Новые источники пищи

Каждый год население земного шара увеличивается на 70 миллионов человек, тогда как природные ресурсы не возрастают. Приток солнечной энергии на поверхность земли остаётся постоянным. А в конечном итоге продукты питания — это не что иное, как переработанная определенным образом солнечная энергия. Присутствующий в клетках растений пигмент хлорофилл обладает способностью синтезировать глюкозу из углекислого газа и воды, используя для этого энергию светового излучения — солнечную энергию. Глюкоза, в свою очередь, является первичным энергетическим материалом для всех остальных биосинтетических процессов в растениях.

К сожалению, коэффициент использования солнечной энергии для создания съедобных для человека или животных частей растений очень низок. В процессе эволюции получали преимущества не те виды, которые стали бы служить хорошей пищей, а, наоборот, те, которые такой пищей по тем или иным причинам явиться не могли. Правда, человек в результате искусственного отбора вывел и размножил именно такие растения, которые дают наибольший урожай с единицы площади, но это, особенно на ранних этапах, делалось эмпирически, без учёта биологической ценности растительных продуктов питания. Белки всех растительных продуктов являются неполноценными: от двух до четырёх незаменимых аминокислот из восьми содержатся в них в недостаточном количестве. Например, в хлебе и большинстве круп мало лизина и треонина, в бобовых — метионина.

Белки животного происхождения (мяса, рыбы, молока, яиц и т.п.) полноценные, как мы уже знаем, в них есть в достаточном количестве все незаменимые аминокислоты. Правда, их аминокислотный состав — иной, чем у «идеального» пищевого белка. Однако повторим: идеального продукта, который удовлетворял бы все потребности человека в пищевых веществах, в природе не существует. Исключением является только женское молоко, скармливаемое грудным детям.

В обычной жизни человек использует для питания смесь белков животного и растительного происхождения, эмпирически (основываясь на аппетите) стремясь к тому, чтобы эта смесь максимально приближалась к идеальному белку. Исследования показали, что биологическая ценность белков пищи, потребляемой населением нашей страны, составляет в среднем 70% от биологической ценности идеального белка. Это объясняется в первую очередь сравнительно высоким потреблением в нашей стране хлебопродуктов — а они имеют относительно неблагоприятный аминокислотный состав.

При синтезе белков мяса, молока, яиц и других продуктов животного происхождения коэффициент использования солнечной энергии дополнительно снижается в 5-10 раз по сравнению с этим коэффициентом при производстве продуктов растительного происхождения — ведь животные не обладают способностью непосредственно утилизировать солнечную энергию, а используют ее опосредованно, за счёт поедаемых растений.

Таким образом, крайне низкий коэффициент использования солнечной энергии для производства пищевых продуктов ставит перед наукой о питании очень важную проблему: резко увеличить этот коэффициент для создания большего количества полноценных продуктов питания с единицы земельной площади. При этом встаёт серьёзная задача: осуществить направленную селекцию употребляемых в пищу растений с целью выведения сортов, обладающих наиболее высоким содержанием белка при одновременном повышении его биологической ценности. Для зерновых это селекция сортов с повышенным содержанием лизина, а для бобовых — метионина.

Другая задача, которая уже начала решаться в последнее время, — извлечение пригодных для пищевых целей изолятов или концентратов белков из различных источников, и прежде всего из отходов пищевого производства. Уже получены и внедряются в практику полноценные белки из отходов молочного производства — казецит, казеинат и др.; добавляются в мясные продукты (без заметного ущерба для их качества) изоляты соевых белков; ведутся работы по получению изолятов белков из семян масличных, прежде всего- из подсолнечного и хлопкового шротов — ценных отходов этих растений. Большие перспективы связаны с получением пригодных для пищевых целей белков микроорганизмов, прежде всего дрожжей: скорость синтеза их очень велика, а субстратом для роста биомассы могут служить самые различные непищевые источники: метанол, этанол, парафины, природный газ и т.д.

Все создаваемые в различных лабораториях мира, а также получаемые при опытном производстве новые источники пищевого белка подвергаются специальным медико-биологическим исследованиям. Цель — доказать не только их безвредность, но и полезность для организма человека. Научные коллективы как в нашей стране, так и за рубежом достаточно глубоко отработали научную программу медико-биологических исследований, позволяющих надёжно оценивать безвредность и биологическую ценность новых источников пищевого белка различного происхождения. В соответствии с достижениями современной науки, к новым источникам пищевого белка предъявляется целый ряд требований, выполнение которых проверяется применением набора определённых методов анализа.

Очень важная задача с этой точки зрения — накопление прошедших необходимую медико-биологическую проверку и пригодных для питания человека новых пищевых белков. Это даёт возможность вести дальнейшую работу по их направленному комбинированию, создавать из них смеси, максимально приближенные к идеальной белковой смеси, — смеси, содержащей все аминокислоты в количествах, соответствующих потребности в них организма человека. Однако решить эту задачу можно лишь с использованием достижений современной науки и техники. Иначе говоря, для этих решений нужна электронно-вычислительная техника, способная проводить сложнейшие математические расчёты. В Институте питания такая работа начата, и она уже дала ряд положительных результатов.