Сладкая жизнь: как есть шоколад и мороженое без вреда для здоровья

Уже в середине XIX века сахар резко потерял в цене — и стал любимым ингредиентом технологов пищевой промышленности: это идеальный наполнитель, идеальный улучшитель вкуса, идеальный кристаллизатор, идеальный консервант. И от него практически невозможно отказаться.

В середине прошлого века на рынке появилось множество синтетических подсластителей: сахарин, аспартам, сорбит и другие. Сладкие, практически не содержащие калорий — казалось бы, отличная альтернатива сахару. Однако исследования показали: при избыточном потреблении подобные сахарозаменители могут вызвать ряд проблем — от головных болей до сердечно-сосудистых заболеваний.

Кроме того, альтернативы приучают вкусовые рецепторы к чрезмерно сладкой пище и, по-видимому, изменяют микробиом, повышают уровень глюкозы, провоцируют увеличение количества потребляемых калорий, в перспективе вызывая ожирение. И это лишь небольшой перечень побочных эффектов.

Глюкоза — самый мощный аккумулятор энергии в природе. Именно поэтому звери так любят фрукты. Растения тратят огромное количество ресурсов на то, чтобы вырастить сладкие плоды, но игра стоит свеч: такие плоды активно поедаются, а следовательно, спрятанные в них семена разносятся по большой территории.

Однако в процессе эволюции некоторые тропические виды, названия которых даже нет в русском языке, научились вместо лакомых углеводов вырабатывать специальные белки, которые при взаимодействии со вкусовыми рецепторами дают ощущение сладости при небольшом количестве калорий.

Местные жители употребляли такие плоды в пищу с древнейших времен, однако окультурить растения не удалось. Зато в 1969 – 1990 годах специалисты сумели выделить из них ряд сладких белков: монеллин, куркулин, тауматин, браззеин и мабинлин. А дальше ученые предложили очевидное решение: если получать такие белки из растений затруднительно, надо попробовать их синтезировать. На помощь пришла новая технология — прецизионное (или точное) ферментирование.

Ферментация, или естественное брожение, — это процесс, тесно связанный с историей человечества. Хлеб, йогурт, уксус, тофу, маринованные огурцы и многое другое производится с использованием ферментации. Да и сохранять продукты она позволяет гораздо дольше, чем это было бы возможно в натуральном виде.

Этанол для алкогольных напитков или топлива, н-бутанол для производства каучука, пенициллин для лечения инфекций, лимонная кислота в качестве дезинфицирующего средства или ароматизатора, аминокислоты и витамины, в частности C, B2, B12 и D2, — все это тоже доступно нам благодаря промышленной ферментации.

Технология прецизионного ферментирования — следующий шаг в этом направлении. Биологи научились изменять гены микробов в процессе ферментации для получения невероятно точных результатов, производить молекулы для промышленной ферментации быстрее, дешевле и с меньшими затратами ресурсов, чем когда-либо прежде.

Сегодня при помощи методов генной инженерии в микроорганизмы — дрожжи, водоросли или бактерии — внедряют гены, кодирующие любые нужные белки, объясняет кандидат физико-математических наук, директор по инновациям ГК «ЭФКО» Ростислав Ковалевский. Потом подготовленные бактерии помещаются в биореакторы (ферментационные резервуары пивоваренного типа), куда подается специальная питательная среда, необходимая для их роста, и создаются оптимальные температурные условия. Микроорганизмы вырабатывают нужное вещество, которое затем очищается, причем настолько, что никаких примесей не остается, и высушивается. На выходе получается абсолютно чистый биотехнологический продукт.

При этом генно-модифицированными организмами являются грибки, бактерии и водоросли — но не вещества, которые они производят. Конечные продукты не содержат микроорганизмов — следовательно, и никаких модифицированных генов в них нет. Первым продуктом прецизионного ферментирования, появившимся на рынке в начале 1980-х годов, был человеческий инсулин. За ним последовали еще несколько лекарств: гормон роста человека, вакцина против гепатита В и человеческий эритропоэтин (гормон, вырабатываемый почками). Затем была создана группа биологических препаратов для лечения таких болезней, как анемия, СПИД, гепатит С, рассеянный склероз и некоторые виды рака.

Недавно я угощал сотрудников редакции (и заодно и своих детей) шоколадными конфетами и мороженым. «Ну как вам?» — спрашивал я. И слышал в ответ: «Конфеты вкусные, давай еще. Мороженое — отличный пломбир. А в чем подвох?» Никто даже не заподозрил, что в принесенных мною лакомствах не было ни грамма сахара. Начинка конфет состояла из полезной клетчатки с микроскопической добавкой сладкого белка, а в мороженом к тому же было растительное молоко. После раскрытия секрета реакция у всех была одна: «Где такое купить?»

Роль сахара в этих сладостях играл белок браззеин, который в 2000 раз слаще сахарозы и не повышает уровень глюкозы в крови. Разработкой технологии получения сладких белков в мире занимается несколько компаний; например, Joywell Foods экспериментирует с миракулином, а Sweegen — с браззеином. Но ближе всего к созданию технологии подошли в России: компания «ЭФКО» совместно с научными коллективами под руководством академиков РАН разработала метод производства браззеина и, самое главное, сертифицировала его в России, Беларуси, Казахстане, Киргизии, Армении и ОАЭ. Это значит, что продукт доказанно безопасен и соответствует всем требованиям, предъявляемым к пищевым ингредиентам. Как пояснил Ростислав Ковалевский, это первый случай сертификации нового пищевого продукта в России.

Браззеин, который использовался в тестовых конфетах и мороженом, был получен на ферментном заводе компании «ЭФКО» в Белгородской области, в инновационном центре «Бирюч». Здесь изготавливается и первый продукт по технологии прецизионного ферментирования — фермент фосфолипаза А2, необходимый для выпуска самого узнаваемого продукта компании — майонеза «Слобода». После удачи с этим ферментом в «ЭФКО» появилась рабочая группа, которая совместно с Институтом биоорганической химии РАН занялась созданием штамм-продуцента браззеина, а совместно с МГУ — монеллина. С момента старта проекта в 2020 году предприятие инвестировало в разработку технологии производства сладкого белка 1,3 млрд руб. «Сразу два белка — ни у кого в мире такого нет», — с гордостью говорит Ростислав Ковалевский. Первым прошел сертификацию как раз браззеин.

Я был, кстати, на этом заводе. Невероятная чистота (как-никак работают там с микроорганизмами), множество баков и трубопроводов из пищевой нержавеющей стали, стерильные комнаты для экспериментов с образцами — и никакого запаха. Разве что легкий аромат роз, растущих вокруг исследовательских корпусов. Следит за производством всего один человек — он сидит в специальном помещении, напоминающем центр управления полетами.

Но мощности одного завода для обеспечения потребности страны в сладком белке явно не хватит. «Сейчас мы находимся на этапе проектирования первого промышленного предприятия по производству браззеина в России. Масштабирование проекта обойдется более чем в 10 млрд руб.», — рассказывает генеральный директор «ЭФКО» Евгений Ляшенко. Строительство завода начнется после завершения проектирования в 2025 году. Еще один завод за полмиллиарда долларов компания планирует открыть в ОАЭ.

Но новые продукты со сладкими белками — мороженое, конфеты и напитки — должны появиться в российских магазинах уже к концу этого года. Первый ферментный завод компании все-таки работает.