Пять мыслей из интервью, опубликованного в Mente et Manu:

• В настоящее время в веганских продуктах широко используются пальмовое и кокосовое масло. С помощью дрожжей можно делать экологически чистые заменители из древесных отходов.
• В будущем дрожжи можно использовать для производства других специальных жиров, в которых нуждается промышленность.
• Эстонские молекулярные биологи производят экологически чистую краску для мебели из отходов.
• Растительной пище нужен более приятный на вкус жировой компонент, чтобы люди охотнее ее потребляли.
• В хорошие времена люди не мотивированы есть меньше мяса, но во времена продовольственного кризиса растительная пища может победить

Два года назад, когда вы стали штатным профессором, вы сказали, что ваша цель — создать в Таллиннском техническом университете сильную компетенцию для биологической переработки органических отходов в пищевые добавки или корма в соответствии с концепцией экономики замкнутого цикла. Удалось ли это сделать?

(Улыбается.) Дела пошли очень хорошо. Мы сосредоточились на повышении ценности побочных продуктов производства. Превращаем их в пищевые добавки для рыб, пищевые жиры для людей и многое другое. В основном мы работали с древесным сахаром, но тестируем и сельскохозяйственные отходы — солому, остатки пищи.

Мы выбрали побочные продукты, объемы которых в Эстонии наиболее велики, отсюда и акцент на древесину. У нас развита деревообрабатывающая промышленность, и, конечно, мы могли бы ценить древесину больше — в основном мы распиливаем ее на бревна и экспортируем, большая часть просто используется для отопления. В процессе также образуются опилки, которые мы хотим использовать не только для растопки.

Год назад на основе вашей научной деятельности появилась компания.

Да, я основал ее вместе с коллегой-исследователем из Бразилии Немайлой Бонтур, которая шесть лет назад приехала в Эстонию для обучения в докторантуре. Наша компания ÄIO ориентирована на производство еды из различных отходов, и более конкретной целью является замена неустойчивых жиров. В настоящее время в веганских блюдах в основном используется пальмовое и кокосовое масло. Его изготовление наносит удар по разным сообществам и биоразнообразию, включая тропические леса, что приводит к очень высоким экологическим издержкам. Отрасли ищут более устойчивые и здоровые альтернативы, и мы стремимся их предоставить.

Это очень хорошая идея, но как можно использовать опилки в пищу?

Сначала биомасса — солома, опилки или пищевые отходы — расщепляется на составляющие. Опилки и солома в основном состоят из трех компонентов: лигнина и древесных сахаров — целлюлозы и гемицеллюлозы. Мы сосредоточены на гемицеллюлозе и используем ее в качестве пищи для микробов, в частности для дрожжей. Они были разработаны Немайлой в рамках докторской диссертации, и могут производить различные масла и жиры.

Когда Немайла присоединилась к нашей исследовательской группе, мы начали дальнейшее изучение этих дрожжей и разработали методологию для наиболее эффективного осуществления трансформации. Так гемицеллюлоза, или древесный сахар, превращается в дрожжи, из которых мы можем извлечь полезные ингредиенты — масло, омега-3 жирные кислоты, каротиноиды или антиоксиданты и так далее.

Так что на самом деле ключ в дрожжах — вы можете кормить их чем-то другим вместо древесного сахара из опилок?

Так и есть. Очень сильной стороной наших дрожжей является то, что они могут потреблять различное сырье. Мы не хотели использовать сахара, пригодные для употребления человеком. Эти специальные дрожжи позволяют нам сосредоточиться на сырье, которое обычно не используется в пищевых целях и является остаточным продуктом какой-либо другой отрасли промышленности.

Вам только что удалось привлечь миллион евро. Каковы планы на будущее?

Во-первых, мы хотим показать, что разработанный нами процесс также масштабируется для промышленности. Второе: поскольку это новый метод производства продуктов питания, то, конечно, нужно доказать, что все безопасно для человека. Это то, с чем мы имеем дело сейчас. Европейский Союз очень требователен, когда речь идет о безопасности пищевых продуктов, и так и должно быть. Это более длительный процесс, но изначально все результаты были положительными. Надеемся, что препятствий не будет.

Третья тема — разработка новых и еще более ценных продуктов. Если сейчас мы можем производить заменитель пальмового и кокосового масла, то затем мы хотим производить омега-3 жирные кислоты и другие специальные жиры. Например, если пищевая промышленность обращается к нам с желанием получить жиры с определенной температурой плавления и вязкостью, то мы должны быть в состоянии предложить им продукт именно с такими свойствами.

Возможно вам удастся научить свои прекрасные дрожжи производить именно то, что вам нужно? 

Да. Мы программируем их делать то, что мы хотим.

Какие остатки и побочные продукты образуются, когда вы кормите дрожжи и извлекаете жиры?

Остается лигнин. Его в самом начале отделяют от древесных отходов и отправляют на другое химическое производство. Остается немного целлюлозы, которую наши дрожжи не используют. Все остальное они потребляют и нам нечего утилизировать. Правда, в процессе образуется немного CO₂, как всегда при работе дрожжей. В промышленном плане идея состоит в том, чтобы захватить и использовать его. Это похоже на то как поднимается тесто или варится пиво: при варке пива около трети ячменного сахара превращается в CO₂, и у нас так же.

ÄIO — не единственная ваша научная работа, которая делает мир экологичнее. Вместе с другими исследовательскими институтами и компаниями вы также ищете более естественные решения для покраски мебели. Каковы ваши цели и мечты?

Это более крупный совместный проект с тремя академическими и восемью промышленными партнерами из Европы, целью которого является замена ископаемых ингредиентов в красках биоматериалами. Процесс тот же: мы ищем способы производить эти ингредиенты с помощью микробов. Мы используем дрожжи и программируем их для максимально эффективного производства. В этом очень заинтересована крупная немецкая химическая промышленность Evonik, а также IKEA, которая хочет покрасить свою мебель нашими красками на биологической основе.

Мы также отслеживаем жизненный цикл продукта, окончание срока службы и утилизацию. Крупный проект включает в себя углубленный анализ для определения точного воздействия всего процесса на окружающую среду, и мы сравниваем его с современными красками.

То есть, если IKEA будет красить свою мебель вашими красками, вы будете знать, какой след этот предмет мебели оставит в экологии? 

Да. У мебели есть свой срок полезного использования, и при анализе учитывается, что с ней будет потом.

Я слышала много разговоров о том, что роли ученого и предпринимателя требуют разных, почти противоположных качеств личности. Как ваше исследование превратилось в бизнес?

Я всегда был на границе между фундаментальной и прикладной наукой: мне очень нравится заниматься фундаментальной наукой, но также мне нравится видеть приложения и быть ближе к ним. Теперь появилась возможность увидеть и показать другим потенциал разработанных нами биотехнологических процессов. Перенести их из лаборатории в бизнес — это отдельная задача, и именно это мотивирует. Мы разрабатываем эти технологии в университетах уже четыре-пять лет. Вопрос был в том, можем ли мы коммерциализировать его и превратить в что-то полезное для людей? Пока все идет даже на удивление хорошо: ждем первых крупных неудач.

Каковы ваши амбиции в науке?

В исследовательской группе мы также занимаемся очень фундаментальными вопросами, например, как работает клеточный метаболизм. Проводя опыты, мы можем видеть, что входят сахара, а выходят какие-то вещества, но цель состоит в том, чтобы понять, как именно происходит это превращение внутри, например, дрожжевых клеток. Метаболизм очень сложен. Именно с пониманием клеточного метаболизма я работаю все свои 20 лет как ученый. 

Какова цена растительных масел из биоотходов? В деньгах, земле, воде, энергии, углероде, здоровье...?

Мы рассчитывали, сколько CO₂ удастся сэкономить по сравнению с пальмовым маслом и другими альтернативами. И мы оценивали весь продукт на растительной основе, а не только сам ингредиент. Если сравнивать с пальмовым маслом, то такой низкой цены достичь трудно, однако в его случае в игру вступает огромное влияние на окружающую среду. Даже если мы учтем воздействие нашего сырого древесного сахара на экологию, то микробное производство все равно будет гораздо более щадящим. Если сравнивать с кокосовым маслом, то наша задача в том, чтобы снизить стоимость своих жиров. 

Однако я бы не стал сравнивать с рапсовым маслом, так как эти жиры не заменяют друг друга. В качестве ингредиента для производства еды используются твердые жиры. И наша цель — производить их для веганских продуктов: овощных котлет, колбас, сыров. В настоящее время продукты на растительной основе не очень вкусны, хотя есть и исключения, и часто это связано с жирами. Они играют решающую роль в еде, придают хорошую текстуру и создают приятное ощущение во рту, а также улучшают вкус. Однако если мы используем, например, рапсовое масло в овощных котлетах, то при выкладывании его на сковороду жир выльется и останется сухой кусочек белка. Наше основное производство способствует тому, чтобы растительная пища была вкуснее и в то же время полезнее.

Если мы сравним след овощной колбасы с животной, то она обычно более чем на 90 процентов эффективнее с точки зрения использования земли и воды, а также выбросов CO₂. С точки зрения здоровья наш продукт особенно полезен, так как содержит большое количество антиоксидантов и омега-3 жирных кислот. В отличии, например, от животных жиров микробные вообще не содержат холестерина.

Помимо упомянутых вами факторов, есть еще один: продовольственная безопасность. Коронавирусный кризис и военные действия России привели к разрыву цепочек поставок и росту цен на продукты питания. Если сырье не находится под вашим контролем, страдает безопасность пищевых продуктов. Одной из наших целей является возможность наладить местное производство.

У вас еще нет завода?

Фабрики пока нет. Мы пытаемся масштабировать производство в лаборатории и производим на арендованных площадях. К сожалению, масштабировать биотехнологическое производство в Эстонии нет возможности — таких арендных лабораторий и оборудования просто не существует. Через год мы примем решение, начнем ли мы строить свою промышленность или завод. В настоящее время мы хотим производить десятки и сотни килограммов [жира], чтобы протестировать продукт в различных областях и сферах применения.

Поговорим о том, зачем вообще нужно делать еду из опилок. Сколько людей прокормила бы Земля, если бы мы продолжали питаться так, как раньше?

Мы уже на пределе: вырубаем леса, чтобы увеличить площадь сельскохозяйственных угодий. Это не устойчивая деятельность, потому что, глядя на углеродный баланс, мы уже производим CO₂ намного больше, чем Земля может принять обратно, ведь именно лес является одним из основных связывателей. Другими словами, мы не должны смотреть на то, можно ли вырастить достаточно пищи на поверхности Земли — даже если мы можем, мы не должны этого делать, потому что это создаст еще больше углерода в атмосфере.

Таким образом, нам следует найти способ сократить сельскохозяйственные угодья, не уморив людей голодом. Почти 80 процентов пахотных земель в мире в настоящее время используется для выращивания кормов для скота. Если мы изменим наш рацион и начнем потреблять меньше животных белков, мы уже можем значительно сократить площадь пахотных земель. Мы должны учитывать, что население мира будет продолжать расти в ближайшие 20-30 лет, и поэтому нам необходимо найти здоровую альтернативу.

Какие продукты наиболее вредны для окружающей среды?

Говядина и баранина имеют самый большой экологический след. Курица и свинья немного меньше. Выращивание фасоли значительно экологичнее, и она тоже богата белком. 

Более конкретно: согласно базе данных Our World in Data, для производства 100 граммов белка требуется 20-50 кг CO₂-эквивалента в случае с овцами и крупного рогатого скота; 5,5-7,5 кг CO₂-эквивалента для курицы или свинины и всего 0,44 кг CO₂ для бобовых, таких как горох или фасоль. Так что воздействие на окружающую среду отличается в десятки раз.

Люди хотят есть мясо.

Уже есть некоторые мясные альтернативы, которые очень вкусны и полезны, а если они еще и подешевеют... Мой аргумент таков: если растительные альтернативы вкуснее, полезнее и дешевле, то почему мы едим такое количество мясного фарша?

Причина может быть в способе мышления и привычке. Новое и неизведанное кажется пугающим, и человек "мясной веры" не хочет пробовать и, возможно, признавать, что растительное лучше.

Это изменение может произойти со сменой поколений, но я уверен, что оно произойдет. В настоящее время альтернативы на растительной основе дороже или стоят столько же, сколько филе рыбы или животных.

Оказывается, легче научить дрожжи делать еду из опилок, чем научить человека отказаться от колбасы.

Я считаю, что это меняется от поколения к поколению — очень сложно перепрограммировать человека и его привычки. Однако именно кризисы делают это быстро. Будем надеяться, что продовольственного кризиса никогда не будет, но если бы он произошел, мы, вероятно, легче и быстрее пересмотрели свое потребление продуктов питания. Но пока все хорошо, сложно мотивировать людей жить по-другому.