Газета Сибирского отделения Российской академии наук «Наука в Сибири» опубликовала материал поитогам прошедшего в рамках XII Международного форума технологического развития «Технопром-2025» круглого стола. Его участниками стали ведущий научный сотрудник института биологии и биотехнологии Алтайского государственного университета и инжинирингового центра «Промбиотех» АлтГУ кандидат биологических наук Алена Иркитова и доцент кафедры органической химии института химии и химико-фармацевтических технологий АлтГУ доктор технических наук Денис Минаков.
В своей долгосрочной программе развития «Приоритет 2030» Алтайский государственный университет сфокусировал ресурсы в стратегическом технологическом проекте «Биотехнологическая инженерия управления свойствами живых объектов». В едином целеполагании с партнерской сетью академического и индустриального пояса коллективы университета прикладывают усилия в продвижении АлтГУ как центра биотехнологических решений и разработок, масштабирования продуктов и технологий на основе использования биологического сырья и природных ресурсов Алтая.
Немаловажным в этом процессе является получение уникального интеллектуально-технического потенциала, обеспечивающего национальное преимущество перед зарубежными аналогами. Количественными индикаторами достижения цели является разработка биотехнологий и продуктовых биотехнологических решений, интегрированных в технологические процессы предприятий реального сектора экономики региона и страны в целом.
Задачи стратегического технологического проекта АлтГУ коррелирует с мероприятиями национальных проектов технологического лидерства: «Технологическое обеспечение продовольственной безопасности» и «Биоэкономика». Научно-технологическая программа и паспорта этих национальных проектов нашей страны должны обеспечить производство критически важных ферментных препаратов, пищевых и кормовых добавок, технологических вспомогательных средств, создание условий для развития научных разработок в селекции и генетике. Мероприятия программы призваны привести к технической и технологической независимости сельского хозяйства, пищевой и перерабатывающей промышленности.
Так, на круглом столе «Комплексная переработка растительного сырья в фокусе нацпроекта «Биоэкономика»», прошедшем в рамках XII Международного форума технологического развития «Технопром-2025», в качестве ключевых спикеров выступили ученые АлтГУ. Представители академических учреждений и промышленного сектора обменялись опытом реализации проектов комплексной переработки растительных ресурсов для получения пищевых ингредиентов, косметических компонентов, агрохимикатов для органического земледелия, а также для индустрии функционального питания.
Как отметил руководитель Инжинирингового центра Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН Павел Заикин, объем продовольственного рынка Российской Федерации в розничной торговле демонстрирует стабильный рост — около 6 % ежегодно. «Значительную стоимостную долю рынка занимают пищевые ингредиенты, так как позволяют при небольших объемах изменять потребительские свойства целевого продукта в широком диапазоне, — сказал Павел Заикин. — Номенклатура пищевых ингредиентов отечественного производства отражает их дефицит и зависимость от импорта. Исчезновение западных компаний с отечественного рынка, с одной стороны, привело к росту цен на пищевые ингредиенты, но с другой — открыло перспективы организации их отечественного производства».
Ведущий научный сотрудник инжинирингового центра «Промбиотех» АлтГУ кандидат биологических наук Алена Иркитова поделилась опытом масштабирования биотехнологических разработок и их внедрения в реальный сектор экономики. Она рассказала о проблемах, возникающих при этом.
«При разработке технологии культивирования эффективных штаммов-продуцентов мы, во-первых, сталкиваемся с их вырождением, — пояснила Алёна Иркитова. — Сложно также сохранять неизменной воспроизводимость ценных свойств, таких как активность, численность и тому подобное. Плюс при масштабировании растет себестоимость продукта, что связано с дорогими лабораторными средами и длительностью культивирования».
На последующих этапах производства (концентрирование, заморозка, сушка и так далее) трудности возникают из-за несоответствия лабораторной и заводской приборной базы и при адаптации мощности лабораторного оборудования под производственное. На этапе стандартизации готового продукта возможна потеря эффективности при добавлении консервантов и стабилизаторов, а также несовпадение срока хранения».
Доцент кафедры органической химии института химии и химико-фармацевтических технологий АлтГУ доктор технических наук Денис Минаков рассказал о биотехнологических способах переработки растительного сырья — мицелия грибов — в целевые продукты с повышенной добавочной стоимостью для пищевой, фармацевтической и косметической промышленности.
«На мировом рынке существует большое разнообразие биологически активных добавок и функциональных ингредиентов на основе грибов, — прокомментировал ученый. — Это связано в первую очередь с тем, что они содержат различные физиологически активные вещества: полисахариды, терпеноиды, флавоноиды, антибиотики и другие соединения. Однако на российском рынке существует проблема, связанная с производством грибов и их стандартизацией, поскольку отсутствуют нормативные требования к содержанию в них действующих веществ».
Подводя итоги круглого стола, его участники пришли к мнению, что нужно усилить федеральные и региональные меры поддержки реализации практически ориентированных проектов в контуре нацпроекта «Биоэкономика», а также повысить эффективность взаимодействия вузов и научно-исследовательских институтов с индустриальными партнерами.
«Конкурентным преимуществом АлтГУ является тесное сотрудничество с институтами РАН, работающими в сфере биотехнологий, органической химии. В результате планомерной работы наш университет стал активным участником трансфера технологий и результатов НИОКР академической науки в реальный сектор экономики, благодаря гибкой политике формирования тематик исследований, ориентированных на реальные запросы бизнеса и многолетнего сотрудничества с передовыми НИИ», – комментирует, проректор по научному и инновационному развитию Алексей Ваганов.
Успешными моделями такого подхода можно считать создание на базе АлтГУ совместной с ИХБФМ СО РАН лаборатории биоинженерии (основная задача - коммерциализация результатов НИР), организация при поддержке ФИЦ Биотехнологии РАН Инжинирингового центра «Промбиотех» (разработка, масштабирование, внедрение и сопровождение пакета технологий в сфере производства биотехнологических продуктов для АПК). Отличным примером трансфера научных знаний в аграрный сектор является функционирование Алтайского центра прикладной биотехнологии – за 10 лет разработано более 20 технологий, основанных на методах культуры клеток и тканей, более чем 45 сортов сельскохозяйственных растений, в том числе по запросу коммерческих организаций (ООО «Пивоваренная компания «Балтика»», Чарышский СПОК им. С.Н. Хабарова, ООО «Сатурн-2», ООО «СоюзАгро», ООО «Алтай Фито Продукт», ООО «Тепличный комбинат Толмачевский»).
Научные коллективы стратегического технологического проекта к 2025 году накопили достаточный научно-технологический задел из области биоинженерии и биотехнологии на стыке приборостроения и биоинформатики, чтобы выступить игроком на национальном биотехнологическом рынке.
Портфель биотехнологических решений АлтГУ к 2025 году с высокой степенью технологической готовности: научные разработки – фосфолипаза С (для рафинации растительных масел), рекомбинантный химозин (в производстве сыра в качестве молокосвёртывающего фермента), мезофильная α-амилаза (используется в производстве этилового спирта для расщепления крахмала), фитаза (в качестве кормовой добавки для повышения питательной ценности), рекомбинантный белок А (используется для исследований - синтезируют конъюгат с ферменатми для создания тест-систем на основе ИФА, ИГХ, ИХА), рекомбинантная Taq-полимераза (выявление предрасположенностей к болезням, определение родства (ВПЧ, ВИЧ, гепатит, SARS-Cov-2), и для научных разработок (вакцины, антигены, антитела), пероксидаза хрена (фермент, используется как компонент тест-полоски и тест-систем), конъюгаты антител для иммунохимических анализов, моноклональные и поликлональные антитела класса Y или белка А против белков, антител, антигенов, конъюгированные с нанозолотом.
В 2024 году благодаря проекту программы «Приоритет 2030» был разработан прототип устройства счетчика клеток для живых объектов. Счетчик клеток позволяет производить контроль нормы СанПиН 2.3.2.1078-01 в области пищевой и перерабатывающей промышленности. Устройство апробировано на титрах бактерий Escherichia coli. Разработана конструкторская документация счетчика клеток, проведена сертификация оборудования и реагентов. В ходе данной разработки проведены основные этапы НИР по использованию технологий машинного зрения в идентификации биологических объектов, их характеризации, что является основой и для других приложений с применением ИИ в аграрном секторе (автоматическая идентификация сортов растений, обработка данных с оптических и физико-химических датчиков). В настоящее время ведутся работы совместно с ООО «АРОССА» по усовершенствованию технологий анализа данных в рамках разработки «Зеленого робота» (программно-аппаратного комплекса автоматизации сельского хозяйства). Также активно ведутся работы по продвижению передовых методов исследования в области паспортизация сортов и разработка экспресс-методов по выявлению гибридизационных процессов в области селекции. Социальная значимость проекта заключается в позиционировании российской науки как высокотехнологичной отрасли, направленной на решение конкретных прикладных проблем, что повысит привлекательность АлтГУ для абитуриентов, а также позволит готовить специалистов по востребованным в реальном секторе экономики направлениям.