— У нас в Корее до появления искусственного риса люди очень часто голодали, — рассказала ХеЁн. — Каждую зиму и весну был голод. Когда Советский Союз передал нам технологию его изготовления, да ещё и витаминизированного, это сразу решило много проблем. Но для его производства нужен крахмал, очень много. И это не белковая пища. Для нормального развития нужен белок. Поэтому я занимаюсь выращиванием дрожжей и плесени.
— Ну да, дрожжи на корм скоту у нас тоже пробуют выращивать, — припомнила Ира. — А из плесени ты что получать хочешь?
— Микопротеин. (http://www.ikar.ru/articles/30.html. По свойствам он похож на соевый белок, но при этом сухая масса не имеет вкуса и запаха. С помощью вкусовых добавок и ароматизаторов её можно сделать похожей на любую привычную еду, например на кефир, сыр или котлету. Там есть свои сложности, плесневые грибки Fusarium sambucinum в природе вызывают болезни растений, например, фузариоз, и выделяют токсичные вещества, которые плохо выводятся из организма. Я ищу такой штамм грибка, который будет безопасен для человека, — рассказала ХеЁн. — Всего их больше 20 тысяч разновидностей, но мне повезло, один штамм я уже нашла, сейчас его наши биологи в Пхеньяне проверяют на безопасность. А ты чем занимаешься?
— Выращиванием криля, — Ира показала новым знакомым засушенного крилевого рачка. — Его у нас обычно разделывают для получения мяса криля, а остатки идут в биореактор, для получения удобрений.
— На креветку похож, — сказала вьетнамка Данг Тхи Хао.
— Ну, внешне они похожи, но отряды разные...
— Да, я знаю. Я как раз планктоном занимаюсь. Фитопланктоном и зоопланктоном.
— Как раз тем, что мои рачки едят, — улыбнулась Ира.
— Ага. Я могу быть полезна в твоём исследовании, — Хао тихонько засмеялась.
— Пожалуй... — Ира посмотрела на пробирки, в которых проводила анализ принесённого порошка. — Ого! Интересно...
Она повернулась к третьей девушке, приехавшей учиться с Кубы. Кубинку звали красивым и длинным именем, которое она в Союзе сократила до 'скромного' варианта Мария-Кончита Мартинес:
— А то меня в начало преподаватель часто спрашивать, где все остальные, — Мария засмеялась, сверкая белыми зубами. — Что там получать?
— Да вот, смотри... 50 процентов белка, 25 процентов углеводов, остальное — жиры и нуклеиновые кислоты. Неплохо так... — заметила Ира. — Это ты как получила?
— Бактерии в электролизёр... — Мария знала русский похуже своих подруг из Азии. Она достала бумажку с записанным на ней названием: Rhodococcus opacus. — Вот эти. Я не биолог, я вообще приехать учиться на инженер. Знакомить с девочки в общежитие. У нас на Куба тоже люди часто голодать. После революция дети получать молоко бесплатно. Но для взрослых еда всё равно не хватать. Я хотеть найти способ делать еда, чтобы хватать всем. ХеЁн мне помогать с бактерии, а я ей с приборы.
— Так, так... Я что-то не поняла, зачем бактерии в электролизёре?
— Я делать электролиз вода, получать водород и кислород. Бактерии потреблять вода, кислород, водород и углекислый газ, делать сложные белки, — пояснила Мария.
(финский стартап Solar Foods использует бактериальный синтез для производства питательной муки из содержащегося в воздухе углекислого газа. Энергию дает водород, выделенный из воды электролизом, см. https://habr.com/ru/post/373653/ На новостных сайтах рекламировался как 'получение еды из воздуха, используя только электричество', про участие бактерий репортёры часто забывают
— И много белка таким способом получается? — несколько скептически спросила Ира.
— У меня реактор размер как чайная чашка. Один грамм получай за два неделя, — ответила Мария. — Я считать как сделать большой реактор, на 10 кубометров объём и 5 киловатт мощность, с такой реактор можно получать по 5 килограммов в сутки. (цифры из статьи https://habr.com/ru/post/373653/
— Бактерии в реакторе относятся к хемолитотрофам, — подсказала ХеЁн. — Они могут извлекать энергию для жизни из химических реакций окисления металлов или водорода. Обычно они живут под землёй, за счет окисления продуктов распада органических соединений. Процесс бактериального синтеза белка примерно в 10 раз эффективнее, чем фотосинтез в растениях. А ведь мы от растений используем в пищу только малую часть. Если сравнивать с обычным сельским хозяйством, бактериальный синтез белка получится выгоднее почти в 20000 раз. (цифры по https://hightech.plus/2020/01/09/eda-iz-vozduha-unichtozhit-selskoe-hozyaistvo-i-spaset-planetu
— Это можно использовать в космосе, — тут же сообразила Ира, привычно прикидывая всё новое на знакомую ей тематику. — Водород и кислород в ракете есть, даже без электролиза, вода для космонавтов есть, углекислый газ всё время космонавты выдыхают, электричество для насосов можно брать от солнечных батарей... Надо только реактор придумать лёгкий. 10 кубометров воды возить в космосе только для синтеза пищи — слишком большая роскошь.
— Это тоже важно, — согласилась ХеЁн, — но для большинства стран мира сейчас важнее получить недорогой способ производства белковой пищи, чтобы люди не голодали.
Девушки ещё долго беседовали, выяснив, что их интересуют схожие темы и вопросы. Заболтались так, что не заметили, как стемнело, и в спешке разбежались, обнаружив, что уже поздно. Уходя, Ира заметила на столе чашку Петри, в которую налила суспензию из размолотых рачков криля, для очередного эксперимента. Она собиралась его провести перед приходом компании девушек, но её отвлекли. Ира сунула чашку в холодильник, закрыла лабораторию и ушла.
В пятницу и в субботу она была занята другими делами и в лабораторию попала снова только в понедельник. Проверила криль в ёмкости, полезла в холодильник и там заметила чашку Петри, в которой лежало что-то, похожее на тоненький ломтик докторской колбасы.
— Лен, это у тебя колбаса в холодильнике? — машинально спросила Ира.
— Нет, мы думали, это твоя, — откликнулась Лена.
— Гм... — Ира, держа чашку в руке, несколько секунд пыталась сообразить, когда она могла положить колбасу в холодильник, в лабораторной посуде, и тут вспомнила про разговор в четверг вечером.
— Ой... это же суспензия крилевая! Я её в четверг в холодильник сунула, когда те девчонки уходили.
— Да ладно? — подошедшая Лена недоверчиво потыкала ногтем в 'колбасу'. — Похоже, вода в холодильнике высохла, а белок остался. Интересно, а его есть можно?
— По идее — да, это же криль молотый, по сути...
— Давай попробуем? — предложила Лена.
Ира поставила чашку на стол, взяла скальпель, отрезала небольшой кусочек белкового осадка и разделила пополам. Лена подцепила половинку, отправила в рот и задумчиво прожевала:
— Специй не хватает. Если посолить, будет очень даже нормально. А с чесночком и перчиком вообще хорошо пойдёт...
— Да под водочку, — ухмыляясь, добавил Олег, подходя к столу и просовывая голову между девушками. — Дайте попробовать.
— Под водочку у тебя что хочешь пойдёт. На, пробуй.
Ира отрезала ему ещё кусочек, и сама тоже попробовала. Белковая субстанция была практически безвкусной, но съедобной.
— Надо попробовать такую же фигню сделать потолще, и со специями, — посоветовала Лена. — И Владимиру Алексеевичу показать. Интересно, что он скажет?
Ира размолола ещё несколько порций рачков, на этот раз добавив в суспензию соль и немного перца, и вновь поставила чашечки в холодильник. Охладив суспензию, Ира процедила её, слив лишнюю воду, и поставила густой осадок снова в холодильник. Когда вода испарилась, на дне чашек остались тонкие уплотнившиеся ломтики белковой массы.
Профессор Чесноков, попробовав полученный концентрат, затем долго рассматривал структуру белка под микроскопом и остался очень доволен:
— Это же, считай, недорогая и достаточно питательная белковая пища. Если отработать технологию получения в промышленных масштабах, перспективы открываются очень интересные. Я уже знаю, кому этот продукт надо показать.
— Владимир Алексеевич, тут ко мне девчонки приходили, из иностранной группы, — вспомнила Ира. — Они смежными проблемами занимаются — дрожжевыми культурами, микопротеином, планктоном, бактериальным синтезом белка. Вы не могли бы с ними тоже встретиться, посмотреть, что они делают? По-моему, у них интересные результаты намечаются.
— Почему же не посмотреть? — тут же согласился профессор.
Ира проводила его в лабораторию, где работали ХеЁн, Хао и Мария. Их работы заинтересовали Чеснокова не меньше. Он долго рассматривал маленький лабораторный реактор, который сделала Мария, и расспрашивал её и ХеЁн о подробностях технологии бактериального синтеза белка. Тем временем Хао и Ира обсуждали получение белковой массы из криля и возможность выращивания планктона, чтобы кормить рачков.
— Ты криль сама выращиваешь? Его же ловят прямо в море, тоннами? — спросила Хао.
— Так его прямо в море и разделывают, а мне-то он живым нужен, и много, — пояснила Ира. — Никто мне живой криль из южного полушария возить не будет, приходится самой выращивать. Конечно, на белковую массу можно будет и пойманный криль перерабатывать, но возить его через половину мира всё равно выйдет дороже, чем прямо на месте вырастить.
— Я тут выращивала несколько видов фитопланктонных культур, — Хао достала одну за другой три наполненные мутноватой водой колбы. — Попробуй своих рачков покормить. Только не сразу в основную ёмкость, конечно.
— Понятное дело, отделю опытные и контрольные группы. Спасибо! — Ира аккуратно уложила колбы в сумку, завернув каждую в газеты.
— В общем, девушки, дело вы делаете важное, — подвёл итог профессор Чесноков. — Буду писать о вашей работе директору Института элементоорганических соединений академику Несмеянову. Его институт как раз занимается, среди прочего, проблемами создания искусственной пищи. Александр Николаевич, конечно, человек занятой. Быстрого ответа ждать не стоит, но я ему ещё дополнительно позвоню.
Как и сказал профессор, ждать ответа пришлось долго. Уже в декабре, когда выпал снег, а студенты сдавали зачёты перед сессией, Владимир Алексеевич позвонил со своей работы, разыскав Иру через деканат:
— Ира, здравствуй. Звонил академик Несмеянов, он приглашает вас приехать в Москву, к нему в институт. Александр Николаевич заинтересовался вашими проектами и хочет познакомиться с ними подробнее. Спроси свою подругу Марию, сможет ли она привезти с собой её маленький реактор для бактериального синтеза белка. Сама понимаешь, такие приборы лучше всего показывать в работе.
— Ой... У нас экзамены на носу, как же мы поедем? — Ира слегка запаниковала.
— Это ненадолго, один день всего. Туда и обратно, — успокоил профессор.
В Москву поехали ночным поездом, как обычные командированные. Чесноков оформил поездку через деканат университета в качестве учебной командировки. В ИНЭОС добирались общественным транспортом. В проходной их встретил молодой лаборант, оформил для всех разовые пропуска в бюро пропусков, после чего провёл в лабораторию физики полимеров, занимавшуюся, среди прочего, проблемами синтеза белков и полисахаридов.
Здесь гости познакомились с руководителем лаборатории, профессором Григорием Львовичем Слонимским.
(Доктор химических наук, профессор, организатор и заведующий лабораторией физики полимеров, Предложил оригинальное решение для получения первого в мире пищевого аналога — искусственной зернистой чёрной икры. https://ineos.ac.ru/history-famous-scientists/doctors-of-sciences/slonimsky
— Александр Николаевич попросил пока что показать вам нашу 'кухню', он подойдёт через несколько минут, — пояснил Григорий Львович.
Девушки с интересом слушали его рассказ о том, как в лабораторных установках выращивается искусственное мясо, как обрабатываются грибы, чтобы придать им мясной вкус, как делается искусственная чёрная икра и макароны из белковой смеси. (АИ частично, см. гл. 05-20
— Ещё мы здесь занимаемся выращиванием дрожжевого белка, — рассказывал Слонимский. — Вначале попробовали выращивать их на отходах нефтяной промышленности. Получалось вроде неплохо, белково-витаминный концентрат паприн содержал до 56 процентов дрожжевого белка. Попробовали добавлять его в корм скоту — свиньи стали быстро набирать вес. Но у животных в опытных группах наблюдались нарушения гормонального обмена и водно-солевого баланса, сильная отёчность. В их мясе было отмечено накопление аномальных аминокислот. Такое мясо употреблять в пищу нежелательно. К тому же процесс получения оказался энергозатратный, а в технологическом процессе выделялись вещества, способные вызывать астму и другие заболевания. Министерство здравоохранения отказало в сертификации паприна для массового производства кормов, а Комитет по науке и технике рекомендовал попробовать выращивание дрожжевых культур на отходах растительного происхождения. Это я к тому рассказываю, что не каждое исследование в области искусственной пищи бывает успешным.
(То есть, в АИ не будет производства паприна, отравлявшего воздух вокруг заводов белково-витаминных концентратов. Вместо этого комбинаты БВК будут выращивать более безопасные дрожжевые культуры на основе растительного сырья. В реальной истории на них перешли после 1990 г
Затем они побывали в помещении, где синтезировали вещества-ароматизаторы, для придания запаха пищевым продуктам. Здесь руководитель группы Римма Владимировна Головня рассказала им, как формируется вкус и запах привычных продуктов питания.
(впоследствии — доктор химических наук, профессор, разработала фундаментальные основы анализа летучих органических веществ в сложных природных объектах, пищевые ароматизаторы. см. https://ineos.ac.ru/history-famous-scientists/doctors-of-sciences/golovnya
— Вот, например, самое простое яблоко. Допустим, мы хотим имитировать его аромат. Знаете, сколько всяких веществ нам понадобится? Масла — розовое, анисовое, гераневое, и ещё несколько десятков различных компонентов. (Киножурнал 'Наука и техника' ?11 1972 https://fs.net-film.ru/fs77666.mp4. Но этот запах можно имитировать при помощи органической химии, причём далеко не все его компоненты одинаково важны для получения результата.
К примеру, запах яблока, в переводе на химические соединения, формируется из 71 процента гексилацетата, 17 процентов лимонена, и примерно 5 процентов 3-метил-1-бутилацетата. Остальные 13 компонентов, из которых он складывается, присутствуют в количестве около 1 процента и менее. (см. статью 'Идентификация компонентного состава пищевых ароматизаторов' https://cyberleninka.ru/article/n/identifikatsiya-komponentnogo-sostava-pischevyh-aromatizatorov
Наконец, подошёл академик Несмеянов, приветливо поздоровался, улыбаясь, затем спросил Слонимского:
— Григорий Львович, показали гостям, с чем мы работаем?
— Ещё не всё, Александр Николаич, но в основном показал.
— Тогда, девушки, расскажите нам, чего вы у себя в Ленинградском университете добились, — предложил академик.
Мария, немного смущаясь, выступила первой, показав в действии свой мини-реактор бактериального синтеза белка:
