Возможно, из угля произведут питательные вещества, потому что в угле все для этого содержится. Д. И. Менделеев

Это высказывание Д. И. Менделеева, глубоко верящего в возможности науки, было воспринято его современниками не далее, как фантазией ученого. Но не прошло и полвека, как химики научились изготавливать искусственные жиры из продуктов переработки углей, дрожжи из нефти, мясо из растительных жиров и даже стволовых клеток животных. Все это позволяет иначе взглянуть на современное продовольствие и задуматься о вероятности настоящей революции в области пищевой промышленности с полной заменой традиционных источников пищи.
О получении синтетических пищевых продуктов (СПП) из химических элементов и искусственных (ИПП) из низших организмов задумывались ещё в конце 19 в. Однако на практике это стало применяться лишь в другой половине 20 в. Первые патенты на производство искусственного мяса и мясоподобных продуктов из изолированных белков сои, арахиса и казеина были получены в США Ансоном, Педером и Боэром в 1956-1963гг. Затем в США, Японии, Великобритании возникла новая промышленность, производящая самые разнообразные ИПП (мясо разных видов, котлеты, колбасы, сосиски, хлеб, макароны и крупы, молоко, сыры, конфеты, ягоды, напитки, мороженое и др.).

Современные продукты питания получают около 2500 непищевых добавок, большая часть которых приходит их химической промышленности, – ароматизаторы, загустители, пенообразователи, консерванты, сложные эфиры, кислоты, соли. Без нитратов колбаса будет выглядеть серой и неаппетитной, фенилуксусная кислота придает продукту запах сыра, синька окрашивает сахар в белый цвет, сорбиновую кислоту применяют для стерилизации консервов,  с помощью щелочей очищают масла, а при извлечении масла из семян применяют даже бензин. Безусловно, все эти меры
На данном этапе жизни человек напрямую получает основную пищу из растительного и животного мира. Но вполне вероятно, что через несколько десятков лет синтетическая пища может полностью заменить оригинал. Ее внедрение уже наблюдается на продовольственном рынке, однако зачастую потребитель относится к ней весьма консервативно и убедить его принять подобные заменители может только факт ее полной безопасности.

ПРЕДЫДУЩИЙ ОПЫТ

Идея синтетической пищи казалась решением острого дефицита продуктов питания во времена Советского союза. Тогда ученый А.Н. Несмеянов работал над искусственной белковой пищей. Его заменитель столь редкой в то время черной зернистой игры готовился на основе молочного белка казеина, водный раствор которого вводили вместе с желатином в охлажденное растительное масло, в результате чего образовывались «икринки». Вкус и запах им обеспечивала вытяжка из селедки и рыбий жир. На выходе получался деликатесный белковый продукт, почти неотличимый от натурального. Установка по производству заменителя икры называлась «ЧИБИС», что расшифровывалось как «черная икра белковая искусственная».

В 1963 году донецкие химики под руководством академика АН УССР Р. В. Кучера начали исследования по промышленному получению дрожжевого белка из микроорганизмов, выращенных на углеводородах нефти. Дрожжевые организмы растут очень быстро, примерно через каждые пять часов их вес удваивается, а это значит, что они синтезируют белок в несколько тысяч раз быстрее, чем животные. Килограмм нефти может дать килограмм дрожжей.

Вскоре подобный опыт ученые решили повторить, синтезировав дрожжевой белок из каменного угля. Полученный продукт также предназначался для животноводства. Добавляя его в корм животных, зоотехники отмечали ускорение роста живого веса свиней, телят, домашней птицы на 25%.

Однако, по мнению ученых, на этом технология себя не исчерпывает. Если дрожжевой белок в присутствии специальных ферментов подвергнуть гидролизу, то полученный гидролизат, содержащий смесь аминокислот, может служить основой для кулинарии. Кроме того, аминокислоты нынче можно получить даже из метана.

Вскоре из синтетического белка научились изготавливать искусственное мясо, макароны, сыры. Дрожжи, полученные микробиологическим путем из углеводородов нефти, уже испытаны при выпечке хлеба и производстве сосисок. Созданы синтетические рисовая и гречневая крупы, содержащие белка в три раза больше, чем природные крупы. Объединяет все эти продукты метод их приготовления. Белок размельчают, образовавшиеся волокна свертывают в специальном растворе, затем смешивают с животным или растительным жиром, придают ему нужный вкус и цвет и, наконец, при повышенной температуре соединяют в комок вместе с яичным белком. При этом получают не сырую, а уже сваренную «говядину», «свинину», «птицу» и даже «рыбу». Искусственное мясо можно резать, сушить, консервировать.

Эффективной на протяжении последнего десятилетия заменой традиционным источникам человеческой пищи являются соевые бобы. Популярное ныне соевое «мясо», или соевый текстурированный белок, производится методом экструзионной варки теста из обезжиренной соевой муки или белых хлопьев с водой. Полученная масса измельчается и затем сушится, образуя по необходимости фарш, хлопья, гуляш, отбивные, кусочки кубической или продолговатой формы. Соевое масло в свою очередь широко используется для приготовления искусственных сливок для кофе и чая.
Кроме того, ученые отмечают пользу сои не только в ее богатом белковом составляющем (примерно 50-70% белка), но и в наличии огромного количества полиненасыщенных жирных кислот, в том числе линолевой, которая не синтезируется организмом человека и может попасть только через пищу. При этом жирные кислоты препятствуют отложению вредного холестерина на стенках кровеносных сосудов. Плюс в сое содержится целый ряд витаминов: β-каротин, витамины Е, РР, группы В, фолиевая кислота, холин и тиамин.

А вот в 2009 году известный французский шеф-повар Пьер Ганьер создал первое в мире полностью синтетическое блюдо. Совместно с химиком и основоположником молекулярной гастрономии Эрве Тисом, он приготовил искусственный десерт «le note à note», куда входит глюкоза, мальтит, аскорбиновая и лимонная кислоты. По сути, блюдо выглядело как закуска из шариков желе со вкусом яблок и лимона, с кремовой начинкой внутри и корочкой снаружи.

КОТЛЕТА ИЗ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК

А самым «свежеприготовленным» блюдом искусственного происхождения, поданным 5 августа на пресс-конференции в Лондоне, стал гамбургер. Ученые исследовательского института Нидерландов вырастили из стволовых клеток коровы мышечную массу, а потом сделали из нее котлету. На создание такого «мяса» было потрачено 380 тысяч долларов. Проект профинансировал сооснователь компании Google Сергей Брин, покрыв 87% всей его себестоимости.

Уже сегодня многие институты трудятся над выращиванием искусственным путем тканей, которые могут использоваться для замены поврежденных мышц и хрящей. Подобный эксперимент реализовал и автор «гамбургера», профессор Пост, использовавший в качестве строительного материала клетки потенциальной «говядины».

Процесс выращивания подобного «мяса» происходит чуть быстрее выращивания настоящей коровы. Стволовые клетки имеют способность быстро множиться и развиваться – так что уже через три недели их количество превысило миллион. Далее клетки перекладывались в небольшие пробирки, в которых они срастались, образуя кусочки мышечной ткани длиной в 1 сантиметр и толщиной в несколько миллиметров. Готовые полоски складывались в небольшие брикеты и замораживались. Когда набралось достаточное количество брикетов, их объединили в единый кусок непосредственно перед готовкой.

Полученное для гамбургера «мясо» имело белый цвет, но чтобы продукт оказался максимально близким к традиционному, его окрасили в красный с помощью свекольного сока. В дальнейшем в качестве красителя ученые планируют использовать мышечный миоглобин, над применением которого пока еще ведутся исследования. Для вкуса котлету также приправили шафраном, а для аппетитного вида обваляли в панировочных сухарях.

«Мясо» было обжарено на сковороде и вошло в состав гамбургера, который продегустировали два ресторанных критика. Несмотря на то, что вкус его был признан довольно «приятным», эксперты отметили, что ему недостает сочности, обычно свойственной «живому» мясу. В остальном же, его вкус практически ничем не отличался от обычного.

КАК НАКОРМИТЬ ВСЕХ ИЗ ЛАБОРАТОРИИ

По мнению авторов «котлеты», подобная технология могла бы помочь решить мировую проблему роста спроса на мясные продукты питания. Глава центра изучения продовольственных программ Оксфордского университета, профессор Тара Гаметт на этот счет отметила, что решение проблемы кроется не только в изготовлении больших объемов пищи, но и в пересмотре системы снабжения – общедоступности продуктов; ведь, как известно, около 1,4 млрд населения планеты страдает ожирением или избыточным весом, в то время как миллиард других ложится спать на голодный желудок. А вот критики эксперимента, наоборот, полагают, что сокращение потребления мяса поможет в борьбе с нехваткой продовольствия, которая уже наблюдается во многих регионах мира и, по прогнозам, будет лишь усугубляться.

Независимое исследование, проведенное в ходе эксперимента, также показало, что по сравнению с разведением скота в стойлах, на выращивание говядины в лаборатории затрачивается на 45% меньше электроэнергии, на 96% сокращаются выбросы парниковых газов, требуется на 99% меньше территории пастбищ и ферм.

По мнению самого профессора Поста, широкое внедрение технологии изготовления мяса из стволовых клеток животных избавит человечество не только от дополнительных материальных затрат и долгого ухода за животными, но и от необходимости массового убийства скота. В своей теории профессор видит мир, где человек разводит сельскохозяйственных животных не для пищи, а только в эстетических целях, как, например, собак и кошек.

Фальсификация пищи

Прибегая к замене традиционной еды искусственной, важно не допустить в ее составе ложных суррогатов. Так, в частности, для удешевления алкогольных напитков недобросовестные производители иногда вместо этилового спирта добавляли технический.
Наглядный пример подобной фальсификации произошел в конце Второй мировой войны, когда немецким химикам удалось получить из угля, воды и воздуха заменитель сливочного масла. По внешнему виду, по запаху и по вкусу оно было похоже на настоящее масло и совершенно не портилось. Но оказалось вредным, так как жирные кислоты ученым не удалось синтезировать абсолютно чистыми, без примесей. Отсюда и возникла генетическая опасность применения таких несовершенных продуктов.
Подобные побочные компоненты могут наблюдаться у генетически измененных продуктов, хотя в противовес предостережениям медиков ученые утверждают, что нельзя обобщать все ГМО как единственно вредные, и все зависит о того, как именно был модифицирован тот или иной организм. Однако убедит ли такой аргумент массового потребителя?

ЭКОНОМИКА

В США, на долю которых приходится почти 75% мирового производства сои, выпуск ИПП на основе соевых белков достигает сотен тыс. тонн. Растительные белки для производства ИПП используются в Японии и Великобритании. В последней даже ведутся эксперименты по изготовлению искусственного молока и сыров из зелёных листьев растений.

Беларусь на своих полях также выращивает сою. Притом, по данным Комитета по сельскому хозяйству и продовольствию Гомельского областного исполнительного комитета, белорусские сорта сои генетически не модифицированы и в отличие от зарубежных аналогов способны расти в условиях длинного летнего дня и недостатка тепла. Потенциальная урожайность белорусских сортов – до 45 центнеров с гектара и, как правило, составляет 3 тыс. тонн в год. Часть соевых угодий приходится на внутренние потребности страны, а другая предназначается для сбыта на рынки стран ближнего зарубежья.

Как видим, искусственная еда уже давно завоевывает рынок, даже вопреки потребительскому консерватизму. В конечном счете, продукты химического производства незаметно проникают в каждый продовольственный товар, что их вмешательство не минует даже сахар. А вот создание еды из стволовых клеток – идея новая и оригинальная. И если химическая промышленность сможет обойти ее стороной, подобный эксперимент, вероятно, окажется в дальнейшем вполне действенным и эффективным.

Для журнала «Директор», рубрика «Новые технологии»