На случай ядерной войны и мирового кризиса
Учёные осваивают подножные корма и отходы пищевого производства
«Разработкой инновационной технологии переработки отходов жироперерабатывающей промышленности – соапстоков – для выделения и очистки циклических спиртов класса стероидов – стеринов – занимаются сейчас учёные и студенты ИрГТУ» – так можно было бы начать этот репортаж. Но подобную невразумительную фигню никто давно не читает, потому что в ней понятны только знаки препинания и предлоги. Но можно представить себе эту картинку объёмно, в 3D: если завтра начнётся война или грянет финансовый кризис, то на кафедре химии и пищевой технологии университета к этому уже сейчас хорошо подготовились. Из подручных средств – лишайника, лиственницы, груши-дички и даже отходов Иркутского масложиркомбината – здесь научились готовить множество вкусных и полезных вещей и даже основы для многих лекарств, в число которых входят немаловажные в осадном положении контрацептивы, анаболики и витамин D…
Контрацептивы из подсолнечного жмыха
Владислав Луцкий, профессор ИрГТУ, преподаватель кафедры химии и пищевой технологии, показывает формулу, занимающую весь лист формата А4 поперёк:
– Вот она, наша конечная цель. Это фитостерин, чтобы было понятнее – тот же холестерин, только растительного происхождения. Он является основой для более чем сотни наименований лекарственных препаратов, гормональных стероидных и кортикостероидов: противовоспалительных, противошоковых, противоастматических, противораковых, антиаллергических. Также на их основе производят контрацептивы и анаболики – те самые, которые применяют спортсмены для наращивания мышечной массы.
Однако это уже середина истории. Всё началось… Трудно сказать с чего. Наверное, первопричиной этой научной работы был всё-таки Иркутский масложиркомбинат, открытый в городе в далёком 1954 году. Самый большой на востоке страны, он занимался производством растительного масла из подсолнуха, сои и рапса.
– Представляете себе подсолнечное масло, да? – удостоверяется Владислав Илларионович и продолжает: – Раньше наши мамы даже любили масло с запахом. Сейчас его никто – точнее не скажешь – на дух не переносит, предпочитают дезодорированное рафинированное. Кстати, мало кто знает, что дезодорирование – это последняя стадия общего производственного процесса, который весь и называется рафинированием, так что это название – «масло дезодорированное рафинированное» – не совсем корректно.
Масло с запахом – это продукт простой экстракции, проще говоря – выжимания. Оно содержало в себе природные витамины, но кроме запаха и осадка ещё и быстро окислялось и портилось. Поэтому современное масло проходит несколько стадий химической и термической обработки: гидратацию, вымораживание восков, отбелку, дезодорацию. Забавный факт: процесс дезодорации (с латинского – «лишение запаха») направлен не на отбивание у масла природного запаха подсолнуха, а на очистку от привкуса бензина, который применяют на одной из стадий обработки исходного сырья. Вторая стадия этого процесса – отделение соапстоков при помощи щелочной обработки.
«Эта формула фитостерина –
тот же холестерин, только растительный!»
Владислав Луцкий приносит показать «Иркутскому репортёру» этот отход жироперерабатывающей промышленности: в обычных пластиковых бутылках из-под газировки тяжело бултыхается вязкая жирная масса («Плотная эмульсия», – строго поправляет профессор Луцкий) – жёлтая соевая, оранжевая подсолнечная и бежевая травы рапс. Бесполезная гадость, на 20 –50% состоящая из высших кислот и мыл (именно так, во множественном числе – «мыла», с ударением на последний гласный), на остальные проценты – из воды.
Единственное, где её можно применить, – в производстве мыла (обычного, туалетного). До сих пор эту «плотную эмульсию» продавали на мыловаренные заводы по пять рублей за килограмм, а одно время даже хотели запустить подобное производство при масложиркомбинате, но, как это часто бывает, всё осталось в радужных мечтах и абстрактных планах. Однако кроме кислот, мыл и воды в соапстоках содержится небольшой процент фитостеринов. И тут, собственно, заканчивается пролог и начинается наша история.
Случайная фраза на международной конференции
Летом 2010 года в Санкт-Петербурге проходила международная конференция химиков и промышленников, посвящённая лесным ресурсам, биотопливу и переработке древесины. От Иркутска на ней присутствовала доктор химических наук, сотрудница института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН Людмила Опарина. Как-то между пленарными заседаниями она побеседовала с московскими химиками, которые задавали множество шпионских вопросов про Иркутский масложиркомбинат. Те быстро проговорились, что их интересуют фитостерины, которые могут содержаться в отходах производства комбината, тех самых соапстоках.
На наше местечковое счастье, Людмила Опарина кроме прочих заслуг была и рецензентом дипломных работ студентов ИрГТУ, по каковой причине хорошо знала административную структуру университета, и сразу сообразила, кому может быть интересна эта тема. Она позвонила заведующему кафедрой химии и пищевой технологии Сергею Евстафьеву и поведала о светлой идее москвичей.
Зерно упало в благодатную, загодя удобренную почву: у ИрГТУ к тому времени уже имелись внутренние ресурсы для того, чтобы заняться детальной разработкой собственной технологии «переработки отходов жироперерабатывающей промышленности – соапстоков – для выделения и очистки циклических спиртов класса стероидов – стеринов». Незадолго до этого при кафедре было создано студенческое творческое объединение (СТО) «Биохимия», в котором около двадцати студентов старших курсов занимались группами по двое-трое у разных преподавателей кафедры, каждая по своей теме, но в русле общей тематики «Биохимия растительного сырья».
Курировать тему добычи стеринов из соапстоков выпало профессору Луцкому, и с начала 2011 года она вошла в план работ СТО.
– Изначально мы не знали, есть ли там фитостерины вообще. Поэтому договорились со своими знакомыми, работающими на комбинате, чтобы нам дали немного отходов на пробы, – вспоминает Влади-слав Илларионович. – И нам из тонн отходов набрали по полкилограмма каждого. Стали исследовать эту жижу. В ней тысячи веществ, а нам нужно найти только одно, которое составляет всего 1-2% от общего объёма.
В результате были обнаружены сразу три разных вида стеринов. Сейчас в лаборатории девочки-студентки СТО «Биохимия» заканчивают количественный и качественный анализ выделенных фитостеринов. На очереди – разработка оптимального, экономически выгодного варианта технологии их промышленного получения. В течение этого года работа должна быть закончена. В лаборатории студентка ТПП-07 Дарья Молокова греет плитку, расставляет колбы – соапстоки атакуют щелочным и кислотным гидролизом, экстрагируют, и из прозрачного змеевика капает чистый, насыщенного оранжевого цвета раствор.
– А дальше что? – интересуется «Иркутский репортёр», с недоверием глядя на результат.
– Дальше? Я не знаю, мы ведь не медики, мы – технологи. Скорее всего, получим патент на наш метод. Производить и продавать – это не мы, – пожимает плечами Владислав Луцкий.
– Да нет, не в этом смысле. Вот этот экстракт – это ведь не готовое лекарство, да? А что с ним дальше нужно сделать, чтобы получились таблетки или микстура, например? – уточняем мы.
– Таблетки – это уже фармпроизводство: наполнители, крахмал, оболочка. Главное – синтезировать активное действующее вещество, и мы должны получить для него основу. – Владислав Илларионович достаёт из кармана лист с уже знакомой формулой и показывает:
– Вот эта, правая, половина формулы – это боковая группа фитостерина. После нас в работу вступают микробиологи, биохимики – они должны её удалить. Тогда остаётся основа, левая часть формулы. В чистом виде она уже почти готовое лекарство – это женский половой гормон эстрадиол. Чтобы получить другие гормональные препараты, нужно химическим путём присоединить новую, полезную боковую группу, которая и придаст веществу лечебные свойства.
– То есть вы разрабатываете не готовое лекарство?
– Мы разрабатываем больше, чем новое лекарство. Чтобы вы знали, в Советском Союзе производилось двадцать разных субстанций-основ для производства лекарств – ежегодно пять тонн субстанции для производства стероидных гормонов и ещё полторы тонны для производства кортикостероидов! А сейчас их закупают за границей.
Мармелад из лишайника и вино из груши-дички
Рядом с Дарьей, за длинным столом, уставленным замысловатыми химическими сосудами, стоит девушка, которая привлекла внимание «Иркутского репортёра» своим странным кулинарным занятием – она засыпала какую-то пожухшую траву в кухонный блендер.
– Зачем это? – немедленно заинтересовался «Иркутский репортёр».
– Это – исландский лишайник, – коротко ответила девушка.
Это всё объяснило. Все СМИ уже написали, что иркутские учёные придумали новый вид хлеба – с добавлением этого мха, известного своими лечебными свойствами. В частности, его, исландский мох, он же цетрария исландская, применяют в народной медицине как средство против туберкулёза и расстройства желудка, а на основе его отвара готовят противопростудные средства и настойки от ожогов и других повреждений кожи. Он также ускоряет вывод токсинов из организма.
На производство этого полезного продукта учёные уже получили патент, и в ближайшее время при ИрГТУ появится собственная пекарня – готовить хлеб для всех. На этот проект авторы получат 500 тысяч рублей от Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере как победители программы СТАРТ-2011. Но на этом пытливая мысль учёных НИ ИрГТУ не остановилась.
Девушка по имени Оля Марочкина, оказавшаяся студенткой 5-го курса факультета пищевой промышленности, рассказала, что при дальнейшем исследовании свойств мха были обнаружены полисахариды. После чего «Иркутскому репортёру» стало понятно, почему в лаборатории пахнет не реактивами, а жжёным сахаром. Один из полисахаридов, лихенин, может служить студнеобразователем – таким же, как агар-агар или пектин. И сейчас в лаборатории заняты тем, что пытаются получить рецептуру с частичной заменой традиционного желе лихенином из исландского лишайника, чтобы использовать его в производстве мармелада.
– Он будет полезен для нервной системы, желудочно-кишечного тракта и сосудов. Да и вообще, просто вкусный – я пробовала, – простодушно призналась Оля. – Правда, у мармелада характерный болотный цвет и лёгкий травянистый вкус, который нравится не всем. А вот у хлеба с добавлением цетрарии вообще никакого привкуса нет.
Другие девушки рассказали, что группа, которую ведёт кандидат химических наук Ольга Куприна, занимается продуктами с добавлением дегидрокверцетина (ДГК), вещества из класса флавоноидов. Проще говоря, это вытяжка из ядровой древесины сибирской и даурской лиственницы. (Ядровая – центральная часть на спиле лиственницы, тёмная, в отличие от растущей части, по которой считают годовые кольца, – она называется «заболонь».)
ДГК является сильнейшим природным антиоксидантом, связывающим в организме свободные радикалы. По этой причине его можно использовать для лечения и профилактики множества заболеваний, например некоторых форм рака. В далёком советском прошлом ДГК добавляли в сливочное масло для подводников. Сейчас, вспомнив эту полузабытую тему, студенты из СТО «Биохимия» придумали «печеньки из лиственницы». Учитывая, что ДГК плавится при температуре свыше 240 градусов, его можно добавлять в выпечку. Получается отличное лечебно-профилактическое питание.
Но в этом буйстве десертов для полноты стола не хватало напитков. И они немедленно нашлись. Оказалось, что ещё одна группа, под руководством доцента Галины Гусаковой, занимается извлечением всего того полезного, что содержится в обычной груше-дичке, которая поздней осенью по всему городу лежит под ногами маленькими жёлтыми колобками. Из неё в лаборатории научились получать сразу и сок, и виноматериалы, и, в порядке повышения градусности, винные спирты. В отходы не идёт ничего – оставшийся после выжимки порошок используют в качестве вкусовой добавки для выпечки.
Нельзя не заметить, что в случае всемирного кризиса или ядерной войны мы не останемся на хлебе и воде. Учёные позаботились, чтобы при минимуме необходимых продуктов у нас было вкусное и полезное меню. А осенью можно устраивать весёлые языческие праздники, благо груши-дички на всех хватит, в меню – и напитки для детей, и вино для дам, и что покрепче для сильной половины местного человечества.
