Gaprin er et handelsnavn for en af de typer protein-vitaminkoncentrater, der produceres i USSR og i det post-sovjetiske rum. Naturgasfermenteringsproteinbiomasse afledt af inaktiverede celler af ikke-patogen metanoxiderende gær [ 1] [2] eller bakterier [3] . Naturgas bruges som hovedkomponenten i mikroorganismers næringsmedium, foruden en blanding af næringssalte, aminosyrer mv.
Muligheden for at bruge biomassen af metanoxiderende mikroorganismer som en proteinkomponent i foder til husdyr og i menneskeføde begyndte at blive betragtet som et lovende forskningsområde i begyndelsen af 60'erne af forrige århundrede, næsten samtidig med forskning om teknologien til at opnå proteinstoffer fra ikke-traditionelle råvarer - petroleumskulbrinter og alkoholer . .
I løbet af 1966-1968. Der er udgivet en række rapporter om arbejdet med metanoxiderende mikroorganismer med henblik på industriel proteinsyntese, udført i en række forskningsinstitutter og virksomheder:
I Sovjetunionen begyndte arbejdet med skabelsen af en industriel teknologi til fremstilling af proteinstoffer fra naturgas i 1964 ved VNIISintezbelok Institute næsten samtidig med oprettelsen af et institut, hvis hovedopgave var at udvikle det videnskabelige grundlag for teknologien til produktion af foderprotein fra forskellige typer råvarer, især fra n-paraffiner af olie, naturgas, diesel, syntetiske alkoholer osv., og skabelsen af en industriel teknologi til fremstilling af proteinstoffer fra disse typer af råmateriale.
I 1969 blev der underskrevet en mellemstatslig aftale mellem USSR og DDR om udvikling af teknologier til produktion af mikrobiologisk protein fra kulbrinteråmaterialer . Inden for rammerne af denne aftale blev der udviklet et program for en periode på 20 år, hvis endelige mål var oprettelsen på DDR's territorium af et industrianlæg til mikrobiologisk afvoksning af dieselbrændstof med produktion af foderprotein i byen Schwedt (DDR) og oprettelsen på USSR's område af produktion af foderprotein fra naturgas af den oprindelige med en kapacitet på 10.000 tons om året. Baseret på resultaterne af udviklingen af et pilotanlæg med den angivne kapacitet blev det endelige sovjet-tyske (DDR) dokument udarbejdet, som afspejler hovedmaterialerne på den udviklede teknologi på niveau med de daværende tilgængelige teknologiske og hardwareløsninger.
Test af biomasse fra naturgas som proteinkilde i dyrefoder, fjerkræ, fisk blev udført i to hovedfaser. Den første fase af test blev startet i 1972 på eksperimentelle partier af biomasse fra naturgas. På dette stadium blev der gennemført undersøgelser af sikkerheden og ernæringsværdien af biomasse til dyr samt animalske produkter opnået ved at anvende biomasse fra naturgas som en del af foderet til husdyr, fjerkræ og fisk. Sideløbende blev lignende test udført af forskningsorganisationer i det tidligere DDR. Resultaterne af disse test gjorde det muligt at gå videre til anden fase af forskningen. Midlertidige regler for produktion og anvendelse af biomasse fra naturgas blev godkendt. Anden fase af testning begyndte i 1984 og omfattede omfattende zootekniske og veterinære tests samt omfattende produktionstest af biomasse fra naturgas som et mikrobiologisk fodertilsætningsstof på en lang række husdyr, fjerkræ og fisk i forskellige regioner i landet. Mere end 30 medicinske og landbrugsmæssige forskningsinstitutioner samt store husdyrbrug, fjerkræfarme og dambrug deltog i testene af biomasse fra naturgas. Resultaterne af de test, der blev udført i anden fase bekræftede dataene om sikkerheden og ernæringsværdien af biomasse fra naturgas, når den anvendes som proteinkilde i fodring af dyr, fjerkræ, fisk, samt sikkerheden af fødevarer fremstillet ved brug biomasse fra naturgas, og bekræftet hensigtsmæssighed af produktion af industrielle partier af biomasse fra naturgas. I første omgang blev midlertidig regulatorisk og teknisk dokumentation for produktet godkendt (tekniske specifikationer, manual om anvendelse af biomasse fra naturgas). Baseret på resultaterne af langsigtet industriel produktion af biomasse fra naturgas (1985-1994) og verifikation af resultaterne af anvendelsen af biomasse fra naturgas med dens udbredte anvendelse til fodring af husdyr, fjerkræ og fisk, permanente tekniske specifikationer for biomasse fra naturgas (gaprin) blev godkendt og normer for anvendelse af biomasse fra naturgas i sammensætningen af dyrefoder og foderblandinger.
Siden midten af 60'erne af det 20. århundrede er der begyndt forskning i brugen af naturgas som råmateriale til fremstilling af mikrobielt protein. En metanoxiderende kultur blev udvalgt, og der blev udført forskning på forsøgsanlæg under pilotindustrielle forhold. I slutningen af 70'erne af det sidste århundrede blev organiseringen af industriel produktion startet i landsbyen Svetly Yar . I 1983, på Svetloyarsk-anlægget af protein- og vitaminkoncentrater (på tidspunktet for 1983, Soyuzprombelok-anlægget), blev et pilotanlæg til produktion af biomasse fra naturgas med en kapacitet på 10.000 tons produkt om året lanceret. I løbet af 2 år blev anlægget sat i kommerciel drift. Dette kompleks producerede omkring 1000 tons biomasse fra naturgas om måneden i løbet af 1988-1994. Senere blev et andet lignende modul designet på fabrikken, og den samlede designkapacitet for produktionen skulle være 30 tusinde tons foderprotein om året. I alt blev der i perioden frem til 1994 produceret og solgt omkring 40 tusinde tons biomasse fra naturgas, både til russiske husholdninger og til eksportleverancer til Bulgarien, Israel, Tyrkiet og Malaysia.
I 1991-1992. på grund af krisen i økonomien i Den Russiske Føderation og i den bioteknologiske industri blev yderligere byggeri fastfrosset, og produktionen blev stoppet i maj 1994. Tilsvarende arbejde med at skabe en teknologi til fremstilling af foderprotein fra naturgas blev udført af Statoil (Norge). I 1990 overvejede Statoil muligheden for at erhverve teknologien til denne produktion fra sovjetisk side. Senere købte Statoil Dansk Bioprotein (Odense, Danmark), hvilket bragte denne udvikling op på pilotproduktionsniveau. Hovedforskellen mellem Dansk Bioprotein-teknologien og teknologien til at producere biomasse fra naturgas udviklet i USSR ligger i gasforsyningssystemet - teknologien fra den sovjet-russiske side sørgede for ufuldstændig brug af metan i processen med at producere biomasse fra naturgas for at opnå optimale teknologiske regimer og efterfølgende anvendelse af ikke-udnyttede gasser som energiråvarer. I den danske teknologi var opgaven at maksimere udnyttelsen af metan i en teknologisk proces med udledning af udstødningsgasser til atmosfæren. På et tidspunkt var Statoil (Norge) sammen med DuPont Bio-Based Materials (USA) det eneste selskab, der producerede bioproteiner fra naturgas i stor industriel skala. Et produkt, der ligner gaprin, produceret på denne europæisk-baserede virksomhed, fik tilladelse til brug og blev meget brugt i landbruget i EU-landene. Dog i 2004-2005 produktionen blev lukket.
Udviklingen af teknologier og industri til produktion af mikrobiologisk protein eller enkeltcelleprotein (SCP) begyndte samtidig i førende industrilande i begyndelsen af 1960'erne. Den vigtigste faktor, der bestemte den hurtige udvikling af den mikrobiologiske industri, var stigningen i verdensbefolkningen, som på det tidspunkt var omkring 4 milliarder mennesker, og som følge heraf den truende mangel på protein i kosten. I dag er der flere hovedprocesser, der anvendes i forskellige produktioner af fødevare- og foderprotein med mikrobiologiske midler:
I de senere år er det globale industrisamfund igen begyndt at være særlig opmærksom på spørgsmålet om at opnå mikrobielt protein baseret på naturgas.
Ifølge Frost & Sullivan vil det globale bioteknologiske marked således vokse fra 270 milliarder dollars i 2018 til 600 milliarder dollars i 2020. anlæg med en kapacitet på 200 tusinde tons om året af gasbaseret mikrobielt protein.
I Rusland er den mikrobiologiske industris eksisterende kapacitet til produktion af mikrobielt protein baseret på kulbrinteråmaterialer blevet ødelagt, men de videnskabelige og teknologiske reserver er bevaret.
Det mest succesrige og produktive arbejde i landet med genoptagelsen af den industrielle teknologi til opnåelse af mikrobielt protein baseret på naturgas på moderne niveau blev udført af GIPROBIOSINTEZ LLC.
En stamme af methanoxiderende bakterier Methylococcus capsulatus GBS-15 blev opnået fra en berigelseskultur af obligate methanoxiderende mikroorganismer med efterfølgende trinvis autoselektion i en kontinuerlig dyrkningsproces.
Som et resultat af udvælgelsen blev der opnået en stamme, der, når den dyrkes under industrielle forhold på naturgas, kan anvendes både som en del af en forening og individuelt. Stammen er deponeret i All-Russian Collection of Industrial Microorganisms.
Stammen Methylococcus capsulatus GBS-15 har et højt teknologisk potentiale, især:
Stammen er ikke patogen , er ikke genetisk modificeret og indeholder ikke gener fra andre organismer.
I overensstemmelse med GOST 12.1.005-88 er MPC for haprin i luften i arbejdsområdet 0,3 mg / m³ ( proteinkontrol er påkrævet ).
Ifølge graden af påvirkning på kroppen tilhører gaprin den 2. fareklasse (GOST 12.1.007-76).