Биотехнологии — иной альтернативы нет

Народонаселение Земли, какое ныне составляет 8 млрд человек, к 2050 году возрастит еще на пару биллионов. При этом, по прогнозам ООН, к 2050 году надобности в еде вырастут на 50%. Близ 2 млрд человек к тому времени переедут в города, а городские, в отличие от обитателей засела, едят вяще — в посредственном 3,5 тыс. ккал в сутки, половина из которых — «пустые». Человек создан эволюцией настолько, чтобы бессчетно передвигаться, то есть сжигать по 4500 ккал каждодневно, однако в городе сжигается в посредственном 2–2,5 тыс. ккал. При этом большинство людей ныне, потребляя излишки калорий, недополучают критически величавые микронутриенты. Во всем мире проблема такового «скрытого голода» выходит на начальный план. Не менее животрепещуща проблема и голода реального. Ныне в мире 800 млн человек голодают, а еще 2 млрд недоедают.

Еды для всех на планете уже не хватает, для ее производства недостаточно плодородных почв, пресной воды. Мы пожинаем последствия аграрной революции — для повышения урожая и поголовья во всем мире многие годы деятельно использовали удобрения, механизацию, пестициды, ирригацию, антибиотики. Это вылилось в загрязнение облегающей среды, снижение биоразнообразия, истощение земель(30% почв деградировали)и лесов, дефицит воды и пр.

Директор ФБГНУ «ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН» академик РАН Алексей Кочетов рассказывает, что ныне почитай в половине орошаемых сельхозземель превышен уровень соли, а к 2040 году, по прогнозам, будет выведено из витков 30% посевных площадей, поэтому без создания новых сортов растений попросту не обойтись. Опамятовалось времена для новоиспеченной изумрудной революции, считают ученые. Человечеству будто ввек надобна крепкая инновационная еда — безобидная для планеты и доступная для всех.

Во всем мире деятельно занимаются розысками новых способов производства продовольствия. И ставку делают на биотехнологии, позволяющие исключить применение химикатов или свести их к минимуму. В пищевой промышленности микробный синтез используется тысячелетиями: первым биотехнологическим провиантом стали дрожжи: с их помощью ладили хлеб, вино и кисломолочные продукты. Однако нынешняя наука позволяет делать функциональные биоинженерные продукты, синтезировать жиры и мясо из растений. И поле для деятельности у ученых непаханое. В мире изображено более 300 тысяч растений, и всего 23 тысячи из них используется для еды; 1,5 тысячи введены в культуру, и лишь 100 возделываются. Пшеница, кукуруза, соя и рис — 4 культуры, какие обеспечивают биобезопасность итого мира.

Основные тренды еды предбудущего — персонализированное кормежка, деятельное использование микроорганизмов и повсеместное использование биотехнологий. «Человечество себя напитало вначале одомашниванием злаков, впоследствии одомашниванием животных, а ныне настало времена одомашнивания микроорганизмов», — считает эксперт базара Сергей Иванов.

«Несмотря на конфликты в мире, мы должны объединяться ради предбудущего. Мы жительствуем в условиях стремительно возрастающей популяции и ограниченных ресурсов, поэтому вкупе должны искать новоиспеченные решения. Мы должны работать в партнерстве и находить совместные решения мировых проблем, при этом действовать надобно бойче. Наши детвора будут жить в дефиците ресурсов, однако мы можем изменить предбудущее вкупе, поскольку прем коллективную ответственность за нашу планету. Пищевая безопасность — одна из важнейших круглее. Продукты должны становиться более экологичными. Органическая еда мне очень домашня, и она должна быть не всего в университетах, необходимо сделать ее доступной. Надобно создавать базары органик-продуктов, мы должны наращивать цифровизацию сельского хозяйства, создавать программы защиты провиантов, поддерживать реалистичные, однако амбициозные планы по пищевым инновациям, биться с изменениями климата и искать новоиспеченные ключи ресурсов», — заявил бывший канцлер Германии Герхард Шредер.

Жир из микробов, белок из углекислого газа

Будто рассказывает кандидат физико-математических наук Ростислав Ковалевский, метаболизм человека невообразимо консервативен, это результат эволюции тысячелетий: «Ему нужны белки, жиры и углеводы. Вместо жиров невозможно начать употреблять нефть. Однако биотехнологии позволяют получать их новоиспеченными способами. Биотехнологические продукты становятся доступными по цене, у них есть все шансы изменить нашу культуру питания».

Нынешние ученые во всех странах мира деятельно работают над созданием клеточного мяса, синтетических жиров, белков. В чем суть биотехнологического процесса?Микроорганизмы(например, дрожжи)выращиваются в специальных реакторах(емкостях с питательной сферой и подходящими температурными обстоятельствами)и — в процессе жизнедеятельности — вырабатывают надобные нам продукты.

Вселенский базар растительных масел составляет 200 млн тонн. Однако жиры можно получать из дрожжей или водорослей. Исследователи из Нордовой Америки недавно предложили стартап: жиры из дрожжевых культур. Из них можно делать эквиваленты какао-масла, подсолнечного масла, заменитель молочного жира, не взращивая круглые плантации пальм, подсолнечника или какао-бобов.

Уже появились первые продукты на базаре. В Австралии в розничных сетях продается микробное масло. В России ведутся разработки технологий производства жиров из микроорганизмов, в том числе кондитерских жиров, идет труд над производством шоколадной продукции не на основе масла какао, а на основе микробных жиров.

Еще одна альтернатива — низкокалорийные жиры. «Это особым методом модифицированные растительные жиры, какие не усваиваются организмом человека, значит, калорий в них ноль. Реально сделать шоколад без калорий. Это тоже вероятное предбудущее нашего питания», — говорит Ростислав Ковалевский.

Доколе основной измерить белков для организма человека — животноводство, аквакультура, кое-какие растения(соя). Однако ныне на долю производства мяса доводится 14,5% парниковых газов, а 75% человеческих патогенов имеют зоонозное(от животных)генезис. Не болтая уже о 73 млрд животных, которых каждогодне съедают люд. Однако ныне можно производить мясо, молоко или яйца альтернативными путями, рассказывает руководитель отдела инноваций консалтинговой братии GFIC Виола Чен.

Интерес к альтернативным ключам белка ныне растет во всем мире. Например, в США в его разработки в 2021 году инвестировали 5 млрд долларов.

Известны уже 8 обликов ключей для получения синтетических белков(вводя растения, клетки и ферменты). «Клеточное мясо получают путем культивирования клеток животных в биореакторах, где они множатся и созревают до состояния «мяса». Из клеток морепродуктов таковским же образом делают клеточные морепродукты. При этом воздействие на окружающую среду при их производстве внушительно снижается. Употребление клеточного мяса несет дополнительную пользу для здоровья в облике снижения числа немочей микробного происхождения, снижения угрозы резистентности к антибиотикам», — поясняет Виола Чен.

Если в 2011 году выращиванием клеточного мяса занималась 1 бражка в мире, ныне их уже 156(вяще итого в США, Израиле, Сингапуре, Великобритании). Первые искушенные образцы появились в 1993 году, начальный бургер из культивированных клеток в мире был создан в 2013 году, а начальный продукт был загнан лишь в 2020-м(в Сингапуре). В 2022 году клеточное мясо одобрено для использования в пищу FDA в США. Ожидается, что к 2030 году производство клеточного мяса догонит по стоимости с производством всегдашнего. Объем мирового базара клеточного мяса к тому времени достигнет 25 млрд долларов или 2,1 килотонны. А в ЕС предполагают, что к 2040 году 5% фермеров перейдут на производство клеточного мяса. Например, одна из немецких бражек, какая занималась производством мяса еще с XVIII века, ныне переориентировалась на клеточный продукт. В Японии тем временем уже разработан заменитель яиц на растительной основе.

Кроме того, придуманы альтернативные ключи белка из водорослей, грибов, микроорганизмов, насекомых, клеточных культур. «Есть проект получения молочного белка из микроорганизмов. Молочный жир заменить растительным несложно, а вот замена молочного белка — вызов. За полезность молока и его вкус отвечает казеин. Поэтому вкус веганского влажна настолько выдается от молочного. Однако ныне обсуждается получение безотносительного эквивалента молочного белка с помощью биотехнологий на основе микроорганизмов. Это открывает путь получения провиантов без животноводства, какие будут неотличимы по вкусу и по всем своим свойствам от всегдашнего звериного молока», — говорит Ковалевский.

Для производства белка путем биотехнологий нужны всего углекислый газ и солнечная энергия, вяще ничего. Не нужны ни территории, ни какие-то особые климатические обстановка, ни особые почвы: подойдут хоть полярная станция, хоть космос. Эти технологии уже будут в процессе индустриального масштабирования.

Есть и проект получения белка из водорослей. Море — нескончаемый измерить микроэлементов. Наша планета лишь на 30% накрыта сухменей, другие 70% — вода. Существенная часть этих вод будет в предэкваториальном кушаке, какой невообразимо подходящ для роста водорослей. В мире развивается курс использования этих ресурсов будто плантаций для выращивания водорослей, ключей белка и жиров. Это тоже может в внушительной части изменить наше зрелище о еде в предбудущем.

Белки из растений, утилитарны неотличимые по своим свойствам, будто вкусовым, настолько и полезности для организма, от животных белков на базаре уже есть, в том числе в России.

Слаще сладкого, пользительнее здорового

Вопрос дефицита углеводов в нашем питании утилитарны не стоит. Стоит вопрос злоупотребления сахаром, что ведет к таковским немочам цивилизации, будто ожирение, сахарный диабет, кариес и пр. Сахар взялся в нашем рационе итого каких-то 200 лет назад, а ныне занимает до 20% объема продовольствия. Он стал боготворимым ингредиентом технологов в пищевой промышленности, поскольку изображает грошовым наполнителем, отличным улучшителем, консервантом, а еще и ключом калорий.

Будто безобидно заменить эту сладость таковским образом, чтобы человек остался безоблачен, однако нагрузка на организм от избыточного потребления углеводов снизилась?Одно из этих течений — сладкие белки, разработка которых ведется во всем мире. Геном сладкого белка(браззеин, монелин), какой до 10 тысяч один слаще сахара, содержится в тропических фруктах(их итого 5–7), какие растут в экваториальной полосе и не поддаются массовому выращиванию. Этот суперфуд содержит и огромное численность пищевых волокон. Однако биотехнологи уже изучили структуру этого белка, а в некоторых странах(Россия, Германия)научились синтезировать его из тех же дрожжей в биореакторах. Будто рассказывает доктор сельскохозяйственных наук, профессор РАН Екатерина Журавлева, использование сладких белков в пищевой промышленности поможет пациентам с сахарным диабетом, а также станет основой крепкого питания для народонаселения в круглом. Технологию производства сладкого протеина наши Кулибины уже передают иным местностям: например, в Арабских Эмиратах построят биотехнологический кластер для производства сладкого белка по российской технологии, чтобы обеспечивать им весь Ближний Восход, где проблема ожирения и сахарного диабета стоит очень остро. Белковый подсластитель не вызывает инсулинового ответа, в несколько тысяч один слаще сахара и имеет схожий профиль вкуса.

В качестве альтернативы сахара также рассматриваются моносахариды аллюлоза и тагатоза, какие не усваиваются в организме человека. Мы потребляем продукт, ощущаем его сладость, однако не получаем калорий.

Немецкий доктор Харри Кониг уверен, что еда предбудущего должна быть не попросту лакомой и безобидной, однако еще и выполнять функцию лечения: «Все, что нам надобно из питательных веществ и медикаментов, есть в продуктах». Он рассказывает о новоиспеченной перспективной системе питания GLAD, адаптированной к глюкозе. Продукты подбираются с учетом их гликемического индекса. Основной принцип: есть 2–3 раза в день бессчетно, никаких перекусов. До 80% рациона должны составлять растения. И еще надобно продолжать передвигаться при любой возможности. Доктор Кониг уверен, что надобно влечься к тому, чтобы освободиться от кристаллического сахара в рационе, чему помогут сладкие белки, разработки которых ведутся и в Германии. «Необходимо изменить путь получения наслаждения от сластей. Надобно убеждать людей отнекиваться от белокипенного сахара и продвигать инновационные продукты», — считает эксперт.

Розыски функциональной еды для крепкого питания ведутся и в других областях. Например, огромное внимание во всем мире уделяется человеческому микробиому: настолько зовут сообщество бактерий, какое живет в всяком из нас. Состав микробиоты человека влияет на иммунитет, надвигаться, интеллектуальные способности. Ныне ведутся изыскания пробиотиков, какие будут улучшать метаболизм, в том числе у пожилых: и тогда в 80 лет человек будет чувствовать себя будто в 30.

Вообще, ученые не колеблются в том, что изменение рациона позволяет омолодиться и оздоровиться без медикаментов. «В Полдневной Корее коротали эксперимент: всего с помощью питания удалось уменьшить биологический возраст людей, рожденных в 1960 году, в посредственном на 10 лет. Полдневная Корея ныне деятельно работает над развитием течений персонализированного питания и персонализированной медицины», — рассказала эксперт базара Полдневной Кореи Соен Шредер-Ким.

Директор НИИ ФХБ, директор Института функциональной геномики МГУ, доктор химических наук, член-корреспондент РАН Петр Сергиев рассказывает о том, что в его институте ведутся розыски активаторов аутофагии — процесса «самопоедания» клетки, в итоге какого обновляется ее структура, а все излишнее и ненужное уничтожается. Почитается, что процесс аутофагии активируется при голоде. Мутации же в системе аутофагии могут вызывать кое-какие немочи субъекта Паркинсона. Ученые проводят скрининг химсоединений, специй, растений, ищут ключи активаторов в микробиоме. Сейчас в прицеле их внимания — звериные, способные длинное времена голодать. «Вероятно, аутофагию у таких животных запускают микробы, жительствующие в их кишечнике. С этой целью мы исследовали экскременты верблюда из Астраханской области; летучих мышей после зимы; продукты жизнедеятельности топтыгина из заповедника в Тверской области. Параллельно исследуются растения: шансов, что таковские активаторы будут безобиднее, вяще. Находки есть, надеюсь, в обозримом предбудущем мы их предоставим потребителям», — говорит Петр Сергиев. Открытие активаторов поможет в создании функционального питания, какое будет способствовать оздоровлению и биться с немочами старости.

Новоиспеченные продукты — почему настолько боязно

Екатерина Журавлева напоминает, что картофель завез в Россию Петр I еще 300 лет назад. Однако на протяжении почитай 100 лет его не использовали: ели ягоды, от которых маялись отравлениями. Оценили картошку бессчетно запоздалее, а ныне без нее не обходится ни одна российская дом. «Ныне в итоге селекции создают и оздоравливают сорта растений, породы животных и микроорганизмов. Ученые создают новоиспеченные формы, которых не было на Земле: например, тритикале — результат соединения пшеницы с рожью», — говорит Екатерина Журавлева.

Однако очень величавой становится проблема доверия потребителей инновационным провиантам. Во всем мире до сих пор многие люд крайне подозрительно глядят к ГМО. Мясо из пробирки или из растительных компонентов тоже доколе вызывает кое-какое отторжение. Будто рассказал коммерческий директор одной из инновационных бражек ОАЭ Адил Хан Дурани, всего 35% потребителей открыты всему новому, а 50% ждут, когда новинку опробует некто еще. В России подозрительных потребителей традиционно вяще, чем в других странах.

«Никто ввек не ждет появления новоиспеченного провианта, будто ждет появления новоиспеченного айфона. К новому продукту глядят с большущим подозрением. Мы жительствуем в подобный мифологической обстановке, что, когда на батоне колбасы написано «без глутамата»(а это все равновелико что написать «без белка»), народ радостно его покупает. Вот эта «химобоязнь» в людях, к сожалению, бедственно будет переламываться», — говорит руководитель лаборатории химии и пищевых провиантов «ФИЦ питания и биотехнологий» Владимир Бессонов.

Ныне сфера ответственности биотехнологов в том, чтобы не допустить появления штаммов с повышенной вирулентностью или патогенностью или токсичных метаболитов. Бессонов напоминает, что основной принцип производства пищевых провиантов — безопасность: «И критерии безопасности устанавливаются для нынешнего и будущих поколений. Ни один-одинехонек пищевой продукт ввек не возникнет на базаре, если не будет доказана его безотносительная безопасность. Алкая люд у нас верят в страшилки о пищевых добавках, о пальмовом масле, ГМО. Безусловно, есть риски, связанные и с новоиспеченными технологиями. Однако не надобно дрожать новых технологий, надобно отрегулировать взаимоотношения с ними».

Всякий должен иметь доступ к безобидной и питательной еде, считают участники конференции. «Уверен, что сквозь 20 лет на нашем столе будет суперорганикфуд из растительных компонентов, и эта еда будет невообразимо вкусная», — говорит Сергей Иванов.