Накормить мир и не убить планету: как российские компании научились добывать белок для комбикорма из личинок

Сейчас используется импортная рыбная мука. До недавнего времени проблем не было: закупаешь технологию, из-за границы привозят готовые корма в пакетах, выполняешь рекомендации – и все в порядке. Но теперь трудности и с таможней, и с наличием самой рыбной муки. Население планеты продолжает расти, а производство промышленного белка, в частности рыбной муки, неуклонно сокращается. Мир находится в интенсивном поиске альтернативных источников – желательно экологически чистых, не зависящих от климата и освещения, не требующих освоения новых земель и моря.

Один из вариантов, который первым приходит в голову, – белок насекомых. Он давно употребляется в пищу в Азии и Африке. Этой темой стали плотно заниматься лет пятнадцать назад, когда появились первые стартапы в мире.

«Продуктивность методов выращивания и переработки насекомых сегодня находится на технологическом уровне птицеводства или свиноводства полувековой давности, – оценивает рынок директор по инновациям ВНИИ пищевых добавок Олег Буханцев. – В мире нет больших промышленных предприятий с налаженным технологическим процессом. Все компании сильно закрыты и неохотно делятся своими разработками».

Одно из крупнейших предприятий в этой области – компания «Экобелок», резидент «Сколково» – перерабатывает органические отходы с помощью личинок черной львинки. Они отличаются прекрасным аппетитом, развиваются в разлагающейся органике растительного и животного происхождения и идеально подходят для производства кормового белка и жира.

Технология сравнительно молодая, поэтому используются личинки диких мух, хотя в некоторых мировых центрах уже начались работы по селекции более производительных насекомых. «Нужна муха, которая бы меньше ела, меньше болела и быстрее росла, – смеется исполнительный директор "Экобелка" Александр Чурсин. – Сейчас мы вместе со "Сколтехом" планируем развивать селекцию нашей мухи».

«Экобелок» использует разные источники сырья – от фруктово-овощных смесей до отходов предприятий общепита, хлебокомбинатов и даже пивзаводов. Мало того, технология позволяет перерабатывать навоз, помет и падеж, но получающиеся в результате продукты для кормления животных в Европе запрещены. На сегодняшний день компания полностью отработала технологию. «Полный цикл – это развитие от яйца до финальной мухи, – поясняет Александр. – Замкнутая технология, нам не требуется ничего закупать».

С насекомыми работают практически так же, как с птицами: нужен инкубатор, помещение для доращивания и помещение для откорма. Технология схематично выглядит так: взрослая муха несет яйца, которые отправляются на ростовую стадию, далее одна часть идет на получение товарного поголовья, а другая – на пополнение родительского стада. «Экобелок» получает в восемь раз больше яиц, чем нужно для воспроизводства.

С сырьем тоже проблем нет: на сегодня компания проверила большинство доступных в Москве и Московской области пищевых отходов. Теперь дело за строительством большого завода, который будет собирать отходы, перерабатывать и продавать белок. Цель – производить 3,5 тыс. т протеина в год.

Опытный мини-завод «Экобелка», где работает 30 человек, производит около 4 т белкового концентрата в месяц по базовой розничной цене около 300 руб. за 1 кг. При цене, сравнимой со стоимостью рыбной муки, корм из личинок сохраняет постоянные качественные характеристики, что очень важно. Аквакультура – прекрасно, но «Экобелок» развивает и другие направления, в том числе производит корма для домашних животных. «У нас есть ноу-хау, – говорит Александр Чурсин. – Обычно личинок сушат и перемалывают, это энергозатратно и ухудшает свойства протеина. Мы придумали делать фарш из замороженных личинок и сразу добавлять его в корма. Выход первой партии наших кормов под торговой маркой YUMSTER запланирован на конец августа, так что в сентябре они уже появятся в магазинах. Мы отработали порядка 50 рецептур влажных и сухих кормов для кошек, собак и грызунов, все они показали себя очень хорошо: поедаемость почти 100%».

За рубежом основной акцент в производстве альтернативного протеина делается на белки насекомых и микробные белки – грибы и микроводоросли. Все эти технологии, по сути, являются стартапами, максимум достижений – малые экспериментальные реакторы. Единственное государство, которое добилось в этой области колоссальных результатов, – СССР. Уже в 1970-х годах в странах соцлагеря начали строить заводы белково-витаминных концентратов – папринов, которые выращивали биомассу в среде парафинов, отходов переработки нефти. В 1987 году в СССР производилось 1,1 млн т паприна и подобных белково-витаминных концентратов, что составляло две трети общемирового объема. Однако у этой технологии были и недостатки, избежать их помог гаприн из природного газа. В 1983 году в Светлоярске был запущен экспериментальный цех, который выпустил около 100 тыс. т гаприна, – нигде в мире ничего подобного не было. Производство остановилось в перестройку; цех, построенный из нержавейки, распилили на металлолом, но научно-технологические компетенции сохранились.

«Из альтернативных источников – личинок мух черная львинка – получают качественный энтомопротеин и качественные корма, но он сравнительно дорогой и его невозможно производить в больших количествах, – говорит Наталья Крашенинник. – Гаприн тоже интересная тема. Можно заранее задать аминокислотный состав белка. Это биотехнологическое производство на уровне космоса».

Данную тему глобально разрабатывают несколько стран: Россия, Дания и конгломерат США – Китай. У нас гапринами занимаются несколько компаний, в том числе резиденты «Сколково» – «Метаника», у которой пока работают лабораторные установки, и «Гипробиосинтез», у которого есть действующая промышленная установка.

Сердце метода – метаноокисляющие бактерии. Отечественные ученые в 1970-х годах нашли их в северных торфяных болотах. Еще 15 лет ушло на селекцию промышленного штамма Methylococcus capsulatus, который и работал в советских реакторах. «Гипробиосинтез» адаптировал его под собственные промышленные процессы и запатентовал под названием Methylococcus capsulatus ГБС-15, сделал полную паспортизацию штаммов, расшифровал геном, проверил на безопасность для человека. Этот штамм обладает более высоким технологическим потенциалом, устойчив к кратковременным перепадам температуры и давления, а также к разному составу природного газа. Важно, что метанотрофный штамм ГБС-15 был доработан для промышленного применения селекционными методами, там нет никакого генетического редактирования.

«Есть варианты получения штаммов методами генной инженерии, но с очень большой вероятностью они начнут мутировать, как все ГМО, и тогда можно выпасть из диапазона, на который дали разрешение надзорные органы, – говорит генеральный директор "Гипробиосинтеза" Павел Нюньков. – Получили добро на один микроорганизм, а перед нами уже совсем другой. Потребуются новые исследования, и это серьезный риск для производства».

Расшифровка генома нужна еще и для того, чтобы сравнивать, не меняется ли штамм со временем. ГБС-15, например, стабилен уже пять лет. «После ГБС-15 мы сделали акцент на спутниках: их основное назначение – помогать основному штамму быстрее развиваться, убирать процессы его жизнедеятельности, – говорит Павел. – Объем основного штамма в реакторе – более 90%, на спутники приходится 5–10%, и по ним тоже проведена паспортизация. Мы уже два года назад получили сертификат Россельхознадзора о применимости нашей кормовой добавки в аквакультуре, животноводстве и птицеводстве. Этот набор документов позволил двигаться как в кормовую, так и в пищевую отрасль».

«Гипробиосинтез» начинал исследования на трехлитровом биореакторе. Сейчас у них ферментер объемом 3000 л, который позволяет производить около 100 т запатентованного концентрата DreamFeed с оптимальным аминокислотным и витаминным составом и содержанием более 80% чистого белка. В 2025 году компания планирует запустить две промышленные установки на 10 тыс. т каждая.

Совместный американо-китайский проект, в который входят компании Calysta и Cargill, собирается открыть опытный завод в Китае мощностью в 20 тыс. т только в следующем году. Отечественные и западные технологии несколько отличаются: мы используем уже проверенные советские идеи – большой биореактор, в котором все перемешивается. У американцев и датчан U-образная труба, куда с одной стороны подается газ, а с другой выходит готовый продукт. Наш вариант проще и надежнее, иностранный же требует установки большего количества ферментеров, что заметно повышает себестоимость: в реакторах используется много дорогой пищевой нержавеющей стали. Оставшийся метан в отечественных реакторах не выбрасывается в атмосферу, а возвращается в производство. К тому же технология «Гипробиосинтеза» не зависит от погоды, засух, ливней, морозов, жары и саранчи, заводы можно располагать в непосредственной близости к источникам природного газа и дешевой электроэнергии.

Белок DreamFeed, произведенный микроорганизмами из природного газа, демонстрирует фантастическую эффективность: мальки сиговых показали рост, вдвое превышающий цифры контрольной группы, при выживаемости около 90%, кормовые затраты для радужной форели снижены до 40%, европейский индекс продуктивности цыплят увеличился на 15,4 единицы, среднесуточный прирост живой массы в свиноводстве повысился на 10,3%, а у быков-производителей наблюдается улучшенный сперматогенез.

Кормовые добавки – только начало. Главная задача – довести продукт до пищевого стандарта. «Мы сейчас сотрудничаем с профильными институтами, в том числе с Роспотребнадзором, для получения сертификата применения в пищевой промышленности. И результаты наших исследований очень интересные, – говорит Павел Нюньков. – Например, есть возможность заменить сою, которая считается самым дешевым и популярным белком, но растительного происхождения». Его надо обогащать и добавлять вещества, которые минимизируют негативные воздействия. А у «Гипробиосинтеза» уже есть готовый продукт, неотличимый от животного протеина.

«Наша первая задача – замена традиционно используемых белков, вторая – создание абсолютно новых продуктов, – продолжает Павел. – Функциональные напитки (а у нас очень хорошая растворимость продукта), диетология, спортпит, веганство (наш продукт подходит даже строгим веганам, при этом профиль аминокислот сопоставим с белками животного происхождения), кошерное и халяльное питание. И мы убираем передел, когда сначала надо накормить животное, а уже потом этим животным накормить человека».