Красочное сокровище из агропромышленных отходов: устойчивый субстрат для производства микробных пигментов

Привлекательные цвета являются неотъемлемой частью жизни человека, а простая каскадная химическая катализа обеспечивает быстрое крупномасштабное производство синтетических красителей при низкой себестоимости. Однако обусловленное ими негативное воздействие на окружающую среду и здоровье человека стимулировало интерес к природным пигментам как к безопасной и экологически чистой альтернативе. Среди продуцентов природных пигментов микроорганизмы благодаря своему разнообразию, возможности круглогодичного производства и специфической биологической активности представляют собой перспективные объекты для промышленного получения этих востребованных природных красителей. Кроме того, в соответствии с принципами циркулярной биоэкономики и экологически чистых технологий использование агропромышленных отходов в качестве сырья для микробных превращений открывает путь к устойчивому и экономически эффективному производству этих ценных вторичных метаболитов одновременно с утилизацией отходов. В настоящем обзоре всесторонне рассматривается современная экологичная схема производства микробных красителей, включая потенциал отходов в качестве сырья и ферментационные технологии. Подробно обсуждаются коммерчески важные пигменты — астаксантин, продигиозин, кантаксантин, ликопин и β-каротин, — продуцируемые нативными и генетически модифицированными штаммами бактерий, грибов или дрожжей, а также их разнообразные применения в пищевой промышленности, фармацевтике, текстильной промышленности, косметике и других областях. Рассматриваются ограничения этих подходов и их экономическая целесообразность с точки зрения удовлетворения будущего рыночного спроса. Для формирования новых перспектив в этой быстро развивающейся области исследований включены самые последние достижения различных молекулярных подходов к разработке инженерных микробиологических систем для повышения выхода пигментов.