В первой части мы разобрали, что такое single-cell protein (SCP), зачем он нужен и как его производят. Если коротко, речь идет о белке из микроорганизмов — бактерий, дрожжей, грибов или микроводорослей, — которые выращивают в ферментерах и превращают в пищевой или кормовой ингредиент.
Технология выглядит убедительно: она обещает высокий выход белка, гибкость по сырью и меньшую зависимость от традиционного сельского хозяйства. Но если все так хорошо, возникает логичный вопрос: почему микробный белок до сих пор не стал обычным продуктом на нашей тарелке?
Ответ лежит в нескольких плоскостях: рынок, регуляторы, безопасность, цена, органолептические свойства и масштаб. Именно поэтому сейчас SCP гораздо чаще находит применение в кормах, чем в массовом питании человека.
Бактериальный белок сегодня: не на тарелке, а в кормах
Если смотреть на рынок без иллюзий, сегодня наиболее зрелое применение бактериального белка — это корма. Здесь технология освоена лучше, чем в массовом производстве продуктов питания. Причина проста: кормовой сектор прагматичнее. Ему не нужно решать проблему психологического принятия со стороны конечного потребителя в той же мере, что пищевому бренду. Для него важны перевариваемость, аминокислотный профиль, стабильность поставок и экономика. В Китае одноклеточный белок уже используют для выращивания рыбы и других объектов аквакультуры.
Именно поэтому так часто упоминается FeedKind от Calysta. Компания сообщала о регуляторных продвижениях, включая формальное одобрение в Китае для использования в аквакормах в 2024 году. Отраслевые публикации также отмечали, что FeedKind Pet одобрен для применения в Европе, Великобритании, Канаде и ряде других рынков, а коммерческие поставки в сегмент кормов для животных уже осуществляются.
Даже при хорошем технологическом прогрессе отрасли предстоит пройти длинный путь. Во-первых, нужен масштаб: единичные коммерческие кейсы еще не делают сегмент массовым. Во-вторых, необходимо снижать себестоимость и повышать предсказуемость качества. В-третьих, пищевым компаниям придется научиться правильно объяснять продукт потребителю. Термины «бактерии» и одноклеточные «грибки» в публичной коммуникации работает хуже, чем «ферментация», хотя технологически речь может идти об очень близких процессах. В конце концов, чайный гриб, комбуча, вина и крепкий алкоголь, квашеная капуста с огурцами — производство из той же серии. Как и дрожжи для булочек, хлеба и пива.
Солеин — тот самый белок из бактерий
Самый заметный пример выхода бактериального (микробного) белка в питание человека — финская Solar Foods и ее продукт Солеин (Solein). Компания сообщает, что получила первое регуляторное одобрение для Solein в Сингапуре в сентябре 2022 года. Это разрешило импорт, производство и продажу продуктов с этим ингредиентом в стране. Singapore Economic Development Board подтвердил этот статус как важную веху для сегмента новых белков. В сентябре 2024 года, по данным Solar Foods, Solein также получил статус self-affirmed GRAS в США, а заявки в ЕС и Великобритании продолжают рассматриваться; компания ожидает решения по ЕС в 2026 году.
Солеин делают из немодифицированного одноклеточного организма. Получается полностью натуральный белок, даже несмотря на то, что его не выращивают традиционными методами. Его можно растворять практически в любом блюде, сохраняя питательную ценность.
Солеин на 80% состоит из белка, на 6% из жира (в основном ненасыщенных жиров), на 10% из пищевых волокон и на 4% из минеральных веществ. Содержит микроэлементы, такие как железо (1,1 г/кг) и витамин B12 (50 мкг/кг).
Метаболическая инженерия: как микроорганизмы учат производить больше белка
Одним из ключевых направлений развития одноклеточного белка становится метаболическая инженерия — целенаправленное изменение работы микробных клеток, чтобы они эффективнее использовали сырье и наращивали больше белковой биомассы. Именно этот подход сегодня считается одним из самых важных для повышения выхода SCP и снижения производственных потерь.
В самом общем виде задача метаболической инженерии сводится к перенастройке клеточного метаболизма: направить больше углерода и азота не в побочные продукты, а в рост клеток и синтез белка. Это позволяет повышать эффективность использования субстрата, улучшать конверсию питательных веществ и в итоге увеличивать общий выход биомассы.
Рациональная инженерия
Один из главных подходов — рациональная инженерия. В этом случае исследователи целенаправленно меняют работу клетки, чтобы микроорганизм лучше рос и эффективнее производил нужный белок. Обычно для этого настраивают регуляторные механизмы, белки-переносчики и отдельные метаболические пути.
Особенно важны транспортеры — белки, которые помогают клетке захватывать питательные вещества из среды. Если сделать их работу эффективнее, микроорганизм сможет быстрее поглощать сырье и лучше перерабатывать его в биомассу. На дрожжах уже показано, что такая настройка заметно улучшает использование разных сахаров — например глюкозы, сахарозы, ксилозы и других соединений. Для SCP это важно: чем быстрее и полнее клетка усваивает доступный субстрат, тем выше выход белковой биомассы.
Еще один подход — глобальная перенастройка работы клетки. В этом случае исследователи меняют не один конкретный фермент, а сразу более широкую систему регуляции. За счет этого можно получить штаммы, которые лучше растут, легче переносят стресс и накапливают больше биомассы.
Такие методы уже показывали хорошие результаты на дрожжах и бактериях: модифицированные штаммы росли активнее обычных и работали эффективнее даже в неблагоприятных условиях.
Кроме того, эксперименты показывают, что метаболическая инженерия помогает не только наращивать общую массу клеток, но и увеличивать долю белка в этой массе. Иными словами, можно получить не просто больше биомассы, а более «белковую» биомассу.
Управление углеродом и азотом
Отдельное направление — настройка усвоения углерода и азота. Именно эти элементы лежат в основе роста микроорганизмов и синтеза белка. Если клетка эффективнее использует углерод и азот, она может быстрее наращивать биомассу и производить больше аминокислот.
Эксперименты показывают, что такие изменения действительно работают: после генетической настройки у микроорганизмов растут и общий выход биомассы, и содержание белка. Для производства SCP это особенно важно, потому что позволяет получать больше белка из того же объема сырья.
Снижение побочных продуктов
Еще одна важная задача — сокращение потерь углерода и уменьшение образования побочных продуктов. Если клетка тратит значительную часть субстрата на синтез этанола, органических кислот или другие вторичные метаболиты, общая эффективность процесса падает. Исследователи стараются перенаправить обмен веществ так, чтобы микроорганизм тратил меньше ресурсов на побочные процессы и больше — на рост и синтез белка.
На примере Fusarium venenatum показано, что такой подход действительно работает. Когда у клетки ослабляли одни метаболические пути и усиливали другие, она начинала эффективнее использовать углерод. В результате росли и общий выход биомассы, и доля белка в ней, а потери в виде выбросов CO₂ снижались. Так метаболическая инженерия помогает одновременно сделать производство более продуктивным и более ресурсоэффективным.
Эволюция и отбор
Помимо точечных изменений, используют и другой подход: не пытаться сразу «сконструировать» идеальную клетку, а отбирать удачные варианты в процессе. Ученые создают условия, в которых лучше выживают и размножаются более устойчивые и продуктивные микроорганизмы. К таким методам относятся адаптивная лабораторная эволюция, мутагенез и другие способы генетической настройки. Смысл в том, чтобы получить штаммы, которые сами показывают лучшие результаты в нужных условиях — быстрее растут, лучше переносят нагрузку и эффективнее накапливают белковую биомассу.
Кроме того, в клетку встраивают механизмы, помогающие автоматически реагировать на неблагоприятную среду. Например, в одном из подходов использовали генетические переключатели, чувствительные к уровню кислотности. Благодаря этому удалось получить бактериальные штаммы, которые лучше выживали в присутствии органических кислот. Их устойчивость оказалась заметно выше, чем у обычных штаммов. Более устойчивые микроорганизмы легче переносят сложные условия выращивания и стабильнее работают в промышленном процессе.
Хорошие результаты дает сочетание адаптивной лабораторной эволюции с химическим мутагенезом. Такой подход помогает получить штаммы, которые лучше работают на метаноле — одном из важных одноуглеродных субстратов для SCP. В экспериментах такие микроорганизмы быстрее росли даже при высоких концентрациях метанола и заметно эффективнее его перерабатывали. Чем лучше клетка умеет работать на дешевом одноуглеродном сырье, тем перспективнее такая платформа для промышленного производства белка.
Показателен пример дрожжей Pichia pastoris. После эволюционного отбора и генетической настройки исследователи получили штамм, который лучше рос на метаноле и накапливал больше белка, чем исходный вариант. Это важный результат: метилотрофные дрожжи можно сделать более эффективными и лучше приспособить к промышленному производству, открывая путь к выпуску белка на непищевом сырье.
Почему мы до сих пор не видим такую еду повсюду
Если технология выглядит настолько перспективной, возникает логичный вопрос: почему бактериальный белок до сих пор не стал обычным продуктом на полке супермаркета? Ответ состоит из четырех частей: безопасность, регуляторика, органолептические свойства и цена.
Первая проблема — безопасность. В случае SCP нельзя просто сказать: «это же белок, значит, все нормально». Для таких ингредиентов важны происхождение штамма, состав, возможные примеси, стабильность продукта, особенности производства и пищевой профиль. Ученые отмечают такой минус, как высокое содержание нуклеиновых кислот. При их распаде в организме образуется мочевая кислота, поэтому избыток таких продуктов теоретически может повышать риск гиперурикемии, подагры и уратных камней в почках. Именно поэтому производители стараются снижать содержание нуклеиновых кислот на этапе обработки сырья. Это возможно, но усложняет и удорожает производство. Проблема не делает продукт непригодным, но означает необходимость технологического контроля и правильной обработки.
Вторая проблема — регуляторная. Для рынка продуктов питания новый микробный ингредиент — это не просто «еще один порошок с белком», а объект полноценной оценки безопасности. Европейское агентство по безопасности продуктов питания (EFSA) в обновленном руководстве 2024 года требует для заявок на novel food подробные данные об идентичности продукта, исходном микроорганизме, процессе производства, составе, спецификациях, предполагаемых способах использования, потреблении и токсикологической оценке. На официальной странице EFSA сказано, что заявка на новый novel food обычно требует более подробного научного пакета, чем изменение уже одобренного продукта.
Согласно EFSA, выход новых пищевых ингредиентов на рынок ЕС — это не вопрос одного лабораторного успеха. Для заявок, подаваемых с 1 февраля 2025 года, регулятор требует четко структурированное досье, а для продуктов на основе микроорганизмов — также данные по характеристике штамма, производству, составу, предполагаемому потреблению и безопасности. При этом стандартный девятимесячный срок оценки легко удлиняется, если EFSA запрашивает дополнительные сведения.
Чем жестче и подробнее требования к новому ингредиенту, тем выше барьер входа и тем больше преимуществ у компаний, которые уже накопили данные по безопасности и производству. В этом смысле сектор новых микробных белков неизбежно будет развиваться не как модный D2C-бум, а скорее как капиталоемкая индустрия на стыке биотеха, пищевой науки и регуляторной экспертизы.
Третья проблема — вкус, запах, текстура и восприятие. Даже если ингредиент питателен и безопасен, он должен быть приемлемым для массового потребителя. В случае бактериального белка барьер особенно чувствителен: люди готовы пробовать «растительный» белок, потому что растения — понятная категория. «Белок из бактерий» психологически звучит гораздо менее дружелюбно. Поэтому производителю приходится продавать не только продукт, но и новую логику пищевого доверия.
Отдельный блок проблем связан с аллергенностью. Здесь возникают две задачи. Первая — выявление и минимизация потенциальных аллергических реакций, что требует обязательного тестирования. Вторая — преодоление потребительской неофобии, то есть настороженности по отношению к непривычной пище. Для SCP это особенно важно, поскольку сама идея «еды из микроорганизмов» у части аудитории может вызывать недоверие.
Четвертая проблема — экономика. Чтобы технология вышла за пределы пилотных проектов, она должна давать либо ценовое преимущество, либо функциональное, либо серьезный ESG-аргумент для корпоративных клиентов. Иными словами, рынок не возьмет микробный белок только за то, что он футуристичен.
Еще один риск связан с тем, что некоторые микроорганизмы потенциально способны образовывать нежелательные токсичные соединения, включая эндотоксины и микотоксины. Это означает, что производство SCP требует особенно строгого подхода к выбору штаммов. На практике это предполагает использование нетоксигенных продуцентов, постоянный мониторинг сырья и среды, а в отдельных случаях — генетическую модификацию штаммов, направленную на снижение токсикологических рисков. Иными словами, безопасность SCP определяется не только самим видом микроорганизма, но и всей технологической цепочкой — от выбора штамма до конечной очистки продукта.
Не менее важна и проблема усвояемости и биодоступности белка. Для SCP недостаточно просто показать высокую долю белка в сухой массе: необходимо понимать, насколько этот белок доступен организму после потребления. Особенно это актуально для белков, полученных из водорослей и других микроорганизмов со сложной клеточной структурой. Исследования показывают, что методы обработки могут существенно влиять на усвояемость таких продуктов, а значит, реальная питательная ценность SCP зависит не только от состава, но и от технологии переработки.
Что одноклеточный белок значит для пищевой индустрии
Главный вывод, возможно, состоит в том, что белок из бактерий не нужно оценивать по логике «заменит ли он мясо». Это слишком грубое упрощение, которое мешает понять, что реально происходит. Скорее речь идет о появлении нового класса белковых ингредиентов, который может занять свое место рядом с растительными белками, молочными белками, ферментационными компонентами и специализированными функциональными добавками.
Для пищевой индустрии это означает расширение инструментов. Для инвесторов — возможность появления нового сегмента с длинным циклом коммерциализации. Для регуляторов — необходимость оценивать продукты, которые не укладываются в старые пищевые категории. Для потребителей — постепенное привыкание к мысли, что натуральность еды в XXI веке все чаще будет определяться не происхождением с фермы, а безопасностью, контролируемостью и ресурсной эффективностью производства.
Если на раннем этапе развития SCP исследователи главным образом искали подходящие штаммы микроорганизмов, то сегодня акцент сместился в сторону целенаправленной перенастройки клеточного метаболизма. Метаболическая инженерия позволяет не просто выбрать удачный микроб, а сделать его более продуктивным, устойчивым к сложным субстратам и лучше приспособленным к промышленной ферментации.
Для отрасли это принципиально важно. Именно такие подходы открывают путь к использованию дешевого непищевого сырья, повышению содержания белка в биомассе, снижению потерь углерода и масштабированию производства. Иными словами, метаболическая инженерия постепенно превращает SCP из интересной биотехнологической идеи в более управляемую и промышленно применимую платформу.
Белок из бактерий уже нельзя считать ни странной экзотикой, ни пустым футуристическим обещанием. Научная база для него существует, первые коммерческие и регуляторные кейсы уже есть, а рынок кормов показывает, что технология способна работать вне лаборатории. Но так же неверно было бы называть его скорой полной заменой традиционным продуктам. Перед отраслью по-прежнему стоят вопросы цены, масштаба, вкуса, доверия и нормативного одобрения.
Поэтому сегодня бактериальный белок — это не еда будущего, а новая промышленная платформа для производства белка. Ее успех будет зависеть от того, сможет ли индустрия доказать простую вещь: такой белок безопасен, выгоден, понятен рынку и действительно помогает производить больше еды с меньшей нагрузкой на ресурсы. Если сможет, через несколько лет белок из бактерий станет просто еще одной нормальной категорией современной пищевой системы.
