Дефицит доступного по стоимости и в то же время качественного протеина является одной актуальных мировых проблем. Белок - наиболее востребованный ингредиент как в кормовой, так и в пищевой промышленности. Одним из наиболее перспективных направлений решения проблемы нехватки кормового и пищевого протеина является производство микробного белка, или биопротеина, из непищевого сырья.
Первые опыты по культивированию микроорганизмов для применения их биомассы в качестве ингредиентов в пищевой продукции проводились более ста лет назад. Уже в то время немецкие ученые занимались выращиванием пивных дрожжей, которые потом использовались как добавки в колбасы и супы. Во время Второй мировой войны в СССР и Германии производили дрожжи, которые широко применяли для питания людей. В Ленинграде во время блокады около 30% веса хлеба составляли кормовые дрожжи, что позволило снизить смертность от голода в то непростое для жителей города время.
Сегодня многочисленные предприятия, работающие в сфере биотехнологии, пытаются использовать различное нетрадиционное сырье (углеводороды нефти и газа, гидролизаты древесины и др.) для получения протеина, витаминов, антибиотиков, аминокислот и других ценных ингредиентов для пищевой и кормовой отрасли. Технологии производства микробного белка постоянно совершенствуются, что позволяет снизить себестоимость конечного продукта, а также проводить направленный синтез протеина с желаемыми характеристиками.
Одним из перспективных направлений является получение гаприна - протеина из природного газа. Технология промышленного получения кормового протеина из природного газа берет начало с 1980-х годов в СССР на Светлоярском заводе белково-витаминных концентратов. Однако в середине 1990-х годов, в связи с кризисными явлениями в экономике страны, все заводы были либо закрыты, либо перепрофилированы, а деятельность отрасли была приостановлена.
В настоящее время происходит возрождение технологии. Все больше научных и промышленных компаний проявляют интерес к данному направлению как к одному из наиболее перспективных. Ряд отечественных и зарубежных компаний активно пытается реализовать проекты промышленного микробиологического синтеза протеина из метана.
В данной области наибольших успехов достиг ООО "ГИПРОБИОСИНТЕЗ". Именно данной компании были переданы права на технологию и проектную документацию Светлоярского завода белково-витаминных концентратов, и ООО "ГИПРОБИОСИНТЕЗ" продолжил деятельность приостановленной в 1990-х годах отрасли, такой перспективной, но невостребованной в то сложное для страны время.
Первые опыты по культивированию микроорганизмов для применения их биомассы в качестве ингредиентов в пищевой продукции проводились более ста лет назад. Уже в то время немецкие ученые занимались выращиванием пивных дрожжей, которые потом использовались как добавки в колбасы и супы. Во время Второй мировой войны в СССР и Германии производили дрожжи, которые широко применяли для питания людей. В Ленинграде во время блокады около 30% веса хлеба составляли кормовые дрожжи, что позволило снизить смертность от голода в то непростое для жителей города время.
Сегодня многочисленные предприятия, работающие в сфере биотехнологии, пытаются использовать различное нетрадиционное сырье (углеводороды нефти и газа, гидролизаты древесины и др.) для получения протеина, витаминов, антибиотиков, аминокислот и других ценных ингредиентов для пищевой и кормовой отрасли. Технологии производства микробного белка постоянно совершенствуются, что позволяет снизить себестоимость конечного продукта, а также проводить направленный синтез протеина с желаемыми характеристиками.
Одним из перспективных направлений является получение гаприна - протеина из природного газа. Технология промышленного получения кормового протеина из природного газа берет начало с 1980-х годов в СССР на Светлоярском заводе белково-витаминных концентратов. Однако в середине 1990-х годов, в связи с кризисными явлениями в экономике страны, все заводы были либо закрыты, либо перепрофилированы, а деятельность отрасли была приостановлена.
В настоящее время происходит возрождение технологии. Все больше научных и промышленных компаний проявляют интерес к данному направлению как к одному из наиболее перспективных. Ряд отечественных и зарубежных компаний активно пытается реализовать проекты промышленного микробиологического синтеза протеина из метана.
В данной области наибольших успехов достиг ООО "ГИПРОБИОСИНТЕЗ". Именно данной компании были переданы права на технологию и проектную документацию Светлоярского завода белково-витаминных концентратов, и ООО "ГИПРОБИОСИНТЕЗ" продолжил деятельность приостановленной в 1990-х годах отрасли, такой перспективной, но невостребованной в то сложное для страны время.
Настоящим прорывом было создание штамма-продуцента - Methylococcus capsulatus ГБС-15™, который по своим характеристикам превосходит все известные мировые аналоги по неприхотливости, приростам биомассы, фагоустойчивости, устойчивости к перепадам температуры и давления, термотолерантности; доминированию по отношению к другим видам метанокисляющих бактерий. При этом данный штамм был создан путем селекции, без применения методов молекулярно-генетической модификации, что значительно увеличило трудоемкость при его создании, но позволило сохранить абсолютную безопасность микроорганизмов как для животных, так и для человека.
Помимо этого, были подобраны гетеротрофные микроорганизмы, наиболее эффективно утилизирующие продукты неполного окисления гомологов метана, что оказывает положительное влияние на повышение производительности метанокисляющих бактерий.
Также компанией разработана уникальная конструкция ферментера и система автоматического управления технологическим процессом, что позволяет получать заданные значения растворяемости газов во всем его объеме и тем самым обеспечить высокий выход биомассы при минимальных трудо- и энергозатратах. Разработана система очистки метана и кислорода от примесей для их рециркуляции в биотехнологическом цикле. Система обеспечения взрывобезопасности полностью исключает наличие и возникновение опасных факторов и при этом не ухудшает параметров технологического процесса.
Помимо этого, были подобраны гетеротрофные микроорганизмы, наиболее эффективно утилизирующие продукты неполного окисления гомологов метана, что оказывает положительное влияние на повышение производительности метанокисляющих бактерий.
Также компанией разработана уникальная конструкция ферментера и система автоматического управления технологическим процессом, что позволяет получать заданные значения растворяемости газов во всем его объеме и тем самым обеспечить высокий выход биомассы при минимальных трудо- и энергозатратах. Разработана система очистки метана и кислорода от примесей для их рециркуляции в биотехнологическом цикле. Система обеспечения взрывобезопасности полностью исключает наличие и возникновение опасных факторов и при этом не ухудшает параметров технологического процесса.
Технологическая схема производства биомассы метаноокисляющих бактерий, разработанная ООО "ГИПРОБИОСИНТЕЗ" включает в себя следующие этапы:
- получение посевного материала Methylococcus capsulatus ГБС-15 при культивировании бактерий в непрерывных условиях;
- приготовление растворов питательных солей;
- культивирование бактерий Methylococcus capsulatus ГБС-15 в ферментере в режиме хемостата;
- сепарирование культурной жидкости;
- инактивация концентрированной суспензии;
- сушка инактивированной бактериальной биомассы;
- фасовка и упаковка сухой биомассы.
На протяжении всего технологического процесса осуществляется контроль каждого из его этапов, что, в совокупности с практически полной автоматизацией, исключает нарушение процесса и снижение качества продукта и обеспечивает максимальную скорость роста биомассы культуры.
- приготовление растворов питательных солей;
- культивирование бактерий Methylococcus capsulatus ГБС-15 в ферментере в режиме хемостата;
- сепарирование культурной жидкости;
- инактивация концентрированной суспензии;
- сушка инактивированной бактериальной биомассы;
- фасовка и упаковка сухой биомассы.
На протяжении всего технологического процесса осуществляется контроль каждого из его этапов, что, в совокупности с практически полной автоматизацией, исключает нарушение процесса и снижение качества продукта и обеспечивает максимальную скорость роста биомассы культуры.
Компанией ООО "ГИПРОБИОСИНТЕЗ" была разработана линейка продуктов на основе гаприна:
- DreamFeed® - биомасса инактивированных клеток непатогенных метанотрофных метанокисляющих бактерий на базе штамма Methylococcus capsulatus ГБС-15. Является полноценным заменителем рыбной муки премиального класса при производстве комбикормов и премиксов, с лучшими качественными характеристиками;
- DreamFood® - денуклизированная микробная биомасса инактивированных клеток непатогенных метанотрофных метанокисляющих бактерий на базе штамма Methylococcus capsulatus ГБС-15. По аминокислотному составу продукт близок к качественному животному белку;
- Mikorm® - экологически безопасное биоудобрение на основе побочных продуктов получения протеина путем переработки метана метанотрофными бактериями;
Помимо производства ингредиентов для кормов, продуктов питания и биоудобрений, технология получения белка из метана открывает широкие перспективы в других сферах биотехнологической промышленности, в том числе медицинской и ветеринарной. Благодаря повышенной продуктивности метанокисляющих бактерий в сочетании с довольно простой генетической структурой, представляется перспективной возможность в сфере направленного производства определенных белков путем модификации базового штамма.
Компанией ООО "ГИПРОБИОСИНТЕЗ" разработана технология комплексной переработки биомассы бактерий Methylococcus capsulatus с получением нуклеиновых компонентов, денуклеинизированной биомассы, изолятов и гидролизатов белка. Полученные продукты могут найти широкое применение в косметологии, медицине, ветеринарии, пищевой промышленности.
- DreamFood® - денуклизированная микробная биомасса инактивированных клеток непатогенных метанотрофных метанокисляющих бактерий на базе штамма Methylococcus capsulatus ГБС-15. По аминокислотному составу продукт близок к качественному животному белку;
- Mikorm® - экологически безопасное биоудобрение на основе побочных продуктов получения протеина путем переработки метана метанотрофными бактериями;
Помимо производства ингредиентов для кормов, продуктов питания и биоудобрений, технология получения белка из метана открывает широкие перспективы в других сферах биотехнологической промышленности, в том числе медицинской и ветеринарной. Благодаря повышенной продуктивности метанокисляющих бактерий в сочетании с довольно простой генетической структурой, представляется перспективной возможность в сфере направленного производства определенных белков путем модификации базового штамма.
Компанией ООО "ГИПРОБИОСИНТЕЗ" разработана технология комплексной переработки биомассы бактерий Methylococcus capsulatus с получением нуклеиновых компонентов, денуклеинизированной биомассы, изолятов и гидролизатов белка. Полученные продукты могут найти широкое применение в косметологии, медицине, ветеринарии, пищевой промышленности.
