Основными направлениями применения биотехнологии являются: биоэнергетика, биогеотехнология, медицина, сельское хозяйство, пищевая промышленность. Биоэнергетика занимает одно из ведущих положений, поскольку энергетическая проблема на сегодня одна из самых актуальных и направлена на поиск альтернативных, нетрадиционных источников энергии. Промышленная биотехнология, ища способы получения энергии, прежде всего обращает внимание на отходы, производимые человечеством в огромных количествах, предполагая в будущем заменить ими дорогостоящие газ и нефть, одновременно решив проблему их утилизации.
А уже существующие технологии переработки промышленных отходов, сельского хозяйства на основе ферментов позволяют преобразовывать имеющуюся в них целлюлозу в глюкозу, с дальнейшей переработкой в спирт, топливо. Используя микроорганизмы отходы животноводства, коммунальных хозяйств можно превратить в биогаз и удобрения, тем самым предотвратив загрязнение окружающей среды. Есть и другие возможности, изложенные в ряде изданий, например Бирюкова «Основы промышленной биотехнологии», на которых можно остановиться вкратце.
Биогеотехнология. Используя метод микробного выщелачивания, при котором руды переводятся в растворы, удается выделить железо, медь, уран из бедных руд, промышленных отходов. Применяя метаноокисляющие бактерии можно освободить от метана шахты, или наоборот если в нефтяных пластах использовать метанобразующие бактерии, то выделяемый ими метан, повышая давление, помогает полностью извлечь нефть.
Сельское хозяйство. Клеточная инженерия, клональное микроразмножение, метод слияния клеток позволяют получить от одного улучшенного или гибридного растения повышенной урожайности до тысячи, и более растений в год. При этом сроки выведения таких растений сокращаются в несколько раз.
Медицина – еще одно важное направление промышленной биотехнологии. В лекарственных растениях содержится много ценных веществ, вот только концентрация их не всегда значительна. Другое дело, если отдельные клетки растений выращивать искусственно на питательных средах, что позволяет накапливать больше целевых веществ, нежели в самом растении. Именно таким способом для парфюмерии, медицины выращивают в промышленных масштабах биомассу редких растений: женьшеня, радиолы розовой, диоскореи, раувольфии.
Пищевая промышленность, используя микробиологический синтез получает пищевой белок, своими свойствам не уступающий животному, при скорости синтеза превышающего скорость синтеза сельскохозяйственных животных в 10, в отдельных случаях в 100 раз. Также широко востребованы такие производные пищевой промышленности как аминокислоты (ароматические, вкусовые добавки), подсластители, продукты брожения, ферментации.
Основное преимущество перечисленных методов – высокая эффективность, экологичность, низкое энергопотребление, широкие перспективы применения.
