuja entsyymejä. Prosesseilla valmistetaan pääasiassa erilaisia kaupallisia tuotteita kuten kemikaaleja, elintarvikelisäaineita, proteiineja, muoveja ja polttoaineita. Samoja prosesseja ja osaamisia hyödyntäen tuotetaan myös monia lääkinnällisiä yhdisteitä, kuten antibiootteja, rokotteita ja vasta-aineita. Tässä on hyvä esimerkki eri sovelluskohteiden rajapinnasta: teollisesta biotekniikasta tuttujen prosessien avulla tuotetaan yhdisteitä, joita sovelletaan lääkinnällisissä sovellutuksissa.

Teollisen biotekniikan tuotteita valmistetaan isoissa tehtaissa vuodessa miljoonia tonneja. Tuttuja esimerkkejä arkipäivän massatuotteista ovat etanoli (sekä tekniseen että polttoaine- ja juomakäyttöön), elintarvikelisäaineina käytetyt glutamiini- ja sitruunahappo sekä entsyymit pyykinpesuaineisiin ja farkkujen ”kivipesuun”. Viime vuosina markkinoille on myös saatu monia bioteknisesti valmistettuja niin kutsuttuja biomuoveja. Näistä voidaan valmistaa esim. kertakäyttöastioita ja muoviosia autoihin.

Biotekniikasta haetaan ratkaisuja ja vaihtoehtoja raakaöljypohjaiselle teollisuudelle ja siihen perustuvalle energiantuotannolle. Tähän liittyy mm. levien mahdollinen käyttö liikennepolttoaineiden valmistuksessa sekä edellä mainittu biomuovien valmistus. Edistysaskeleet on saavutettu uusien entsyymisovellusten ja tuotantomikrobien aineenvaihdunnan muokkauksen avulla. Sekä entsyymit että muut teollisen biotekniikan tuotteet valmistetaan nykyään pääsääntöisesti muuntogeenisissä organismeissa, optimoiduissa ja ohjatuissa tuotantoprosesseissa. Biotekniset tuotantoprosessit ovat usein ympäristöystävällisempiä kuin esimerkiksi kemianteollisuuden prosessit.

Teolliseen biotekniikkaan perustuvan maailmanlaajuisen teollisuuden yhteenlaskettu vuotuinen liikevaihto liikkuu 10 miljardin euron tuntumassa. Alaan kohdistuvat investoinnit ovat viime vuosina olleet kasvussa. Suomessa on alan vahvat perinteet ja Suomi on edelleen yksi johtavista teollisten entsyymien tuottajamaista. Otaniemessä sijaitseva VTT on Euroopan johtavia alan tutkimuslaitoksia. Teollisen biotekniikan laitoslukumääräisesti suurin sovelluskohde on jäteveden puhdistus, jonka yhteydessä voidaan myös tuottaa biokaasua.

Teollisen biotekniikan kehitystä puskevat monet globaalit asiat, kuten kestävän kehityksen haasteet, päästötavoitteet ja raakaöljyn korkea hinta. Tekniikoiden – kuten geenitekniikan, mittausmenetelmien ja mittaustuloksia analysoivien tietokoneohjelmistojen – voimakas kehittyminen mahdollistavat aivan uusien teolliseen biotekniikkaan perustuvien prosessiratkaisujen kehittämisen.

Biotekniikan neuvottelukunnan julkaisuja aiheesta:

Seminaari: Biotekniikka kansaa palvelemaan - Mitä toivot siltä tulevaisuudessa? (2007)
Seminaari: Mitä teollinen biotekniikka on? (2006)

Julkaisut

Synteettinen biologia 2014

Biotekniikan mahdollisuuksia ja sovelluksia Tapaustutkimus levistä 2013