Учёные из России создали программное обеспечение для проектирования кормов и пробиотиков

Созданное решение автоматизированно исследует бактериальный метаболизм и позволяет оперативно определить лидирующие штаммы для синтеза ферментов, кормовых добавок и функциональных продуктов питания. Проект финансировался грантом Российского научного фонда, а полученные результаты опубликованы в авторитетном журнале Molecular Nutrition & Food Research.

Микроорганизмы — живые производственные платформы, выпускающие широкий набор ценных веществ: от витаминов и антибиотиков до ферментов, играющих ключевую роль в пищевой и перерабатывающей промышленности.

Микробы способны запускать синтез витаминов, вырабатывать антибиотики и создавать ферменты — именно они лежат в основе современных кормов, функциональных продуктов питания и биопрепаратов. Но подобрать тот штамм, который окажется эффективнее других, зачастую требует много времени и усилий. Здесь на помощь приходит программное обеспечение. Оно мгновенно переводит генетический материал бактерии в понятную карту её потенциала и наглядно показывает, какие вещества она способна производить.

Биотехнологии активно внедряются в АПК, поставляя отрасли ферментные препараты, а также пищевые и кормовые добавки, производимые в России. Интеграция программного обеспечения в биотехнологии — логичное и порой необходимое продолжение этого пути. Ранее оценка потенциала штамма могла занимать месяцы; сегодня за считанные часы можно спрогнозировать, как микроорганизм будет вести себя в составе продукта. Технологи получают возможность перейти от эмпирики к точному прогнозированию, что существенно меняет подход к работе. Специалисты смогут целенаправленно подбирать штаммы, например для заквасок или пробиотиков с заданным эффектом, — отмечает Константин Деревсков, основатель цифровой платформы Q-CHECK и эксперт по пищевой безопасности.

По мнению эксперта, это программное обеспечение открывает дорогу к разработке продуктов будущего поколения. Отказ от универсальных решений позволит целенаправленно формировать их функциональные свойства. Например, можно формировать линейки ферментированных продуктов, у которых одни будут поддерживать синтез витаминов группы B, а иные — укреплять костную ткань. Кроме того, данное ПО позволяет оценивать поступающее сырьё: программа объективно подтверждает характеристики пробиотических штаммов по их геному.

Илья Попов, молодой научный сотрудник Донского государственного технического университета, отметил, что разработанное ими решение позволяет расшифровывать ДНК бактерии и наглядно отображать её биохимические возможности. По его словам, специалистам больше не требуются сложные расчеты — достаточно всего нескольких кликов, чтобы определить, какой штамм годится для синтеза нужного соединения.

Данные о корректности работы программы подтвердились на анализе геномов одиннадцати бактерий, среди которых встречаются бифидобактерии и лактобактерии, широко применяемые в молочной индустрии. Программа согласовала ранее известные выводы и дополнительно выявила метаболические различия между отдельными штаммами. Исходя из полученной информации, можно целесообразно подбирать микроорганизмы для обогащения кормов витаминами или для создания «защитных» заквасок, подавляющих патогены в сыроделии.

«Внедрение цифровых технологий в биотехнологии задаёт смену парадигмы: от реактивного контроля к проактивному управлению качеством, делая отрасль более наукоёмкой, точной и способной гибко адаптироваться к переменам. Такой прогресс открывает путь к персонализированному питанию и новому уровню контроля качества в АПК», — резюмировал Константин Деревсков, основатель цифровой платформы Q-CHECK и эксперт по пищевой безопасности.

Источник: https://www.agroxxi.ru