CC BY
51
^РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ ПРОДОВОЛЬСТВЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ^ТЕМА НОМЕРА
УДК 641.12
Перспективные белковые ресурсы
А.А. Кудряшева, д-р техн., биол., мед. наук, проф., академик РАЕН, Е.В. Оникиенко, аспирант
Научно-практический центр академика А.А. Кудряшевой А.А. Тихомиров, д-р экон. наук, проф., академик МАИ Организация Объединенных Наций, Нью-Йорк, США
В настоящее время мировое сообщество испытывает острый дефицит полноценного пищевого белка, который ежегодно возрастает из-за вирусных и микробиальных заболеваний животных, плохого качества кормовых ресурсов, а также из-за загрязнения воды и атмосферного воздуха. Возникшие кризисные ситуации уже не могут быть разрешены прежними способами, не только из-за факторов климатического и экологического характера, но и ежегодно возрастающего дефицита плодородных земель, пресной воды, а также из-за снижения защитных реакций у организмов про-
довольственного назначения (грибы, растения, животные).
Анализ современного состояния аграрного производства белкового пищевого сырья животного происхождения свидетельствует о необходимости изыскания новых безопасных подходов, способов и натуральных средств, которые позволяют исключить из рациона животных гормоны роста, антибиотики и различного рода искусственные химические вещества и обогатители. Чужеродные, токсичные и радиоактивные вещества способны переходить в организм животных, вызывая разного рода нарушения и заболе-
Таблица 1
Заболеваемость населения по основным классам болезней (зарегистрировано больных с диагнозом, установленным впервые в жизни), тыс. чел.
Болезни 1990 г. 1995 г. 2000 г. 2005 г. 2007 г.
Инфекционные и паразитарные 5165 6983 6448 5312 5332
Крови, кроветворных органов и отдельные нарушения, вовлекающие иммунный механизм 195* 402* 551 647 776
Системы кровообращения 1661 1960 2483 3278 3719
Эндокринной системы, расстройства питания и нарушения обмена веществ 539** 817** 1234 1361 1638
Органов пищеварения 4022 5357 4698 5034 4904
Кожи и подкожной клетчатки 5178 7113 6407 7073 7161 6940
Осложнения беременности, родов и послеродового периода 1315 1444 2085 55 449 2471 32 704 2651 38 767
Злокачественные новообразования 391 412 448 469 485
*Болезни крови и кроветворных органов. **Болезни эндокринной системы, расстройства питания, нарушения обмена веществ и иммунитета
Таблица 2
Смертность по основным классам причин смертности, тыс. человек
Причины 1980 г. 1990 г. 1995 г. 2000 г. 2005 г. 2007 г.
Все 1525,8 1656 2203,8 2225,3 2303,9 2080,4
Некоторые инфекционные и паразитарные заболевания 28,6 17,9 30,5 36,2 39 34,4
Новообразования 226,9 287,7 298,7 297,9 287,9 288,6
Болезни системы кровообращения 804,2 915,5 1163,5 1231,4 1299,5 1185,2
Болезни органов пищеварения 41,7 42,5 67,8 64,7 93,8 87,7
Внешние причины 229,0 198,3 348,5 318,7 315,9 259,4
Случайные отравления алкоголем 32,1 16,1 43,5 37,2 40,9 25,2
Ключевые слова: белковые ресурсы; натуральные нанобиокорректоры; одноклеточные микроорганизмы.
вания, они также представляют опасность для людей.
В последние годы в Российской Федерации (и ряде других стран мира) наблюдается увеличение заболеваемости среди населения из-за недостаточного и неполноценного белкового питания, а также из-за глобального загрязнения жизненного пространства (табл. 1).
Наряду с возросшим уровнем заболеваемости в Российской Федерации значительно увеличилась смертность, в том числе и среди трудоспособного населения не достигшего пенсионного возраста (табл. 2).
Высокий уровень смертности обусловлен недостаточным белковым питанием, ухудшившимися экологическими условиями среды обитания, а также кризисными явлениями продовольственного и социально-экономического характера. В последние годы смертность среди жителей РФ превышает рождаемость, что заметно снижает количество населения в стране (табл. 3).
Для эффективного решения возникших кризисных демографических и продовольственных проблем необходимо увеличение объемов производства не только пищевого сырья, но и полноценной белковой продукции. При этом следует учитывать аминокислотный скор и степень утилизации пищевого белка организмом человека. Многолетние исследования ученых разных стран мира показали, что белки значительно различаются по содержанию незаменимых и заменимых аминокислот, а также по степени их использования организмом человека (табл. 4).
В настоящее время некоторые исследователи настоятельно рекомендуют использовать в рационе питания лишь растительный белок. Однако, как ранее установлено отечественными и зарубежными учеными, растительный
Таблица 3 Рождаемость, смертность и естественный прирост населения, тыс. человек
Год Родившиеся Умершие Естественный прирост
1980 2202,8 1525,8 677,0
1990 1988,9 1656,0 332,9
2000 1266,8 2225,3 -958,Б
2005 1457,4 2303,9 -846,5
2007 1610,1 2080,4 -470,3
THE DECISION OF THE FOOD SECURITY PROBLEMS
белок лимитирован по ряду незаменимых и серосодержащих аминокислот. Например, соевая мука по международной шкале ФАО имеет показатель аминокислотного скора 70 ед., тогда как белок яиц 100 ед. Показатель утилизации соевой муки составляет не более 56 %, а белка яиц - 100 %. Сравнительное изучение белковых ресурсов свидетельствует о том, что в современных условиях из-за острого дефицита полноценного пищевого белка целесообразно интенсивное развитие птицеводства, а также более широкое использование непатогенных микроорганизмов, которые содержат максимальное количество белка по сравнению с животными продовольственного назначения.
Изменение экологических и климатических условий в глобальных масштабах уже стали вызывать огромные финансовые и трудовые убытки, особенно в отраслях агропромышленного комплекса из-за гибели сельскохозяйственных растений и животных. В рамках профилактики и обеспечения оптимально сбалансированного, полноценного и безопасного питания особого внимания заслуживают непатогенные микроорганизмы, новые экологически и климатически независимые био- и нанобиотехнологии. Без их широкого применения уже невозможно компенсировать белковый дефицит, обеспечить продовольственную безопасность и адекватное питание человечества.
Многие микроорганизмы содержат в большом количестве полноценный пищевой белок, витамины, макро- и микроэлементы и другие, весьма полезные и безвредные питательные вещества, ежедневно необходимые для организма человека.
Одноклеточные белковые микроорганизмы обладают рядом преимуществ по сравнению со всеми известными источниками белковой продукции, получаемой в сельском хозяйстве. Очень важными из них в современных измененных экологических и климатических условиях являются:
• управляемое промышленное выращивание без использования обширных земельных территорий;
• возможность выращивания одноклеточных организмов в любых климатических условиях независимо от времени года и степени плодородия почв;
• процесс промышленного производства полностью управляем и контролируем, экологически и биологически абсолютно безопасен (процессы роста клеток прекращаются при попадании чужеродных, токсичных и вредных веществ);
• высокая скорость накопления полноценной белковой массы (в 1 мл питательной среды в течение 24 ч микроор-
ганизмы образуют 30 кг и более пищевого белка в зависимости от видовых особенностей);
• полностью изолированный от внешней среды и весьма кратковременный производственный цикл;
• высокое содержание оптимально сбалансированного для питания протеина по отношению к сухому веществу (60 % и более);
• способность использовать для синтеза биологически активные вещества, разнообразные, не дорогостоящие, легко возобновляемые органические и неорганические субстраты;
• возможность получения пищевого белка, витаминов и минеральных элементов биогенной природы в не лимитируемых количествах;
• пищевые микроорганизмы не имеют отходов и содержат вещества и соединения, полностью использующиеся организмом человека и животных;
• их промышленное выращивание не требует значительных финансовых вложений и трудовых затрат (дорогостоящее оборудование для очистки, сложные коммуникации и строения, оборудование и сооружения для обезвреживания отходов и др.).
Пищевые микроорганизмы являются чрезвычайно экономически выгодными, биорациональными и обладают гарантией безопасности не только для здоровья человека, но и среды обитания.
В современных условиях целесообразно широко использовать белок непатогенных одноклеточных микроорганизмов, которые выращивают в строго регулируемых промышленных условиях, исключающих негативное влияние экологических, климатических, метеорологических и биологических факторов.
В клетках некоторых видов пищевых микроорганизмов содержание полноценного и экологически безопасного белка достигает 80 % по отношению к общей массе сухих веществ. В мясе птицы, свиней, крупного и мелкого рогатого скота содержание белка не превышает 14-23 % по отношению к сухим веществам мышечной биомассы.
Таблица 4
Показатели аминокислотного скора и утилизации белка
Аминокислотный скор Лимити- Утилизация белка
Продукт по шкале ФАО по женскому молоку по куриным яйцам рующие аминокислоты
Молоко коровье 80 75 60 Серосодержащие 75
Яйца 100 90 100 - 100
Казеин 80 75 60 Серосодержащие 72
Яичный альбумин 100 80 90 Триптофан 83
Мясо говяжье 80 80 80 Серосодержащие 80
Сердце говяжье 80 80 70 - 67
Печень говяжья 85 85 70 - 65
Почки говяжьи 80 85 70 - 77
Свинина (вырезка) 85 90 80 - 84
Рыба Овес 70 80 70 70 75 70 Триптофан П мо 1/1 и 83
Рожь Рис 80 80 70 90 75 7 U 90 75 лизин Треонин П1/1 м ы 57
Кукурузная мука 40 40 45 лизин Триптофан 55
Просо 70 60 60 Лизин 56
Сорго 70 50 50 - 56
Пшеничная мука 50 50 50 - 52
Пшеничные 60 70 65 Серосодер- 67
зародыши жащие
Пшеничный 40 40 40 Лизин 37
глютент
Арахисовая мука 60 80 70 Серосодержащие 48
Соевая мука 70 85 70 - 56
Семена кунжута 60 50 50 Лизин 56
Семена 70 70 70 - 65
подсолнечника
Семена 70 95 80 Серосодер- 56
хлопчатника 7П жащие 71 71
Ка ртофел ь Горох 6U 60 85 70 /и 60 - 44
Батат (сладкий картофель) 80 85 75 - 72
Шпинат 70 100 90 - -
Кассава 20 50 40 - -
Сравнительный анализ показал, что стоимость 1 кг пищевых дрожжей составляет 20-30 руб. в зависимости от завода-изготовителя, тогда как стоимость 1 кг мяса варьирует от 100 до 400 руб. в зависимости от вида и части туши животного.
Чрезвычайно важное свойство одноклеточных организмов - высокая скорость размножения и очень малые сроки удвоения белковой биомассы (табл. 5).
Непатогенные пищевые микроорганизмы можно широко использовать как в непереработанном, так и в переработанном состояниях, в зависимости от их особенностей и назначения. Благодаря предложенной новой
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ ПРОДОВОЛЬСТВЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ТЕМА НОМЕРА
Таблица 5
Сроки удвоения белковой массы различных источников
Источник Срок удвоения
Крупный рогатый скот 5 лет
Свиньи 4 мес
Высшие растения 1-4 нед.
Бактерии, дрожжи 1-8 ч
нанобиотехнологии (А.А. Кудряшева, 1986, 1993, 2007) из них можно вырабатывать в промышленных условиях натуральные нанобиокорректоры (ННБК), которые уже испытаны и могут применяться для оздоровления среды обитания, восстановления биологического разнообразия, в отраслях сельского хозяйства, пищевой, перерабатывающей и фармацевтической промышленности, медицине и др.
ННБК обладают рядом неоспоримых преимуществ:
• 100 %-ная натуральность с гарантией биологической, медицинской и экологической безопасности;
• отсутствие вредных химических и токсичных веществ, а также продуктов
жизнедеятельности сопутствующей и посторонней микрофлоры;
• оптимально сбалансированный состав по количеству и набору незаменимых и заменимых аминокислот, витаминов и минеральных элементов, ежедневно требующихся для организма человека и других живых существ;
• минимальная стоимость питательных сырьевых источников и их доступность в неограниченных количествах;
• экологическая безопасность для человека, окружающей среды и биологического разнообразия;
• стабильность состава и полезных свойств при разных температурных условиях хранения;
• высокий экономический и социальный эффекты по сравнению с известной отечественной и зарубежной биопродукцией;
• широкая сфера рационального применения натуральных безопасных комплексов в сельском хозяйстве, пищевой, перерабатывающей, микробиологической, фармацевтической, парфюмерно-косметической промышленности и др.
Масштабное производство новейших ННБК позволяет:
• в полной мере компенсировать дефицит белка и незаменимых пищевых
веществ в масштабах мирового сообщества;
• повысить питательную ценность и гарантию безопасности продовольственных и кормовых ресурсов;
• обеспечить адекватное питание в соответствии с ежедневными потребностями организма человека;
• обеспечить ценовую доступность безопасной био- и пищевой продукции для всех слоев населения;
• сократить финансовые затраты из государственного бюджета за счет уменьшения импорта дорогостоящих биологически активных веществ и белковых продовольственных ресурсов;
• предотвратить и снизить загрязнение среды обитания и продовольственных организмов вредными и токсичными веществами и соединениями;
• стимулировать развитие всех отраслей аграрного сектора, пищевой, перерабатывающей, биотехнологической, фармацевтической и других отраслей промышленности.
Применение ННБК актуально для решения кризисных экологических, биологических, продовольственных, медицинских и экономических проблем мирового сообщества.
УДК 663.001.4
Лабораторный центр «Биотест» -
инструмент развития научно-образовательной деятельности
Ключевые слова: продукты питания; безопасность; методы контроля; испытания; оценка.
Н.В. Нефедова, д-р техн. наук, Г.В. Семенов, д-р техн. наук Московский государственный университет прикладной биотехнологии
Безопасность пищевого сырья и продуктов питания на современном этапе -важнейший фактор обеспечения здоровья населения. Для такого мегаполиса, как Москва и Московская область, это приобретает особую значимость по причине не только масштабов потребления продуктов питания, но и огромного количества поставщиков, в том числе зарубежных. Функции контроля выполняют государственные службы санитарно-эпидемиологического надзора.
Постоянный рост количества видов сырья, расширение ассортимента пищевых продуктов, возникновение все новых пищевых производств малой и средней мощности создали объективные предпосылки для организации новых испытательных лабораторий, в том числе при высших учебных заведениях, обладающих высококвалифицированными кадрами и современной приборной базой. Наш университет обладает многолетним опы-
том в решении вопросов оценки качества сырья и пищи на базе развития научных основ проектирования функциональных продуктов питания, разработки новых и модернизации известных методов комплексных оценок.
Работу в этом направлении осуществляет испытательный лабораторный центр (ИЛЦ) «Биотест», аккредитованный для выполнения исследований по определению микробиологических,
