3 Ο Γ.Ε.Λ. ΛΑΜΙΑΣ ΤΜΗΜΑ Α 1 ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Β ΤΕΤΡΑΜΗΝΟΥ ΣΧΟΛ. ΕΤΟΣ 2011-12 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΗ ΚΑΛΥΨΗ ΤΩΝ ΔΙΑΤΡΟΦΙΚΩΝ ΑΝΑΓΚΩΝ
3 ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΛΑΜΙΑΣ ΤΜΗΜΑ Α1 ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΤΟΣ 2011-2012 ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Β ΤΕΤΡΑΜΗΝΟΥ ΘΕΜΑ : ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΗ ΚΑΛΥΨΗ ΤΩΝ ΔΙΑΤΡΟΦΙΚΩΝ ΑΝΑΓΚΩΝ Υπεύθυνος καθηγητής : Αργυρόπουλος Ανδρέας Μαθητές τμήματος : Αλεξανδρής Σπύρος Αλογάρης Γιώργος Αυγίκου Γεωργία Αφράτογλου Σάββας Βαγενά Ουρανία Βάρσου Δάφνη Βέττας Περικλής Βλάχου Δήμητρα Γεωργούση Ιωάννα Γεωργούσης Βαγγέλης Γιαννακόπουλος Γιώργος Γλωσσοπούλου Έλενα Γρίβα Ειρήνη Δημητρίου Θωμάς Δημητροπούλου Μάγδα Διπλάρης Μάκης Δράκος Κωνσταντίνος Ζαρκάδα Αγαθή Ζήσιμος Θανάσης Ζιάκα Ευαγγελία Ζιάκας Ηλίας
ΠΡΟΛΟΓΟΣ Στα 7 δισεκατομμύρια υπολογίζεται ότι είναι στις μέρες μας ο πληθυσμός της γης. Αν παρατηρήσουμε διαμέσου του χρόνου τους ρυθμούς αύξησης του πληθυσμού θα δούμε ότι ο πληθυσμός αυξάνεται περίπου εκθετικά. Για να φτάσει ο ανθρώπινος πληθυσμός το πρώτο δισεκατομμύριο χρειάστηκαν 2000 χρόνια περίπου, 130 χρόνια για το δεύτερο, 30 χρόνια για το τρίτο, 15 χρόνια για το τέταρτο, 12 χρόνια για το πέμπτο, 8 χρόνια για το έκτο. Η ραγδαία αύξηση του πληθυσμού της γης είναι ένα πολύ μεγάλο και σύνθετο πρόβλημα για τον πλανήτη. Μας χρειάζονται όλο και περισσότερα τρόφιμα, περισσότερες πρώτες ύλες, περισσότερη ενέργεια. Το διατροφικό κυρίως πρόβλημα εξακολουθεί να είναι το μεγαλύτερο, αφού απασχολεί το μεγαλύτερο μέρος του ανθρώπινου πληθυσμού της γης, παρόλο που για μας που ανήκουμε στην προηγμένη ευρωπαϊκή κοινωνία δεν αποτελεί ακόμα πρόβλημα επιβίωσης. Η τεχνολογία, εξ ορισμού, είναι αυτή που μέσα από τη διαδικασία της έρευνας για τη δημιουργία του τεχνητού περιβάλλοντος θα καλύψει τις διατροφικές ανάγκες της ανθρωπότητας. Αυτό μπορεί να συμβεί μέσα από την αύξηση της παραγωγής τροφίμων και πρώτων υλών και την κατάλληλη αξιοποίηση αυτών.
ΣΚΟΠΟΙ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ - Διερεύνηση τρόπων συμβολής της τεχνολογίας στην αύξηση της πρωτογενούς παραγωγής. -Αξιοποίηση των πρώτων υλών του πρωτογενούς τομέα παραγωγής από τη σύγχρονη τεχνολογία τροφίμων για την καλύτερη και σωστότερη διατροφή του ανθρώπου.
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΠΡΩΤΟΓΕΝΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ο άνθρωπος πιεζόμενος από τις ολοένα αυξανόμενες ανάγκες του, ποτέ δεν έπαψε να καταβάλει προσπάθειες για να καταστήσει και αξιοποιήσει προς όφελος του όσο το δυνατόν περισσότερες εκτάσεις. Δυστυχώς όμως οι δυνατότητες δεν είναι απεριόριστες. Είναι υποχρεωμένος λοιπόν να επιδιώκει τη μεγαλύτερη δυνατή αύξηση της παραγωγής τροφίμων αλλά και πρώτων υλών από τις πεπερασμένες εκτάσεις που είναι στη διάθεσή του. Πρέπει δηλαδή να επιτυγχάνει τις μεγαλύτερες δυνατές αποδόσεις ανά μονάδα επιφάνειας της γης. Τα προϊόντα της πρωτογενούς παραγωγής είναι βασικά δημιουργία της φύσης. Τα φυτά και τα ζώα αναπτύσσονται και παράγουν σε ένα ορισμένο φυσικό περιβάλλον (κλίμα, έδαφος κλπ). Ο άνθρωπος με τη γνώση του μπορεί να επιδράσει στην ανάπτυξη των φυτών και των ζώων και να βελτιώσει την εκμετάλλευσή τους. Από τότε που ο άνθρωπος άρχισε να καλλιεργεί τη γη, δηλαδή από τότε που χρησιμοποίησε τους εδαφικούς πόρους προκειμένου να αυξήσει την πρωτογενή παραγωγή του, θεωρούμε και την απαρχή της ανάπτυξης
της γεωργικής τεχνολογίας. Η γεωργική τεχνολογία λοιπόν είναι αυτή που μπορεί να συμβάλει στην αύξηση του πρωτογενούς τομέα παραγωγής. Τον πρωτογενή τομέα παραγωγής μπορούμε να τον διακρίνουμε στη φυτική και τη ζωική παραγωγή. Τα αντικείμενα της γεωργικής τεχνολογίας είναι: - Γεωργικά φάρμακα - Λιπάσματα - Φυτοπροστασία - Τεχνικές καλλιέργειας - Μηχανολογικός εξοπλισμός των γεωργικών εκμεταλλεύσεων - Γεωργικά μηχανήματα - Βιοτεχνολογία -Εξασφάλιση ενέργειας - Αξιοποίηση φυσικών πόρων Μοχλός ανάπτυξης της γεωργικής τεχνολογίας είναι η έρευνα. Πειράματα και έρευνες διεξάγονται συνέχεια σε παγκόσμια κλίμακα με σκοπό τη μεγιστοποίηση της παραγωγής καλύτερης ποιότητας προϊόντων με το χαμηλότερο δυνατό κόστος.
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΦΥΤΙΚΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ Οι σημερινές τάσεις σε όλο τον κόσμο και η τρέχουσα έρευνα εστιάζει το ενδιαφέρον της στην ανάπτυξη μιας φυτικής παραγωγής η οποία θα έχει ανάγκη μικρότερων και λιγότερων εισροών. Να απαιτείται δηλαδή λιγότερο νερό, λιγότερο έδαφος, μικρότερες ποσότητες λιπασμάτων, λιγότεροι ή καθόλου ψεκασμοί για την καταπολέμηση των εχθρών, χαμηλότερη θερμοκρασία ανάπτυξης των φυτών κλπ. Οι στόχοι είναι προφανείς. Πρέπει η φυτική παραγωγή να δίνει μεγαλύτερες ποσότητες και καλύτερη ποιότητα προϊόντων από ότι σήμερα αλλά με μικρότερο κόστος. Ταυτόχρονα με τις μικρές εισροές θα έχουμε μια φυτική παραγωγή που θα είναι πιο φιλική προς το περιβάλλον και θα τείνει να εξελιχθεί σ αυτό που λέμε αειφόρα γεωργία. Τα τελευταία χρόνια έχει γίνει μια έκρηξη στον τομέα που έχει γίνει γνωστός ως Βιοτεχνολογία Φυτών. Σκοπός της είναι η γρήγορη παραγωγή καινούργιων μορφών φυτών και φυτικών προϊόντων δηλαδή η αλλαγή του τρόπου ζωής και των ιδιοτήτων των φυτών. Ήδη υπάρχουν πολλές εφαρμογές της βιοτεχνολογίας των φυτών. Έχουν
δημιουργηθεί φυτά που μπορούν να αναπτυχθούν χωρίς έδαφος (π.χ σε νερό), ανθεκτικά σε χαμηλές ή υψηλές θερμοκρασίες, με αντοχή στα ζιζανιοκτόνα ώστε να καταπολεμούνται τα ζιζάνια χωρίς να υφίσταται βλάβη το φυτό και με διαφορετικές ιδιότητες (καρποί φυτών χωρίς σπόρους, ποικιλία χρωμάτων, παραγωγή αντισωμάτων στα φυτά που είναι αξιοποιήσιμα από τον άνθρωπο για την παραγωγή εμβολίων, παραγωγή αρωμάτων και άλλων φαρμακευτικών υλικών). Με τη διαδικασία του παραφυλετικού υβριδισμού που είναι η διασταύρωση φυτών που δεν συγγενεύουν, μπορεί π.χ να δημιουργηθεί η ντοματοπατάτα, φυτό δηλαδή που παράγει και ντομάτες και πατάτες, σιτηρά με ικανότητα δέσμευσης του ατμοσφαιρικού αζώτου που δεν θα χρειάζονται τη συνηθισμένη αζωτούχο λίπανση από τη δημιουργία υβριδίων μεταξύ ψυχανθών και σιτηρών. Με τη μεταφορά γονιδίων στα φυτά, μπορεί να αποκτήσουν αυτά ανθεκτικότητα σε κάμπιες ορισμένων εντόμων με αποτέλεσμα να μην χρειάζονται ψεκασμοί με εντομοκτόνα. Με τη σωμακλωνική παραλλακτικότητα μπορεί να δημιουργηθούν καινούργιες μορφές φυτών που μπορεί να είναι καλύτερες από τις αρχικές. Η έρευνα στη βιοτεχνολογία των φυτών πρέπει να γίνεται όχι μόνο για τις εφαρμογές της αλλά και για τις πιθανές επιπτώσεις της. ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΖΩΙΚΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ Η ανάπτυξη και η φυσική εμφάνιση των ζώων οφείλονται στα χαρακτηριστικά της κληρονομικότητας, του φύλου και των συνθηκών περιβάλλοντος κάτω από το οποίο τα ζώα αναπτύσσονται. Οι συνθήκες περιβάλλοντος είναι άμεσα κάτω από τον έλεγχο του παραγωγού και πολλές διαχειριστικές προσπάθειες αποβλέπουν στην προσφορά άριστων περιβαλλοντικών συνθηκών για την ανάπτυξή των ζώων. Αυτές περιλαμβάνουν κυρίως τις εγκαταστάσεις, την εκτροφή και τη διαχείριση της υγείας των ζώων. Τα κλειστά συστήματα εγκαταστάσεων προσφέρουν το πλεονέκτημα του περιβαλλοντικού ελέγχου και αποτελεσματική διαχείριση της διατροφής και της υγείας. Η παραγωγή ζωικών προϊόντων (γάλα, κρέας, αυγά), που είναι τα πλέον πολύτιμα για τον άνθρωπο, επιτυγχάνεται με τον ορθό
συνδυασμό ενός αριθμού παραγόντων που επηρεάζονται από τον γονότυπο, την υγεία του ζώου, τη διατροφή και τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Η γενετική βελτίωση των ζώων με την αλλαγή του τρόπου ζωής και των ιδιοτήτων τους είναι αντικείμενο της ζωικής βιοτεχνολογίας και αποσκοπεί στην αύξηση της παραγωγικότητας. Με τη βιοτεχνολογία της αναπαραγωγής των ζώων μπορεί να επιτευχθεί αυξημένη ζωική παραγωγή, ελεγχόμενη χρονικά, να διαπιστωθεί το φύλο του εμβρύου, να αξιολογηθεί το έμβρυο, να εκλεγεί ο δέκτης, να μεταφερθούν τα έμβρυα σε συγχρονισμένους δέκτες, να γίνει κατάψυξη των εμβρύων, διχοτόμηση αυτών, κλωνική παραγωγή εμβρύων. Με τη γονιδιακή βιοτεχνολογία μπορεί να γίνει επέμβαση στη κληρονομική ουσία και με τον τρόπο αυτό να τροποποιηθούν τα κληρονομικά χαρακτηριστικά των ζώων. Με τη βιοτεχνολογία της χρήσης των εξωγενών ορμονών μπορεί να επηρεαστεί ο ρυθμός ανάπτυξης των ζώων. ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Σκοπός της τεχνολογίας τροφίμων είναι η καλύτερη αξιοποίηση των πρώτων υλών που παράγει η γεωργία για την καλύτερη και σωστότερη διατροφή του ανθρώπου. Η ανθρωπότητα σήμερα χρειάζεται μεγάλες ποσότητες τροφίμων και στο μέλλον με την ραγδαία αύξηση του πληθυσμού ακόμα μεγαλύτερες. Τα τρόφιμα όμως αυτά απαιτείται να είναι καλής ποιότητας που να διασφαλίζουν την υγεία, να διατηρούνται για μεγάλο διάστημα και να προσφέρονται σε καλή τιμή. Οι γεωργικές πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή τροφίμων είναι φθαρτές, με αποτέλεσμα να αλλοιώνονται και να γίνονται ακατάλληλες για χρήση. Η μηχανοποίηση της παραγωγής και η μαζική παραγωγή τροφίμων απαιτεί τυποποιημένες ύλες ποιότητας. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με θερμικές επεμβάσεις όπως είναι η παστερίωση, η αποστείρωση, η ψύξη, με την κατάλληλη συσκευασία σε στεγανές συνθήκες και σε τροποποιημένες ατμόσφαιρες αλλά και με άλλους τρόπους συντήρησης. Με τη Βιομηχανική Βιοτεχνολογία,υπάρχει η δυνατότητα μέσω των επεμβάσεων στο γενετικό κώδικα των μικροοργανισμών που προκαλούν ζυμώσεις σε τρόφιμα και ποτά (τυροκομικά,
αρτοσκευάσματα αλκοολούχα ποτά κ.α) να μεταφερθούν επιθυμητές ιδιότητες στα τελικά προϊόντα. Τα γεωργικά προϊόντα και τρόφιμα, στη πρωτογενή τους μορφή, παράγονται στις γεωργικές εκμεταλλεύσεις και ως επεξεργασμένα και μεταποιημένα προϊόντα σε βιομηχανικές και βιοτεχνικές επιχειρηματικές εγκαταστάσεις. Χαρακτηριστικά τους είναι η βιολογική σύνθεση, η εποχικότητα και η αβεβαιότητα της παραγωγής, η παραλλαγή και η ανομοιομορφία σε όρους ποσότητας και ποιότητας, η ευπάθεια, ο μεγάλος βαθμός της μεταξύ τους υποκατάστασης, η κορεσιμότητα που εύκολα δημιουργείται από την κατανάλωσή τους, το ογκώδες μέγεθος σε σχέση με το βάρος και την αξία τους κλπ. Η αύξηση στη ζήτηση νέων προϊόντων γεωργίας και τροφίμων οφείλεται επίσης και σε κοινωνικές αλλαγές. Η μείωση του διαθέσιμου χρόνου για μαγείρεμα στο σπίτι, δημιούργησε την ανάγκη για μεγαλύτερη ευκολία στη χρήση των ειδών διατροφής και οδήγησε στη δημιουργία και προσφορά προϊόντων, όπως κατεψυγμένα έτοιμα φαγητά, φαγητά που απλά θερμαίνονται σε φούρνο μικροκυμάτων κλπ. Εξαιτίας αυτών των τάσεων, μια πληθώρα νέων συστατικών και πρώτων υλών, με ιδιαίτερα ποιοτικά χαρακτηριστικά, αναζητούνται για το σχεδιασμό και την ανάπτυξη νέων προϊόντων τροφίμων. Αυτά τα προϊόντα οδηγούν και στην ανάπτυξη νέων μεθόδων και υλικών συσκευασίας. Αυτό απαιτεί οργανωμένες και συστηματικές προσπάθειες και μια σειρά ενεργειών και διαδικασιών που μπορεί να είναι: - Γέννηση της ιδέας - Εξέταση της ιδέας - Ανάπτυξη και δοκιμή της ιδέας - Κατάστρωση στρατηγικής μάρκετιγκ - Επιχειρηματική ανάλυση - Δημιουργία του προϊόντος - Δοκιμή του προϊόντος στην αγορά - Εισαγωγή του προϊόντος στην αγορά
ΕΞΑΣΦΑΛΙΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΗ ΓΕΩΡΓΙΑ ΚΑΙ ΤΑ ΤΡΟΦΙΜΑ Με την αλματώδη ανάπτυξη της τεχνολογίας του 21 ου αιώνα, η γεωργία εκμηχανίστηκε με γοργούς ρυθμούς επιτυγχάνοντας θεαματικές αποδόσεις πρωτογενούς παραγωγής. Αυτό όμως είχε ως αποτέλεσμα την ολοένα μεγαλύτερη εξάρτηση της γεωργίας από το πετρέλαιο και τα παράγωγά του, αφού και τα γεωργικά μηχανήματα στη πλειονότητά τους στηρίζουν τη λειτουργία τους στην ενέργεια που παράγεται κατά την καύση των υδρογονανθράκων. Η αισθητή μείωση των μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και σε συνάρτηση με τον κίνδυνο για έντονη ρύπανση του περιβάλλοντος οδηγεί στην εφαρμογή ήπιων μορφών ενέργειας οι οποίες είναι ως επί το πλείστον ανεξάντλητες. Με την ηλιακή ενέργεια, την αιολική ενέργεια, τη γεωθερμία μπορούμε να παράγουμε θερμότητα για τα θερμοκήπια, τα ξηραντήρια, τις κτηνοτροφικές εγκαταστάσεις, με τη βιομάζα και την υδραυλική ενέργεια να παράγουμε ηλεκτρική ενέργεια.
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ Το διατροφικό πρόβλημα της ανθρωπότητας στο μέλλον, καλείται να το καλύψει η τεχνολογία, δημιουργώντας συνθήκες στη φυτική, ζωική και βιομηχανική παραγωγή αύξησης των παραγόμενων προϊόντων με τη βοήθεια της έρευνας, που αποτελεί τον μοχλό ανάπτυξης. Στη φυτική και ζωική παραγωγή αυτό θα επιτευχθεί με την αλλαγή του τρόπου ζωής και των ιδιοτήτων των φυτών και των ζώων στα πλαίσια που θα διασφαλίζεται η υγεία του ανθρώπου και η ισορροπία του περιβάλλοντος. Στη βιομηχανική παραγωγή με την ανάπτυξη νέων προϊόντων που θα διασφαλίζουν την υγεία, θα διατηρούνται για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα και θα προσφέρονται σε καλή τιμή.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ www.wikipedia.gr www.google.gr www.diatrofh.gr www.europa.eu/legislation_summaries/food www.bestrong.org.gr www.eufic.org/page/el www.agrotupos.gr www.kthnotrofia.pblogs www.agrochannel.com www.geopen.gr www.viologika.gr www.naturam.gr www.biologikal.gr www.tvxs.gr βιβλιο τεχνολογιασ Α λυκειου