Революция в производстве новых продуктов на основе микроорганизмов
Authors: Аринжанова М.С. , Шейда Е.В. , Дускаев Г.К. , Мирошников И.С. , Мирошников С.А. 
Published: January 2025

Растущее население планеты и повышение уровня жизни требуют немедленного перехода по направлению стабильной продовольственной системы. Отрасль сельского хозяйства в настоящее время стремится к производству кормов, богатых белком, для выращивания домашнего скота. Тем не менее стремительное развитие сельскохозяйственной деятельности и пищевой промышленности привело к резкому увеличению количества отходов, которые наносят ущерб экономической и экологической устойчивости. В данной ситуации возникает необходимость разработки интегрированной технологии преобразования побочных продуктов в полезные ресурсы. Выработка микробного или одноклеточного белка на основе возобновляемых источников электронов и углерода потенциально может стать источником альтернативного белка. Продукция микробного белка для животных образуется благодаря жизнедеятельности бактерий, водорослей и грибов, включая дрожжи. Одноклеточный белок, произведенный с использованием микроорганизмов, в настоящее время коммерциализирован, однако также исследуются новые методы и процессы, которые могут сделать производство данного продукта более экономичным и устойчивым. Установлено, что микробиом рубца обладает значительной способностью расщеплять отходы сельского хозяйства. Этот факт имеет практическое применение для улучшения управления отходами путем оптимизации рубцового микробиома. В настоящее время актуальным является разработка систем непрерывной ферментации, подобных по функционированию рубцу жвачных, которые должны быть оптимизированы для работы с инокулятом рубца и способны обеспечивать стабильные условия культивирования. Такая система позволит преобразовывать отходы различных производств и повышать эффективность использования кормовых продуктов. Результаты исследований дают основания полагать, что развитие природоподобных технологий в будущем позволят осуществлять синтез микробного белка в системе непрерывного культивирования, имитирующей пищеварение жвачных животных, из отходов сельского хозяйства. Таким образом, целью данного обзора является обобщение знаний, связанных с получением микробного белка на отходах и побочных продуктах агропромышленного комплекса и анализ достижений в области технологии производства данной биомассы.

The growing population of the planet and an increase in living standards immediately require a transition towards a stable food system. The agriculture industry is currently striving for the production of protein-rich feed for raising livestock. However, the rapid development of agricultural activities and the food industry has led to a sharp increase in the amount of waste, which is detrimental to economic and environmental sustainability. In this situation, there is a need to develop an integrated technology for converting by-products into useful resources. The production of microbial or unicellular protein based on renewable sources of electrons and carbon can potentially become a source of alternative protein. The production of microbial protein for animals is formed due to the vital activity of bacteria, algae and fungi, including yeast. Single-cell protein produced using microorganisms is currently commercialized, but new methods and processes are also being explored that can make the production of this product more economical and sustainable. It has been established that the rumen microbiome has a significant ability to break down agricultural waste. This fact has practical applications for improving waste management by optimizing the scar microbiome. Currently, it is relevant to develop continuous fermentation systems similar in function to the ruminant rumen, which should be optimized to work with the rumen inoculum and are able to provide stable cultivation conditions. Such a system will make it possible to transform waste from various industries and increase the efficiency of using feed products. The research results suggest that the development of nature-like technologies in the future will allow the synthesis of microbial protein in a continuous cultivation system that simulates the digestion of ruminants from agricultural waste. Thus, the purpose of this review is to summarize the knowledge related to the production of microbial protein from waste and by-products of the agro-industrial complex and to analyze achievements in the field of technology for the production of this biomass.