Трактор вместо лошади, хлеб из воздуха и белок из газа

Январь 2024 года, порт Чимботе, перуанское побережье Тихого океана. Обычно в это время года воздух здесь густой от запаха рыбной муки, а гудки сейнеров не смолкают ни на минуту. Но нынче причалы непривычно тихи. Стальные гиганты, способные переработать тысячи тонн рыбы за рейс, стоят на приколе. Причина не в забастовках и не в отсутствии спроса. Причина скрыта под водой: термометры фиксируют аномальное потепление поверхностных слоев океана. Это дыхание Эль-Ниньо. И оно становится все тяжелее для глобальной продовольственной системы. А синоптики прогнозируют, что грядущий климатический феномен Эль-Ниньо может стать самым мощным за последнее десятилетие…

«Узкое горлышко» у берегов Южной Америки

Перуанский анчоус (Engraulis ringens) — крошечная рыбка, составляющая основу не столько рациона людей, сколько промышленного животноводства и аквакультуры. Именно из него производится до 30% всей мировой рыбной муки — критически важного источника концентрированного белка. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (FAO) и отраслевых исследований, в «урожайные» годы перуанский флот вылавливает до 5–7 млн тонн анчоуса. Однако сценарий 2023–2024 годов, когда температура воды в регионе течения Гумбольдта превысила норму на 2–3 градуса Цельсия, вынудил министерство производства Перу неоднократно вводить моратории на вылов.

В январе 2024 года квоты на вылов были урезаны более чем на 40% по сравнению с прогнозами, что мгновенно отразилось на биржевых котировках. Цена на рыбную муку премиум-класса в портах Азии, куда уходит основной объем перуанского сырья, взлетела до исторических максимумов — свыше 2 тыс. долларов за тонну.

Этот локальный климатический сбой запускает каскадный эффект. Дефицит перуанского белка бьет по себестоимости кормов: для лосося в Норвегии, для креветок в Эквадоре и даже для свиней в Европе, где рыбная мука используется как высокопитательная добавка. Глобальная цепочка поставок продовольствия, как выясняется, зависит от «узкого горлышка» в диапазоне нескольких градусов температуры океана у берегов Южной Америки. Пока метеорологи спорят о длительности Эль-Ниньо, аграрии по всему миру подсчитывают убытки, осознавая свою зависимость от капризов тихоокеанской стихии.

Сегодня, оглядываясь на события 2024 года, можно сказать: угроза повторения подобного сценария никуда не исчезла. Синоптики продолжают предупреждать о новых климатических аномалиях, а глобальный спрос на кормовой белок только растет. Однако теперь у отрасли есть иной вариант развития событий. Российские биотехнологи разработали решение, которое позволяет избежать фатальной зависимости от капризов Тихого океана.

Микробный белок предохранит от шоков

Комбикорма — ключевой элемент в производстве мяса, молока, яиц и рыбы. По оценкам глобального обзора Alltech, мировое производство кормов в 2024 году достигло 1,396 млрд тонн, (при этом Россия входит в топ-10 производителей с объемом около 38,5 млн тонн). Однако рост отрасли сдерживается структурной уязвимостью: источник белка в кормах остается одним из самых дорогих и волатильных компонентов. Это связано с климатическими рисками и проблемами устойчивости, такими как вырубка лесов и утрата биоразнообразия. Исторически индустрия использует в основном соевый шрот и рыбную муку. Спрос на сою растет, а цепочки поставок увеличиваются.

А рынок рыбной муки буквально трясет из-за погодных аномалий, подобных описанным выше. В квартальном анализе FAO Globefish сообщается, что в 2023 году мировое производство рыбной муки снизилось на 23%, рыбьего жира — на 21%. Это произошло в основном из-за низких уловов перуанских анчоусов. И даже при восстановлении уловов сохраняется долгосрочное ограничение — «сырьевой потолок» для рыбной муки из дикой рыбы.

Сектор аквакультуры в мире стремительно развивается, но морские запасы белка ограничены. Это приводит к росту напряженности и риску дефицита рыбной муки. Согласно обзору Seafish (2022 год), около 86% мировой добычи рыбной муки используется в аквакультуре (остальное — свиноводство, корма для домашних животных и т. д.). Таким образом, рыбная мука становится стратегически важным ингредиентом, который применяется в стартовых кормах для животноводства и в кормах для аквакультуры хищных видов рыб.

А что же в России? Производство комбикормов в РФ выросло до 36,4 млн тонн в 2024 году и приближается к 40 млн тонн в год. Активно развивается импортозамещение кормов для аквакультуры форели и семги. После 2022 года импорт рыбных кормов сократился более чем в три раза: примерно с 157 тыс. тонн почти до 40 тыс. тонн, тогда как потребление составляет примерно 140–150 тыс. тонн в год. В 2025 году отечественное производство рыбных кормов превысило 100 тыс. тонн, что значительно увеличивает спрос на высококачественную рыбную муку для кормления лососевых.

В этой ситуации на первый план вышел вопрос об альтернативных источниках белка. Для стран, зависящих от импорта кормового белка (как в случае с перуанской рыбной мукой), наиболее реалистичными в среднесрочной перспективе представляются растительные белки локального производства и ферментационные технологии (например, когда выращиваются целые микроорганизмы с высоким содержанием белка, которые затем используются как готовый белковый ингредиент или основа продукта). Одна из наиболее перспективных альтернатив — микробный белок, получаемый из микроорганизмов (бактерий и дрожжей) в биореакторах. Ключевая идея развития технологии состоит в том, чтобы диверсифицировать протеиновый портфель и уменьшить зависимость от одного-двух сырьевых каналов. Микробный белок защищает производство комбикормов от колебаний урожая и уловов, а значит, снижает риск ценовых шоков и дефицитов (особенно в аквакультуре).

«Иннопрактика»

Реактор вместо траулера

История знает три фундаментальных перелома в производстве еды. Первый — механизация. В 1930 году один американский фермер кормил четырех человек. Потом на смену лошадям пришел трактор. К 2020 году один фермер кормил уже 170 человек. Но трактор не только ускорил пахоту — он высвободил 89 млн акров земли, которые прежде кормили самих лошадей: машина не просто заменила мускулы — она перекроила экономику поля.

Второй перелом — химический. В 1913 году Фриц Габер и Карл Бош совершили то, что современники считали невозможным: научились превращать атмосферный азот в удобрение. «Хлеб из воздуха» — так называли их открытие. Благодаря этому голод из неизбежности стал проблемой, которую можно решить. До Габера и Боша люди добывали азот из гуано, а затем из чилийской селитры, за месторождение которой в войне за Тихий океан (1879–1884 годы) погибли тысячи людей.

Третий перелом происходит на наших глазах: Габер и Бош научили делать удобрение из воздуха, а современная биотехнология учит делать белок из газа. Бактерия-метанотроф берет молекулу метана и строит из нее протеин: до 78% белка в сухом веществе, аминокислотный профиль на уровне премиальной рыбной муки.

Еще в 1960–1980 годы Советский Союз построил 12 заводов микробного белка общей мощностью около 1 млн тонн в год. Продукт из метана назывался гаприн. Заводы закрылись в 1990 году из-за экономической ситуации в стране. Как ракетные идеи Циолковского полвека ждали Гагарина, так советский гаприн ждал своего часа сорок лет.

Ведущая международная консалтинговая компания McKinsey оценивает потенциал биореволюции в 2–4 трлн долларов. США. Мировой рынок микробного белка вырастет до 20 млрд долларов к 2030 году. Но дело не в рынке — дело в сдвиге парадигмы. Как Габер и Бош прекратили гуановые войны, так микробный белок обнуляет борьбу за перелов рыбных ресурсов.

Каждая из трех революций казалась современникам невозможной. Каждая стала необратимой.

Микробный белок из России

Представьте себе завод, в который по трубе поступает природный газ, из крана — вода, в которую замешиваются макро- и микроэлементы, а из компрессора — воздух. Все остальное делают бактерии.

Это не умозрительная конструкция. Это город Кирово-Чепецк, август 2024 года. Здесь компания «Биопрактика» запустила опытно-промышленное производство мощностью 250 тонн в год — первое в России действующее производство кормового белка из метана, основанное на отечественной технологии. Биореактор петлевого типа и технологическая линия обработки продукта до готовой формы обеспечивают непрерывное производство.

Бактерии получают питание и размножаются за счет природного газа. Затем их концентрируют, инактивируют и сушат. В итоге получается высокобелковый продукт, который по качеству не уступает, а по некоторым показателям превосходит премиальную рыбную муку. Без пашни, без океана, без зависимости от климата и сезона. Средства производства можно полностью локализовать от природы и не влиять на нее, потребность в земле — доли процента по сравнению с выращиванием сои.

Ключевая инженерная сложность технологии — это задача растворить большое количество метана и воздуха в биореакторе, чтобы обеспечить непрерывное питание бактерий. «Биопрактика» разработала не имеющий аналогов в мире реактор высокого массобмена петлевого типа, позволяющий достигнуть рекордной продуктивности на единицу объема.

Начиналось все с маленьких лабораторных ферментеров с мешалкой с постепенным выходом на опытно-промышленное производство кормового белка. В конце декабря 2023 года Россельхознадзор зарегистрировал «Инноприн» — кормовую добавку, содержащую до 78% белка и предназначенную для обогащения протеином и балансирования кормов отраслей аквакультуры, птицеводства и животноводства.

«Разработанный нами биопротеин сможет стать лучшей альтернативой высококачественной рыбной муке и сое, которые в настоящее время широко используются для повышения эффективности комбикормов, или новым компонентом для достижения лучших по питательности кормовых рационов, — рассказывает генеральный директор “Биопрактики” Сергей Портнов. — Перед компанией встала задача масштабирования и выхода на крупнотоннажное производство микробного кормового белка из газа. Разработку и внедрение в производство инновационной технологии, войдя с 2020 года в уставный капитал компании, поддерживает негосударственный институт развития ”Иннопрактика”».

«Развитие производства кормового белка из метана способно увеличить потребление природного газа на внутреннем рынке, создать дополнительный способ переработки углеводородного сырья в востребованный продукт с высокой добавленной стоимостью и фактически сформировать новую перспективную отрасль газопереработки», — считает заместитель исполнительного директора компании «Иннопрактика» Дмитрий Зайцев.

По словам директора по продукту «Биопрактики» Якова Бреева, на каждом шаге масштабирования специалисты расширяли свои представления о процессах, происходящих в реакторе, не только с точки зрения физики массообмена и гидродинамики двухфазных систем (вода — газ), но и с точки зрения метаболизма бактерий и химических процессов в ферментере. «Уже на ранних этапах мы поняли, что нужно переходить к оптимизации себестоимости продукта, а не только решать задачу повышения массообмена. С одной стороны, метан и воздух нужно эффективно переводить в жидкую фазу; поэтому выбор типа реактора и режимов газоподачи напрямую влияет на OPEX (энергия на подачу газа / перемешивание) и на CAPEX (геометрия, объем). С другой стороны, метан должен максимально эффективно использоваться бактериями, что накладывает жесткие требования к автоматизации процесса культивирования. В нашей технологии бактерии полностью находятся “во власти” автоматики, которая заставляет их “соблюдать режим” экономически эффективного культивирования», — уточняет эксперт.

Испытания на животных позволили выявить ключевые преимущества новой технологии. «Инноприн» не содержит клетчатки и ингибиторов пищеварения как растительные белки, в нем существенно меньше золы в отличие от животных источников белка, рыбной и мясокостной муки, что повышает его ценность для кормовых рационов. Аминокислотный профиль «Инноприна» аналогичен высококачественной рыбной муке из цельной рыбы. Продукт обладает высокой усвояемостью благодаря преобладанию низкомолекулярных фракций белка. Таким образом, «Инноприн» может заменить рыбную муку в кормах для сельскохозяйственных животных и частично в аквакультуре, повышая при этом эффективность кормления. По результатам промышленных испытаний замена традиционных источников белка на «Инноприн» позволяет снизить затраты на протеиновую составляющую кормов в расчете на прирост 1 кг живой массы за счет улучшения усвояемости рационов с «Инноприном»: у форели в садках — до 11,9%, у тиляпии — до 3%, у бройлеров — до 5% в зависимости от возрастной группы.

«Государственный научно-исследовательский институт озерного и речного рыбного хозяйства (ГосНИОРХ) имеет многолетний опыт применения гаприна в кормах для различных видов рыб. Особенно важен он в стартовых кормах, где благодаря составу эффективно обеспечивает потребности личинок и позволяет снижать зависимость от живых кормов, — уверен кандидат биологических наук, старший научный сотрудник ГосНИОРХ Анатолий Лютиков. — Вместе с тем гаприн перспективен и в продукционных кормах как безопасный и эффективный заменитель части белковых компонентов, что открывает широкие возможности для его дальнейшего использования в аквакультуре. Это подтверждается результатами последних исследований по применению “Инноприна” в аквакормах для товарного выращивания форели. На основании комплексных исследований — рыбоводно-биологических, морфофизиологических, гематологических, биохимических, генетических (экспрессия генов), гистологических — и исследования признаков оксидативного стресса показаны безопасность и эффективность применения “Инноприна” при выращивании форели старших возрастных групп».

«Иннопрактика»

Из Кирово-Чепецка — в мировую гонку

С момента открытия опытно-промышленной установки в Кирово-Чепецке прошло полтора года, и сегодня можно говорить о первых весомых результатах. На данный момент «Инноприн» поставляется ведущим российским производителям комбикормов. В их числе компании, специализирующиеся на кормах для аквакультуры (лососевые, осетровые), птицеводства и свиноводства.

«В 2025 году мы начали применять “Инноприн” в продукционных кормах для молоди форели и вывели на рынок линейку кормов с этим компонентом. Практика показала не только технологическую целесообразность такого решения, но и подтвержденный экономический эффект, что делает “Инноприн” перспективным ингредиентом для дальнейшего развития современных аквакормов», — говорит директор по исследованиям и разработкам АО «Рыбные Корма» Антон Кузов.

«Перед нами стоит задача формирования устойчивого спроса на “Инноприн” как на внутреннем, так и на внешнем рынке до запуска промышленной мощности. Уже сейчас проводится реализация продукции, получаемой на опытном производстве в городе Кирово-Чепецке в сегменты комбикормов для аквакультуры и животноводства. Наши партнеры внедряют продукт в кормовые рецептуры и подтверждают экономический эффект. По итогам апробации ряд предприятий перешел к промышленному внедрению “Инноприна” в свои линейки кормов», — уточняет Яков Бреев.

«Сегодня наша компания использует “Инноприн” в составе стартовых кормов и уже имеет положительный опыт его применения. Особый интерес представляет экспортный потенциал “Инноприна” на рынках Азиатско-Тихоокеанского региона, где аквакультура активно развивается, — считает R&D директор ООО “Сиббиоресурс” Дмитрий Лукьянов. — Мы также видим большие перспективы в экспорте кормов с “Инноприном” на данные рынки — в настоящее время проводим испытания таких кормов на креветках в Индонезии. В связи с этим мы заинтересованы в дальнейшем развитии технологии производства “Инноприна” и ее масштабировании до крупнотоннажного уровня».

В конце 2025 года «Биопрактика» приступила к реализации проекта промышленного производства микробного кормового белка из природного газа мощностью 20 тыс. тонн в год.

Таким образом, проблему «узкого горлышка» глобальной продовольственной системы, которое сжимается при каждом потеплении у берегов Перу, российские биотехнологи решают с помощью газа. Созданный «Биопрактикой» продукт «Инноприн» — это высокобелковая альтернатива перуанскому анчоусу, не зависящая от погоды и вылова. Замена импортной сои и волатильной рыбной муки на отечественный микробный белок уже сегодня укрепляет кормовую базу российского животноводства и аквакультуры, а в перспективе 10–20 лет может сформировать новый сегмент мирового рынка объемом до 3 млн тонн. Микробный белок из газа позволяет России не только заместить дефицитную рыбную муку на внутреннем рынке (с потенциалом роста до 40 млн тонн комбикормов), но и выйти с высокотехнологичным продуктом в Азию, где спрос на корма огромен. В долгосрочной перспективе эта разработка способна стать фундаментом новой газоперерабатывающей отрасли и гарантией того, что даже самый мощный Эль-Ниньо больше не будет обрушивать глобальные цепочки поставок белка.