«Хотя в первобытном быте, особенно же в охотничье-пастушеском, многое из необходимейшего для людей прямо должно было получиться от животных, но уже ныне человечество настолько освободилось от этой печальной необходимости, что мыслима возможность совершенно избавиться в пище, одежде и всем прочем от потребности в каких-либо животных для продолжения всего развития людей».
Д. И. МЕНДЕЛЕЕВ
Производство сельскохозяйственных продуктов нуждается в наши дни во всемерной помощи науки. «Советский народ вправе ждать достойного вклада в развитие сельскохозяйственного производства не только от работников сельскохозяйственной и биологической наук, но и от химиков, машиноведов, физиков и экономистов, физиологов и математиков, от ученых всех других отраслей знания». Об этом говорилось на мартовском (1965 г.) Пленуме ЦК КПСС.
Как может химическая наука помочь партии в решении грандиозной задачи создания в стране изобилия продуктов питания? Выдающиеся успехи, достигнутые химией, позволяют утверждать, что в настоящее время не существует принципиальных трудностей для синтеза любых органических веществ, существующих в природе или в принципе способных существовать.
Средняя суточная потребность взрослого человека в основных гурппах пищевых продуктов (в граммах) (по А. А. Покровскому)
Вторжение синтетической химии в жизнь человечества началось в середине XIX века с открытия и бурного продвижения в индустрию синтетических «анилиновых» красителей, полностью вытеснивших естественные. За красителями последовали синтетические медикаменты. А за ними — каучуки, волокна, кожи, меха, канаты, которые постепенно становится лучше и дешевле естественных. Эти успехи говорят о беспредельных возможностях, открываемых химической наукой перед человечеством.
Но между тем, в такой важной области жизни, как производство продуктов питания, химия играет пока лишь вспомогательную роль и никак не претендует на соперничество с сельским хозяйством, ограничиваясь помощью ему удобрениями, инсектицидами, ростовыми веществами… По существу, производство пищи мало в чем изменилось со времен первобытного скотоводческо-земледельческого общества.
Средняя суточная потребность взрослого человека в пищевых веществах (формула сбалансированного питания взрослых по А. А. Покровскому)
Мысли о том, что синтетическая органическая химия призвана сыграть значительную роль и в производстве продуктов питания, уже давно занимали выдающихся химиков. «Как химик, — писал более полустолетия назад Д. И. Менделеев, — я убежден в возможности получения питательных веществ из сочетания элементов воздуха, воды и земли помимо обычной культуры, т. е. на особых фабриках и заводах, но надобность в этом еще очень далека от современности, потому что пустой земли еще везде много…»
Аналогичные мысли высказывал один из основателей синтетической химии, крупнейший ученый прошлого века М. Бертло: «Но как ни замечательны достигнутые успехи (химии), каждый из нас ясно представляет, что будущее химии более величественно, чем ее прошлое. Часто говорят о будущем человеческого общества, и я хочу представить его таким, каким оно будет в 2000 году — разумеется, с точки зрения химика…
Тогда уже не будет ни пастухов, ни хлебопашцев: продукты питания будут создаваться химией. Не будет ни шахт, в которых добывают каменный уголь, ни горной промышленности. Благодаря успехам химии и физики будет решена также проблема топлива. Все это мечты, а как их реализовать?.. При наличии источника энергии легко и экономично можно производить химические продукты в любом пункте земного шара…
В этом и заключается экономическое решение самой важной задачи, а именно: производства продуктов питания. В основном, эта проблема уже решена: синтез жиров и масел осуществлен за последние сорок лет, над синтезом сахара и углеводов сейчас усиленно работают, а синтез азотсодержащих продуктов тоже недалек. Повторяю: проблема продуктов питания — проблема химии. Когда будет получена дешевая энергия, станет возможным осуществить синтез продуктов питания из углерода (полученного из углекислого газа), из водорода (добытого из воды), из азота и кислорода (извлеченных из атмосферы)…
Ту работу, которую до сих пор выполняли растения при помощи солнца, мы уже осуществляем и в недалеком будущем осуществим в более широких масштабах, ибо власть химии безгранична…
Но не думайте, что в этой всемирной державе могущества химии исчезнут искусство, красота, очарование человеческой жизни. Если землю перестанут использовать для выращивания продуктов сельского хозяйства, она вновь покроется травами, лесами, цветами, превратится в обширный сад, орошаемый подземными водами, в котором люди будут жить в изобилии и испытают все радости легендарного золотого века»…
Эта нарисованная Бертло картина — не такое уж далекое будущее. Но попытаемся выяснить, насколько реально можно говорить уже сегодня о проблеме производства искусственных пищевых продуктов?
Известно, что человек нуждается, не считая воды, в пяти группах пищевого рациона: белках, углеводах, жирах, витаминах и минеральных солях. Что касается энергетического содержания пищи, то взрослый человек в зависимости от интенсивности выполняемой им работы должен получать в сутки от 2500 до 4000 килокалорий. В век механизации можно принять за среднюю величину 3000 килокалорий. Исходя из этой цифры, можно представить себе потребность взрослого человека в основных группах питательных веществ.
Взгляните на таблицу 1. Она красноречиво говорит, что потребность человека в витаминах так мала и так легко может быть удовлетворена, что лишь исторически сложившимися условиями можно объяснить большой ущерб, и поныне причиняемый человечеству авитаминозами и витаминной недостаточностью, а также эндемиями, вызванными нехваткой в местных почвах тех или иных элементов (недостаток иода вызывает, например, болезнь, известную под названием «зоб»).
К проблеме синтетической пищи эти вопросы имеют лишь то отношение, что пища эта, несомненно, должна быть снабжена всеми необходимыми солями и витаминами. К этому нет никаких препятствий: потребное человеку количество солей стоит ничтожно мало, а все витамины уже производятся в промышленных масштабах, химическим или микробиологическим путем. И расширить это производство можно до любых размеров. Поэтому в дальнейшем мы не будем касаться этих двух групп пищевых веществ. Констатируем только, что с промышленным производством витаминов человечество уже вступило в век индустриального несельскохозяйственного производства пищевых веществ, которые частью расходуются и как кормовые.
Содержание белка в различных пищевых продуктах
В то время, как задача витаминов и некоторых солей состоит в том, чтобы ввести в организм минимальное количество молекул и атомов, обеспечивающих те или иные функции организма (ионный метаболизм, построение гормонов, ферментов, составных частей плазмы, нуклеопротеидов), роль остальных трех групп пищевых веществ сводится к обеспечению организма энергией и строительным материалом. Первую функцию выполняют, в основном, углеводы и жиры, вторую — белки.
В сказанном заключается важное различие между группами питательных веществ. Углеводы и жиры как поставщики энергии в ходе потребления «сгорают» и, тем самым, теряют свою химическую индивидуальность. Отдельные компоненты этих двух групп, да и сами группы взаимозаменяемы и взаимопревратимы в организме в широких пределах. Жиры организма несут, помимо энергетической, еще и некоторую структурную и физико-химическую нагрузку, строя, например, липоидные системы, являясь растворителями для некоторых витаминов и так далее. Кроме того, небольшое количество полиненасыщенных жирных кислот (3 — 6 г) необходимо организму в виде индивидуальных и незаменимых молекул.
Другое дело белки. Они — единственные поставщики азота для организма. Распададаясь в пищевом тракте на аминокислоты, они поставляют организму «структурные кирпичи» для создания собственных белков. Из 20 потребных организму аминокислот 8 так называемых незаменимых непременно должны входить в состав пищи. Для детей к ним добавляется девятая — аргинин. (О средней суточной потребности взрослого человека в пищевых веществах рассказывает таблица 2.)
Пища должна содержать эти аминокислоты в строго определенном оптимальном соотношении. Остальные — заменимые аминокислоты могут быть построены самим организмом, если в нем есть источник азота в виде хотя бы одной из аминокислот или даже соли аммония. Избыток аминокислот сжигается организмом, а излишки азота выводятся в виде мочевины. Однако белки, в отличие от жиров и углеводов, — «неквалифицированное» и, обычно, слишком дорогое топливо. Белки для человека самая дефицитная и дорогая часть пищевого рациона, а самая ценная и дефицитная составная их часть — группа незаменимых аминокислот. При резкой белковой недостаточности развиваются специфические болезни, известные жителям Южной Америки, Индонезии, Южной Азии и Африки. Авторитеты считают, что более половины населения земного шара систематически голодает (получает в сутки менее 2200 килокалорий), и особенно выражен в пище недостаток белка. Считают, что мировой дефицит пищевого белка в год равен 15 миллионам тонн. Остается менее освещенной статистика нескомпенсированного питания, приводящего к другому кругу болезней во главе с ожирением.
Проблема белковой недостаточности в сущности сводится к проблеме недостатка некоторых незаменимых аминокислот. Дело в том, что содержание белка еще не определяет полноценности данного пищевого продукта. Например, таблица 3 показывает, что среди самых употребительных пищевых продуктов больше всего белка содержат горох, соя, дрожжи. Значит ли это, что данные продукты обладают и безупречным аминокислотным составом? Конечно, нет… И в то же время небогатое белком женское молоко имеет идеальный аминокислотный состав.
В таблице 4 сравнивается аминокислотный состав белка женского молока, взятого за эталон, с аминокислотным составом других белков. Мы видим, что коровье молоко, довольно близкое к идеалу, все же отличается от него. Животные белки — мясо, яйца также имеют удовлетворительный состав. Растительные же белки содержат меньше незаменимых аминокислот, а в некоторых случаях страдают просто острой их нехваткой. К примеру, пшеничная мука содержит всего треть оптимального количества лизина, в дрожжах мало метионина и лейцина, в горохе недостает триптофана и метионина, а в сое — лейцина.
Первая и простейшая задача вмешательства химии в вопросы питания — построение диет, скомпенсированных по количеству незаменимых аминокислот. Обычно дефицитны, и как правило в растительной пище, лизин и метионин, иногда лейцин и триптофан. Добавка их (в первую очередь триптофана) уравнивает питательную ценность растительных и животных белков.
Переходя непосредственно к проблеме индустриального синтетического получения пищи, отметим, что синтез белковой части пищи не связан, как это могло бы казаться, со сложной проблемой синтеза белка. Объясняется это тем, что в пищеварительном тракте, как уже говорилось, белки пищи полностью гидролизуются до аминокислот и лишь в таком виде поступают в кровь. Таким образом, проблема синтетической белковой части пищи сводится к микробиологическому или химическому синтезу аминокислот. При этом смесь аминокислот, по всей вероятности, лучше подавать в таком виде, чтобы в пищеварительном тракте каждая амикислота усваивалась в темпе, соответствующем медленному темпу пищеварения.
Сравнительное содержание незаменимых аминокислот в некоторых пищевых продуктах
Следует сказать, что в медицине уже существуют и используются диеты, представляющие собой водный раствор смеси аминокислот (эта смесь выполняет роль заменителя белкового комплекса), глюкозы как единственного представителя углеводной группы, этилового эфира линолевой кислоты (или другого представителя производных жирных кислот) и необходимых витаминов, солей. На такой диете животные живут неограниченно долго: людьми она также опробована в довольно длительном питании. Эта диетическая пища может быть простерилизована и использована для внутривенного питания больных, нормальное питание которых по тем или иным причинам неосуществимо. Одна из таких диет составлена доктором Виницем, ее состав вы видите в таблице 5.
Диеты, о которых идет речь, представляет собой как бы макет синтетической пищи, и их смысл для нас в том (отвлекаясь от их чисто медицинского значения), что они доказывают возможность питания смесью синтетических веществ. Действительно, каждый из ингредиентов этой диеты может быть получен, а большинство и получается — путем синтеза (химического или микробиологического). Однако сегодня аминокислоты, которые нас сейчас больше всего интересуют, производятся и продаются только на правах дорогих реактивов.
Но расширение масштаба производства и отыскание для него наиболее рациональных методов поможет резко снизить цены. Эту мысль подтверждает пример метионина: как только его стали производить чисто синтетически из пропилена и начали широко применять в животноводстве, цены на него в США резко упали.
В настоящее время синтетический метионин доступен по цене даже для кормления кур, производство его во всем мире превышает уже 70 000 тонн. Подобным же образом обстоит дело с лизином, который добавляют в пищу человека и животных, чтобы выровнять аминокислотный состав зерновых продуктов и хлеба. Производство лизина началось в США и Японии и в 1964 году превысило 10 000 тонн. Эта аминокислота производится в основном микробиологическим путем. В нашей стране сейчас тоже разработан подобный процесс. Третья, уже заменимая, но все-таки важная аминокислота — глутаминовая, производится также в больших количествах. Ее производство в США и Японии достигло в 1964 году более 60 000 тонн. Глутаминовая кислота в виде мононатриевой соли не только питательное, но и важное вкусовое вещество. Она широко употребляется в виде приправы к пище.
Интересно сопоставить цены на эти три важнейшие аминокислоты. В переводе на наш денежный курс глутаминовая кислота стоит в Японии 3 р. 40 к. за килограмм, метионин — 3 р. 20 к., лизин кормовой — 3 р. 40 к., лизин медицинский — 7 рублей. Как среднюю можно принять стоимость 5 рублей за килограмм. Представим себе теперь, что все аминокислоты производятся индустриальным путем и их цена доведена до этой средней стоимости. В таком случае 80 грамм аминокислот, исчерпывающие потребность организма в белке, будут стоить всего 40 копеек. Однако есть возможность еще больше удешевить аминокислоты. Речь идет о рационализации путей синтеза и о расширении масштабов производства.
Индустриальный химический синтез аминокислот ставит много нерешенных пока задач перед химиком и технологом. Но еще больше проблем возникает для биолога и врача, — это проблемы, связанные с физиологией пищеварения. Тут известно лишь главное, но есть множество деталей, от которых может зависеть форма и темп подачи новых питательных смесей, и все эти детали предстоит еще тщательно изучать.
Микробиологический путь синтеза аминокислот оказывается более простым. Именно этим методом, как уже говорилось, получают сейчас лизин и глутамат натрия. Известны микроорганизмы-продуценты и для ряда других аминокислот. Для прочих их предстоит еще отыскать. Вероятно, этим путем пойдут в ближайшем будущем — очень соблазнительна единая или близкая технология для получения всех аминокислот. Микроорганизмы-продуценты аминокислот выращиваются обычно на сахаристых отходах сельского хозяйства или гидролизатах древесины (конечно, с добавкой солей аммонния, фосфорной кислоты и микроэлементов).
Таким образом, у нас уже есть или после некоторой научной и технологической проработки (сколь угодно короткой, если бросить на нее достаточные силы) у нас будут разработаны способы получения всех необходимых для составления пищевых рационов аминокислот по цене, более дешевой, чем естественные белки.
Однодневная порция синтетической диеты д-ра Виница
Есть еще одна возможность индустриального получения белка: микробиологическим путем, независимым от сельского хозяйства. Все микроорганизмы, естественно, имеют белковую плазму, и многие из них можно потреблять в пищу. Широко известны кормовые дрожжи, выращиваемые на сахаристых отходах сельского хозяйства или на гидролизных моносахаридах. Есть многие виды микроорганизмов, развивающихся на углеводородах и получающих из них углерод, конечно, если им доставлять остальные необходимые соли, в первую очередь аммонийные и фосфорные. Существуют микробы — пожиратели метана, парафинов и ряда других веществ. Французский ученый Шампанья предложил выращивать кормовые дрожжи на фракциях нефти и применять полученные таким образом белки в качестве пищи для человека.
В наши дни в Лавера под Марселем по этому методу получают ежедневно около тонны белково-витаминного концентрата дрожжей — этот продукт получил название БВК. Французские химики подсчитали, что весь мировой дефицит белка, измеряемый 15 миллионами тонн, можно было бы покрыть подобной «переработкой» всего 1 % мировой добычи парафинистой нефти. Из тонны парафиновых углеводородов получается от 800 до 1000 килограммов дрожжей, включающих 40 — 50% белка, единственный недостаток которого, как видно из табл. 6, заключается в малом содержании метионина.
По данным Шампанья, при достаточно развитом производстве стоимость этих дрожжей составит 100 — 150 рублей за тонну. Правда, БВК нужно обогащать метионином или применять вместе с богатыми этой аминокислотой продуктами.
А теперь несколько слов об оставшихся двух группах питательных веществ — жирах и углеводах. Синтез предельных жиров, конечно, наиболее легкая задача. В Германии во время войны был разработан синтез смеси четных и нечетных жирных кислот окислением фракций нормальных углеводородов, полученных из окиси углерода, и изготовлено и потреблено несколько сотен тонн синтетического сливочного масла на этой основе. Глицерин получался из пропилена и этерифицировался смесью этих кислот. По отзывам очевидцев, масло было вкусное. То, что в нем присутствовали нечетные кислоты, опасности не создавало: эти кислоты усваиваются организмом. Но в нем находились малые примеси разветвленных структур — за их безвредность ручаться нельзя. Во всяком случае, с концом войны это производство прекратилось.
Этот факт, естественно, не исключает возможности синтеза абсолютно безвредных жиров. Проблема такого синтеза не столь актуальна, пока многие сотни тысяч тонн сельскохозяйственных жиров идут на технические нужды — для изготовления мыла, олифы и прочих продуктов. Сначала нужно избавиться именно от этих расходов пищевых жиров.
Кроме химического синтеза возможен микробиологический синтез жиров и, вероятно, не только технического, но и пищевого назначения.
Наиболее сложен вопрос с синтезом углеводов. Главная трудность состоит не в наличии в съедобных моносахаридах пяти асимметрических углеродных атомов, что, на первый взгляд, создает непреодолимое препятствие — ведь проблема направленного асимметрического синтеза еще не решена.
Наибольшая «сложность» состоит в крайней дешевизне пищевых углеводов — сахара, крахмала. В отличие от белков, дефицит в которых остро ощущается в мире, углеводов достаточно. Конечно, это не значит, что когда-то с совершенствованием методов химической промышленности и с уменьшением трудоемкости химических производств синтез не окажется выгоднее сельскохозяйственного производства углеводов.
Может возникнуть вопрос, почему речь идет о пище в большей степени, чем о корме? Ведь целый ряд вопросов, например о вкусе и консистенции пищи, отпадает, если синтетические или микробные аминокислоты и белки давать как корм или добавку к корму скота, а в пищу человека использовать уже продукты животноводства. Ответ простой: коэффициент полезного действия кормов составляет от 20 до 10 и даже 7 процентов. А это значит, что 80 или даже 90 процентов корма идет на физиологические нужды самого животного и лишь малая часть возвращается к нам в виде продуктов питания.
На второй возможный вопрос — «не предлагают ли химики кормить нас пилюлями?» — следует успокоительный ответ: ежедневную порцию безводного белка в 80 — 100 граммов аминокислот, 450 граммов углеводов, 100 граммов жира не упакуешь в пилюли. Вопрос заключается в том, можно ли все это превратить в пищу не менее, а более вкусную и разнообразную, чем обычная, в пищу, которую приятно было бы пожевать и съесть и которая не была бы грустной диетой Виница, растворенной в воде?
Помимо всего прочего, возникают сомнения по поводу вкуса, запаха и консистенции синтетической пищи. Тут хотелось бы обратить внимание на то обстоятельство, что почти все естественные сырые белки пищи безвкусны и не имеют запаха. Например, отмытое до бесцветности сырое мясо или казеин (отмытый творог) безвкусны и не пахнут. Иначе и быть не может — это высокомолекулярные, следовательно, нелетучие и, следовательно, непахучие вещества. То же можно сказать о высокомолекулярных углеводах, подобных крахмалу, и о жирах. Запах и вкус сообщают всем пищевым веществам естественные примеси или добавки и особенно вещества, возникающие при варке, жарении, печении за счет взаимодействия белковых аминокислот с сахарами и жирами.
Состав дрожжевой биомассы (в процентах)
Известно, что любой вкус составляется из четырех ингредиентов — сладкого, соленого, кислого и горького. Только эти вкусы различают рецепторы языка. Значит, если говорить о восприятии вкуса с зажатым носом, что исключает восприятие запахов, то любой вкус можно точно воссоздать, капая из 4 бюреток, в которых находятся, например, раствор сахара, соли, кислоты и, скажем, горького кофеина. Гораздо сложнее вопрос о запахе, который, ассоциируясь со вкусом, в сумме составляет то, что по-английски называется flavor и что обусловливает всю привлекательность пищи. Этот flavor в обычной пище достигается в результате нагревания и добавки специй, — к примеру, лука, чеснока, горчицы, перца, гвоздики и других.
Гастрономия во времена средневековья была довольно худосочной, и, кроме золота, побудительной причиной заморских путешествий, завершившихся открытием Америки и Океании и новых морских путей, была погоня за «колониальными товарами» — специями и сахаром, поднявшими гастрономию на новый уровень. Действующие начала этих специй известны и очень просты. Нагревание пищи — варка, жарение, печение — приводит к образованию аппетитно пахнущей смеси веществ, и этот процесс легко воспроизвести, нагревая каждый раз разные аминокислоты или их смеси с разными сахарами. Результаты этой так называемой реакции Майара воспроизведены в таблице 7, из которой видно, что в образовании, например, мясных запахов участвуют серосодержащие аминокислоты. В Институте элементоорганических соединений АН СССР установлено, что если в нагреваемую смесь аминокислот и соответствующего сахара добавить одну из жирных кислот, запах продуктов реакции меняется — становится более специфичным и оказывается возможным получить запахи, очень близкие, например, к запаху вареной курицы или тушеной говядины. Вещества эти сейчас исследуются. Добавка следов окиси триметиламина создает запах морской рыбы; добавка L-аминовалерианового альдегида имитирует запах пресноводной вареной рыбы. Нет сомнения, что создание запаха синтетических пищевых продуктов — дело всего лишь второстепенной трудности.
Наконец, еще одна проблема —консистенция пищи. Смесь нерастворимых в воде порошков чисто синтетических или дрожжевых, содержащих вкусовые и в последнем случае «выравнивающие» добавки, может перерабатываться как мука в соответствующие изделия, но в отличие от муки она будет иметь полноценный белковый состав. Шампанья приготовляет из нефтяных дрожжей прекрасное белковое печенье. Любое вещество, образующее студни и приемлемое для пищевого тракта — водорослевый агар- агар, крахмал, чисто синтетический поливиниловый спирт и многое другое — позволяет превращать отдушенные пищевые порошки в изделия типа паштетов, пудингов, студней, желе, киселей.
С помощью таких коллоидов или непосредственно из белковой массы дрожжей можно формировать, например, икринки, волоконца мяса. Все это просто осуществимые операции. В качестве примера можно сказать, что в Институте элементоорганических соединений научились подобным образом готовить черную икру, вряд ли отличимую по вкусовым ощущениям от настоящей. Остальные формы пищевых продуктов воспроизвести гораздо проще. Кстати, при том же белковом составе, что и мясо, синтетические паштеты, желе, пудинги, икра могут иметь любой желаемый вкус: жареного мяса или птицы, рыбы или фруктов.
Конечно, не только смесям синтетических аминокислот, но и дрожжевому белку можно придать консистенцию, вкус и запах пищи животного происхождения. Это же можно сделать и с растительными белками, например бобовых растений. Такое полусинтетическое мясо производится в индустриальном масштабе в США. Вот небольшие выдержки из американской газеты «Де Мойн Реджистер» от 13 декабря 1964 года:
«Производство синтетических мясных продуктов может создать угрозу для мясной промышленности США. Д-р Э. Клайн (университет штата Айова) считает, что появление синтетических мясных продуктов побуждает мясную промышленность принять конкретные меры в целях улучшения качества продукции, повышения однородности и уменьшения жирности мясных продуктов. Д-р Клайн указал, что большим преимуществом синтетического мяса является его однородность и точная дозировка в нем волокон, жира и белка. Сейчас синтетическое мясо наводняет рынок. Съедобные соевые волокна, используемые для изготовления любых продуктов — от «курицы» до «ростбифа», — поставляет компания «Ралстон пьюрина» в Сент-Луисе (штат Миссури)…
Съедобные соевые белковые волокна можно превратить в продукты, похожие на мясо, а также в «сухие фрукты», в «жареный картофель», в «ореховые ядра» и во многие «овощи». Составы в виде порошка можно использовать для обогащения белком таких продуктов, как хлебобулочные и кондитерские изделия, супы, соусы, продукты, идущие на приготовление завтраков, а также продуктов детского лечебного питания». Эти сведения подтверждают наш, пока небольшой, опыт придания любому съедобному белковому продукту вида, консистенции и вкуса любого животного белка.
Ароматические композиции, полученные по реакции Майара (приведены исходные компоненты)
Но вернемся к вопросу об индустриальной, несельскохозяйственной белковой пище. Какова ее возможная стоимость? Соображения здесь могут быть очень ориентировочными. Директор Института питания профессор А. А. Покровский приводит цены белка в составе различных животных продуктов. Они составляют за килограмм безводного белка в мясе 14 руб. 90 коп., свинине — 13 руб. 80 коп., в курином мясе — 30 руб., треске — 4 руб. 50 коп., сельди соленой—12 руб. 30 коп., молоке — 9 руб. 70 коп., в твороге жирном — 7 руб. 50 коп. Ведь известно, что мясо содержит примерно 80% воды, и всего лишь 17% белка. Мы знакомы уже со стоимостью тех аминокислот, которые производятся сейчас индустриально хотя бы в малом масштабе, и выяснили, что цена их получается на уровне самого дешевого животного белка — 5 рублей за килограмм безводного белка. Впрочем, при массовом производстве и рационализации применяемых методов эта цена, несомненно, может быть понижена. Следовательно, стоимость дневного белкового рациона из синтетических, индустриально призводимых аминокислот (она выводилась равной 40 копейкам) может стать гораздо меньше. По подсчетам зарубежных исследователей несравненно дешевле будет обходиться белковый рацион из микроорганизмов, выращенных на парафинах нефти. Цена такого белка в перспективе может составить 200 — 300 рублей за тонну, т. е. в пересчете на дневной рацион человека — 2—3 копейки, что уже значительно дешевле не только любого животного, но и растительного сельскохозяйственного белка. Конечно, к этому нужно добавить стоимость переработки, отдушки, которую сейчас определить невозможно. Однако надо помнить, что эти затраты на переработку и сейчас входят в стоимость пищи сельскохозяйственного происхождения.
Пищевой жир можно производить посредством тех же дрожжей на нефтяном сырье, поэтому стоимость его должна быть того же порядка, что и белка, или лишь несколько выше, потому что выход жира немного ниже, чем белка.
Что касается углеводов, то ориентировочную стоимость их в несельскохозяйственном производстве можно вывести на основании стоимости глюкозы, получаемой гидролизом древесины. Подсчеты дают себестоимость 1 тонны глюкозы — 200 —224 рублей. В этом процессе из 1 тонны абсолютно сухой древесины получают (по уточненным данным) 250 килограммов пищевой глюкозы, а на остальных монозах выращивают дрожжи, выход которых составляет 175 килограммов, что соответствует 70 килограммам белка.
Синтетические продукты питания станут лишь постепенно входить в жизнь, начиная с аминокислотно-белкового комплекса. Сначала они будут облагораживать естественную пищу и восполнять недостаток незаменимых аминокислот, затем приобретут самостоятельное значение как дополнительный источник белков. Очевидно, недалеко то время, когда сельскохозяйственные жиры будут вытеснены синтетическими из сферы технического применения, а далее начнется и их вытеснение из пищи.
Представим себе вслед за М. Бертло то время, когда экономика синтеза пищи (и качество самой этой пищи) воспреобладали над пищей, полученной традиционными способами. Несколько огромных заводов, расположенных в разных местностях страны, богатых углем или нефтью, вырабатывают всю потребную населению пищу. Занимают они в сумме площадь всего в несколько сотен квадратных километров… Трудоемкое сельское хозяйство отошло в прошлое, за исключением разве плодоводства и цветоводства и то главным образом индивидуального и коллективного. Отошла в прошлое и индустрия, снабжающая сельское хозяйство машинами, горючими, удобрениями, средствами борьбы с полевыми вредителями. Освободилось для более производительной работы 34 процента населения, ныне работающих в сельском хозяйстве.
К этому надо прибавить освобождение рабочих, занятых производством сельскохозяйственных машин, тракторов, сельскохозяйственного грузового транспорта, горючего и всего металла и материалов для них, ядохимикатов и удобрений, — ведь синтез пищи требует лишь части продукции последних. Старую пищевую промышленность сменила новая, несравненно более компактная. Нет больше неурожайных лет и неурожайных местностей. Нет больше огромных потерь пищи за счет капризов погоды, стихийных бедствий, вредителей, порчи, гнили, мороза, сегодня уничтожающих большую долю урожая. Отмерли профессии, связанные с кустарным приготовлением пищи, — поваров и кухарок, значительной части официантов; раскрепощение домашних хозяек стало реальным, так как пища готовая, упакованная, подобно консервам, но в отличие от них сполна витаминизированная и вкусная, требует, самое большее, подогревания. Идеальным становится гигиенический аспект питания. Стандартная по составу — белки, углеводы, жиры, витамины, приспособленная к возрасту пища лучше обеспечивает нормальные функции организма, чем любая естественная. Нет больше толстяков, больных ожирением сердца и печени… В случае отклонения от нормы можно подобрать специально выпускаемые для больных диетические рационы с повышенным содержанием или, наоборот, отсутствием тех или иных ингредиентов.
Постепенно уменьшается площадь пахотной земли и взамен возрастает лесная и парковая площадь. Прекращается высыхание и обмеление рек и, наряду с изобилием пищи, непосредственно питающей человека, решается все более острый на земном шаре вопрос о недостатке пресной воды.
Смело можно сказать, что все это не мечты, хотя сделано еще сравнительно немного. Все это только постановка проблемы огромного значения, развивающая мысли Д. И. Менделеева и М. Бертло. Нужны большие и дружные усилия химиков, биологов, врачей, экономистов для того, чтобы наилучшим образом решить эту задачу. Любой, даже частичный успех, достигнутый здесь, окупится сторицей, даст колоссальную экономию средств и выигрыш в здоровье населения.
Все это, повторяю, только постановка проблемы — посадка древа, крона которого уходит высоко в будущее, но корни заложены в почве настоящего и ждут самого заботливого ухода.
Директор Института элементоорганических соединений Академии наук СССР академик А. Н. Несмеянов, кандидат химических наук М. В. Беликов