Гаприн

Гаприн - высококачественный кормовой белок, который применяется в кормлении животных. Обладая рядом полезных свойств, он является эффективным источником питательных веществ для роста и развития животных.  Благодаря использованию природного газа как источник энергии и питательных веществ, получается высококачественный белок с отличными структурными свойствами.

Применение гаприна

Одной из основных причин, почему гаприн популярен в кормовой промышленности, является его высокий уровень содержания белка. Известно, что белок является важнейшим элементом питания животных, который влияет на их развитие и здоровье. Гаприн содержит аминокислоты, необходимые для нормальной жизнедеятельности и развития животных.

Кроме того, гаприн хорошо усваивается в организме, что позволяет животным получать полезные вещества из корма. Это снижает потери питательных компонентов и обеспечивает правильное пищеварение. Благодаря этому свойству, гаприн сокращает количество корма, которое требуется для получения необходимого количества питательных элементов.

Немаловажным аспектом использования гаприна является его низкая аллергенность. Это позволяет избегать возможных аллергических реакций у животных, что отражается на их нормальном развитии. К тому же гаприн укрепляет иммунную систему животных благодаря содержанию аминокислот и микроэлементов, которые способствуют поддержанию защитных функций организма.

Дополнительным плюсом гаприна является его экологическая безопасность. Белок получают из натурального сырья и производят без применения вредных химических веществ и ГМО. Это важно при кормлении животных, что гарантирует сохранение качества получаемых пищевых продуктов.

Технология производства гаприна 

Преимущества технологии:

- Большие запасы попутного газа и низкая себестоимость добычи снижают стоимость биопротеина;

- Гаприн хорошо гранулируется и хранится;

- Простой способ транспортировки попутного газа позволит построить завод по производству биопротеина не только около месторождения, но и в других регионах страны;

- Технология может быть модифицирована путем изменения аминокислотного состава;

- Технологическая универсальность процесса позволяет получать кормовой белок как из товарного природного газа, так и из попутного газа при нефтедобыче, а также при нефтепереработке на НПЗ;

Производство: экологически чистое, стабильное качество.

В мире производством гаприна и подобных ему веществ занимаются следующие компании: Evonik Industries, BASF, Dow Chemical, Johnson Matthey, Merck KgaA, Alfa Aesar, TCI America, Thermo Fisher Scientific, Acros Organics, Chemica International.

В России имевшиеся мощности микробиологической промышленности по выпуску микробного белка на основе углеводородного сырья уничтожены, но научно-технологические заделы сохранились.

Наиболее успешными и результативными работы в стране по возобновлению на современном уровне промышленной технологии получения микробного белка на основе природного газа выполнены силами ООО «Гипробиосинтез».

Из накопительной культуры облигантных метанокисляющих микроорганизмов с последующей ступенчатой автоселекцией в непрерывном процессе культивирования был получен штамм метанокисляющих бактерий Methylococcus capsulatus ГБС-15.

В результате проведенной селекции получен штамм, который при культивировании в промышленных условиях на природном газе может быть использован как в составе ассоциации, так и индивидуально. Штамм депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов.

Штамм Methylococcus capsulatus ГБС-15 обладает высоким технологическим потенциалом, в частности:

- повышенной устойчивостью к продуктам соокисления гомологов метана природного газа, что позволяет использовать природный газ различного состава и расширить сырьевые ресурсы для промышленного проведения процесса;

- способностью к гетеротрофной фиксации углекислого газа, что обеспечивает более низкий коэффициент экономического потребления субстрата (метана);

- фагоустойчивостью;

- устойчивостью к кратковременным перепадам температуры и давления.

Штамм конкурентно способен по отношению к другим видам метанокисляющих бактерий - штамм является термотолерантным.

Штамм не патогенен, не является генетически модифицированным и не содержит генов других организмов.

В 2021 опытную установку по производству гаприна запустило ООО «Биопрактика».

Новый ГОСТ Р 71301 «Биотехнология. Добавка белковая кормовая на основе метанокисляющих бактерий (гаприн)», который вводится в России с 1 апреля 2024 года, стандартизирует требования к кормовой белковой добавке на основе метанокисляющих бактерий. Документ будет способствовать формированию новой перспективной отрасли.

Инициаторами и разработчиками национального стандарта являются Ассоциация ТП Биотех 2030, ООО Гипробиосинтез и ФИЦ Биотехнологии РАН в рамках работы по стандартизации Центра компетенций НТИ «Молекулярная инженерия в науках о жизни». Разработка регулирующего документа проводилась при поддержке технического комитета по стандартизации ТК 326 «Биотехнологии» с привлечением экспертов отрасли – ООО «Биопрактика», ООО «Биофорте-Лаб», НПО Биосинтез, Союз производителей пищевых ингредиентов, АО «ИмпактБио», ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста и др. Такая совместная работа ведущих научных, производственных и экспертных организаций показывает значимость и важность нового стандарта и заинтересованность в развитии в стране нового отраслевого сектора.

Развитие рынка производства высокобелкового кормового концентрата будет способствовать повышению питательности кормов, улучшению коэффициента конверсии кормов, позволит снизить зависимость от аминокислот как обязательных кормовых добавок, будет способствовать сокращению зависимости от зарубежных поставок белковых компонентов.

Типовая схема производства белка из природного газа:

1 — смесители; 2 — теплообменники; 3 — насосы; 4-биореактор;

5 — сепаратор; 6 — выпарная установка; 7 — сушилка; 8 — ОКЖ на биоочистку

В промышленным масштабе биотехнология получения из природного газа, содержащего до 96 % метана, белковой биомассы «гаприн» по аналогичной технологической схеме была разработана институтом ВНИИсинтезбелок и реализована на Светлоярской установке, работавшей в период с 1985 по 1994 г. В основу технологии был положен активный штамм — продуцент белка метанокисляющей культуры Methylococcus capsulatus и разработанный совместно с немецкими инженерами биореактор струйно-эжекционного типа объемом 750 м3. В 1994 г. Светлоярская установка гаприна была закрыта в связи с экономическими трудностями, в частности ввиду невысокой удельной производительности биореактора и большими энергозатратами на получение гаприна, составлявшими не менее 5 тыс. квт-ч на 1 т биомассы. Однако последние разработки в этой области позволили предложить более оптимальное техническое решение промышленного биореактора со сниженными до 2—3 тыс квт-ч/т энергозатратами более экономной и экологически рациональной технологической схемой.

При этом, высококачественный состав биомассы, содержащей полноценный набор незаменимых аминокислот, а также витамины группы В и микроэлементы был предпочтительней традиционных белковых добавок.

Проведенные всесторонние исследования и результаты вскармливания биомассой, полученной из природного газа, показали ее безвредность и послужили основой для разработки Технических условий на бактериальную биомассу (гаприн) и Рекомендаций по применению для различных видов сельскохозяйственных животных и птиц в качестве протеиновой добавки в корма и кормовые смеси.

Сравнительное содержание сырого протеина и основных аминокислот в кормовых добавках, %

На получение 1 т кормового белка в зависимости от выбранного штамма и технологического режима культивирования затрачивается около 3,5 тыс м3 природного газа (96 % метана) и около 2,7 тыс м3 кислорода (или соответствующее количество воздуха). Кинетические характеристики выбранной культуры микроорганизмов в непрерывном процессе должны обеспечивать удельную продуктивность по биомассе не менее 4-5 г/л-ч при нелимитируемых условиях по поступающим в клетку газообразным субстратам (метан, кислород).

Развитие рынка производства высокобелкового кормового концентрата будет способствовать повышению питательности кормов, улучшению коэффициента конверсии кормов, позволит снизить зависимость от аминокислот как обязательных кормовых добавок, будет способствовать сокращению зависимости от зарубежных поставок белковых компонентов.