Неувядающая колбаса11

• Галина Костина

Мой нос, не всегда улавливающий пасленовые тона в бокале красного или ноты белого лотоса в духах, весьма чуток к запахам неприятным. Фарш в универсаме, как мне кажется, часто отдает кислецой, продавец же, театрально вдыхая над приоткрытой плошкой, уверяет, что я ошибаюсь. Раньше я этот фарш со вздохом, но все же покупала. Однако после разговора с доктором биологических наук из Института биофизики клетки РАН Николаем Векшиным я вообще к мясным продуктам, а особенно к фаршам стала относиться с большой подозрительностью и даже опаской. На упаковке четко отмечены сроки изготовления и реализации: получается сутки. По санитарным правилам заводские фарши могут храниться 12 часов, сделанные на предприятиях общепита и торговли — только шесть. Если в фарш не добавлены вещества, препятствующие окислению, он начинает портиться, поэтому так невелики сроки хранения. В фарше, который я рассматривала в магазине, судя по надписи на упаковке, кроме говядины и свинины больше не было ничего. Вроде бы это должно радовать — никакой химии. Но только не человека, который знает некоторые подробности из жизни этого мясного продукта.

Нервное дыхание фарша

Лет пять назад один из аспирантов Векшина, дядя которого работал на небольшом мясокомбинате в Вятке, поделился с научным руководителем дядиной проблемой. Мол, колбаса быстро портится. Дядя, в общем-то, не очень рассчитывал на то, что большие ученые из известного академического института снизойдут до решения такой прозаической задачи. А они вдруг заинтересовались.

Николай Векшин по роду деятельности физик, и ему нравится использовать не совсем традиционные для биологов физические методы в изучении биологических объектов. Один из любимых им объектов — митохондрии, маленькие, но могущественные органеллы клетки. Их называют энергетическими станциями клетки, в них происходит образование главной энергетической валюты организма — АТФ. Векшин быстро связал два факта: главный враг колбасы — кислород, главный потребитель и преобразователь кислорода в клетках — митохондрии. В этом что-то есть.

Дело было в 2003 году. Денег на науку давали так мало, что можно было только строить гипотезы без какой-либо перспективы их проверить. Выход многие научные учреждения видели в реальной связи фундаментальных знаний с реальной жизнью, где вращались деньги. А тут жизнь сама вроде постучалась в институт.

Идея Векшина была проста — практически скопировать метод самой природы. Что там происходит с кислородом? Он участвует в процессах, которые преобразовывают сложные вещества в простые с выделением энергии. Большая часть этого процесса происходит в митохондриях. В этот процесс, который принято называть дыхательной цепью, вовлечено множество веществ, все этапы взаимоувязаны и контролируемы. Тогда практически весь кислород выполняет функции со знаком плюс, лишь мизерная его часть — примерно один процент — становится ядовитой в виде свободных радикалов и перекиси водорода. (Академик Владимир Скулачев предполагает, что работа этих ядовитых форм кислорода связана со старением организма). Но все это происходит в живом организме.

Кусок мяса, а тем более фарш мы склонны воспринимать как продукт неживой. Как бы не так. Когда Векшин начинает рассказывать об особенностях жизни фарша, сразу же приходит мысль о переходе на вегетарианство, поскольку потребление любых мясных изделий представляется кощунством. Прокручивая мясо в мясорубке, мы просто не слышим, как дышат в клетках десятки тысяч митохондрий. Мясорубка рвет и режет на части клетки, и это огромный стресс для митохондрий, их дыхание становится неуправляемым: сначала оно учащается, при этом быстро задействуются все элементы, все субстраты их дыхательной цепи, а когда субстраты заканчиваются, митохондрии начинают задыхаться. А потом перестают дышать вовсе. И тогда не только один процент кислорода, а почти весь он, накапливаясь без важного дела и в цитоплазме клетки, и в митохондриальной мембране и в мио- и гемоглобине, начинает окислять все подряд, особенно липиды. Образуется и активная форма кислорода — супероксид. В только что перемолотом фарше начинается лавинообразный процесс кислородного вредительства.

Митохондриям нужно помочь, подумал Векшин, позволить им более или менее нормально дышать при перемалывании, восстановить эту дыхательную цепь, тем самым отвлекая кислород от его вредоносной деятельности. Сделать это, по его мнению, можно было, подбросив те самые субстраты дыхательной цепи, а именно соли ди- и трикарбоновых кислот, наличие которых способствует в конечном итоге превращению кислорода в углекислый газ и воду.

Когда идея оформилась, Николай Векшин решил поинтересоваться, как на современных мясокомбинатах решают проблему сохранности фарша, колбасы и сосисок. Ведь никто особо не паникует по поводу повальной порчи. Оказалось, что для предотвращения порчи изделий из мяса, особенно молотого, на комбинатах применяют несколько методов: охлаждение, вакуумирование, обработку нитритами, фосфатами и другими химическими агентами. По мнению Векшина, эти меры эффективны лишь частично. К примеру, вакуумирование удаляет кислород, который находится снаружи, но не может вытянуть находящийся в миоглобине в цитоплазме или в гемоглобине кровеносных капилляров. Обычно для этого в мясо или уже в фарш при перемалывании добавляют нитриты. Связываясь с мио- и гемоглобином и другими белками, нитриты блокируют появление вредного супероксида, а кроме того, обладают бактерицидным действием. Однако нитриты, как считает не только Векшин, но и Всемирная организация здравоохранения, небезвредны для человека. Они токсичны: малышу достаточно 10 мг, чтобы получить сильное отравление, взрослому — 600 мг, а 2 г — смертельная доза. Известно, что нитриты, взаимодействуя с гемоглобином, образуют метгемоглобин, который не может служить переносчиком кислорода в крови. Превышение доз нитритов вызывает слабость, затрудненное дыхание, способствует образованию канцерогенных нитрозаминов.

Норма нитритов, допустимая в колбасных изделиях, в России составляет до 7,5 мг на килограмм. Превышение нормы должно караться штрафом. Но, покопавшись в интернете, вы найдете немало сообщений, в том числе официальных, либо об отравлениях, связанных с нитритами, либо о по превышении дозы нитритов в проверенных колбасах. «Это может происходить, если продукция хранится ненадлежащим образом, — заметила главный технолог мясокомбината “Царицыно” Татьяна Мурачева. — К примеру, на рынках в теплое время года». Нитриты запрещены для использования в продуктах детского питания.

И хотя технологи уверяют, что малые дозы совершенно безопасны, в многочисленных работах, посвященных переработке мяса, нет нет да и припишут: к сожалению, альтернативы нитритам пока нет.

По мнению Векшина, избавляться нужно не только от нитритов, но и от фосфатов, которые добавляют в фарш для улучшения текстуры, повышения выхода готовых изделий, замедления окислительных процессов. Лишние дозы фосфата в организме ведут к дисбалансу между фосфатом и кальцием и как следствие — к накоплению этих веществ в почках, а также к остеопорозу. И ученый решил предложить мясникам благородную альтернативу.

Инновация для Наполеона

Для начала он отправил своего аспиранта на ближайший рынок купить там кило мяса. Мясо должно находиться в герметичной емкости, куда нужно добавить ди- и трикарбоновые кислоты, к примеру, сукцинат или аскорбат (продукт доступный и дешевый). Получив «пищу», митохондрии немного успокаиваются, дышат, не особо обращая внимания на стресс от мясорубки. И тем самым обеспечивается защита фарша от окисления. Но Векшину этого мало. Для совершенства фарша он задумал довести его до нужного pH (водородный показатель, характеризующий кислотно-основные свойства), а также убрать свободные ионы кальция и железа, высвобождающиеся при перемоле и активно участвующие в перекисном окислении липидов. Векшин подбирает еще ряд природных веществ. Он рассказывает о своей работе над фаршем, как художник о создании картины. Оставаясь не совсем удовлетворенным после очередных мазков кистью, он задумывался, будто искал подходящий оттенок, и снова подходил к холсту. Сделав идеально дышащий фарш, который в эксперименте хранился в два раза дольше обычного, Векшин придумал, как обработать оболочку для идеальной колбасы, чтобы туда не проникали бактерии и колбаса дольше хранила свежесть. Опять же использовал природные вещества. Общая картина была готова через полгода.

Фото: Александр Забрин

Ура, сказал биофизик и поспешил поделиться радостной новостью с дядей аспиранта. Дядя тоже обрадовался, на комбинате решили попробовать новую методику. Дело было летом, проблема была весьма актуальной. В Вятке колбасу сделали и убедились, что она хранится гораздо лучше той, которую делали раньше: после месяца хранения колбаса без биодобавок заплесневела, анализ показал ее обсемененность, векшинская же была сухой, чистой и без всяких признаков бактерий. Но прошло лето, дядя замолчал, и комбинат более не проявлял к технологии интереса. На звонки и письма Векшина никто не отвечал.

Векшин пригорюнился, но ненадолго. Несмотря на первую неудачу с внедрением в практику безнитритного метода он с коллегами продолжал работать над совершенствованием технологии. «Мы создали четыре биодобавки, состоящие из природных веществ, которые присущи млекопитающим и совершенно безопасны для человека, — говорит Векшин. — С новой технологией мясокомбинаты могут получать экологически чистую продукцию, которая к тому же хранится в два-три раза дольше ныне вырабатываемой. Но вот парадокс. На выставках все проявляют к нам огромный интерес, однако пока ни один производитель не пользуется нашей технологией». По просьбе нескольких комбинатов туда отправлялись на пробу добавки, куда-то Векшин ездил сам. Но потом все замирало, откликов он не получал. Иногда на настойчивые вопросы слышал извинительное «Рутина заела, некогда».

Казалось бы, мясокомбинаты напрямую заинтересованы в удлинении сроков сохранности. Различные изделия из мяса могут храниться от нескольких часов (фарш) до двух суток (сосиски, сардельки) и нескольких месяцев (копченые колбасы). И как правило, если торговля не успевает продать их до часа икс, то возвращает на комбинаты для утилизации. При этом комбинаты должны нести убытки. Но, скорее всего, риски закладываются в цену. Те сотрудники комбинатов, с которыми удалось поговорить, отвечали довольно уклончиво: особых проблем с возвратом или убытками по этому поводу у них нет.

Векшинская технология дает значительное удлинение срока хранения — в два-три раза. Но не только, с ней комбинаты могли бы полноправно осваивать экологическую нишу. Они и так это делают, но аргументируют такое позиционирование либо необыкновенно высоким качеством сырья, либо отказом от сои, которая может быть генномодифицированной, но не говорят о «мелочевке» — добавках, которые, собственно, и есть химическая составляющая колбасы. В новой же технологии необходимые в производстве добавки — нитриты, фосфаты и прочие химические консерванты — заменяются на природные метаболиты, в нормальных физиологических концентрациях абсолютно безвредные для человека. «Вероятно, им очень удобно сыпать в фарш нитриты, и никто не хочет заморачиваться, — пытается объяснить парадокс Векшин. — Зачем им думать о здоровье потребителя, который с каждым куском колбасы получает вроде бы безопасную долю нитритов?»

В своем проекте, представленном в прошлом году на Конкурс русских инноваций, где он стал одним из победителей, Векшин гипотетически оценивал «свою» часть общего рынка мясопереработки. Хотя в его случае упор, вероятно, нужно делать не вообще на рынок мясопереработкии, а на особые виды потребителей, например армию. Примером мог бы служить знаменитый изобретатель консервов Николя Аппер, прослышавший, что грандиозные замыслы Наполеона находятся под угрозой срыва из-за проблемы доставки и хранения продовольствия для армии. Увидев жестяные банки, в которых баранье мясо хранилось несколько месяцев и не портилось, Наполеон выделил Апперу деньги и сделал его главным снабженцем. Векшинская ниша, возможно, та же — армия и другие потребители, нуждающиеся в продукции с длительными сроками хранения. Плюс диетическая, экологическая ниша и детское питание.

Владелец новой технологии попал в традиционную ловушку инноватора: он выполнил свою часть работы, а именно научную, теперь кто-то должен заниматься ее продвижением и поиском инвестора для предполагаемого строительства производства биодобавок. Менеджеров для поисков ему нанимать не на что. Просто отсылать добавки он не хочет, поскольку комбинаты могут потихоньку вытянуть из него всю технологию, после чего автор уже будет не нужен. Поиски инвестора для строительства небольшого производства для колбасных биодобавок тоже пока не увенчались успехом. Наполеонов не хватает.

Выкручиваясь из этой ситуации, Векшин идет на то, чтобы приблизить технологию к привычным технологическим укладам мясопереработчиков. «Мы сейчас предлагаем провести испытания биодобавок либо под нашим контролем, либо без него, мы даже придумали ход, как начать пользоваться биодобавками, не отходя на первых этапах от привычных нитритов. Если результат понравится, мы предлагаем подписать договор с мясокомбинатами, тогда откроем полностью всю технологию».

Технолог из «колбасной» лаборатории Всероссийского института мясной промышленности Людмила Лебедева рассказала, что весь мясной мир пользуется нитритами и нитратами, которые не только предотвращают окисление, но при правильном применении дают хороший вкус и аромат, а самое главное — придают изделиям привычный розовый цвет: «Окись азота переводит железо из одной формы в другую, что и дает розовый цвет. Сколько раз пробовали делать без нитритов, колбаса получалась серой, никто такую покупать не хочет. Пробовали добавлять натуральные красители, например свеклу, но цвет получается непривычный и нестойкий».

Но Векшин и проблему цвета решает с помощью своих добавок, это, как он говорит, его изюминка. Услышав о новой технологии, Лебедева удивленно спросила: «А что ж они к нам не пришли? Мясокомбинаты неохотно применяют нововведения без одобрения нашего института или Минсельхоза, ведь мы берем на себя часть работы по оценке метода и подготовке условий. Мы бы могли новую технологию сами протестировать». Есть и еще один путь. По словам Лебедевой, на Западе нитритов и нитратов добавляют раза в три-четыре больше нашего, чтобы дольше обеспечивались цвет, вкус и сохранность. Там безнитритная технология была бы прорывом как минимум в производстве диетических и детских продуктов.

• Томские ученые не только сумели разработать уникальное химическое вещество, но и довели свое ноу-хау до стадии промышленного производства
• Член Римского клуба и автор книги «Фактор 5» Эрнст фон Вайцзеккер уверен, что новые технологии помогут отдалить дефицит ресурсов и экологические катастрофы. Чтобы стимулировать применение этих технологий, он предлагает повышать цены на ресурсы и вводить эконалоги
• Экоробот спасет океаны