Читать книгу «Сколль. Холод и мгла» онлайн.
— Мы рассмотрим эти технологии на специализированной конференции по биохимии. Продолжайте по плану, — прервал я Ирину.
— У нашей группы в запасе имеется интересный проект получения масла из водорослей, которое имеет целый ряд преимуществ перед традиционными аналогами: более высокую температуру горения, нейтральный запах, полное отсутствие транс-жиров и, самое важное, оно является источником натуральных мононенасыщенных жиров, в том числе омега-3. Девяносто процентов жиров водорослевого масла составляют «правильные» мононенасыщенные жиры. Масло содержит на семьдесят пять процентов меньше насыщенных жиров, чем оливковое. Столовая ложка водорослевого масла содержит столько же мононенасыщенных жиров как в плоде авокадо, в целом филе лосося или в шестидесяти орешках миндаля. Интересный факт — водоросли, которые используются для получения масла, происходят не из морей или океанов, а с каштановых деревьев, произрастающих в Германии и имеют белый цвет.
Ещё один источник белка — насекомые. Полученные белки, жиры и углеводы в сочетании с прочей органикой станут основой муки и кормовых смесей для человека, рыб и животных. Очень перспективный проект находится в начальной стадии — синтез молочного белка тараканов Diploptera punctata, обитающих на Дальнем Востоке и в Океании. Эти тараканы не откладывают яйца, а рожают живых детенышей, которых затем выкармливают. «Молоко тараканов» в три раза питательнее молока буйволиц. Кристаллы молочного белка являются идеальной пищей и содержат все необходимые для человека аминокислоты, жиры и сахара.
— Будем доить тараканов? — усмехнулся Дмитрий.
— Да, да! Только учитывая, что «молочные» кристаллы откладываются в кишечнике, вряд ли у вас это получится. Хотя, кто знает, на что вы способны, — Ирина иронично посмотрела на него. — Если серьезно, мы пробуем внедрить геном белка в дрожжи. Перечислю проекты высокой степени готовности: выращивание мокриц при помощи искусственного корма. По своей питательной ценности и набору аминокислот мокрицы соответствуют соевому шроту, а их биомасса удваивается каждые тридцать шесть часов. Выращивание личинок чёрной львинки с использованием кормов на основе шрота, риса и пищевых отходов. Скармливание несъедобных частей растений мучным червям — личинкам мучного хрущака Tenebrio molitor. Непосредственно для питания человека планируется использовать личинки сагового жука — Rhynchophorus Ferrugineus, они считаются деликатесом странах Юго-Восточной Азии, а в Новой Гвинее их жарят на вертеле, когда празднуют свадьбу или особые, торжественные случаи. Личинки питаются измельченными стволами пальмовых деревьев. Личинки шелкопряда содержат мало жиров, богаты на протеин и являются источником незаменимых жирных кислот, предусмотрено выкармливание их искусственным кормом на основе штамма хлореллы, полученного пионерами ещё в СССР. Бамбуковые черви содержат витамин B12, селен и железо, богаты белком. Муку из них можно использовать для производства энергетических батончиков. Для кормления личинок пчел разработано искусственное маточное молоко и питательные растворы глюкозы с аминокислотами и витаминами.
Аналогичный корм разрабатывается для ямайских сверчков Acheta Domesticus. Белковый порошок из насекомых обойдётся в два-три раза дешевле курятины, при большей биологической ценности. При правильной организации цикла выращивания и своевременной заготовке зеленых кормов и шрота белок из насекомых обойдется нам в десять раз дешевле животного, а то, что многие насекомые могут выращиваться без подсветки, ещё больше увеличивает ценность белка для нас.
Отвлекусь и расскажу про антибиотики. Их широкое использование ведёт к быстрому появлению и распространению антибиотико-устойчивых штаммов бактерий, что вызывает необходимость постоянной разработки новых антибиотиков и получается замкнутый круг. Антибиотики негативно влияют на микро-биоценоз и организм в целом, вызывают дисбактериоз, понижают иммунный статус и не действуют на вирусы. В сельском хозяйстве антибиотики используются в том числе в качестве антибактериальных средств, кормовых добавок, позволяющих увеличить привесы, повысить продуктивность. Дешевые синтетические антибиотики через продукты питания, получаемые животными, попадают в организм человека и оказывают на него негативное воздействие. К тому же система очистки оборотной воды от антибиотиков кратно увеличивает её стоимость. Учитывая данные факторы, мы предлагаем полностью отказаться от антибиотиков и гормонов роста.
— Есть альтернативы?
— В первую очередь пробиотики, представляющие из себя биомассу бактерий в вегетативной или споровой форме с чётко выраженной антагонистической активностью к патогенной микрофлоре. В частности, очень эффективны бактерии, выделенные из зобика пчёл. Для птиц больше подходят бифидо и лактобактерии в комплексе с витаминами, аминокислотами, антиоксидантами и стимуляторами иммунитета. Для жвачных, более актуальны особые штаммы живых колониеобразующих клеток дрожжей и хлорелла. Пробиотики лучше включать в кормовые добавки с тыквенным и расторопшевым жмыхом, макро и микроэлементами, кормовой серой, цеолитами, глинами, амино и органическими кислотами. Яблочная, каприловая, каприновая, лауриновая кислоты обладают ярко выраженными антибактериальными свойствами, при этом не влияют на полезную микрофлору — лактобактерий и молочнокислых стрептококков.
На тёплом ярусе «Свартальфахейма» планируется организовать выгонку грибов на торфяных и органических блоках. Вместо классической и дорогой технологии пропаривания субстрата мы будем использовать кавитационное обеззараживание, совмещённое со связыванием атмосферного азота и бактериальной ферментацией субстрата. Как известно, целлюлозосодержащее сырье даже самого высокого качества содержит массу покоящихся форм микроорганизмов, в частности плесневых грибов, характеризующихся более высокой скоростью роста и целлюлолитической активностью, конкурирующих с высшим грибом за источники питания, что снижает выход биомассы, а зачастую подавляет его развитие, более того грибы, культивируемые на соломе, кочерыжках кукурузы, подсолнечной шелухе и других субстратах, имеют разную микрофлору.
За счёт подбора компонентов субстрата и режима его ферментации можно влиять на состав популяции микроорганизмов и получать необходимую кислотность, содержание азота и других элементов для быстрого роста мицелия. В качестве закваски научная группа номер тридцать два использовала биопрепарат, содержащий пропионовокислые, целлюлолитические и молочнокислые бактерии Streptococcus lactis diastaticus. Через тридцать суток они получили продукт, характеризующийся высокими органолептическими показателями — запахом квашеных овощей, размягченной структурой, где число мезофильных бактерий и микроскопических грибов уменьшилось на порядки.
Бактерии выделяют в субстрат водорастворимые полисахариды, витамины, стимуляторы роста и другие биологически активные вещества, способствующие быстрому росту мицелия, кроме того происходит накопление биомассы клеток термофильных бактерий как дополнительного источника углерода, азота и фосфора. Бактерии также усиливают ферментативную способность грибов разлагать целлюлозу и обогащают малоценные растительные отходы грибным белком и легкоусвояемыми углеводами. Кормовой мицелий на пятые сутки занимает восемьдесят процентов субстрата и его можно использовать как белково-витаминную добавку для животных и птицы. Данный способ выращивания в три раза дешевле классического, как по энергии, так затратам труда и времени и не требует специального оборудования. Бактериальные субстраты разрабатываются для шампиньонов, боровиков, вешенок, шиитаке, веселушек и других грибов.
Многие микоризные грибы образуют симбиоз с корнями определенных деревьев. Разрабатываются технологии выращивания мицелия на основе натурального органического материала и карликовых растений, кустарников. Мы готовим субстрат, который содержит бактерии и необходимые питательные вещества для полноценного развития и роста, обогащён макро- и микроэлементами. Грибница способствует формированию, развитию и укреплению корневой системы, обеспечивает растение сбалансированным минеральным питанием и водой, дозирует поступление питательных веществ и усиливает эффективность корневого питания в пятнадцать раз, а также выделяет антибиотики, подавляющие патогенные организмы и способствует устойчивости от бактериальных и грибковых заболеваний. Естественно, в основном это касается многолетних кустарников и плодовых деревьев. Без всякой химии мы и грибы получаем, и урожай увеличиваем.
Планируется провести исследования по симбиотическому выращиванию грибов, плодовых кустарников и многолетних овощей. В частности, для трюфеля в качестве «донора» подобрали львино-жёлтую терфецию — солнцецвет, который образует с ним эктотрофные микоризы и обеспечивает гриб сахаром. Трюфель в свою очередь отдает солнцецвету необходимые минералы, преимущественно фосфор. Трюфель очень важен и с точки зрения биофармацептики, в них найдены витамины, половые гормоны и даже ферромоны. Экстракты из трюфелей способны подавлять рост патогенных бактерий и способствуют нейрогенезу — формированию новой нервной ткани.
Для улучшения иммунитета и лактации в кормовые добавки добавят искусственное сухое «лунное молоко».
— Что простите? Какое молоко?
— Гомогенная желеобразная масса из тысяч разных штаммов актинобактерий, известных своими уникальными способностями синтезировать огромное количество биологически активных соединений. «Молоко» скапливается в виде налётов, плёнок или потёков на стенах байкальских пещер. Наши исследователи проводят активную работу по улучшению и отбору бактерий, содержащихся в субстанции.
Произошла очередная смена кадров, и Ирина продолжила:
— Несколько слов об управляющей платформе. В зоотроны интегрируют системы формирования благоприятного климата для каждого вида животных (температура, влажность, освещение, бактериальный посев, химический состав воздуха). Видеокамеры, инфракрасные сканеры и микрофоны, датчики мониторинга здоровья, сенсоры контроля химического состава кормосмесей генерируют поток данных в облачную цифровую платформу контроля здоровья, привеса и продуктивности поголовья «АСУП-Ферма», которая в режиме реального времени анализирует данные и формирует необходимые отчёты и действия. Система управления фитотронами интегрирована в вышестоящую цифровую платформу «Флора-АСУК» — автоматизированную систему управления группами биотехнологических предприятий, криохранилищ, фито-, зоо- и акватронов.
Зоотроны оснастят манипуляторами и автоматизированными системами удаления навоза, рельсовыми манипуляторами для кормления, доения, мойки и обслуживания животных (выгуливание, обрезка шерсти, ногтей-копыт). Идут работы над индивидуальными фитнестрекерами, томографами для животных, датчиками беременности и капсулами-датчиками, которые попадают в желудок вместе с кормом и передают данные о температуре и другие параметры в систему. Естественно, для животных придётся запасть специальные корма и учитывать их в фитотронах.
Перейдем к фильтрам. Бактериальное обеззараживание воздушного бассейна зоотронов отдельное и больше направление работ. В свиноводческих комплексах при несоблюдении санитарно-гигиенических норм в течение часа через вентиляционную систему в атмосферу выбрасывается до девяноста миллиардов микроорганизмов, в птицефабриках до ста шестидесяти девяти миллиардов. Санитарное состояние воздуха влияет на организм животных сильней, чем такие факторы, как недостаточное кормление, отсутствие моциона (ходьба для укрепления здоровья) и чистоты воды. Например, заражение животного туберкулёзом аэрогенным путём происходит в сто раз быстрей, чем алиментарным (пища, воды, физические контакты).
В полностью замкнутой системе воздухообмена аэрогенное загрязнение серьёзнейшая проблема. Помимо УФ-ламп, систем плазменного обеззараживания и дешёвых «мокрых» электрофильтров планируется использовать генераторы холодного тумана с фитонцидами, перекисью водорода и эфирными маслами. Воздух необходимо пропускать через биофильтры, насыщенные штаммами хлореллы, бактериями Brevibacterium и микроскопическими грибами Fusarium, живущими на мицелии своих старших «братьев».
Если речь снова зашла про мою любимую водоросль, попрошу обратить ваше внимание на прочие её свойства — удобрение почвы суспензией хлореллы увеличивает содержание гумусовых веществ в почве на шестьдесят процентов и ускоряет созревание растений, кроме того, суспензия хлореллы способствует повышению урожайности культур и увеличению количества полезных микроорганизмов. После пролива почвы суспензией хлореллы в три раза возрастает число азотофиксаторов в почве.
Хлорелла способна уничтожать патогенные микроорганизмы, водоросли и бактерии, которые оказались в питательном растворе, благодаря природному свойству синтезировать природный антибиотик «хлореллин». Патогены буквально погибают в высококонцентрированной живой биомассе хлореллы. Помимо опрыскивания почв, замачивания семян, полива и опрыскивания растений хлореллу начнут распылять в зоотронах, а также опрыскивать фрукты и овощи в целях длительного хранения и улучшения товарного вида. Специальные штаммы хлореллы включат в цикл очистки стоков зоотронов.
В целях дезинфекции зоотроны соединят воздухопроводами с фитотронами лекарственных растений. Часть фитоиндов разместят внутри ферм и оградят клеткой. Растения, эффективно уничтожающие патогены, очищающают воздух от метаболитов, фитонциды, содержащиеся в них, помогают снять физическую усталость и стимулируют деятельность мозга. Фитофильтры из растений уничтожат и вредные грибки, и выделяемые животными вредные газы-метаболиты, насытят воздух кислородом и отрицательными ионами.
В перспективе, зоотроны оснастят беговыми дорожками и роботизированными системами выгула микростад, бассейном (по одному на зоотрон), держателями и манипуляторами для щёточного массажа, генераторами искусственного тумана, дождевателями, «умной» системой освещения, с имитацией светового дня и света луны, учитывающей особенности восприятия спектров для конкретного вида животных, манипуляторами для закалки холодной водой и воздухом. Через колонки животным будут транслировать классическую музыку, расслабляющий эффект которой положительно влияет на молокоотдачу, и природные звуки, имитирующие журчание воды, порывы ветра, жужжание насекомых, данные звуки поднимают иммунитет, снижают уровень беспокойства и повышают эмоциональный фон. Данные устройства минимизируют последствия содержания животных в замкнутом пространстве, как в визуальном, так и в эмоциональном плане. В будущем не исключаем применение простых по конструкции VR-очков с имитацией летнего поля. Во всяком случае, контрольные испытания показали увеличение удоя на пятнадцать процентов.
Третье сельскохозяйственное направление — коммерческое выращивание гидробионтов, достигающих товарного веса за четыре-пять месяцев в замкнутых, неосвещенных, рециркуляционных аквакультурных системах объёмом от ста до тысячи кубометров. Австралийский сибас, карп, линь, клариевый сом, тиляпия, морские гребешки, миноги, креветки и морские черви — гэбул. Группа сорок два доработала технологию «Биофлок».
— Ирина, вы, пожалуйста, поясняйте термины, а тут многие не в курсе.
— «Флоки» — затравка небольшого размера, сгусток из водорослей и бактерий определенных видов. Можно сказать, что это частицы активного ила, включающие сообщества из бактерий, простейших, грибов, водорослей и многочисленных микроскопических животных — дафнии, коловратки, копеподы, нематоды, циклопы и прочие. Затравку, как правило, выливают в ёмкость для выращивания рыбы, и она там самостоятельно развивается.
— Что-то похожее на бактериальные затравки для морских аквариумов.