ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИПМех РАН |
||
Актуальность предлагаемого проекта во многом обусловлена востребованностью его результатов. Важной проблемой для отечественной косметической промышленности является развитие сегмента разработки и производства отечественного сырья. Для этого требуется создание современных, экономически эффективных технологий культивирования интересных для предприятий данной отрасли. Среди ключевых трендов развития косметической промышленности в мире можно выделить диверсификацию продуктов, развитие инноваций и расширение потребления натуральной и органической косметики, что полностью согласуется с задачами проекта. Создан ряд промышленных систем, главным образом для культивирования микроводорослей вне помещений (фотобиореакторы Proviron, Phytolution, Novagreen, Solix, Sapphire Energy). Однако надежной и недорогой системы, обеспечивающей автоматизированное культивирование с высоким выходом биомассы микроводорослей вне зависимости от погодных условий, и пригодной для развертывания на существующих технологических площадках, пока не создано. В рамках настоящего проекта предполагается разработать основы технологии для динамического регулирования освещения в промышленных системах культивирования, обеспечивающий высокий выход биомассы микроводорослей с заданными биохимическими и технологическими параметрами при снижении себестоимости ее производства. Основной целью проекта является разработка прототипа контура динамического регулирования интенсивности освещения биомассы для энергоэффективного автоматизированного культивирования микроводорослей – продуцентов стандартизованного, экологически безопасного сырья, как источника натурального астаксантина и иных биопродуктов с целью создания технологических подходов к разработке новых видов отечественного сырья для косметической промышленности.
В рамках ПНИ ожидаются следующие научно-технические результаты: • Анализ литературных данных и теоретических исследований в области автоматизации обеспечения световой энергией культур микроводорослей в альгобиотехнологиях. • Отчет о патентных исследованиях. • Отчет о маркетинговых исследованиях. • Результаты экспериментов по скринингу штаммов и спектральных комбинаций освещения для определения наиболее эффективных условий культивирования по приросту биомассы и содержанию биологически активных веществ, безопасность и целесообразность использования которых доказана в косметической промышленности (хлорофиллы, каротиноиды либо микоспорин-подобные аминокислоты). Компонентный состав экспериментальных образцов экстрактов микроводорослей будет охарактеризован методом хроматографии. • Эскизная конструкторская документация на лабораторный фотобиореактор, оснащенный автоматизированным контуром для динамического регулирования освещения. • Лабораторный образец фотобиореактора, оснащённого автоматизированным контуром для динамического регулирования освещения. • Документация концепции проекта производства целевых продуктов из биомассы микроводорослей в фотобиореакторах, оснащенных контуром динамического регулирования освещения. • Промежуточный и итоговый отчеты о выполнении прикладной НИР. • На основании данных опытного культивирования перспективных штаммов микроводорослей будут получены экспериментальные образцы биомассы и разработан регламент на получение биомассы микроводорослей в фотобиореакторе с динамическим регулированием освещения. • Экстракты микроводорослей и протокол их биохимического анализа, а также ТУ на производство экстракта из биомассы микроводорослей для применения в косметической промышленности. Подбор экстрагентов для изготовления экспериментальных образцов экстрактов микроводорослей должен соответствовать требованиям технического регламента 009\2011 «О безопасности парфюмерно-косметической продукции». Данные образцы будут проанализированы на содержание целевых биологически активных веществ и переданы Индустриальному партнеру для использования в качестве сырья при получении экспериментальных компонентов конечной продукции. Контроль содержания целевых биологически активных веществ будет вестись как на стадии получения экстрактов, так и в конечной продукции.
Коллективом исполнителей накоплен значительный массив результатов исследований в предметной области проекта, отраженный в публикациях ключевых исполнителей. Создана коллекция каротиногенных зеленых микроводорослей средней полосы и мест с экстремальными условиями в России. Получена предварительная оценка способности некоторых из них к вторичному каротиногенезу и биосинтезу липидов в условиях стресса. Исследования, выполненные в нашей и ряде других лабораторий, позволили выявить особенности фотоадаптации зеленых микроводорослей в условиях интенсивного культивирования, включая индукцию процесса каротиногенеза. Также удалось выявить некоторые универсальные закономерности, связывающие каротиногенез и процессы накопления запасных липидов. В частности, выявлена связь между индукцией биосинтеза вторичных каротиноидов и нейтральных запасных липидов в неблагоприятных условиях среды, установлена ведущая роль липогенеза в данном процессе. Также разработана оригинальная методология оптического недеструктивного мониторинга индукции каротиногенеза и накопления вторичных каротиноидов у различных видов микроводрослей. Эти методики должны существенно облегчить достижение целей предлагаемого проекта. Так, последние исследования, выполненные в нашей лаборатории (в том числе в ходе работы над проектами РФФИ (06-04-48883-а, 09-04-00419-а), свидетельствуют, что наблюдение за состоянием лабораторных и промышленных культур микроводорослей в реальном времени осуществимо с применением недеструктивных методов, основанных на оптической спектроскопии.
ФИЦ Биотехнологии РАН | Соисполнитель |
ФЦП: Федеральная целевая программа, Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы» |
# | Сроки | Название |
1 | 22 ноября 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Разработка технических решений для динамического регулирования освещения фотобиореакторов |
Результаты этапа: | ||
2 | 1 января 2020 г.-30 сентября 2020 г. | Прототипирование и испытание разработанных технических решений |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".