Белая биотехнология это кратко

Обновлено: 05.07.2024

Биотехнология промышленная — практическая ветвь биотехнологии, осуществляющая широкомасштабное производство биопродуктов по всем секторам биотехнологии (медицинскому, пищевому, сельскохозяйственному, энергетическому, экологическому и др.) (см. также Биотехнология белая ). … … Официальная терминология

Биотехнологии — Биотехнология интеграция естественных и инженерных наук, позволяющая наиболее полно реализовать возможности живых организмов или их производные для создания и модификации продуктов или процессов различного назначения. Чаще всего применяется в… … Википедия

Рапс — Рапс … Википедия

ШЕВЕЛУХА ВИКТОР СТЕПАНОВИЧ — Род. 11.01.1929 г. в с. Лелековка Петровского р на Кировоградской обл. Окончил Московскую сельскохозяйственную академию им. К.А. Тимирязева (МСХА) в 1955 г. Доктор биологических наук (1972), профессор (1972), академик ВАСХНИЛ (1985), академик РАН … Биографическая энциклопедия РАСХН, ВАСХНИЛ

ЯПОНИЯ. ИСТОРИЯ — Истоки. Археологические исследования показали, что ок. 5000 лет до н.э. на территории Японии обитали неолитические племена. Очевидно, что в более позднее время на формирование физического типа и становление культуры местного населения немалое… … Энциклопедия Кольера

Банан — У этого термина существуют и другие значения, см. Банан (значения). Банан Плоды банана на цветонос … Википедия

Хлопчатник — ? Хлопчатник … Википедия

Лёвинцы — Посёлок городского типа Лёвинцы Страна РоссияРоссия … Википедия

Киров-200 — Посёлок городского типа Лёвинцы Страна РоссияРоссия … Википедия

Ферментеры различной конструкции используются во многих биотехнологических приложениях, например, в этих ферментационных чанах для производства пива.

Промышленная биотехнология передает биологические и биохимические знания и процессы посредством инженерии биотехнологий в технические приложения. Например, используются такие бактерии , как Escherichia coli и Corynebacterium glutamicum , дрожжи и ферменты .

определение

Биотехнология относится к применению знаний и процессов из биологии и биохимии в технических процессах, в то время как красная биотехнология и зеленая биотехнология имеют дело с приложениями в медицине и фармацевтике или сельском хозяйстве и растениеводстве. Кроме того, иногда упоминаются синие биотехнологии и серые биотехнологии в связи с морскими существами или биотехнологическими процессами для очистки питьевой воды , очистки сточных вод , восстановления загрязненных почв и переработки отходов.

история

брожения сахаристых продуктов в спирт ( этанолброжения ) с помощью дрожжей ,
кислоты брожения молочная с помощью Lactobacillus - штаммы или
производства уксусной кислоты при помощи Acetobacter - виды

В 1856 году Луи Пастер обнаружил микроорганизмы в зараженных винных бочках, которые он назвал в честь их формы от греческого слова, обозначающего палочки для еды Bacterion . Обнаруженные молочнокислые бактерии получают из сахара путем ферментации молочной кислоты , при этом в винных чанах дрожжи для сбраживания сахаров должны находиться в спирте. Этими открытиями Пастер заложил основу для понимания ферментации и ферментации и установил современную микробиологию .

В 2012 году 61 из 565 биотехнологических компаний Германии (около 11%) в основном работали в области промышленной биотехнологии. Многие компании химической промышленности используют свои методы, но не были включены в этот опрос, поэтому их важность, вероятно, будет значительно выше.

Благодаря достижениям в развитии биотехнологических методов и применений, промышленная биотехнология в последние годы приобрела все большее значение. Прежде всего, потенциал ожидается в следующих областях:

Оптимизация производственных процессов, например, для основных химикатов и тонких химикатов
Снижение зависимости от сырья, например, за счет использования возобновляемого сырья
Снижение затрат на энергию и утилизацию, например, за счет замены химических процессов
Разработка новых продуктов и системных решений с высоким потенциалом добавленной стоимости, например, путем использования биологических метаболических путей с методами генной инженерии.

Методы

В промышленной биотехнологии, как и в других биотехнологиях, используются различные возможности биоконверсии , такие как производство определенных продуктов метаболизма, будь то катаболизм или анаболизм .

Организм, используемый в биотехнологическом применении, может быть выбран, например, потому, что он уже обладает соответствующей способностью к биоконверсии. Путем селекции , мутации и отбора с использованием обычных негенетических методов урожайность может быть увеличена. До того, как стали доступны методы генной инженерии, ферменты, используемые в биотехнологических приложениях для биоконверсии, обычно получали из определенных организмов или органов , таких как сычужный фермент из желудков телят.

С развитием методов генной инженерии возможности промышленной биотехнологии значительно расширились. Организмы, которые уже использовались, можно оптимизировать , например, путем направленной эволюции или метаболической инженерии , чтобы они приносили более высокие урожаи. Другой вариант - сделать ранее невозможные биоконверсии доступными для промышленного использования. Одним из препятствий, например, было то, что многие организмы непригодны для использования в промышленной биотехнологии, например, потому что их нельзя культивировать или культивировать слишком плохо в биореакторах . Используя методы генной инженерии, можно перенести требуемый ген или несколько генов в вид, который будет легко культивировать . Конечным представляющим интерес продуктом может быть, например, химическое соединение, образованное ферментом, кодируемым этим геном. Но сам фермент также может быть желаемым продуктом. Хорошо известным примером является производство пептидного гормона инсулина бактериями, которые заменили выработку инсулина из поджелудочной железы свиньи . Если используются методы генной инженерии, во время разработки и производства необходимо соблюдать меры безопасности, которые определены в Германии Законом о генной инженерии и подробно описаны в Постановлении о безопасности генной инженерии . Работа в лаборатории или на производстве проходит с определенным уровнем безопасности (от S1 до S4).

Новый подход - это анализ метагеномов , совокупности генов всех видов, например, в биотопе . Обычно до сих пор для использования в биотехнологии можно использовать только гены или ферменты, полученные от организмов, которые можно культивировать в лабораторных условиях . Теперь есть надежда, что с помощью новых молекулярно-биологических методов можно будет конкретно идентифицировать определенные гены или ферменты, которые могут представлять интерес для биотехнологических приложений.

области применения

Возможности применения промышленных биотехнологических методов очень разнообразны. Ниже приводится подборка примеров.

Замена ископаемого топлива

Биоэтанол: из сырья, содержащего сахар и крахмал, такого как сахарная свекла , кукуруза , зерно или некоторые органические отходы, этанол можно производить путем ферментации. Полисахариднаяцеллюлоза , которую раньше было трудно использовать, также может использоваться ферментативно и использоваться для производства так называемого целлюлозного этанола .
Биогаз: Биогаз производится на биогазовых установках путем анаэробного разложения биомассы, включая ферментацию метана .
Биоводород: водород может быть получен из органического материала посредством процессов микробиологической ферментации или модифицированных процессов фотосинтеза с водорослями в фотобиореакторах .

Антибиотики

Антибиотики используются для лечения инфекционных заболеваний и являются одним из наиболее часто назначаемых лекарств. Хорошо известным примером антибиотика широкого спектра действия является цефалоспорин . Как и пенициллин , он относится к β-лактамным антибиотикам и является производным основного исходного вещества 7-аминоцефалоспорановой кислоты. При производстве с использованием биотехнологического процесса, комнатная температура, вода в качестве растворителя и не требуются большие количества токсичных веществ или тяжелых металлов . После этого сточные воды можно подвергнуть биологической очистке .

Пищевые добавки

Все чаще предпринимаются попытки повысить пищевую ценность определенных продуктов, известных как функциональные продукты , путем добавления определенных соединений, которые в противном случае отсутствуют или присутствуют только в небольших количествах.

Витамины

Сложные соединения, такие как рибофлавин (витамин В2), легче производить с помощью биотехнологических методов, чем с помощью химических процессов.

Витамины необходимы организму для жизненно важных функций и должны приниматься с пищей или, в случае недоедания, с пищевыми добавками . Например, в 1990-х годах витамин В2 все еще производился с использованием химического процесса в восьмиступенчатом процессе синтеза . Сегодня используется биотехнологический процесс с одностадийной ферментацией . Это позволило сэкономить или избежать к 2008 году 40% затрат, 60% сырья, 30% выбросов CO ₂ и 95% отходов.

аминокислоты

Некоторые аминокислоты в настоящее время производятся в промышленных масштабах с использованием биотехнологических процессов. L - лизин очень важен . Это незаменимая аминокислота для многих сельскохозяйственных животных и в низких концентрациях содержится в обычных кормах, таких как соевая мука . Ежегодно около 1,5 млн т используется в качестве кормовой добавки при птицеводстве и откорме свиней . В ферментативном производстве с использованием бактерий основным сырьем является сахар.

В конце 1980-х компания Shōwa Denkō произвела аминокислоту триптофан с помощью трансгенных бактерий , которые в то же время непреднамеренно произвели нежелательный токсин, который убил 37 человек (так называемый синдром эозинофилии-миалгии ).

Ферменты

Использование ферментов, полученных биотехнологическим путем, в медицине разнообразно: ферменты используются в терапии и диагностике. Только благодаря успехам биотехнологических исследований в последние десятилетия удалось развить экономический потенциал терапевтических ферментов. С помощью процессов промышленной биотехнологии ферменты можно производить недорого, а также с высокой эффективностью и селективностью. Так называемые терапевтические ферменты используются непосредственно в качестве лекарств (например, липазы , лизоцим , тромбин и другие).

В пищевой промышленности более 40 ферментов используются во многих производственных процессах. Ферменты модифицируют крахмал ( модифицированный крахмал ), оптимизируют жиры и белки, они стабилизируют взбитые пены и кремы и объединяют части мяса, чтобы сформировать формованное мясо . Ферменты обеспечивают твердость кукурузных хлопьев, стабильность при замораживании-оттаивании готового теста, однородное качество рожков мороженого и предотвращают прилипание макаронных изделий после приготовления. Ферменты сохраняют майонез и яичные продукты, контролируют созревание ферментированных продуктов и напитков, придают более интенсивный вкус, расщепляют жирные кислоты из сливочного масла, сыра или сливок или создают специи или жареный вкус из белков.

Ферменты в моющих и чистящих средствах

Моющие средства содержат определенные ферменты, например липазы , протеазы , амилазы , которые помогают удалять загрязнения жирами , белками (например, кровью, яичным желтком) и крахмалом , расщепляя их на водорастворимые компоненты. В результате улучшенный эффект стирки позволяет снизить температуру и время стирки, а также снизить потребление воды, моющего средства и энергии по сравнению с моющими средствами, не содержащими ферментов.

Во-первых, ферменты были произведены биотехнологическим путем с использованием генетически модифицированных микроорганизмов, которые были оптимизированы путем отбора. Генная инженерия используется с 1980-х годов для достижения более высоких урожаев и для того, чтобы использовать другие ферменты.

Гормоны

Обеспечение гормонами необходимо в медицине при различных заболеваниях, например, при симптомах роста или менопаузы, а также при лечении рака .

Обезболивающий и снимающий воспаление эффект стероидного гормона сделал, например, кортизон интересным лекарством. Сложный химический синтез, состоящий из 37 этапов, был заменен более экономичным биотехнологическим производством из 11 этапов. Среди прочего, метаболические показатели на грибок был Rhizopus arrhizus используется. С помощью дальнейших биотехнологических процессов также стало возможным заменить исходный материал для синтеза кортизона, диосгенин , который получали из корня мексиканского ямса .

Текстильная промышленность

Перекись водорода (H ₂ O ₂ ) используется в текстильной промышленности для отбеливания тканей . Перекись водорода - сильный окислитель, который необходимо полностью удалить с текстильного материала после процесса отбеливания. В обычном процессе перекись водорода удаляется промыванием горячей водой (80–95 ° C) в течение двух часов. Однако, несмотря на высокий расход воды и энергии, отбеливатель можно полностью удалить только путем последующей обработки различными химическими веществами. В биотехнологическом процессе был разработан ферментативный процесс для удаления отбеливателя. Фермент каталаза используется для последующей обработки текстильных изделий . Этот фермент превращает перекись водорода в воду и кислород в течение нескольких минут при 30–40 ° C. Вместо двух циклов полоскания необходимо выполнить только один этап полоскания теплой водой, чтобы удалить отбеливатель.

Биопестициды

Глобальный рынок для био - пестициды , такие как средство борьбы с сорняками с микроорганизмами или их продукция сильно растет.

Примером биопестицидов является производство токсина почвенной бактерией Bacillus thuringiensis . Так называемый токсин Bt , белок , также ядовит для некоторых насекомых. Этот белок варится как пиво, и его можно распылять даже в органическом сельском хозяйстве. В некоторых генетически модифицированных организмах , например в кукурузе Bt , токсин продуцируется в клетках растений после интеграции гена, кодирующего белок.

Биопластик

Биотехнологическое производство мономеров для производства пластмасс и полимеров - еще одна область биотехнологических процессов. Например, в течение многих лет велись интенсивные исследования в области разработки биоразлагаемых полимеров . Первые приложения уже в продаже. Но также разрабатываются и не поддающиеся биологическому разложению пластмассы на биологической основе . Эти биотехнологические процессы заменяют нефтехимические процессы производства определенных полимеров или создают новые полимеры с новыми свойствами. Хорошо известными примерами являются полимолочная кислота (полилактид, PLA), полиамиды и полигидроксиалканоаты, такие как полигидроксибутират (PHB).

мировоззрение

Промышленная биотехнология - одна из так называемых ключевых технологий. Можно предположить, что благодаря целевому использованию микроорганизмов и их биотехнологическому совершенствованию многие производственные процессы можно сделать более рентабельными (меньшее количество стадий процесса, меньшее использование материалов и энергии) и более экологичным (меньше и больше экологически чистых остатков и выбросов ). , а возобновляемое сырье открыто для промышленного использования.

литература

Смотри тоже

веб ссылки

Биотехнологический портал Федерального министерства образования и исследований, включающий определение биотехнологии и белой биотехнологии
Кластерный конкурс BioIndustrie 2021 Федерального министерства образования и науки

Индивидуальные доказательства

↑Промышленная биотехнология.Примечания к странице информации о программе промышленной биотехнологии в университете Ансбаха
↑ abИсследование информационнойплатформыbiotechnologie.de ( Memento от 30 августа 2013 г. в Интернет-архиве ) от имени Федерального министерства образования и науки (BMBF)
↑ abc Гарабед Антраникян: Прикладная микробиология. 1-е издание. Springer-Verlag, Берлин / Гейдельберг, 2006 г., ISBN 3-540-24083-7 .
↑ Пресс-релиз Немецкой ассоциации химической промышленности (VCI) Биотехнология - Технология будущего открывает новые возможности.Выступление 18 сентября 2008 г., стр.15
↑ Джеффри М. Смит: Trojan Seeds. Риман 2004, ISBN 3-570-50060-8 . Глава 4: О L-триптофане , генетически модифицированном Сёвой Денко , который вызвал синдром эозинофилии-миалгии, от которого 37 человек умерли и более 1500 заболели.
↑Информация от Henkel AG Экономия энергии с помощью биотехнологических ферментов.Проверено 1 января 2010 года.
↑Биополимеры / Биоматериалы: Полиамиды на биологической основе путем ферментации.на веб - сайте Института Биопроцесс инженерии в техническом университете Брауншвейга

Эта страница последний раз была отредактирована 27 апреля 2021 в 14:33.

Почти все люди никогда не занимались биотехнологией в повседневной жизни и они не понимают, что означает этот термин. Однако если им сказать, что производство сыра, изготовление вина это примеры биотехнологии, то они начинают немного понимать, что подразумевается под этим понятием.

С древних времен в производстве продуктов питания доминировала биотехнология.

Определение биотехнологии

Биотехнология — это термин, который используется для демонстрации применения системной биологии, направленной на производство продукта, соответствующего человеческому желанию.

Биотехнология наука представляющая комплексное применение биохимии, микробиологии и химической инженерии с целью получения результатов применения технологии с возможностью культивирования микробов, клеток или тканей в области промышленности, здравоохранения и сельского хозяйства.

Биотехнология как биологические процессы, осуществляемые микроорганизмами, которые используются человеком и приносят ему пользу.

Некоторые принципы биотехнологии:

Биологические агенты (микроорганизмы, ферменты, клетки растений и животных).
Утилизация для технологических и промышленных целей.
Полученные продукты и услуги.

Принципы биотехнологии используются для повышения продуктивности и качества пищевых продуктов, фермерских хозяйств, а также для решения реальных проблем в области здравоохранения путем предоставления новых вакцин в некоторых ферментах с помощью технологии рекомбинантной ДНК.

Применяется в таких отраслях промышленности, как разработка и производство новых соединений, а также производство возобновляемых источников энергии. Путем манипулирования микроорганизмами, такими как бактерии, дрожжи или пивные дрожжи, которые производят ферменты и организмы созданные для облегчения процесса производства и переработки промышленных отходов. Выщелачивание (отбеливание) нефти и минералов из почвы для повышения ее эффективности добычи, пластика является экологически чистым, а также изготовление пива на дрожжах.
Биотехнология тесно связана с планетой. Одним из факторов, разрушающих земную атмосферу, является углекислый газ, образующийся при горении на заводах или в автомобиле. Изготовление дымохода с принципом коагуляции позволяет углекислому газу, который вырабатывается установкой, собираться и не выходить в свободный воздух.

Производство биоэтанола и биодизеля является одной из задач сокращения выбросов углекислого газа. Топливо использует растения и водоросли в качестве сырья для производства. Эти технологии направлены на сокращение использования нефти, которые сокращаются.

Красная биотехнология

Медицина это отрасль которая подтверждает определение биотехнологии. Ее сфера охвата охватывает весь спектр медицины человека, начиная от стадий:

Профилактика. Это направление где мы можем увидеть, как работает тот или иной препарат в предотвращении появления нового вируса.
Диагноз. Через это направление можно диагностировать заболевание, что мы на самом деле испытываем и знаем, как или какие лекарства можно использовать.
Лечение. Это последний этап, на котором мы можем узнать, какие лекарства мы можем применить.

Одним из примеров применения биотехнологии является использование организмов для производства лекарств и вакцин, пенициллина, стволовых клеток для регенеративной медицины и генной терапии для лечения генетических заболеваний с помощью замены аномального на нормальный ген.
Красная биотехнология имеет некоторые продукты, которые в настоящее время все еще являются предметом споров, такие как клонирование — это размножение живого существа и генная инженерия. С помощью клонирования можно создать новый организм, который точно соответствует оригиналу, будь то человек или животное. Реальный пример результатов клонирования — овечка Долли.

Генная инженерия позволяет модифицировать дефект или недостаток в живых существах.
С помощью генной инженерии аутизм может быть уничтожен, синдром Дауна может быть устранен, цвет кожи может быть изменен, форма лица может быть изменена и т. д.
Несмотря на наличие благих намерений, непосредственно генетически не модифицированные представители природы человека никогда не бывают удовлетворены и благодарны тому, что получают.

Зеленая биотехнология

Генетически модифицированные продукты питания — это один из продуктов зеленой биотехнологии, которые известны. Генно модифицированная пища имеет питательный состав, который может быть установлен в соответствии с потребностями питания человека. Одним из продуктов ГМО является еда с витаминами и минералами, такими как маргарин и сливочное масло с витамином А.
Золотой рис — горячая тема среди ученых диетологов. Золотой рис-это результат инженерного воздействия на рис, поэтому зерна риса, которые производятся, окрашиваются в золотисто-желтый цвет, потому что он был дополнен бета-каротином. Золотой рис был сделан для предотвращения дефицита витамина А у маленьких детей в Африке.

Синяя биотехнология

Синяя биотехнология представляет морские или прибрежные организмы, которые контролируют процессы, происходящие в водной среде. Развитие синей биотехнологии, в том числе генной инженерии для производства устриц, устойчивых к болезням и вакцины против вируса, поражающего лосося и других рыб.
Другой пример — трансгенный лосось, у которого есть гормон роста, в результате чего скорость роста высока за короткое время. Одним из этих направлений является производство морских водорослей, генная инженерия на рыбе для изменения размера рыбы и производство жемчуга.

Этапы развития биотехнологии

В своем развитии биотехнология поддерживала науки, основанные на молекулярной биологии, как молекулярная биология, молекулярная генетика, клетки, ткани и биохимия.
Область изучения на молекулярном уровне, требующая эффективности и точности сложных вычислений была не всегда.

Развитие биотехнологии делится на четыре этапа следующим образом:

Первый этап

Этот этап также известен как эпоха Пастера, которая характеризуется использованием микробов (бактерии, плесень, дрожжи ) для консервации продуктов питания/напитков за счет использования традиционных микробов.
Типичный напиток японцев (сакэ), пиво, вино, сыр, йогурт и традиционная еда (кефир) являются примерами результатов биотехнологического процесса. До 1920-х годов использование микробов развивалось также для производства химических веществ (ацетон, бутанол, лимонная кислота) и биомассы.

В 6000 году до нашей эры народ Вавилона сумел сделать пиво с ферментативным микроорганизмом как самый древний процесс биотехнологии.
Три тысячи лет спустя люди Шумера смогли развить производство пива, с самыми разнообразными вкусами (20 видов). До сих пор с помощью этой технологии можно расширять возможности этих видов напитков.

Второй этап

Биотехнология второго этапа началась, когда был открыт пенициллин Флемингом (1929) и начало его применения в промышленных масштабах в 1944 году. Этот процесс представляет форму брожения в месте загрязнения другими микроорганизмами. Ферментация — это процесс разложения соединения, с помощью микроорганизмов. Некоторые виды продуктов, возникающих в процессе разложения: этанол, уксусная кислота, лимонная кислота, молочная кислота и глицерин. Теперь процесс компостирования или переработки отходов также является примером такого типа ферментации. Второе поколение также известно как эра антибиотиков.

Третий этап

Определение биотехнологии третьего поколения стремительно взлетела в середине 1970-х годов с внедрением генной инженерии для манипулирования и улучшения свойств организма как “агента”, играющего важную роль в биоиндустрии.
Этот процесс протекает в стерильных условиях. Биотехнология третьего поколения включает биологические процессы без допуска посторонних микроорганизмов, которые загрязняют процесс. Разработаны различные продукты биологического или фармацевтического медицинского назначения имеющие высокую ценность, такие как интерфероны, гормоны и вакцины, полученные благодаря генной инженерии. Некоторые примеры таких продуктов как лекарственные средства-антибиотики (пенициллин, тетрациклин, стрептомицин, клоромфеникол, а также витамин В12, гиберин, кортизон или другие стероиды, аминокислоты, особенно глутаминовая кислота и различные ферменты. Гибридомная технология слияния двух клеток найдена британским учёным иммунологом Мильштейном в 1975 году открыла эру для производства антител на третьем этапе развития.

Четвертый этап

Эта волна стартовала с начала 21 века и характеризуется инженерной структурой фермента, изучаемого в области белковой инженерии.

Процесс развития биотехнологии не может быть отделен от роли ферментов как биокатализатора. Оценка свойств и кинетики (микроскопическая теория процессов) ферментативных реакций и разработка аналитического оборудования. Были разработаны кристаллографический рентген и масс-спектрометрия для идентификации вещества. Четвертое поколение также известно как эра разработки ферментов / белков для борьбы с коронавирусом.

– Примеров применения очень много. Сейчас всё больше производится одноразовой посуды, включая стаканы из быстроразлагаемых биополимеров, а те, в свою очередь, получены из зернового крахмала. Так производятся и ковровые покрытия, материалы для обивки автомобилей и многое другое в разных странах. Утилизируются такие изделия без остатка буквально за несколько недель. Большинство людей знает о пищевых ферментах, консервантах, антиоксидантах, красителях, сахарозаменителях и уж тем более дрожжах, но мало кто догадывается, что всё это получают с помощью биотехнологий. По данным McKinsey Group, ожидается, что к 2020 году 20 процентов, то есть 280 миллиардов долларов в год, мирового рынка химической продукции заменят биопродукты, из них 160 миллиардов долларов в год составят новые продукты.

Биотехнологию можно сравнить с рачительной хозяйкой, у которой ничто не пропадает. Из отходов сельского хозяйства биотехнологи получают пищевой белок. Есть регионы, где люди голодают, их сотни миллионов, и не хватает им прежде всего белка. А микроорганизмы чрезвычайно богаты белком – он составляет 70-80 процентов их веса, и скорость его синтеза огромна.

Биотехнологические ферменты могут применяться также в моющих средствах, например, за счёт них усиливается эффективность стиральных порошков. Фермент протеаза разрушает белковые загрязнения; липаза – удаляет жировые, масляные пятна; целлюлаза нужна для обработки поверхностей хлопчатобумажных тканей, она не только удаляет загрязнения, но и предохраняет от ворсистости. Ещё есть мелаза, которую добавляют, чтобы удалить накрахмаленность.

Протеаза и целлюлаза в нашем портфеле разработок есть. Были попытки производства их в России, но трудно конкурировать и отвоевать первичный сегмент у больших компаний, которые вкладывают большие средства в рекламу, сбыт, создание клиентской базы и т.д.

Вы упоминали про горнодобывающую промышленность. Как биотехнологии здесь применяются?

– Отрасль заморожена, и сколько это ещё продлится, не известно. Кризис стартовал с начала 90-ых годов, закрывались заводы, исчезали институты, научные направления. Сейчас почти все предприятия закрыты, за исключением спиртовой отрасли, которая позволяет получить этиловый спирт из зерна. Из 50 гидролизных заводов работает один, из ферментных осталось одно предприятие. Мы не производим аминокислоты, органические кислоты, ферменты, практически всё это закупаем. Львиная доля рынка технических ферментов, которые применяются в спиртовой промышленности, хлебопечении, в сельском хозяйстве для производства кормовых добавок и другой продукции, закрывается за счёт импорта.

Каковы объёмы импорта?

– Я знаю статистику по лизину (аминокислота для кормовой добавки в животноводстве). Раньше в России его выпускалось около 100 тысяч тонн, сейчас импортируется порядка 20 тысяч тонн. У нас также остался один завод по этому направлению. Объём данного рынка в России составляет 300-400 миллионов долларов в год, при этом ёмкость рынка существенно больше. Но не всё сельское хозяйство способно использовать такого рода добавку, поскольку у многих хозяйств нет денег.

Что, на Ваш взгляд, необходимо предпринять государству, чтобы изменить ситуацию?

За какое время окупается завод по производству ферментов?

– Бизнес-планы могут быть разные. В среднем завод окупается за два-три года. Приведу пример. В 2005–2006 годах я был руководителем крупного проекта Минобрнауки, в котором приняли участие химфак МГУ, Институт биохимии, ИБХ РАН и другие организации, в том числе частные. У нас было несколько грантов на большие государственные комплексные проекты по разработке технологий получения шести основных промышленных ферментов. Необходимо было оценить возможность бизнес-реализации, и под эту задачу мы выстраивали бизнес-план. За два года задача была выполнена, все разработки получили патенты, оставалось найти завод и начать производство. Нам не удалось это сделать. Одна из идей была в том, чтобы реализовывать проект на спиртовых заводах. 10 процентов таких заводов имеют свои ферментные цеха. Однако какие-то из них не работали, другим это было не интересно, третьим интересно, но не было денег. Модернизация завода – это миллионы долларов. Таким образом, государство оплатило разработки, а что дальше – никому не интересно. В общем, основной сигнал – пора перестать только говорить.

Кто финансирует ваши разработки?

– Мы финансируемся за счёт разных источников: гранты, договоры, на средства частных компаний. Наиболее привлекательный уровень отношений – это работа с частными компаниями, отнюдь не с государством. В первом случае мы получаем точное задание, объём работы и расходов, договариваемся о разделе интеллектуальной собственности. Можно и со своей стороны обратиться в частную компанию с предложением покупки разработки.

С государством работать чрезвычайно сложно. Здесь на первое место выходит бюрократизм относительно расхода финансов, отчётность и т.д., а использование результатов разработок государство не интересует. Я имею в виду Минобрнауки. С Минпромторгом мы также пытаемся сотрудничать.

Как можно работать, когда основную часть денег (50-60 процентов от грантов) вы получаете к концу года, и должны лихорадочно их израсходовать, не имея права перенести затраты на следующий год. Вы превращаетесь из учёного и научного организатора в счетоводную машину. И это не меняется годами. Для обслуживания таких договоров с государством нужно создавать специальный механизм и нанимать дополнительных людей, которых вообще-то брать неоткуда.

Что-то из ваших работ удалось внедрить в практику?

– За эти годы у нас сформирован большой портфель по уникальным ферментам, который включает 25 образцов, готовых к производству в разных областях. По-прежнему нужен завод, где можно это всё производить, реализовывать, продавать, применять и т.д.

Второе – это внедрение наших разработок на спиртовых заводах, там используются ферменты для превращения крахмала в сахар, глюкозу, которая потом сбраживается в спирт и т.д. На ряде заводов есть ферментные цеха. Они производят основной фермент в этой области – глюкомелазу. Мы официально купили этот промышленный штамм и улучшили его в несколько раз, в пять раз увеличили продуктивность. При абсолютно идентичном процессе не надо менять оборудование, условия процесса, сырьё, просто меняем одно на другое, предлагаем купить новый штамм за весьма маленькие деньги. Ряд заводов купили, но какие-то заводы закрылись, кому-то это стало не интересно, кто-то перестал выполнять обязательства. Постоянная борьба.

Как вы создаёте уникальные ферменты?

– Если нужен какой-то определённый фермент, например, для текстильной промышленности, бумажной, то создаются продуценты микроорганизмов, которые делают большое, промышленно значимое количество ферментов. Благодаря собственным исследованиям мы знаем, почему нужен именно этот фермент (или комплекс ферментов), каковы его свойства, как можно применять, какие существуют проблемы. При этом важно, чтобы получился достаточно дешёвый продукт. Мы можем сделать любой фермент, получить патент, но вопрос – зачем.

Сколько стоит лицензия на западный фермент?

– Современная лицензия на производство фермента стоит в пределах нескольких миллионов долларов или евро. Бывает, что цена доходит и до 10-20 миллионов долларов.

Кто сейчас является мировым лидером в области промышленных ферментов?

– В мире два лидера: датская компания Novozymes и Genencor (подразделение Danisco). С обеими компаниями мы пытались взаимодействовать, но это очень трудно, поскольку они считают, что могут всё сами, и у них очень длинный путь принятия решений. Они продают ферменты, например, Henkel, у них уже устоявшиеся связи. Единственное, чем их можно заинтересовать, – это более дешёвыми ценами, но шило на мыло им не нужно менять всё равно.

А по каким направлениям, кроме моющих средств, мы можем ещё конкурировать, но глобальные игроки не позволяют?

– Такая картина по всем направлениям, где применяются технические ферменты, но есть исключения, когда создаются уникальные ферменты для уникальных направлений.

В идеале необходимо создать структуру, где исследованиями занимается какая-то группа с активными молодыми кадрами, а в плане реализации разработок взаимодействовать с частной компанией, которой можно доверять, у которой есть своя производственная база, свой ферментный завод, либо надо самим создавать, искать.

Неужели в России нет ни одной площадки под производство ферментов?

– Площадки, которые можно рассматривать как ферментные, это только цеха спиртовых заводов. У нас было производство на шести-семи спиртовых заводах, сейчас осталось только в двух. Болгарский пример тоже не самый удачный, потому что мы не можем до конца понимать, что там происходит финансово, много информации закрыто.

Идеально иметь свой консорциум, когда вы входите в управление по принятию решений насчёт производства, потому что всегда возникает вопрос модернизации, снятия проблем, оптимизации поиска новых направлений, кто-то умеет производить, кто-то продавать. Например, если бизнес производит фосфаты и использует их в качестве кормовой добавки, то ему легко объяснить, почему нужно использовать ферменты в качестве кормовой добавки, чтобы продавать в одном портфеле. Просто надо партнёров искать сейчас.

Стоит проблема с научными кадрами?

– Нет. В университете всегда можно отобрать молодых людей, подготовить, довести до уровня диссертации, они потом одновременно проводят работы фундаментальные и прикладные, после защиты люди ещё два-три года продуктивно работают, а потом начинают уходить, поскольку им невозможно обеспечить достойный уровень оплаты труда. В основном они идут работать в офисы по продажам. Учёные уезжали раньше, сейчас уже нет – некому. Вместе с тем Академия, очевидно, стареет, отраслевые институты – это вообще огромная проблема, кадров нет ни молодых, ни старых. Мы-то в своём направлении сражаемся, а попробуйте новую команду сформировать – невозможно.

Читайте также: