Пусть микробы работают: алтайские микробиологи превращают отходы пищевого производства в полезные продукты

18:44, 03 мая 2023г, Экономика 906


Пусть микробы работают: алтайские микробиологи превращают отходы пищевого производства в полезные продукты Фото №1

«Зачем трудиться самим, если можно поручить кропотливое дело бактериям, вирусам и грибам?» – считают микробиологи всего мира, и алтайские не исключение. Сегодня они создают технологии превращения отходов пищевого производства в полезные продукты, используя в том числе средства гранта губернатора края.

Съедобная дробина

В частности, ученые Алтайского государственного технического университета взялись с помощью микробов за превращение пивной дробины в белково-углеводную и пробиотическую кормовые добавки.

Руководитель проекта – Елена Каменская, доцент кафедры технологии бродильных производств и виноделия, кандидат биологических наук. Она уже много лет занимается научно-исследовательской работой в области биоконверсии растительного сырья и технологиями производства продуктов функционального назначения.

– Отходы производства в пищевой промышленности часто являются ценным сырьем для создания продуктов пищевого, технического и кормового назначения, – говорит Елена Каменская. – Так, наиболее значительным остатком пивоваренного производства является пивная (солодовая) дробина. Ежегодно в России ее образуется несколько миллионов тонн.

По сути, пивная дробина – это нерастворимая часть ячменного солода, которая остается после получения сусла. Сегодня ее отделяют и используют как кормовую добавку для животных и птицы. Но широкое применение дробины ограничено тем, что она быстро портится, выделяя в атмосферу продукты, значительно нарушающие экологию, и является источником различных микотоксинов. Однако ее можно превратить в более питательную кормовую добавку, которая сможет долго храниться. С таким предложением ученые АлтГТУ обратились в АО «Форштадтская пивоварня», с которым уже был опыт сотрудничества. Там заинтересовались и согласились выступить индустриальным партнером в реализации гранта губернатора.

– Дробина в первоначальном состоянии не является биологически ценным кормовым продуктом, – уточняет Елена Каменская, – потому что в ней преобладает целлюлоза, ее производные и трудноперевариваемый протеин. Из-за высокого их содержания отход пивоварения не должен превышать более 1/3 кормового рациона. Наша задача – переработать вещества, содержащиеся в дробине, в более усваиваемые компоненты. Некрахмальные полисахариды вначале будем расщеплять с помощью специальных ферментных препаратов, а затем, когда они станут доступными для микроорганизмов, вводить их. И уже эти микробы начнут синтезировать ценный по аминокислотному составу белок.

Они должны снизить долю трудноперевариваемых компонентов, повысить степень их усвояемости и биологическую ценность разрабатываемой кормовой добавки.

Ученые политеха уже заказали несколько специально подобранных штаммов микроорганизмов, которые будут участвовать в эксперименте и позволят обогатить среду микробным белком.

Работой займутся семь специалистов, из них четыре кандидата наук с кафедры технологии бродильных производств и виноделия при поддержке вузовского инжинирингового центра «ХимБиоМаш».

Грант губернатора составит 625 тыс. рублей, еще 100 тыс. выделяет индустриальный партнер, собственные средства университета – 525 тыс.

– На разработанную технологию будет утверждена нормативно-техническая документация,  оформлен патент на изобретение, запланированы написание трех научных статей и выступления на научно-практических конференциях, – рассказывает руководитель проекта.

В дальнейшем АО «Форштадтская пивоварня» планирует самостоятельно масштабировать технологию на своем производстве.

Очиститель масла

Не менее интересный проект ученых Алтайского государственного университета – по получению микробного штамма, который будет производить рекомбинантную фосфолипазу С.

Руководитель проекта,  сотрудник инжинирингового центра «Промбиотех» Алтайского госуниверситета Алёна Иркитова занимается полезными микроорганизмами, которые могут пригодиться в пищевой промышленности и сельском хозяйстве.

За фосфолипазу кандидат биологических наук взялась благодаря коллеге по вузу, известному молекулярному биологу Дмитрию Щербакову. Его коллектив разрабатывает с помощью генной инженерии штаммы микробов с заданными свойствами. А возможности инжинирингового центра позволяют эти научные разработки масштабировать.

– Штамм представляет собой модифицированную Bacillus subtilis со встроенным геном, с помощью которого она вырабатывает полезный продукт – рекомбинантную фосфолипазу С. Встраиванием гена занимается Дмитрий Щербаков, а мы уже подбираем оптимальные условия для ее размножения и выработки фосфолипазы, – объясняет Алёна Иркитова. – А главное, переносим процесс размножения в ферментационные установки, приближенные по размерам к промышленным. Их объем достигает 630 литров.

В настоящее время в России масла от фосфолипидов и других примесей чистят кислотами, щелочами, водой. Это трудоемкое производство, в результате которого образуется много отходов. Но технологически передовые западные компании используют ферментативное удаление фосфолипидов из пищевого масла, что более эффективно и экологически безопасно.

– В России не производят фосфолипазу С, – отмечает Алёна Иркитова. – И до конца этого года 10 сотрудникам университета предстоит разработать ее опытно-промышленную технологию и передать образец фермента заказчику, которым выступила бердская компания «Сиббиофарм» – крупнейший в России производитель биологических продуктов.

Для выполнения проекта нет больших препятствий. Есть оборудование, штамм-продуцент фосфолипазы С, международные методики, по которым можно проверять ее активность.

Финансирование работы составляет 1,5 млн, из них половина приходится на губернаторский грант, 250 тыс. рублей – собственные средства университета и 500 тыс. выделяет «Сиббиофарм».

– В зависимости от результата эта работа может быть продолжена, – надеется руководитель проекта. – Например, потребуется подбор условий хранения, консервантов для хранения продукта, определить срок его годности и т. д.

Справка

Bacillus subtilis – грамположительная бактерия, известная также как сенная палочка или травяная палочка. Обнаружена в почве и желудочно-кишечном тракте жвачных животных, человека и морских губок.

Фоторепортаж
Блоги