Агропромышленные технологии и экология

1. Пшеница для экологического земледелия и функционального питания

Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина (Омский ГАУ) представил инновации в области производства органического зерна, которые включают следующие достижения:

– Получение патентов и включение в Госреестр трех новых сортов: сорт Элемент 22 и сорт ОмГАУ 100, предназначенные для возделывания в среднепоздние сроки в 10 регионе, а также сорт Столыпинская 2, подходящий для 9 и 10 регионов Российской Федерации среднераннего периода созревания.

– В 2019 году для 9 и 10 регионов были переданы на государственное сортоиспытание еще два сорта: среднеспелый сорт Силантий и среднеранний сорт Нива 55.

Эти сорта обладают комплексной устойчивостью к наиболее распространенным и вредоносным болезням, а также способны выдерживать засуху. Исследования показали, что использование устойчивых сортов снижает выбросы CO2 до 313 кг на тонну зерна (Berry et al., 2010).

Потенциальная урожайность этих сортов составляет 60-70 центнеров зерна с использованием удобрений и 40-45 центнеров зерна без применения удобрений и химических обработок.

Сорта яровой пшеницы предназначены для возделывания по принципам экологического земледелия без применения химических средств защиты урожая. Урожайность этих «цветные» варианты с фиолетовым, синим и черным зерном, обладающие антиоксидантными свойствами.

2. Оценка экологических отпечатков и расчет карбоновых тарифов

Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина (Омский ГАУ) ведет работу по оценке экологических отпечатков и расчету карбоновых тарифов уже на протяжении двух лет. Благодаря эффективной работе команды проекта в 2020 году на первом в России карбоновом полигоне в Калужской области уже начали проходить испытания с использованием новой культуры пырея сорта «Сова» селекции Омского ГАУ. Совместно со специалистами Сколково были проработаны мероприятия по открытию карбонового полигона на базе нашего университета, и 28 июля на территории сада имени А.Д. Кизюрина прошло торжественное открытие Карбонового полигона Омского ГАУ.

Карбоновый полигон – это стратегически важный научно-технологический объект, который дает принципиально новый смысл взаимоотношениям университета и бизнеса. Он представляет собой территорию с уникальной экосистемой для мониторинга и контроля экологических процессов, создания цифровых двойников и эталонных участков, проведения научных исследований. Университет планирует вносить коррективы в образовательный процесс (разрабатывать новые модули и курсы) при подготовке студентов в области экологии, биологии, агрохимии, агрономии.

3. Экобиотехнологии растительных альтернатив продуктам животного происхождения (Глубокая переработка белка)

Одним из основных источников качественного белка является молочная продукция. Ассортимент такой продукции сегодня широк, однако явно недостаточен для производства продуктов питания людей, страдающих лактазной недостаточностью, продуктов для вегетарианцев (аналоги, заменители продукции животного происхождения).

Сегмент белковых растительных напитков имеет широкую ассортиментную линейку из злаковых культур (овсяное, рисовое, кукурузное, полбяное и т.д.), сои. Хотя не меньшего внимания заслуживают такие зернобобовые культуры, как горох и фасоль содержащие полноценный растительный белок (с высокой усвояемостью (до 90%)), пищевые волокна, витамины группы В, минеральные вещества и др.

В Омском государственном аграрном университете имени П.А. Столыпина разработана технология получения муки из зерна бобовых культур для производства растительных безалкогольных напитков, растительного мяса, белковых концентратов и изолятов, текстурированого белка.

4. Получение биополимеров из насекомых

Проект организации-участника НОЦ – ООО «Ястро-Инновации» направлен на решение таких актуальных проблем, как: утилизация органических отходов и загрязнение окружающей среды, дефицит кормового белка и биополимеров, рост цен на белки, растущая потребность в посевных площадях. Благодаря разработанным технологиям и мухе черной львинки, которая является уникальным природным реагентом для переработки всех возможных видов органических отходов и производства кормового белка, можно обеспечивать более эффективный и ресурсосберегающий процесс при значительном снижении парниковых газов по сравнению с обычным компостированием при использовании натуральной переработки. Готовая продукция личинок данных насекомых широко востребована в пищевой, кормовой, косметической и фармацевтической промышленности как в России, так и за рубежом.

5. Наноматериал DermaRM

Цель проекта: Создание инновационных продуктов на основе наноматериала из биоцеллюлозы (БЦ) для медицинской, пищевой и других отраслей экономики.

На данный момент:

– разработана технология синтеза БЦ и её композитов на гидролизатах (187р/м2) ;

– определены особенности структурных характеристики БЦ и её композитов из различных питательных сред (влагоудерживающая способность возрастает в 5 раз);

– обоснована биосовместимость материала DermaRM с органами тканями (местная и общая реакция);

– обоснована возможность материала DermaRM для лечения термических ожогов (без доп фиксации и перевязок, и лекарственных средств);

– доказана эффективность материала DermaRM в сравнении с аналогами (сокращение сроков заживления на 30%).

Преимущества:

– Защитная мембрана ;

– Снижение размеров рубцовой ткани;

– Сокращение сроков лечения;

– Высокая абсорбционная способность;

– Отсутствие травматизации при перевязках;

– Снижение необходимости проведения пластических операций и ампутаций нижних конечностей;

– Системный дозированный выход лекарственных средств в поврежденную ткань.

6. Экобиотехнологическое производство кормовых добавок из зерноотходов

В России производится свыше 10 млн. тонн мяса в год. В настоящее время имеется перенасыщенность рынка мяса и высокая конкуренция затрат. Применение белковых добавок повысит конверсию кормов в животноводстве: затраты корма на получение одного килограмма мяса снизится в 2 раза с 6,2 до 3,7 кг., что приведет к повышению эффективности животноводства, при этом каждая тонна дрожжей, способна замещать 5-7 т зерна. Ожидается, что среднегодовые темпы роста сегмента рынка кормового белка превысят 8 %.

Омская область имеет огромную сырьевую базу для производства кормовых дрожжей. В результате освоения продукции растениеводства высоко- технологичным способом на территории Омской области планируется производство пищевого и кормового белка методами биотехнологии. Инновационный продукт «Защищенный белок PassPro»:

— массовая доля белка не менее 55%;

— отсутствие нуклеиновых кислот;

— экологичность выше СанПин и ГОСТ;

— низкая себестоимость.

7. Препараты для экологического животноводства

По экспертным оценкам не менее 70% продукции животного происхождения в мире содержат остаточные количества лекарственных средств и их метаболитов, включая антибиотики и гормоны. В результате производителям грозят ограничения экспортных операций и штрафы, потеря перспективных рынков сбыта. Употребление в пищу таких продуктов питания увеличивает риск развития аллергии на 30% и снижает эффективность лечения людей антибиотиками.

Предлагаемое решение проблемы: Создание полифункциональных фармацевтических препаратов природного происхождения для животноводства, как альтернативы антибиотикам, препаратам гормонов и синтетиков.

Цели проекта:

– Создание условий для экологизации животноводства и сокращения уровня применения антибиотиков и гормонов;

– Разработка и выведение на рынок фитопрепарата для лечения и профилактики эндометритов и субинволюции матки у коров;

– Создание промышленной платформы для сокращения сроков разработки и вывода на рынок препаратов для органикового животноводства.

8. Сибирская твердая пшеница мирового уровня качества

Твердая пшеница — это незаменимое сырье для производства высококачественных макаронных изделий, круп, кондитерских изделий, а также для получения ценного детского питания. По питательной ценности и легкой усвояемости протеин зерна твердой пшеницы близок к белку молочного происхождения. В России, как и во всем мире сегодня актуален переход на здоровое и диетическое питание, поэтому макаронная промышленность перестраивается на изделия высокого качества. По оценке экспертов, к 2025 году потребление макаронных изделий в России возрастет до 1,5 млн. т. Ежегодная мировая торговля зерном твердой пшеницы составляет 8-9 млн. т. и спрос на зерно твердой пшеницы на мировых рынках постоянно увеличивается. Основные импортеры российской пшеницы Италия и Турция.

Почвенно-климатические условия Западной Сибири позволяют выращивать зерно, способное конкурировать на мировом рынке.

Цель проекта – обеспечение сельхозтоваропроизводителей высокоурожайными, устойчивыми к болезням сортами с заданными параметрами качества для получения экологически чистых продуктов питания, в т.ч. для экспорта на мировые рынки.

Созданы экологичные сорта сибирского экотипа: Омский корунд, Жемчужина Сибири, Омский изумруд, Омский коралл обладающие высокой стабильной продуктивностью, устойчивостью к засухе и стеблевой ржавчине, формирующие зерно повышенного качества.

9. Сибирская соя

В настоящее время соя является не только одной из ведущих сельскохозяйственных культур мира, но и основой экономики многих стран.

В России общая потребность в сое на пищевые и кормовые цели составляет 12 млн. тонн в год. Ежегодное производство данной культуры на уровне 4 млн. тонн означает широкие перспективы для расширения посевов сои в Западно-Сибирском и других регионах РФ на продовольственные цели и применение в животноводческой отрасли.

Включен в Государственный реестр селекционных достижений РФ (3, 10 и 11 регионы) скороспелый высокоурожайный не-ГМО-сорт сои Сибириада для производства экологически чистого зерна высокого качества. Сорт устойчив к засухе и болезням, средняя урожайность отмечена на уровне 3,5 т/га. Продолжительность вегетационного периода составляет 105 сут. Сорт характеризуется повышенной долей белка и масла (40,5% и 18,5% соответственно).

Сформирована коллекция скороспелых и среднеспелых образцов сои.

10. Производство высококачественной продукции перепеловодства для производства функционалах продуктов питания с омега-3 полиненасыщенными жирными кислотами

Цель проекта — производство высококачественной продукции перепеловодства для производства функциональных продуктов питания с омега-3 полиненасыщенными жирными кислотами.

Быстрорастущий рынок функциональных продуктов питания является инновационным по своему характеру, поэтому на этом рынке отмечается постоянный рост интереса к новым ингредиентам. Функциональные особенности пищевых продуктов в значительной мере определяют биологические и фармакологические свойства ингредиентов. Полиненасыщенные жирные кислоты становятся все более популярными компонентами рецептур.

Отечественный современный рынок функционального питания представлен в основном искусственными биологически активными добавками. В то время как мировой тенденцией является производство функциональных продуктов питания на основе сырья АПК с прижизненным формированием функциональных свойств.

Обоснованность выбора перепелов для производства функциональных продуктов питания:

– Перепела не болеют инфекционными болезнями. Не требуется вакцинация и профилактика антибиотиками;

– Высока скороспелость перепелов;

– Яйца перепелов не вызывают аллергической реакции;

– Срок хранения яиц перепелов дольше, чем куриных;

– Не требуется завоза племенного материала.

11. Технология применения средств диагностики при бруцеллезе животных

Бруцеллез – особо опасное инфекционное заболевание общее для животных и человека регистрируемое во многих странах мира. В Российской Федерации высокая степень риска заноса бруцеллеза обусловленная наличием трансграничных территорий с Азиатскими государствами, где регистрируется широкое распространение инфекции, в Омской области с Республикой Казахстан.

В Омском аграрном научном центре создана научная школа по изучению популяционной генетики бруцелл на основе открытия об изменчивости бактерий. Учеными подобраны микроорганизмы бруцелл с отличительными признаками характерными для вакцинных и эпизоотических (патогенных) штаммов и определена возможность их использования для создания диагностической тест-системы. Разработана диагностическая тест-система, позволяющая отличить вакцинированных животных от инфицированных. Разработаны способы и технологические приемы изготовления диагностических препаратов из разных форм бруцелл. Изготовлены экспериментальные образцы диагностикумов для применения в ветеринарной практике и испытаны в производственных условиях на поголовье крупного рогатого скота, северных оленей и маралов (регионы Сибири и Дальнего Востока, СК ФО, ЯНАО, ЧАО, РК). Получены патенты (изобретения) на изготовление диагностических тест-систем.