Бактерии на страже продовольственной безопасности

Как повысить качество мяса и яиц, а кисломолочные продукты сделать почти целебными? Оказалось, всё это под силу нашей маленькой «землячке» – лактобактерии татарстанского происхождения. Таков результат научной коллаборации учёных из Казанского федерального университета, КНИТУ и Ветеринарной академии. Импортозамещение и ещё один шаг на пути к продовольственной безопасности страны – приятный «бонус» этой работы.

Представьте себе: они повсюду! В земле, корневищах растений, в траве и даже, простите, в отходах жизнедеятельности людей и животных… Да-да, те самые лактобактерии, привычно вызывающие ассоциации исключительно с полезной кисломолочкой. Так что умеючи выделить их можно откуда угодно. Но в чём тогда польза и новизна конкретно этого научного исследования?

КАК ВЕЗДЕ, ДА НЕ СОВСЕМ

– В природе существуют сотни видов лактобактерий, – проводит для меня бактериологический ликбез Айрат Каюмов, доктор биологических наук, заведующий кафедрой генетики Института фундаментальной медицины и биологии КФУ . – При этом даже внутри одного вида бактерии несколько отличаются друг от друга, ведь каждая из них адаптируется к тем условиям, в которых она обитает. Сложность нашего научного исследования состояла в том, что из множества местных бактерий нам предстояло выбрать именно те, что обладают оптимальным сочетанием свойств и при использовании, например, в ветеринарии, сельском хозяйстве, пищевой промышленности могли бы принести не только ощутимую пользу, но и коммерческий эффект. Нам это удалось.

Всё начиналось восемь лет назад. Попав в лабораторию к Каюмову, одна инициативная студентка получила необычное задание – периодически привозить из своей родной татарстанской глубинки… силос.

– В общей сложности мы смогли выделить из него порядка двухсот различных лактобактерий, – вспоминает те события Айрат Каюмов. – Задача была – проверить их на способность подавлять рост патогенов и закислять среду.

Сегодня в коллекции казанских исследователей около ста лактобактерий, из которых для дальнейшей работы было отобрано всего шесть.

Этим летом работа с силосом возобновится, но уже совсем на другом уровне: учёным предстоит разработать «рецепт» собственной силосной закваски. Вот вам и первый вариант коммерческого использования местной бактерии, и первый шаг к импортозамещению, ведь сегодня для этих целей в российском животноводстве чаще всего применяются импортные препараты.

– Совсем без заквасок, к сожалению, никак – есть риск порчи силоса, – разводит руками Айрат Каюмов. – Они запускают правильный процесс брожения, подавляя развитие гнилостных бактерий. А здоровый корм для сельскохозяйственных животных – это прежде всего здоровое молоко и мясо на прилавках наших магазинов.

– А что, наши бактерии лучше «заграничных»? – задаю вопрос учёному.

– Нет, скорее, они другие, более адаптированные именно к нашей среде – микрофлоре, условиям климата… Следовательно, и функции свои будут выполнять более эффективно.

И ВКУСНО, И ПОЛЕЗНО

«Укрепи иммунитет!» – лично у меня этот призыв вызывает стойкую ассоциацию с маленькой бутылочной известного кисломолочного напитка. Конечно, во многом благодаря многолетней рекламной кампании. «Мы укрепляем иммунитет людей по всему миру! – заявляет её французский производитель, ведь одна такая баночка содержит 20 миллиардов пробиотиков!»

– А что, это на самом деле работает? – задаю я насущный вопрос Елене Никитиной, кандидату биологических наук, доценту кафедры «Технологии мясных и молочных продуктов» КНИТУ.

– Давайте взглянем на проблему шире. Согласно исследованиям, полезные лактобактерии действительно помогают сохранять здоровье. При этом можно подселять их в организм человека с помощью фармацевтических препаратов, а можно перейти из области медицины в отрасль полезного питания.

Представьте прекрасное недалёкое будущее: на прилавках магазинов кефир, который помогает снижать холестерин, йогурт, нормализующий уровень сахара в крови, и прекрасное оружие против ожирения – обогащённая особыми бактериями простокваша… И всё нашего, татарстанского производства. Собственно, первый шаг к этой мечте адептов здорового образа жизни казанские учёные уже сделали.

– Наша работа рассчитана на то, чтобы расширить ассортимент существующих молочнокислых продуктов и повысить их полезность, – рассказывает Елена Никитина. – Задачу решаем с помощью тех самых лактобактерий, которые мы выделили на территории Республики Татарстан. Они лучше приспособлены к нашим условиям, включая климат, нежели такие же бактерии, но «импортные».

Основная сложность в производстве обогащённых продуктов – добиться стойкости молочнокислых бактерий по отношению к желудочно-кишечным сокам человека. Увы, но большинство лактобактерий в этой борьбе проигрывают: полезная флора дойти до пункта своего назначения не может. В результате многие производители молочнокислых продуктов добиваются их приятной консистенции, хорошего сгустка и вкуса, но только не того самого вожделенного пробиотического эффекта.

– Из выделенных нами кисломолочных бактерий шесть оказались устойчивыми к желчным кислотам и желудочному соку человека, – рассказывает Елена Никитина. – Даже если малая часть из них сможет дойти до нижнего отдела кишечника, целительный пробиотический эффект будет достигнут. К тому же действительно, результаты нашего исследования способны расширить ассортимент функциональных продуктов питания, а это уже современный международный тренд. Пожалуй, это сравнимо с таргетной терапией в онкологии, когда воздействие на больную клетку получается адресным. В содружестве с бизнесом мы могли бы создать такие кисломолочные продукты, которые бы так же «адресно» нивелировали определённые проблемы здоровья. Так что тот самый кефир для диабетиков – задача для нас вполне посильная.

Новость отличная, но лично меня волнует материальное воплощение этой идеи на полках ближайшего супермаркета. Увы, из научной лаборатории путь туда, как оказалось, долгий.

– Все зависит от того, насколько быстро в Татарстане будет развиваться отрасль производства заквасок, – говорит Елена Никитина. – Пока что у нас нет ни одного такого завода.

К слову, собственное производство заквасок на основе «местных» бактерий способно решить не только актуальный пробиотический вопрос, но и острый экономический. Да, речь идёт о продовольственной безопасности страны и импортозамещении. Сегодня многие линии производства кисломолочной продукции, особенно на небольших предприятиях, полностью адаптированы под импортную закваску. Лишимся закваски – придётся менять и технологию производства, а это дело далеко не одного дня.

Нынешнее производство российской кисломолочки, пожалуй, можно сравнить со сборкой машин на предприятии отечественного автопрома: конечно, изначально проще, дешевле было купить и запустить уже готовую иностранную технологию, но вот настало то время, когда возникли проблемы с поставкой всего двух‑трёх агрегатов и дело встало… Закваска собственного производства даст возможность застраховать местные предприятия от таких проблем, запустив свою технологию изготовления кисломолочных продуктов, изначально адаптировав её к нашим условиям и даже добавив ей определённый запас прочности.

– Сегодня из российских производителей заквасок первую и ведущую роль играет Всесоюзный научно-исследовательский институт маслодельной и сыродельной промышленности в Угличе. У него есть своё небольшое производство, но этой продукции в масштабах страны категорически не хватает, – рассказывает Елена Никитина. – Особенно это актуально для небольших производств, которым не по карману содержать собственные лаборатории. А таких заводиков у нас в республике довольно много.

К слову, наличие собственной лаборатории на предприятии глобально проблему не решает: своими силами можно лишь «прирастить» объём закваски, но полностью обеспечить себя ею, увы, не получится. Так что для крупных заводов этот вопрос, может быть, не столь острый, но не менее злободневный.

Сегодня в Татарстане молоко называют «белой нефтью». Более десяти лет мы удерживаем первенство в стране по надоям, являясь лидером по производству молока. Спрос на местную продукцию в других республиках растёт… В общем, делайте выводы, господа.

«МЫ ЕСТЬ ТО, ЧТО МЫ ЕДИМ»

Кабаны, буйволы, носороги, слоны – любителей грязевых и пылевых ванн можно найти в любой точке мира, и Татарстан не исключение. Да, дикие животные давным-давно знают о лечебных свойствах такого необычного купания. Подсмотрев за природой, учёные Казанской ветеринарной академии решили использовать этот опыт на благо человечества. А уж полезных веществ под ногами в Татарстане – огромные залежи.

Речь идёт о различных видах минералов, месторождениями которых богата наша республика. Одних только многовековых донных отложений пресноводных водоёмов – так называемой сапропели – пруд пруди!

– В своём составе природные минералы содержат более 60 наименований микрои макроэлементов, – рассказывает Асия Ежкова, доктор биологических наук, профессор Казанской государственной академии ветеринарной медицины имени Баумана.  – Они благотворно влияют практически на любой живой организм, прекрасно справляются с тяжёлыми металлами, радионуклидами и другими токсинами, укрепляют иммунитет, восстанавливают баланс минеральных веществ, повышают сохранность поголовья животных. И это позволяет нам с успехом использовать их для улучшения качества продукции животноводства. Но мы решили пойти дальше и создать симбиотики – кормовые добавки нового поколения, объединив минералы с лактобактериями, выделенными в Татарстане.

Исследования показали, что природные минералы могут служить для кисломолочных бактерий как прекрасным субстратом, то есть источником питания, так и надёжным «транспортным средством», осуществляющим их доставку прямиком в пункт назначения, то есть в желудочно-кишечный тракт животного. При этом доставку универсальную, так как само по себе это «транспортное средство» полно полезными микро- и макроэлементами.

– Несколько лет назад мы увлеклись нанотехнологиями, и нам удалось довести размеры некоторых минералов от 5 до 100 нанометров, – рассказывает Асия Ежкова. – Дело в том, что клетка животного происхождения имеет поры до 60 нанометров. И если мы даём животному питательные вещества в наноразмерном состоянии, то его организм не затрачивает время и энергию на расщепление. Получается самая быстрая и прямая доставка!

Серия экспериментов на лабораторных животных, а затем и в условиях промышленного животноводства показала, что применение таких кормовых добавок при условии сбалансированности рациона способно повысить мясную, молочную и яичную продуктивность до 12 процентов. Сегодня подобные исследования в ветеринарной академии проходят симбиотики. Определяются оптимальные дозы вещества, при которых происходит положительная стимуляция организма, за счёт которой улучшается здоровье животного, растёт его устойчивость к агрессивной внешней среде, увеличивается привес живой массы и повышается качество животноводческой продукции.

– Наша особая забота – повышение устойчивости животных и птиц к агрессивным кормам, – рассказывает Асия Ежкова. – Ведь не секрет, что часть зернового корма поражена грибком и возможности заменить эту кормовую базу чаще всего у производителя нет.

Конечно, аналоги подобных симбиотиков уже существуют, но у казанских препаратов есть свои неоспоримые преимущества: они изготовлены на основе местного минерального сырья и аборигенных лактобактерий. А как мы уже знаем, в природе всё гармонично и взаимосвязано.

Что до потребительских свойств конечного продукта животноводства, то симбиотики непосредственно влияют и на содержание в нём белка, и на так называемую зольность мяса, то есть состав минеральных веществ в нём. Ведь, проходя через ЖКТ, они задерживают корм в желудке и кишечнике животного, а значит, повышают количество усваиваемых питательных веществ.

– Здоровое животное – это в конечном итоге здоровое полноценное мясо, яйца и молоко, – говорит Асия Ежкова. – А мы есть то, что мы едим.

Но, пожалуй, самое главное, что может вынести для себя простой обыватель: использование симбиотиков в птицеводстве и животноводстве снижает необходимость применения… пресловутых антибиотиков! Ведь последние, как мы знаем, идут в ход, чтобы предотвратить увеличение в желудочно-кишечном тракте животного патогенной микрофлоры. Маленькие лактобактерии, формируя вокруг себя полезную микрофлору, способны создать серьёзную конкуренцию использованию антибактериальных препаратов.

Ольга Туманская

Фото из архива журнала «Татарстан», pxhere.com