В Научно-исследовательском институте биологии Иркутского государственного университета ученые в ходе научной работы исследуют направления использования насекомых. Эти векторы – переработка отходов, производство компонентов кормов и даже создание биопластика. О ходе исследований и их перспективах рассказал директор НИИ, доктор биологических наук, профессор Максим Анатольевич Тимофеев.
Насекомые как источник протеина для производства кормов
Все началось с научного проекта по созданию так называемой биоресурсной коллекции байкальских эндемиков. Это собрание редких и полезных животных, которые мы пытаемся содержать на базе смонтированных в институте аквариумных установок. Одной из решаемых нами задач была разработка рецептур кормов, которые, с одной стороны, были бы эффективны для кормления широкого списка организмов из Байкала (от рыб до байкальских ракообразных), а с другой – были бы значительно дешевле аналогов с рынка.
Изучив текущие тренды в области биотехнологических работ, мы остановились на теме культивирования насекомых именно как источника кормового протеина – инсектопротеина.
Думаю, не будет большим секретом сказать то, что производство протеина насекомых – это уже глобальный и очень быстро растущий мировой тренд. В технологически развитых странах один за другим создаются огромные заводы по промышленному выращиванию насекомых, в первую очередь жуков-чернотелок: большого мучного хрущака и зофобаса морио, а также мух вида черная львинка.
Именно на этих видах мы и решили сконцентрироваться в нашей работе. Создав несколько постоянных лабораторных культур, мы протестировали различные методы переработки и выделения из них белкового концентрата, а также разных смесей для кормления. Первые же наши тесты показали очень высокую эффективность кормления лабораторных видов произведенными нами же кормами.
Производство удобрений и переработка отходов
Мы увидели значительные перспективы культивирования насекомых и решили развить это направление. Одной из задач, которую мы решали, было производство дополнительных продуктов из насекомых.
Само по себе выращивание насекомых – это экологически безопасный и полностью безотходный процесс: личиночные стадии насекомых используются нами для получения собственно протеинового концентрата и кормов на его основе. В ходе жизнедеятельности самих насекомых образуется биогумус – ценное удобрение для органического земледелия, а взрослые и погибшие насекомые используются для выделения различных компонентов.
Биотехнологическое использование
Так, из жестких покровов тела насекомых, состоящих из хитина, мы научились выделять, очищать и синтезировать биополимер хитозан, а также основной пигмент кутикулы – меланин, соединение с известными антиокислительными свойствами. Стоит отметить, что мы не являемся пионерами в этом направлении, в целом ряде ведущих институтов и исследовательских центров мира уже выполняются работы по поиску технологий выделения, очистки и использования продуктов из насекомых именно для биотехнологического использования.
Лидером в этой области можно назвать Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering – институт биологического инжиниринга Гарвардского университета. Его ученые одними из первых научились синтезировать биоразлагаемые пластики из хитозана. Однако и нам уже удалось закрепиться в этой области, мы успешно смогли подобрать собственные протоколы синтеза хитозановых биопластиков и пленок с разными свойствами.
Конечно же, использование хитозана для синтеза биопластика – это все-таки пока еще довольно дорогое удовольствие. Несмотря на свою экологичность и безопасность, получаемый продукт по своей цене пока еще достаточно дорогой и не может массово конкурировать с обычными пластиками. Исключение может быть только в случаях введения жестких ограничений на использование обычных пластиков, как, например, в отношении Байкальской природной территории. Использование биопластика на основе хитозана может быть вполне целесообразным.
В своей работе мы делаем упор и на другие возможности применения хитина и хитозана. Так, в зависимости от разных протоколов очистки мы можем получать либо прекрасный сорбент, активно поглощающий в себя растворенные в воде частицы, либо же тонкие биопленки, имеющие потенциал использования в качестве ранозаживляющих или перевязочных материалов.
Основной потенциал
Однако основной потенциал культивирования насекомых мы видим именно в качестве компонента для кормопроизводства. Причем кормопроизводства для разных секторов: от аквакультуры и рыбоводства (что мы уже опробовали в рамках наших исследований) и до, например, птицеводства.
Совершенно неожиданным для нас оказалось, что разработанные нами смеси очень хорошо подходят для кормления птиц. Обнаружили мы это практически случайно, отдав знакомому фермеру наши корма для зимней подкормки кур-несушек. Каковым же было наше удивление, когда мы услышали восторженные отзывы и предложение сотрудничества в части реального производства.
Темой заинтересовались и местные предприниматели, благодаря которым наши молодые ученые получили первые инвестиции и даже создали небольшое экспериментальное производство на предоставленных им мощностях, на которых была выпущена своя линейка кормов из инсектопротеина – Inprotein. Редкий случай того, как научная история, задача которой была в том, чтобы решить локальный вопрос (накормить лабораторную культуру), выросла в реальный производственный процесс с созданием продукта, востребованного покупателем.
