Gaprin este o denumire comercială pentru unul dintre tipurile de concentrat de proteine-vitamine produse în URSS și în spațiul post-sovietic. Biomasă proteică de fermentare a gazelor naturale derivată din celule inactivate ale drojdiei nepatogene de oxidare a metanului [1] [2] sau bacterii [3] . Gazul natural este utilizat ca componentă principală a mediului nutritiv al microorganismelor, pe lângă un amestec de săruri nutritive, aminoacizi etc.
Posibilitatea de a utiliza biomasa microorganismelor oxidante de metan ca componentă proteică în hrana animalelor de fermă și în hrana oamenilor a început să fie considerată un domeniu promițător de cercetare la începutul anilor 60 ai secolului trecut, aproape simultan cu cercetarea. privind tehnologia de obținere a substanțelor proteice din materii prime netradiționale - hidrocarburi petroliere și alcooli . .
În perioada 1966-1968. Au fost publicate o serie de rapoarte cu privire la activitatea cu microorganismele de oxidare a metanului în scopul sintezei industriale a proteinelor, efectuată într-un număr de institute și companii de cercetare:
În Uniunea Sovietică , lucrările privind crearea unei tehnologii industriale pentru producția de substanțe proteice din gaze naturale au început în 1964 la Institutul VNIISintezbelok aproape simultan cu crearea unui institut a cărui sarcină principală a fost dezvoltarea bazelor științifice ale tehnologiei pentru producerea de proteine furajere din diverse tipuri de materii prime, în special din n-parafine de petrol, gaze naturale, motorină, alcooli sintetici etc., și crearea unei tehnologii industriale pentru producerea de substanțe proteice din aceste tipuri de materii prime.
În 1969, între URSS și RDG a fost semnat un Acord interguvernamental privind dezvoltarea tehnologiilor de producere a proteinelor microbiologice din materii prime hidrocarburi . În cadrul acestui acord, a fost elaborat un program pe o perioadă de 20 de ani, al cărui scop final a fost crearea pe teritoriul RDG a unei instalații industriale pentru deparafinarea microbiologică a motorinei cu producerea de proteine furajere în orașul Schwedt (GDR) și crearea pe teritoriul URSS a producției de proteine furajere din gaze naturale a inițiale cu o capacitate de 10.000 de tone pe an. Pe baza rezultatelor dezvoltării unei centrale pilot de capacitatea indicată, a fost întocmit documentul final sovieto-german (GDR), care reflectă principalele materiale privind tehnologia dezvoltată la nivelul soluțiilor tehnologice și hardware disponibile atunci.
Testele biomasei din gaze naturale ca sursă de proteine în hrana animalelor, păsări de curte, pești au fost efectuate în două etape principale. Prima etapă de testare a început în 1972 pe loturi experimentale de biomasă din gaze naturale. În această etapă, au fost efectuate studii privind siguranța și valoarea nutritivă a biomasei pentru animale, precum și a produselor de origine animală obținute prin utilizarea biomasei din gaze naturale ca parte a dietei animalelor de fermă, păsărilor de curte și peștilor. În paralel, teste similare au fost efectuate de către organizațiile de cercetare din fosta RDG. Rezultatele acestor teste au făcut posibilă trecerea la a doua etapă a cercetării. Au fost aprobate reglementări temporare pentru producerea și utilizarea biomasei din gaze naturale. A doua fază de testare a început în 1984 și a inclus teste zootehnice și veterinare cuprinzătoare, precum și teste extinse de producție a biomasei din gaze naturale ca aditiv microbiologic pentru hrana unui număr mare de animale de fermă, păsări de curte și pești din diferite regiuni ale țării. Peste 30 de instituții de cercetare medicală și agricolă, precum și ferme mari de animale, ferme de păsări și ferme piscicole au participat la testele biomasei din gaze naturale. Rezultatele testelor efectuate la a doua etapă au confirmat datele privind siguranța și valoarea nutritivă a biomasei din gaze naturale atunci când este utilizată ca sursă de proteine în hrănirea animalelor, păsărilor de curte, peștilor, precum și siguranța produselor alimentare obținute prin utilizarea biomasă din gaze naturale și oportunitatea confirmată a producerii de loturi industriale de biomasă din gaze naturale. Inițial, a fost aprobată documentația provizorie de reglementare și tehnică pentru produs (specificații tehnice, manual de utilizare a biomasei din gaze naturale). Pe baza rezultatelor producției industriale pe termen lung a biomasei din gaze naturale (1985-1994) și a verificării rezultatelor utilizării biomasei din gaze naturale cu utilizarea pe scară largă în hrănirea animalelor de fermă, păsărilor de curte și peștilor, specificații tehnice permanente pentru biomasă din gaze naturale (gaprin) au fost aprobate și norme de utilizare a biomasei din gaze naturale în compoziția hranei pentru animale și a amestecurilor de furaje.
De la mijlocul anilor 60 ai secolului XX, au început cercetările privind utilizarea gazului natural ca materie primă pentru producerea proteinelor microbiene. A fost selectată o cultură de oxidare a metanului și s-au efectuat cercetări pe instalații experimentale în condiții industriale pilot. La sfârșitul anilor 70 ai secolului trecut, organizarea producției industriale a fost începută în satul Svetly Yar . În 1983, la uzina de concentrate de proteine și vitamine din Svetloyarsk (la vremea lui 1983, Uzina Soyuzprombelok), a fost lansată o instalație pilot pentru producerea de biomasă din gaze naturale cu o capacitate de 10.000 de tone de produs pe an. În 2 ani, uzina a fost pusă în funcțiune comercială. Acest complex a produs aproximativ 1000 de tone de biomasă din gaze naturale pe lună în perioada 1988-1994. Ulterior, un al doilea modul similar a fost proiectat la fabrică, iar capacitatea totală de proiectare a producției urma să fie de 30 de mii de tone pe an de proteine furajere. În total, în perioada de până în 1994, au fost produse și vândute aproximativ 40 de mii de tone de biomasă din gaze naturale, atât pentru gospodăriile rusești, cât și pentru livrările de export către Bulgaria, Israel, Turcia și Malaezia.
În 1991-1992. din cauza crizei din economia Federației Ruse și din industria biotehnologiei, construcția ulterioară a fost înghețată și producția a fost oprită în mai 1994. Lucrări similare privind crearea unei tehnologii pentru producerea proteinelor furajere din gaze naturale au fost efectuate de Statoil (Norvegia). În 1990, Statoil a luat în considerare posibilitatea de a achiziționa tehnologia acestei producții din partea sovietică. Ulterior, Statoil a achiziționat Dansk Bioprotein (Odense, Danemarca), ceea ce a adus această dezvoltare la nivelul producției pilot. Principala diferență dintre tehnologia Dansk Bioprotein și tehnologia de producere a biomasei din gaze naturale dezvoltată în URSS constă în sistemul de alimentare cu gaz - tehnologia părții sovieto-ruse prevedea utilizarea incompletă a metanului în procesul de producere a biomasei din gazele naturale pentru a obține regimuri tehnologice optime și utilizarea ulterioară a gazelor neutilizate ca materie primă energetică. În tehnologia daneză, sarcina a fost de a maximiza utilizarea metanului într-un proces tehnologic cu emisie de gaze de eșapament în atmosferă. La un moment dat, Statoil (Norvegia), împreună cu DuPont Bio-Based Materials (SUA), era singura companie care producea bioproteine din gaze naturale la scară industrială largă. Un produs similar cu gaprin, produs la această întreprindere cu sediul european, a primit permisiunea de utilizare și a fost utilizat pe scară largă în agricultură în țările UE. Cu toate acestea, în 2004-2005 producția a fost închisă.
Dezvoltarea tehnologiilor și a industriei pentru producerea de proteine microbiologice sau proteine unicelulare (SCP) a început simultan în țările industriale de vârf la începutul anilor 1960. Principalul factor care a determinat dezvoltarea rapidă a industriei microbiologice a fost creșterea populației mondiale, care la acea vreme era de aproximativ 4 miliarde de oameni și, ca urmare, lipsa amenințătoare de proteine din dietă. Astăzi, există mai multe procese principale care sunt utilizate în diferite producții de proteine alimentare și furajere prin mijloace microbiologice:
În ultimii ani, comunitatea mondială a industriei a început din nou să acorde o atenție deosebită problemei obținerii de proteine microbiene pe bază de gaz natural.
Astfel, conform Frost & Sullivan, piața globală de biotehnologie va crește de la 270 de miliarde de dolari în 2018 la 600 de miliarde de dolari până în 2020. fabrică cu o capacitate de 200 de mii de tone pe an de proteine microbiene pe bază de gaz.
În Rusia, capacitățile existente ale industriei microbiologice pentru producerea de proteine microbiene pe bază de materii prime hidrocarburi au fost distruse, dar rezervele științifice și tehnologice au fost păstrate.
Cea mai reușită și productivă lucrare din țară privind reluarea tehnologiei industriale de obținere a proteinei microbiene pe bază de gaze naturale la nivel modern a fost realizată de GIPROBIOSINTEZ SRL.
O tulpină de bacterii de oxidare a metanului Methylococcus capsulatus GBS-15 a fost obținută dintr-o cultură de îmbogățire a microorganismelor de oxidare a metanului obligatorii cu autoselectare ulterioară în trepte într-un proces de cultivare continuă.
În urma selecției s-a obținut o tulpină care, atunci când este cultivată în condiții industriale pe gaze naturale, poate fi utilizată atât ca parte a unei asociații, cât și individual. Tulpina este depusă în Colecția de microorganisme industriale din întreaga Rusie.
Tulpina Methylococcus capsulatus GBS-15 are un potențial tehnologic ridicat, în special:
Tulpina nu este patogenă , nu este modificată genetic și nu conține gene de la alte organisme.
În conformitate cu GOST 12.1.005-88 , MPC de haprin în aerul zonei de lucru este de 0,3 mg / m³ ( este necesar controlul proteinelor ).
În funcție de gradul de impact asupra corpului, gaprinul aparține clasei a 2-a de pericol (GOST 12.1.007-76).