Биотехнологическая отрасль в Индии пользуется активной поддержкой государства - еще в 1986 году при Министерстве Науки и Технологии был создан Департамент Биотехнологии для осуществления политики и поддержки исследовательской деятельности в области биотехнологии, который сегодня является основным источником финансирования биотехнологических НИОКР, в первую очередь для малого бизнеса. Департаментом разработана Национальная Стратегия Развития Биотехнологии, в которой сформулированы основные проблемы и способы их решения на пути создания в стране благоприятной среды для развития биоиндуcтрии
Стадии биотехнологического производства
Большое разнообразие биотехнологических процессов, нашедших промышленное применение, приводит к необходимости рассмотреть общие, наиболее важные проблемы, возникающие при создании любого биотехнологического производства. Процессы промышленной биотехнологии разделяют на 2 большие группы: производство биомассы и получение продуктов метаболизма. Однако такая классификация не отражает наиболее существенных с технологической точки зрения аспектов промышленных биотехнологических процессов. В этом плане необходимо рассматривать стадии биотехнологического производства, их сходство и различие в зависимости от конечной цели биотехнологического процесса. В общем виде система биотехнологического производства продуктов микробного синтеза представлена на рисунке 1.
| Культивирование (ферментация) |
| Подготовка инокулята | Питательная среда |
Рисунок 1- Система биотехнологического производства
Существует 5 стадий биотехнологического производства.
Две начальные стадии включают подготовку сырья и биологически действующего начала. В процессах инженерной энзимологии они обычно состоят из приготовления раствора субстрата с заданными свойствами (рН, температура, концентрация) и подготовки партии ферментного препарата данного типа, ферментного или иммобилизованного. При осуществлении микробиологического синтеза необходимы стадии приготовления питательной среды и поддержания чистой культуры, которая могла бы постоянно или по мере необходимости использоваться в процессе. Поддержание чистой культуры штамма-продуцента - главная задача любого микробиологического производства, поскольку высокоактивный, не претерпевший нежелательных изменений штамм может служить гарантией получения целевого продукта с заданными свойствами.
Третья стадия - стадия ферментации, на которой происходит образование целевого продукта. На этой стадии идет микробиологическое превращение компонентов питательной среды сначала в биомассу, затем, если это необходимо, в целевой метаболит.
На четвертом этапе из культуральной жидкости выделяют и очищают целевые продукты. Для промышленных микробиологических процессов характерно, как правило, образование очень разбавленных растворов и суспензий, содержащих, помимо целевого, большое количество других веществ. При этом приходится разделять смеси веществ очень близкой природы, находящихся в растворе в сравнимых концентрациях, весьма лабильных, легко подвергающихся термической деструкции.
Заключительная стадия биотехнологического производства - приготовление товарных форм продуктов. Общим свойством большинства продуктов микробиологического синтеза является их недостаточная стойкость к хранению, поскольку они склонны к разложению и в таком виде представляют прекрасную среду для развития посторонней микрофлоры. Это заставляет технологов принимать специальные меры для повышения сохранности препаратов промышленной биотехнологии. Кроме того, препараты для медицинских целей требуют специальных решений на стадии расфасовки и укупорки, так должны быть стерильными. Далее приводится характеристики каждой из стадий промышленного микробиологического синтеза.
Состояние биотехнологии в РФ
Текущее состояние биотехнологии в Российской Федерации характеризуется, с одной стороны, отставанием объемов производства от уровня и темпов роста стран, являющихся технологическими лидерами в этой области, а с другой - возрастающим спросом на биотехнологическую продукцию со стороны потребителей.
Результатом является высокая импортозависимость по важнейшим традиционным биотехнологическим продуктам - лекарственным препаратам и ч8 добавкам, и отсутствие на российском рынке собственных инновационных биотехнологических продуктов.
Текущее состояние «красной» биотехнологии в РФ
Российский рынок продукции «красной» биотехнологии является наиболее емким в денежном выражении. Его объем составляет, по экспертным оценкам, от 60 до 90 млрд. руб. в год, но спрос удовлетворяется главным образом за счет импорта. По данным Министерства промышленности и торговли Российской Федерации, только 5% биотехнологических субстанций, используемых при производстве конечных лекарственных форм, производится в России.
Учитывая общее технологическое отставание отрасли и высокую капиталоемкость исследований в области «красной» биотехнологии, развитие сектора в России идет по пути создания новых высокотехнологичных производств по выпуску биотехнологических дженериков1 для обеспечения импортозамещения лекарственной продукции.
В настоящее время в России реализуются следующие крупные проекты в сфере биофармацевтики:
. ЗАО «Генериум» (Владимирская область) - проект строительства биотехнологического научно-производственного комплекса по производству препаратов для лечения заболеваний крови. Объем инвестиций - 2 млрд. руб. (осуществлено 600 млн. руб.). После выхода на проектную мощность планируется разрабатывать и выводить на рынок до 10 новых биотехнологических препаратов ежегодно. Ожидаемый объем производства - 2.7 млрд. руб. в 2010 году, 7.6 млрд. руб. - в 2013 году.
. Центр по разработке инновационных и импортозамещающих лекарственных препаратов «ХИМРАР» (Московская область) - бизнес-инкубатор для инновационных компаний, занимающихся разработкой и выведением на рынок инновационных лекарств для лечения сердечно-сосудистых, онкологических, инфекционных заболеваний, а также заболеваний эндокринной и центральной нервной системы. Объем инвестиций - 4.3 млрд. руб. (осуществлено - 400 млн. руб.). Планируется привлечение средств государственных институтов развития инновационного бизнеса (ГК «Роснанотех»). Ожидаемый эффект от работы центра - выпуск 5-10 отечественных инновационных препаратов и разработка 20 импортозамещающих дженериков и создание их опытно-промышленного производства.
. ЗАО «Биокад» (Московская область) - научно-производственная компания, занимающаяся разработкой оригинальных и дженериковых биопрепаратов для лечения урологических, гинекологических, онкологических и неврологических заболеваний.
. Группа компаний «Биопроцесс» (Москва) - научно-производственная компания, занимающаяся производством биотехнологических субстанций и конечных лекарственных форм. В настоящее время компания занимается как производством дженериковых препаратов, так и инновационными разработками.
Согласно проекту Стратегии развития фармацевтической промышленности до 2020 года, в ближайшее десятилетие в России планируется создать до 10 заводов для производства высокотехнологических био-дженериков. Общая стоимость инвестиций оценивается в 10.8 млрд. руб.
Таким образом, у «красной» биотехнологии в России, несмотря на текущее слабое развитие, есть потенциал для роста - как за счет запуска производства био-дженериков для импортозамещения, так и за счет реализации собственного научного потенциала в этой сфере.
Текущее состояние «белой» биотехнологии в РФ
Продукцию «белой» биотехнологии можно разделить на биохимическую продукцию, биотопливо и продукцию пищевой биотехнологии.
Биотехнологии в химии и нефтехимии пока не получили широкого распространения в мире. Однако западные и азиатские страны активно проводят научные исследования в этой сфере, строят опытно-промышленные образцы установок, использующих биотехнологии. В России на текущий момент фактически отсутствуют промышленные образцы примеров использования биотехнологии в химической промышленности, но при этом российская научная база по некоторым перспективным направлениям химии (например, получение биодеградируемых полимеров) позволяет при наличии соответствующих объемов финансирования наладить крупнотоннажные производства необходимых материалов.
Перспективным направлением также является гидролизная промышленность. В СССР полностью обеспечивался внутренний спрос на многие первичные химические компоненты (фурфурол, левулиновая кислота и пр.), используемые в производстве продукции с высокой добавленной стоимостью. В настоящий момент существует благоприятная мировая конъюнктура для возрождения гидролизной промышленности в России уже с учетом имеющихся новейших биотехнологий.
Производство биотоплива, растущее во всем мире очень высокими темпами благодаря реализуемой многими странами политике обеспечения независимости от внешних поставок энергоносителей и экологической ответственности, в России в промышленных масштабах не осуществляется. Существует проект крупнотоннажного производства по переработке биомассы с получением биотоплива, который планирует реализовать в Тюменской области ОАО «Корпорация Биотехнологии», созданная ГК «Ростехнологии». Однако без мер государственной поддержки при текущих технологиях производства и ценах на традиционное топливо этот бизнес является нерентабельным.
Вместе с тем, по данным Международного энергетического агентства, объем инвестиций в исследования и бизнес в сфере возобновляемых источников энергии, в том числе и биоэнергетики, удваивается каждые два года. Направление значительных ресурсов на исследования в сфере производства биотоплива второго поколения, получаемого из непригодного для пищи сырья, позволяет ожидать скорой смены технологий, которая даст импульс для «самостоятельного» развития биоэнергетики. В связи с этим есть риск, что без осуществления собственных разработок в этой сфере Россия может пропустить волну смены технологий производства биотоплива, которая приведет к снижению мирового спроса на нефть и нефтепродукты - традиционные экспортные товары Российской экономики.
Ферменты используются практически во всех подотраслях пищевой промышленности - мясной, кондитерской, хлебобулочной, масложировой, кисломолочной, пивоваренной, спиртовой и крахмалопаточной. Ферменты можно получить только биотехнологическими методами. Объем производства ферментов в России составляет сегодня около 15% от уровня 1990 года. Доля российских производителей на рынке ферментов не превышает 20%. Основные предприятия ферментной промышленности - ОАО «Восток» (Кировская область), ООО ПО «Сиббиофарм» (Новосибирская область), ОАО «Московский завод сычужного фермента» (г. Москва). Для многих предприятий отрасли характерны высокий износ основных фондов и использование устаревших технологий.
Позиции российского производства на рынке БАД, напротив, достаточно сильны - сегодня в России зарегистрировано около 8 000 наименований БАД, из них не менее 60% - отечественные препараты. По данным «Фармэкспорт», в России около 900 компаний занимаются производством БАД. Крупнейшие производители в отрасли - ЗАО «Эвалар» (Алтайский край), ОАО «Диод» (Москва), ООО «Фора-Фарм» (Москва). Однако большинство компаний работают в низкоценовом сегменте, и на отечественную продукцию приходится не более 30% рынка в стоимостном выражении.
Текущее состояние «зеленой» биотехнологии в РФ
Выращивание генно-модифицированных культур в России законодательно не запрещено. Вместе с тем, согласно статье 50 Федерального закона №7-ФЗ от 10.01.2002 «Об охране окружающей среды», производство, разведение и использование растений, животных и других организмов, созданных искусственным путем, запрещено без получения положительного заключения государственной экологической экспертизы. Подзаконные акты, регулирующие вопросы проведения государственной экологической экспертизы генно-модифицированных культур, не приняты, поэтому на практике она не проводится. Таким образом, в настоящее время выращивание генно-модифицированных культур в промышленных масштабах на территории Российской Федерации не ведется.
В настоящее время в Российской Федерации прошли полный цикл всех необходимых исследований и разрешены для использования в питании 15 линий генно-модифицированных культур: 8 линий кукурузы, 3 линии сои, 2 сорта картофеля, 1 линия сахарной свеклы, 1 линия риса.1
В результате, сложившаяся практика регулирования сферы выращивания и переработки генно-модифицированных культур создает неконкурентные преимущества для импорта сельскохозяйственной продукции и сдерживает развитие «зеленой» биотехнологии и сельского хозяйства в Российской Федерации.
Текущее состояние «серой» биотехнологии в РФ
В России применение биодеструкторов для очистки почв, воды от загрязнений в большинстве случаев сводится к ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. Для биоремедиации загрязненных нефтью и нефтепродуктами водоемов и почв используются несколько десятков препаратов, разработанных в России и бывших республиках СССР. Наиболее известны в России «Путидойл», «Олеоворин», «Нафтокс», «Uni-rem», «Родер», «Центрин», «Псевдомин», «Дестройл», «Микромицет», «Лидер», «Валентис», «Деворойл», «Родобел», «Родобел-Т», «Эконадин», «Десна», «Консорциум микроорганизмов» и «Simbinal». В основном препараты отличаются друг от друга используемыми для их получения штаммами углеводородокисляющих микроорганизмов.
Официальное применение некоторых биодеструкторов было разрешено еще в 1990-ых годах. Таким образом, можно говорить, что в России существуют научные разработки в сфере биоремедиации нефтяных загрязнений, но достаточно слабо проработана научная база по созданию штаммов- деструкторов отходов химической и нефтехимической промышленности. Отсутствуют промышленные технологии по использованию биодеструкторов для биодеградации токсичных веществ, содержащихся в природных ландшафтах, местах техногенных загрязнений.
III. Направление развития биотехнологий и анализ
«Красная биотехнология» - биофармацевтика, биомедицина
Биотехнологии в фармацевтике - технологии, связаные с разработкой инновационных препаратов на основе веществ, выделенных из биологической ткани или культуры живых клеток, характеризующихся сложной молекулярной структурой.
Согласно прогнозам зарубежных экспертов, к 2020 году высокотехнологичные биопрепараты будут формировать более 50% рынка лекарственных средств. Это связано с рядом фармакологических свойств и высоким потенциалом биотехнологических препаратов. Биопрепараты позволяют оказывать целевое воздействие, действуя на геномном, генном и молекулярном уровне. В России развитие биофармацевтики будет идти медленнее, чем в развитых странах из-за относительно более высокой стоимости биопрепаратов по сравнению с традиционными - к 2020 году их доля может составить около 30%.
Развитие биофармацевтики является стратегически важным направлением фармацевтической индустрии РФ, так как по основной части жизненно необходимых и важнейших биопрепаратов импорт превышает 90%. Можно выделить как минимум две причины такой высокой импортозависимости:
• более высокая капиталоемкость и наукоемкость разработок в сфере биофармацевтики по сравнению с разработкой традиционных препаратов, и как следствие практически полное отсутствие российских разработок в этой сфере;
• большая часть зарубежных разработок являются инновационными и находятся под патентной защитой.
Достижения в сфере фармацевтических биотехнологий последних лет позволяют проводить терапию заболеваний, ранее считавшихся неизлечимыми (онкологические заболевания, ВИЧ-инфекции). Таким образом, значительная часть биопрепаратов являются специализированными лекарственными средствами, выписываемыми по рецептам, и входит в группы наиболее дорогостоящих лекарств.
До 2015 года истекает срок действия патентов на ряд наиболее значимых зарубежных биопрепаратов.
Это означает новые возможности для российских производителей по возобновлению разработок в области биофармацевтики для выпуска биопрепаратов аналогичных тем, которые теряют патентную защиту, а также инновационных препаратов.
Индийские и китайские фармацевтические предприятия активно ведут разработки аналогичных биопрепаратов и субстанций. Важную роль в этом сыграло государство, объявившее биотехнологии государственным приоритетом развития, а биофармацевтику одним из важнейших направлений.
Необходимость аналогичной поддержки биофармацевтики в РФ на уровне государства обусловлена тем, что значительная доля биопрепаратов закупается в рамках государственных программ лекарственного обеспечения. Это означает дополнительные риски для бизнеса при отсутствии комплекса мер государственной поддержки отечественных производителей.
Социально-экономический эффект от реализации целенаправленных мер поддержки биофармацевтики заключается в:
• снижении импортозависимости за счет локализации производств жизненно необходимых и
важнейших лекарственных средств;
• повышении доступности дорогостоящих биопрепаратов для россиян за счет более низкой
стоимости локального производства;
• увеличении продолжительности активной жизни населения Российской Федерации.
Биотехнологии в медицине - технологии и достижения в биохимии, иммунологии, микробиологии и других биологических науках для решения задач в технологиях лечения, диагностики. Основными тенденциями и характеристиками современного развития биомедицины являются ее трансформация в сторону персонализированного, предиктивного и превентивного лечения.
Персонализированная, предиктивная и превентивная медицина учитывает индивидуальные особенности пациента при профилактике и лечении заболеваний. Данное направление медицины получило развитие благодаря научным исследованиям последних десятилетий в области геномики, протеомики, биоинформатики, которые позволили выявить множество молекулярных маркеров, свидетельствующих о болезни пациента, предрасположенности к болезни или определенной реакции на тот или иной курс лечения. В результате были разработаны новые подходы к диагностике болезней, оценке предрасположенности пациента к болезням, выбору оптимального курса лечения и разработке новых лекарственных препаратов.
В частности, персонализированная медицина позволяет учесть индивидуальные особенности пациента при профилактике и лечении заболеваний благодаря новому подходу к диагностике болезней (выявлению у пациента молекулярных маркеров, свидетельствующих о болезни пациента, предрасположенности к болезни), изучению реакции пациента на тот или иной курс терапии для определения оптимального курса лечения и разработки в случае необходимости новых лекарственных препаратов.
Наиболее актуальными направлениями развития биомедицины в РФ являются:
• снижение затрат на секвенирование генома для коммерциализации и широкого распространения этой услуги;
• ранняя диагностика заболеваний, в том числе выявление наследственной предрасположенности к болезням;
• определение индивидуальных генетически обусловленных особенностей реакций организма на лекарственные вещества (фармакогеномика);
• разработка методов лечения наследственных болезней;
• методы диагностики инфекционных и неинфекционных заболеваний (с помощью биочипов);
• клеточная терапия, тканевая инженерия и разработка методов выращивания органов для трансплантации.
В рамках развития данного направления предлагается финансирование исследований и разработок на базе существующих НИИ и лабораторий, а также создание Центров персонализированной медицины, Центров оптимального питания.
В проведение исследований и разработок предлагается включить ведущие научные организации, занимающимися исследованиями в данной области, а именно Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта (Москва), Центр «Биоинженерия» РАН (Москва), Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова (Москва), Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова (Москва), Институт белка РАН (Пущино), Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН (Новосибирск), НИИ Медицинской генетики Томского научного центра Сибирского отделения РАМН (Томск) и ряд других научных организаций.
Социально-экономический эффект от реализации целенаправленных мер по развитию биомедицины заключается в:
• повышении уровня оказываемых медицинских услуг, эффективности работы медицинских учреждений;
• повышении качества жизни населения и улучшении демографической ситуации в Российской Федерации;
• привлечении высококвалифицированных медицинских и научных работников.
Для формирования развернутого списка перспективных технологий и направлений в биофармацевтике и биомедицине, которые могут принести наибольшую социально-экономическую отдачу в рамках среднесрочного периода (10 лет), необходимо проведение форсайтного исследования. По результатам такого исследования могут быть сформированы технологические, продуктовые и другие карты развития по каждому из направлений.
Вероятные направления, задачи и целевые ориентиры для развития «красной» биотехнологии в Российской Федерации отражены на рисунке 2 ниже:
%
| Группы мероприятий | ||||
| Доля биофарма-цевтики |  15% препаратов  20%  30%
| |||
| Доля импорта в общем объеме биопрепаратов | ||||
| Количество препаратов на различных фазах клинических испытаний | ||||
| Биофармацевтические предприятия | 2 - 3 | 10 - 15 | 15 - 20 | |
| Производственные мощности соответствующие GMP, GLP |
Рисунок 2 - Дорожная карта развития «красной» биотехнологии в Российской Федерации до 2020 года
«Белая биотехнология» - биоэнергетика, пищевая биотехнология, биохимия, биотехнология
Биоэнергетика
Биотехнологии в энергетике - технологии получения в промышленных масштабах энергии из различных видов возобновляемого сырья биологического происхождения (жидкого, твердого и газообразного биотоплива).
Данное направление Стратегии имеет важное значение для экономики России и нацелено на сокращение зависимости от невозобновляемых источников энергии в условиях исчерпания потенциала энерго-сырьевого сценария развития экономики.
В «Энергетической стратегии России на период до 2020 года»1 установлены следующие цели:
• сокращение потребления невозобновляемых топливно-энергетических ресурсов;
• снижение экологической нагрузки от деятельности топливно-энергетического комплекса, в частности, снижение вредных выбросов от энергетических установок в городах и населенных пунктах со сложной экологической обстановкой, а также в местах массового отдыха населения;
• обеспечение децентрализованных потребителей и регионов с дальним и сезонным завозом топлива (в первую очередь в районах Крайнего Севера и приравненных к ним территориях);
• снижение расходов на дальнепривозное топливо.
Для достижения данных целей необходимо развитие возобновляемых источников энергии, среди которых немалую роль играет биоэнергетика в силу больших объемов, разнообразия, дешевизны и доступности биомассы, из которой может быть произведена энергия.
На текущий момент основными видами биотоплива для производства электро- и тепловой энергии в России являются торф и дрова.
На период до 2020 года в мире наиболее перспективными направлениями развития технологий в сфере биоэнергетики станут производство из биомассы непроизводственного назначения твердого, жидкого и газообразного топлива (биогаз, топливные гранулы и брикеты и т.п.) для выработки тепла и электроэнергии. Акцент будет сделан на доступности сырья и снижении стоимости производства.
Государственная программа развития альтернативной энергетики2 устанавливает следующие целевые показатели доли возобновляемых источников энергии в общем объеме производства электроэнергии в России в 2010 году - 1.5%, в 2015 году - 2.5%, в 2020 году - 4.5%. Целевой показатель в части объемов электроэнергии, вырабатываемой ТЭС из биомассы для целей настоящей Стратегии установлен, опираясь на данные ОАО «Русгидро», как одного из разработчиков государственной политики в направлении альтернативных источников энергии.
Потенциальная потребность в биогазе для замещения топлива и энергии для сельского населения России уже сегодня - 49 млрд. куб.м. в год. В то же время в 2015 году прогнозируемый дефицит природного газа в России (согласно данным Министерства энергетики РФ) уже составит 46.6 млрд. куб.м. (по оценкам сторонних специалистов - 80 млрд. куб.м.) и этот дефицит будет нарастать. При этом объем органических отходов, ежегодно накапливающихся на территории РФ и являющихся хорошим сырьем для производства биогаза, составляет 270 млн. тонн (по сухому веществу), что эквивалентно 66- 75 млрд. куб.м. биогаза. Отдельного рассмотрения требует вопрос производства жидкого (моторного) биотоплива в связи со спецификой рынка сбыта и регулирования.
Моторное биотопливо - это раздел биоэнергетики, касающийся производства жидких моторных топлив.
На текущий момент в России нет действующих крупнотоннажных производств жидкого моторного биотоплива, отсутствует практика добавления биотоплива в моторное топливо. В то же время вопрос развития производства и потребления биотоплива стратегически значим для России, что связано с такими факторами, как:
• снижение доступности углеводородных ресурсов и рост затрат на их добычу;
• осуществление политики развитых стран по снижению объемов импорта ископаемых видов топлива и, как следствие, прогнозируемое снижение прибыли от экспорта нефти из России;
• ухудшение экологической обстановки в крупных городах и ухудшение здоровья городского населения. Энергетической стратегией до 2020 года заявлено в качестве одной из основных целей снижение вредных выбросов от энергетических установок в городах и населенных пунктах со сложной экологической обстановкой. Добавление биотоплива в моторное топливо существенно снижает объемы вредных выбросов в атмосферу, производимых транспортными средствами;
• крупнейшие в мире объемы доступной биомассы, в том числе непродовольственной. Большой объем органических отходов.
На текущий момент в мире промышленно освоены технологии производства моторного биотоплива первого поколения - из зерновых, масличных культур, сахарного тростника. Однако технологии первого поколения требуют значительных энергетических ресурсов и создают угрозу продовольственной безопасности в мире. В связи с этим, в развитых странах, включая Евросоюз, рассматривается вопрос об ограничении производства биотоплива первого поколения. Перспективными в данной сфере для развития в России до 2020 года являются технологии производства биотоплива второго поколения (то есть из непродовольственной биомассы: древесины, соломы, биоотходов, энергоемких растений), не требующего существенных изменений в конструкции автомобилей. На текущем этапе при производстве жидкого биотоплива в основном используются технологии гидролиза и пиролиза. Относительно недавно появилась и уже промышленно освоена признанная очень перспективной технология Biomass-to-Liquid (BTL), основанная на так называемом процессе Fischer-Tropsch (Фишера-Тропша), в результате которой все растение перерабатывается в жидкое топливо. Данные виды топлива перспективны с точки зрения показателей по сжиганию и выбросам.
Технологии первого поколения получат ограниченное развитие в России с учетом ожидаемого роста коммерческой эффективности технологий производства биотоплива из непищевой биомассы по мере их промышленного освоения.
Испытания показывают, что автомобили отечественного производства могут работать на 5%-тной смеси биоэтанола с бензином. Для иностранных автомобилей этот показатель выше - 10%. 21 февраля 2008 года Правительством РФ утвержден технический регламент «О требованиях к бензинам, дизельному топливу и отдельным горюче-смазочным материалам», в котором оговорено использование биоэтанола до 5% объема топлива. В то же время на территории России нет действующих промышленных производств моторного биотоплива.
При постановке средне- и долгосрочных целей развития рынка биотоплива в России целесообразно принимать во внимание целевые показатели, к которым стремятся Евросоюз и США.
Социально-экономический эффект от реализации целенаправленных мер по развитию биоэнергетики и биотоплива заключается в:
• существенном снижении уровня загрязненности воздуха в городах, что ведет к снижению уровня заболеваемости жителей;
• существенной экономии затрат на тепло и электроэнергию предприятиями и организациями, у которых образуются большие объемы органических отходов (за счет внедрения локальных установок по производству биогаза и преобразования его в тепло и электроэнергию). Это будет способствовать, в свою очередь, сдерживанию цен на услуги жилищно-коммунального хозяйства;
• создании новой, неистощимой статьи экспорта, компенсирующей ожидаемое в долгосрочном периоде снижение прибыли от топлива из ископаемых источников.
Пищевая промышленность
Пищевая биотехнология - биотехнологические методы производства продуктов питания, направленные на улучшение качества и безопасности пищевого сырья, повышение питательной ценности пищи, создание функциональных продуктов, способствующие сохранению и укреплению здоровья.
В США и Европе пищевая биоиндустрия является зрелой отраслью с развитым рынком сбыта и эффективным законодательным обеспечением. В России потребление продуктов пищевой биотехнологии растет ускоренными темпами, однако отечественные производства таких продуктов не развиваются.
Актуальность развития пищевой биотехнологии в России связана с решением проблем несбалансированности питания населения, недостатка диетических продуктов питания для больных хроническими заболеваниями, снижения себестоимости производства пищевых продуктов.
В числе приоритетных направлений развития пищевой биотехнологии в РФ можно выделить:
• Повышение пищевой ценности отечественных продуктов питания Пищевой белок неживотного происхождения получают из семян масличных культур (сои, подсолнечника, арахиса), водорослей, а также за счет микробиологического синтеза. В мире наиболее широко распространено производство соевого белка, перспективным источником являются микроорганизмы, чья производительность в сотни тысяч раз выше традиционных способов получения протеиновых веществ.
Лидерами в производстве растительного белка являются США и Англия, где искусственные заменители мясных продуктов вводятся в систему питания социальных учреждений (школ, больниц). Рецептура таких продуктов позволяет учесть физиологические особенности организма, для которого продукт предназначен, что особенно важно в рационе детей, больных и людей пожилого возраста.
В настоящее время рацион практически всех групп населения Российской Федерации, в том числе материально-обеспеченных, характеризуется недостаточным содержанием белка, витаминов и незаменимых аминокислот. Дефицит пищевого белка в России оценивается в размере 600 тыс.тонн.
В России объем душевого потребления мяса (основного источника белка) ниже чем в Китае в 2.5 раза, Бразилии - в 3.5 раза, США - в 6 раз. Восполнение белкового дефицита в рационе населения за счет других источников является важной задачей по сохранению и укреплению здоровья нации.
• Снижение зависимости пищевой промышленности от импорта сахара, повышение потребления сахаросодержащих крахмалопродуктов, обеспечение сырьем производства диетического питания для терапии сахарного диабета.
Сезонность переработки основного сахаросодержащего сырья - сахарной свеклы - определяет зависимость России от импортных поставок сахара-сырца. Технология получения альтернативных подсластителей - глюкозно-фруктозных сиропов (ГФС) путем глубокой переработки зерновых позволяет использовать некондиционное сырье и снизить таким образом себестоимость сахаристых продуктов.
Применение ГФС при производстве пищевых продуктов приводит к улучшению их качественных характеристик и свойств - увеличению длительности хранения, снижению риска микробного инфицирования, усилению аромата и вкуса продукта, снижению его калорийности, повышению толерантности потребителей, страдающих сахарным диабетом.
В США, ведущей стране по производству сахаристых крахмалопродуктов, соотношение потребления сахара и сахаристых крахмалопродуктов составляет 1 к 2 и продолжает изменяться в сторону увеличения выпуска последних. В России доля ГФС и других сахаристых крахмалопродуктов в общем объеме потребляемого сахара составляет не более 5% (соотношение 1 к 20). При этом Россия располагает достаточной сырьевой базой для масштабного производства таких продуктов - существенная часть ежегодно выращиваемого в стране зерна относится к техническим сортам, которые являются сырьем для производства ГФС.
• Снижение зависимости пищевой промышленности и кормопроизводства от импорта ферментных препаратов.
Перспективным направлением пищевой биотехнологии является получение ферментов, которые представляют собой высокоактивные биологические катализаторы, способствующие существенному увеличению выхода, улучшению качества и продлению срока хранения пищевой продукции. Кроме того, применение ферментов позволяет экономить ценное сырье, значительно ускорить технологический процесс и повысить его чистоту.
Производство пищевых ферментов европейскими производителями наряду с внутренними покрывает существенную часть потребностей пищевой промышленности остального мира, в том числе России. В Европе технологические возможности ферментных препаратов имеют максимально обширную сферу применения - порядка 15 отраслей пищевой промышленности, в то время как в России активно используют ферменты лишь в 2-3 отраслях (пивоваренной, спиртовой, молокоперерабатывающей).
Социально-экономический эффект от реализации целенаправленных мер по развитию пищевой биотехнологии заключается в:
• повышении качества и пищевой ценности продуктов питания российского производства;
• обеспечении продовольственной безопасности Российской Федерации за счет локализации производства ферментных препаратов, заменителей сахара, снижении зависимости от импорта сахара-сырца;
• повышении экономической эффективности и конкурентоспособности отечественной пищевой промышленности.
Биохимия
Биотехнологии в химической промышленности включают в себя два направления:
. технологии использования биомассы как сырья для получения первичных и вторичных химических компонент для производства продуктов с высокой добавленной стоимостью;
. технологии использования в химических процессах биологического материала (би<