«Чем накормить 10 млрд?» технологические тренды в продовольствии

Человечество перешагнуло отметку в 8 млрд. Уже сегодня голодают 10%, а недоедают 25% населения планеты. Завтра нас будет 10 млрд. Сколько нужно будет еды человечеству? Сможем ли мы себя прокормить? Какие технологии нам в этом могут помочь? Как в этом всем ориентироваться и строить долгосрочные стратегии что отдельных компаний, что страны в целом?

Эта колонка, приглашение к открытому диалогу для сопоставления точек зрения и критического осмысления вызовов и возможностей.

Мировая индустрия еды ищет сегодня ответы на три проблемы: голод, климат и здоровье.

● Голод. Существующими технологиями производства продуктов питания, скорее всего, не накормить ни 9, ни 10 миллиардов человек. А спрос на продовольствие будет расти не пропорционально росту численности, а намного быстрее.

● Климат и окружающая среда. Мировой АПК – один из лидеров по парниковым газам. При этом изменения климата и природные катаклизмы где-то кардинально сокращают доступные для сельского хозяйства земли, а в каких-то регионах планеты, наоборот, добавляют.

● Здоровье. 10% населения планеты страдает диабетом, а ВОЗ предупреждает о глобальном ожирении. Для того чтобы накормить человечество, производителям продуктов питания пришлось пойти на серьезные компромиссы в отношении здоровья - пестициды, химикаты, антибиотики, гормоны роста и т.д.

В науке с начала 2000-х произошли три фундаментальных процесса, которые прямо влияют на трансформацию нашего понимания еды в будущем и дают возможность эти проблемы решить.

● Расшифровали геном человека, и это дало нам возможность уже не мечтать, а ожидать в скором времени персонифицированное питание.

● За это же время случился прорыв в изучении микробиоты и ее влияния на самые разные сферы жизни человека.

● Научились производить белки и жиры без использования животных – на основе технологии прецизионной ферментации.

С нашими учеными мы выделили три группы технологий, которые, на наш взгляд, и формируют технологические тренды в продовольствии: это базовые технологии, биотехнологии и молекулярные технологии.

Базовые технологии – это традиционные способы получения химического субстрата еды сотнями миллионов тонн. Они делятся на две группы: получение пользы от растений (белков, жиров и углеводов), то есть от растениеводства, и получение пользы из животных (белков и жиров), то есть от животноводства.

Растения – один из ключевых источников питательных элементов и продуктовой массы для удовлетворения потребностей человека. А технологии получения растительных жиров и белков, глютена, крахмала и т.д. – одни из основных для обеспечения человека продовольствием.

Основными трендами в этой подгруппе нам видятся два процесса:

1) управление диверсификацией – технологии, обеспечивающие чистоту и однородность извлекаемых молекул, бережное извлечение белков и жиров из разных источников с возможностью последующего использования.

2) технологии управления универсальностью по отношению к различным видам сырья – возможность использовать, например, одновременно белок из сои и белок из водорослей в рамках одного технологического процесса.

Управление диверсификацией дает возможность создавать новую еду из растительного сырья (растительные альтернативы мяса и молока), обеспечивая более эффективный процесс преобразования белка в конечный продукт.

А технологии, обеспечивающие универсализацию, направлены на минимизацию рисков при появлении новых источников сырья. Сегодня основную товарную массу химического субстрата получают из растений, выращенных на земле. И одновременно огромные инвестиции идут в развитие технологий получения и белков, и жиров из микроводорослей. Именно микроводоросли, в отличие от биореактора, имеют потенциал создавать химический субстрат по товарной массе сопоставимый с растениями, то есть десятками и сотнями миллионов тонн. И как только такие технологии станут зрелыми, можно не сомневаться, что побережья Азии, Африки, Ближнего Востока будут осваиваться плантациями микроводорослей.

Современное промышленное животноводство, скорее всего, будет сталкиваться со все нарастающим вызовом дискредитации и дискриминации.

Чем больше людей будет осознавать факт, что сегодняшняя невысокая стоимость продукта обеспечивается антибиотиками, гормонами роста и химической кастрацией, что современные фермы – это фабрики по производству отходов, сопоставимые с крупными городами, тем больше будет нарастать тренд дискриминации.

При этом с ростом городского населения будет неизбежно увеличиваться сама потребность в мясе. Поэтому технологии, которые помогут это противоречие разрешить, очевидно, найдут себе место на рынке и будут востребованы.

Человечество живет с ферментами тысячи лет. Но только в конце двадцатого века смогло приручить эти микроорганизмы и научилось давать им задания, что именно продуцировать. Агентство RethinkХ в марте объявило, что события в Украине могут спровоцировать мировой продовольственный бунт и что именно прецизионная ферментация – единственная технология, которая имеет потенциал решить проблемы человечества в еде.

За 20 лет стоимость производства рекомбинантного белка, полученного технологией прецизионной ферментации, упала в 100 тысяч раз и подошла к 10 долларам за 1 кг, что и обеспечило взрывной рост биотехстартапов в еде.

Ферментер сегодня превратился в промышленный биореактор, который умеет синтезировать белки и жиры, выращивать мясо из стволовых клеток и получать биотехнологические аналоги молочного жира.

Маловероятно, что биотехнологии смогут заменить растения или животных как источник химического субстрата в миллионах тонн, но очевидно, что они станут играть определяющую роль в еде будущего. А каким-то странам дадут возможность полностью закрыть их проблемы в продовольствии.

В этот сектор идут огромные инвестиции. Только в 2021 году венчурных денег в такие стартапы пришло в два раза больше, чем за предыдущие 10 лет.

Этот раздел трендов занимается уже молекулами и напрямую влияет как на базовые, так и на биотехнологии.

Например, в растениеводстве это технологии, которые обеспечивают возможность сделать недорогими и качественными растительные альтернативы за счет инноваций в добыче белка и создания вкусо-ароматики. Но если в базовых технологиях приоритетом в любом случае останется задача «накормить», то вкусо-ароматика с использованием сверхсложных молекул уже сами базовые технологии переработки растений переводит в сверхсложные и обеспечивает создание новой полезности в разы дешевле, чем животные аналоги. При этом без антибиотиков, без гормонов, без химии и без разрушительных последствий для окружающей среды.

В этом же тренде находятся технологии создания сладкого белка, который на порядок более сложной молекулой заменяет сахарозу и открывает потенциал решения проблемы сахарного диабета.

Ну а самое вдохновляющее направление молекулярных технологий – это клеточное питание. То, что трансформирует наше понимание самих возможностей влияния на качество жизни человека. Клеточные технологии сверхсложных молекул – это то, что открывает возможность влиять на регуляторные механизмы и приостанавливать старение как отдельных органов, так и всего организма.

Именно технологии клеточного питания наконец дают возможность подобрать ключ к самому загадочному центру влияния на все сферы жизнедеятельности человека – микробиоте. И именно клеточные технологии открывают возможность за счет правильного питания микробиоты и ее насыщения правильными бактериями кардинально изменить наше представление о здоровье, долголетии и качестве жизни людей в последние 20-30 лет их жизни.

В ЭФКО мы уже несколько лет пытаемся осмыслить ответ на вопрос «что дальше?». Пробуем заглянуть за горизонт 20–30 лет и увидеть индустрию еды.

В описанных выше трендах наверняка что-то упущено и не учтено. В чем-то мы разобрались достаточно глубоко, а в каких-то технологиях наших знаний пока критически не хватает. Но нам кажется, эта логика дает как минимум матрицу критериев, по которым можно оценивать перспективность тех или иных технологий. И делать выводы об их привлекательности что с точки зрения венчурных инвестиций, что со стороны государственной поддержки.

Пока нам кажется, что у стран, которые сегодня сильны в традиционных продуктах питания, есть два варианта развития:

1. Защищать, что имеем. В этом случае закрывать внутренние рынки от новых технологий, поддерживать экспортоориентированных растениеводов и животноводов и контролировать баланс собственных потребностей в продовольствии. Но в этом сценарии существует серьезный риск получить в будущем падение спроса на продукцию собственного АПК со стороны сегодняшних импортеров, которые смогут перейти на новые источники (например, водоросли) и сократить отрасль до размеров внутреннего спроса.

2. Сделать ставку на опережающее развитие и высокие переделы. И пытаться находить свое место в новых технологиях создания еды. Для этого придется развивать собственную экономику знаний. Искать и строить эффективные модели отношений в треугольнике бизнес-наука-государство, делать ставку на собственную научную школу и по максимуму использовать ресурсную базу для развития высоких переделов.

Если вам есть что сказать по теме, оставляйте комментарии здесь, на vc.ru. А еще лучше приходите ко мне на телеграм канал «Сергей Иванов из ЭФКО».

Ну а коллег по отрасли приглашаю принять участие в круглом столе, который мы проведем в середине декабря на площадке НТИ. Будем рады увидеть всех, кому эта тема небезразлична.