20 июля 2026 г.
Проверка биотехнологических решений в реальной жизни
Европейские лаборатории не испытывают недостатка в самых разнообразных идеях. Также нет недостатка и в опыте и знаниях, накопленных на немецких производственных предприятиях. Не хватает только площадок, где эти две стороны могли бы совместно работать. Компания GEA открыла испытательный центр, где отрицательный результат на раннем этапе позволяет предотвратить поспешное ошибочное решение.
Инженеры-тестировщики компании GEA Юлиан Нюзинг (Julian Nüsing) и София Милошевич (Sofija Milošević) в Центре применений и технологий в Сарштедте проверяют, пригодны ли для промышленного применения технологические процессы, разработанные для направления «Новые продукты питания», сферы биотехнологий и молочной промышленности.
В Центре применения и технологий GEA для направления «Новые продукты питания» и биотехнологий всего лишь чуть больше 7 часов утра. Аварийные сигналы сброшены, и система с 500-литровым биореактором впервые работает без сбоев. Команда провела ночь за доработкой системы управления. Теперь на дисплее отображается значение, которого никто не ожидал.
Организм в реакторе выделяет почти в три раза больше тепла, чем во время лабораторных экспериментов. Система охлаждения с трудом справляется с нагрузкой. Инженер-тестировщик GEA София Милошевич (Sofija Milošević), находящаяся возле терминала управления, сохраняет спокойствие, проверяет датчики и корректирует контрольные параметры.
Затем она кратко подводит результат этого теста: «Хорошо, что мы обнаружили это здесь, а не на предприятии».
Почему Европе нужно практическое испытание
Новый Центр передовых технологий GEA Application and Technology Center (ATC) в Сарштедте, к югу от Ганновера, не является ни выставочным залом, ни аналогом лаборатории. Это место для тестирования, сбора данных и принятия предварительных решений. Именно здесь становится ясно, сможет ли биологическая концепция превратиться в надежный производственный процесс. Значение этого этапа намного важнее, чем это может казаться.
Например, значительная часть питательных веществ, используемых в животноводстве в Европе, включая некоторые аминокислоты и витамины, в настоящее время поставляется из Китая. И не потому, что Европа в принципе не могла бы производить их самостоятельно, а потому, что между циклом лабораторных испытаний и запуском производства на предприятии существует разрыв. Пока что очень немногие смогли преодолеть этот разрыв.
То, что на первый взгляд кажется небольшой формальностью, может иметь прямые экономические последствия. Если цепочка поставок даст сбой из-за политической напряженности, торговых барьеров или роста логистических расходов, это негативно отразится на обеспечении Европы продовольствием.
Научные обоснования альтернативных решений были выработаны в ходе в лабораторных исследованиях и представлены в научных работах и программах финансирования. Чтобы получить разрешение на использование новой субстанции в Европе, компаниям все чаще приходится описывать не только ее молекулярный состав, но и (протестированный в лаборатории) технологический процесс ее создания: микроорганизм, отдельные технологические этапы, гигиеническую концепцию, контрольные точки и воспроизводимость. Для этих заключительных этапов испытательный центр — это именно то, что нужно для того, чтобы превратить результаты исследований в надежно работающий, воспроизводимый и экономичный технологический процесс.
«Европа финансирует научные исследования, а затем наблюдает со стороны, как внедрение технологий происходит в других странах, — говорит Фредерике Рейнерс, вице-президент направления Новые продукты питания и биотехнологии в компании GEA. — Это начинает изменяться. Но для этого нужна инфраструктура, а не просто заявление о намерениях».
Европа финансирует научные исследования, а затем наблюдает со стороны, как внедрение технологий происходит в других странах. Это начинает изменяться. Но для этого нужна инфраструктура, а не просто заявление о намерениях.
Фредерике Рейнерс (Frederieke Reiners),
Вице-президент направления Новые продукты питания и биотехнологии в компании GEA
Четыре шага к производству
Путь в четыре шага от лаборатории к предприятию начинается с вопросов, которые задаются в лаборатории: Работает ли биологическая модель? Вырабатывает ли микроорганизм целевое соединение? Растет ли клеточная линия? Сохраняется ли общий принцип?
На втором этапе испытательный центр, например ATC компании GEA, проверяет, будет ли данный процесс работать в промышленном масштабе. Продукт должен производиться с поддержанием постоянного качества и с гарантией предсказуемого дальнейшего производства.
После этого первые партии продукта можно будет производить на демонстрационной установке в условиях, аналогичных условиям дальнейшего пищевого производства. Это позволяет разрабатывать продукты и тестировать их на рынке. Только на промышленном предприятии в конечном итоге становится ясно, жизнеспособен ли весь процесс в большом масштабе.
Каждый этап имеет свою собственную логику. Каждый из них требует своего оборудования, своих данных и своих решений. Каждый этап открывает путь к следующему.
Марсель Оогинк (Marcel Oogink) при поддержке компании GEA строит предприятие по биотехнологической ферментации (BFF) в городе Эде (Нидерланды). Открытый демонстрационный комплекс дает компаниям возможность продолжать испытания в условиях, соответствующих требованиям пищевого производства после завершения этапа ATC. Для него путь от лаборатории до завода — это не один большой скачок, а цепочка решений, каждое из которых требует собственных обоснований.
До сегодняшнего дня эта цепочка крайне редко использовалась в отрасли.
Что показывают практические испытания
Вернемся к ферментеру и непредвиденной тепловой нагрузке. Образующееся в ходе тестирования избыточное тепло — это не просто сбой, а важнейшая информация. Для работающей с этим микроорганизмом компании только что было определено одно из обязательных требований. На производственном уровне система охлаждения должна быть спроектирована по-другому с самого начала.
Реализация этой задачи потребовала дополнительных усилий и доставила определенное количество хлопот. На уже построенном предприятии это обошлось бы в миллионы или привело бы к остановке реализации всего проекта.
Подобные моменты в ATC в различных формах повторяются снова и снова. В другом случае в ходе небольшого предварительного теста было обнаружено интенсивное пенообразование. В большем масштабе это было бы практически невозможно контролировать. Теперь систему управления можно спроектировать с большей точностью, чем планировалось, и скорректировать дозирование питательных веществ.
Еще перед одним клиентом встал крайне практический вопрос: как можно извлечь белок из клетки дрожжей? Для этого сначала нужно было вскрыть стенки клетки. В ATC инженеры исследовали различные способы предварительной обработки и условия технологического процесса при использовании гомогенизатора высокого давления. Цель заключалась в том, чтобы получить как можно больше белка при одновременном сокращении энергопотребления.
В ходе последующих этапов концентрирования и очистки также были получены важные сведения. Путем сравнения методов разделения и фильтрации команда смогла определить подходящую технологию разделения для этого технологического процесса. На одном из этапов тестирования команда добилась более 90 процентов выхода белка.
Клаус Стойентин (Klaus Stojentin), член правления компании GEA, управляющий работой подразделения проектирования пищевых предприятий, хорошо осознает разрыв между лабораторными результатами и реальными производственными условиями. «Самая передовая технология имеет практическую ценность только в том случае, если вокруг нее все работает, — говорит он. — И вы не узнаете обо всем этом в лаборатории».
Самая передовая технология имеет практическую ценность только в том случае, если вокруг нее все работает. И вы не узнаете обо всем этом в лаборатории.
Клаус Стойентин (Klaus Stojentin),
Правление компании GEA, подразделение проектирования пищевых предприятий
Отрицательный результат на раннем этапе защищает от принятия ошибочных решений
Не каждый тест дает положительный результат. Он может показаться неудачей. Четкое понимание особенно важно тогда, когда изменения еще не требуют больших затрат.
В ходе тестов, проведенных вместе с одним из клиентов, выяснилось, что рассматриваемый микроорганизм просто не обладал достаточной продуктивностью. Продуктивность оказалась значительно ниже уровня, при котором производство было бы экономически целесообразным. Никакая оптимизация производства или корректировка технологического процесса не смогла бы исправить эту ситуацию. Компания пересмотрела экономическое обоснование своего проекта и вернулась к разработке штамма.
«Иногда лучший результат теста — это отрицательный результат, — говорит Рейнерс. — Отрицательный результат на раннем этапе защищает от принятия ошибочных решений».
В этом и заключается трезвая производственная логика ATC: компании, которые проводят тестирование на раннем этапе, могут своевременно корректировать свой курс. Те, кто проводит тестирование слишком поздно или вообще не проводит его, могут в итоге вложить средства в предположение, которое не выдерживает проверки в реальных условиях.
Эти знания не приобретаются за лабораторным столом. Они приобретаются в результате практического опыта, полученного в условиях, близких к реальным производственным условиям.
Так называемые экспериментальные правовые режимы, которые в последнее время все шире обсуждаются в Европе, следуют той же логике: компании и органы власти совместно достигают общего понимания еще до подачи фактической заявки на выдачу разрешения. ATC сам по себе не является инструментом нормативного регулирования. Однако именно эти данные и позволяют сделать подобное управляемое обучение более содержательным и эффективным.
От пилотной установки до производственного предприятия
Solar Foods демонстрирует, чего можно добиться путем масштабирования. Финская компания производит Solein® (солеин), микробный белок, получаемый из CO₂, водорода и минералов. Компания использует возобновляемые источники энергии, не зависящие от сельскохозяйственных угодий, погодных условий и времени года.
Нормативное регулирование: модели экспериментального правового режима способствуют развитию сотрудничества в сфере биотехнологий
Экспериментальные правовые режимы не являются «коротким путем» к получению разрешения. Они создают контролируемую среду обучения. Компании, исследователи и государственные органы начинают сотрудничать на раннем этапе, еще до того, как продукт будет готов для одобрения. Это позволяет прояснить открытые вопросы, пока еще есть время на принятие необходимых мер. Стандарты безопасности не снижаются. Используется более продуманный подход к их достижению.
Великобритания является лидером в этой области. С 2025 года органы по контролю за качеством пищевых продуктов сотрудничают с компаниями с целью проверки применимости действующих нормативов к продуктам, получаемым путем культивирования клеток. Результат: четкие рекомендации по гигиене, маркировке и аллергенным рискам.
Нидерланды пошли по другому пути. Отдельные виды новых продуктов можно попробовать в небольших количествах до их официального одобрения. Это не является официальным разрешением для продажи. Это позволяет реально оценить потребительские характеристики продукта на раннем этапе.
Разрыв по-прежнему существует: разрабатываемый закон ЕС о биотехнологиях направлен на поддержку создания таких правовых режимов, однако он пока не распространяется на новые продукты питания. Всем, кто работает с получаемыми путем ферментации продуктами, аналогичными тем, что проходят испытания в Сарштедте, по-прежнему приходится полагаться на отдельные национальные инициативы, а не использовать единую европейскую систему.
Это не заменяет того, что происходит в Сарштедте. Однако это свидетельствует о том, что обучение на раннем этапе, в том числе на нормативном уровне, является одной из ближайших задач Европы.
Компания GEA построила первое коммерческое предприятие Solar Foods под ключ и в настоящее время занимается планированием производства Factory 02, первого крупномасштабного промышленного предприятия по производству белка, который будет построен в Лаппеенранте (Финляндия).
Компания Solar Foods доказывает, что такая цепочка может работать, если каждый шаг будет осуществляться с надлежащим вниманием и точностью.
Знание технологического процесса обеспечивает готовность к производству
Утро в Сарштедте уже давно наступило. Милошевич отрегулировал систему управления и скорректировал стратегию дозирования; установка работает стабильно. Непредвиденное выделение тепла стало точным ориентиром для следующего этапа увеличения масштаба.
Это реальный продукт нашего ATC. Мы работаем с партиями и протоколами, но, в конечном счете, главное — это понимание, которое позволяет перейти к следующему этапу.
София Милошевич (Sofija Milošević),
Инженер-тестировщик GEA
Полученные результаты теперь служат надежным основанием для принятия решений. Они подтверждают или обосновывают экономическую целесообразность проекта, позволяют определить возможность запуска производства и являются убедительными доводами для инвесторов. Разработавшая эту систему компания теперь знает, что ей понадобится для следующего предприятия. Она знает обо всех возможностях и ограничениях.
«Это и есть настоящий результат работы нашего центра ATC, — говорит Милошевич. — Мы работаем с партиями и протоколами, но, в конечном счете, главное — это понимание, которое позволяет перейти к следующему этапу».
У Европа есть высокий научный потенциал. Германия обладает сильной инженерной базой. Отрасли нужны площадки, где обе стороны могли бы совместно работать в условиях, достаточно близких к реальной производственной среде.
Сегодня Сарштедт является одним из таких мест.
