Зачем сибирские ученые изучают "факторы счастья" южноамериканской мухи

Когда-то поэт рифмовал: "Муха, Муха-Цокотуха, позолоченное брюхо..." И был, как часто случается с поэтами, близок к истине: разве что не позолоченное, а самое что ни на есть золотое. Для примера: меланин, который содержится в тропической мухе под названием "черная львинка", стоит, в зависимости от качества, от двух до восьми миллионов рублей за кило-грамм. Противоопухолевые, противовоспалительные и другие чудесные свойства меланина - природного полимера, который способен поглощать ультрафиолет,- известны. Создать технологию его производства из мухи - цель весьма перспективная. Да что там меланин! Черная львинка уже почти год удивляет новосибирских ученых, которые в перерывах между исследованиями попробовали ее личинки на вкус. Деликатес. Особенно если пожарить в кляре.

Колбаса из личинок

- Я сам не ожидал, что будет так вкусно, - говорит ведущий исследователь-разработчик лаборатории биополимеров Новосибирского государственного аграрного университета Олег Сороколетов. - Кто-то говорит, что напоминает креветок или крабов, а я оценил ярко выраженный грибной вкус.

Приходится верить на слово: корреспонденту "РГ" личинок не досталось не то что в жареном, но и в сыром виде. Не было свежих. Оказывается, через несколько месяцев хранения жир, который содержится в личинках львинки, прогоркает. "Жир? - удивляюсь я. - Я думала, это чистый белок". В ответ Олег Сороколетов демонстрирует образец мушиного жира - похоже на кусочек сливочного масла. В личинках около пятидесяти процентов белка и довольно много жира. "Свежий - довольно приятный на вкус", - замечает ученый.

Новосибирск - единственный российский город за Уралом, где ученые всерьез взялись за тропическую муху. Но не спешите ехать сюда с целью заказать в ресторане цокотух: в России и в Европе черная львинка не сертифицирована как пищевой продукт. Есть-то можно, тут каждый сам себе хозяин. Но торговать этими насекомыми как едой нельзя, пока это только кормовая добавка для сельскохозяйственных животных. Двуногие ждут, глотая слюнки.

Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов в последние год-два одобрило производство еды из сверчка домового, большого и малого мучного хрущака, саранчи перелетной. Говорят, черная львинка на подходе. И вот тогда мы, сибиряки, и развернем уже полученные патенты. Например, на колбасу с добавлением личинок черной львинки - такой патент у студентов НГАУ уже есть. На вкус никак не влияет, "Докторская" как "Докторская", а экономически выгодно - не буду рассказывать почему, это ноу-хау.

Кстати, никакой брезгливости личинки у меня не вызвали: на вид они вполне пригодны в пищу. Олег Сороколетов говорит, что долго уговаривать пока еще никого из гостей не пришлось: даже робкие девушки охотно поедают личинок ради эффектных снимков для соцсетей.

Хитин и меланин

Между тем белок из насекомых - дело серьезное, это совсем не баловство. Первое: его производство не наносит вреда экологии. Тогда как наши любимые коровы вместе с молоком производят метан - газ, разрушающий озоновый слой. Ученые считают, что коровьи фермы больше "виноваты" в создании парникового эффекта, чем автотранспорт. Второе: можно с большой долей уверенности предположить (исследования на этот счет еще впереди), что для человека личинки полезнее говядины. "За жизненный цикл, от стадии яйца до стадии имаго (насекомого с крылышками. - Прим. ред.) львинка увеличивается в размерах в десять тысяч раз", - утверждает Олег Сороколетов. Представьте, какой мощный потенциал роста.

Микроклимат для мух вещь важная, все параметры контролируются автоматикой. Фото: Нина Рузанова/РГ

Некоторые ради пользы для здоровья жуют пророщенные зерна пшеницы. Но куда им до львинок. Стимулирующие свойства кормовых добавок из насекомых уже описаны - Олегу Сороколетову известны результаты их использования и для растений, и для животных. Эффект потрясающий. Были и, так сказать, частные эксперименты: умирающая от старости собака, которой в корм стали добавлять личинки, встала на лапы, легко перенесла операцию под общим наркозом и прожила еще год. Кстати, от спортсменов, которые ради рекордов готовы есть что угодно, в лаборатории не успевают отбиваться.

А вот насчет дешевизны еды из насекомых - тут, оказывается, ничего подобного. Особенно в Сибири. Тропической мухе нужны тепло (плюс тридцать градусов) и высокая влажность: коров же у нас научились держать в холодных помещениях даже в морозы, и ничего. Отсюда на альтернативный белок - отнюдь не микроскопические затраты.

Но довольно о еде. Лабораторию биополимеров оборудовал в НГАУ крупный омский холдинг "Ястро", и у него вполне конкретные цели. Уже в 2024 году на основе результатов научных исследований предполагается открыть первые предприятия, выпускающие новые продукты из черной львинки. В первую очередь - хитин, это тоже биополимер, как и меланин. Из хитина путем химических реакций получают хитозан. Его используют в фармакологии, медицине (заживляющие повязки делают на основе хитозана), в химической и пищевой промышленности. По словам Олега Сороколетова, хитозан довольно давно получают из морских животных - например, крабов. Но сейчас из-за загрязнения морей с этим проблема - хитозан из морских обитателей содержит слишком много тяжелых металлов. Львинка же дает чистейшее сырье.

Еще одна цель, как мы уже говорили, - это меланин. Кроме того, уже сейчас лаборатория реализует зоогумус - органическое удобрение. Если по-простому - это то, что осталось от питательного субстрата после того, как им "пообедали" личинки черной львинки. Растениеводы эффективностью зоогумуса довольны.

Борьба за конверсию

Создавая технологию, ученые экспериментируют с факторами счастья мух - это кроме шуток. Влажность и температура воздуха, состав корма, его влажность и даже помол - уже почти год в лаборатории ищут оптимальное соотношение десятка параметров, недаром на оснащение потрачены миллионы. Имеет значение все - даже небольшое повышение концентрации углекислого газа вводит капризных мух в состояние анабиоза. Ученые борются за конверсию - сколько чистого белка получится из тонны питательного субстрата (обычно используется комбикорм)?

В лаборатории есть сепаратор для зоогумуса: крупные личинки остаются в трубе, мелкие частицы зоогумуса проваливаются сквозь ячейки. Фото: Нина Рузанова/РГ

Рекорд черной львинки - 250 килограммов. Высочайшая конверсия, подчеркивает Олег Сороколетов. Получена... на твороге. Чуть-чуть просроченном, который в магазинах идет на выброс. В лаборатории экспериментировали, забирали отходы и в магазинах, и в кафе-ресторанах - от творога до пирожных. Львинки были счастливы, представители торговли и общепита тоже: им ведь приходится платить за утилизацию "просрочки", а тут такая удача - отдать на благо науки. Так что, отметим в скобках, тропическая муха может помочь и в решении "мусорной" проблемы.

В среднем же львинка дает 200 килограммов белка на тонну корма. А вот конверсия комнатной мухи, с которой многие годы экспериментировал Олег Сороколетов, не превышала 120 килограммов. До южноамериканской сестрицы ей далеко.

Но, создавая технологию, важно добиться производственной ритмичности - ее давно добились на птицефабриках и свинофермах, где обитатели несутся и плодятся по часам. С тропическими мухами так пока не получается. Кстати, особенности их поведения в лаборатории НГАУ изучает и старший научный сотрудник Института систематики и экологии животных СО РАН Софья Пантелеева - биополимеры сейчас на самом острие научной мысли. Общими усилиями "сигналы" счастья черных львинок наверняка расшифруют - и мы не раз скажем спасибо тропической мухе. Кстати, львинка не кусается - в "крылатом" состоянии она вообще живет недолго и даже не ест, разве что водички попьет иногда.

Прямая речь

Сергей Чернышев и Анастасия Симакова, доцент и заведующая кафедрой зоологии беспозвоночных Биологического института Томского государственного университета:

- Получать вещества из насекомых - очень перспективная задача. Красящие вещества (например, кармин) издревле добывают из червецов, которых прозвали кошенилью. Меланин - сборное вещество сложного состава, которое в теле насекомых (и человека) выполняет много функций. Одна из замечательных его черт - при разрушении он поглощает тепло и способен охлаждать насекомое в критических условиях пустынь. Направлений использования меланинов множество, от красителей технических полимеров до применения в качестве фотозащитного, противовоспалительного и дерматопротекторного препарата.

Так, темноокрашенные насекомые, накапливающие в тканях меланин, способны стать прекрасными фабриками по его производству. Причем продукт это может быть побочным, так как основной интерес в биомассе насекомых представляют нутриенты, или питательные вещества. Белок, как макронутриент, называемый еще протеином, хитин - как пищевое волокно, подобное клетчатке, - лишь малый спектр питательных элементов, которые способны давать насекомые. Минералы, витамины, углеводы, жиры и аминокислоты - их составляющие у насекомых отличны от позвоночных животных.

Следует помнить, что белок насекомых - животного происхождения, а для человека суточная потребность в животном белке составляет до семидесяти процентов от всего потребленного белка. В телах насекомых нутриенты содержатся в биоактивной форме, именно поэтому они лучше усваиваются организмом и могут давать терапевтический эффект, подобный тому, что авторы увидели на старой собаке, в корм которой добавили личинок мух. Получение биополимеров, нутриентов и других веществ, которые способны синтезировать насекомые, - безусловно, перспектива самого ближайшего будущего.

Употреблять насекомых в пищу - почему бы и нет? Известный деликатес "Казу марцу" - знаменитый сыр Сардинии, прославивший этот регион и по поводу которого до сих пор идут споры, - знаменит тем, что его сбраживают личинки сырной мухи. Настоящие гурманы поедают сыр только с живыми личинками - они придают пикантные ощущения на языке. Только есть надо в очках: личинки довольно сильно прыгают, могут попасть в глаза. Что касается личинок черной львинки - это тоже перспективное пищевое сырье.

При этом необязательно есть личинок целиком. Из них можно получать необходимые нутриенты и добавлять в пищевое сырье, обогащая его. Современный тренд - выпечка с добавлением порошка из насекомых - испытывается во многих странах Европы: Нидерландах, Германии, Франции и других. Продукт получается гораздо полезнее и питательнее, чем хот-дог, например. Продукция имеет вкус умами - высокобелкового продукта, такой вкус в Азии считают пятым вкусом.

Говорить о вкусе насекомых вряд ли стоит серьезно - сейчас его можно смоделировать отдельно. Редко какие насекомые обладают ярким кондитерским ароматом, как, например, клоп-щитник из Южной Америки, который, в отличие от наших, выделяет фруктовый запах, характеризуемый как как тутти-фрутти. Этих клопов разводят, замачивают в воде, а затем сдабривают водой выпечку. Большинство насекомых, употребляемых в пищу, имеют очень приятный белковый вкус - напоминают попкорн, креветки, жареные орехи. Поэтому, да, личинок мухи-львинки в пищу использовать можно, это было бы перспективно, если бы не затраты на содержание.

Мы также занимаемся исследованиями перспектив выращивания беспозвоночных животных для получения пищевого сырья, но как классические зоологи ведем поиск более адаптированных к условиям Сибири видов, содержание которых было бы менее затратным, чем тропических. При этом пищевой субстрат должен быть недорогим и доступным. Нас интересует потенциал видов накапливать необходимые нутриенты, использование которых в питании могло бы решить проблемы дефицита витаминов, минералов, ферментов, волокон. Будущее пищи - сбалансированное потребление необходимых питательных веществ, биологически активных элементов, антиоксидантов, что позволит увеличить срок активной, полной сил жизни в стройном и сильном теле. Беспозвоночные животные в этом самые перспективные помощники.

Кирилл Голохваст, директор Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий (СФНЦА) РАН, член-корреспондент Российской академии образования, профессор РАН, иностранный член Монгольской академии аграрных наук, доктор биологических наук:

- СФНЦА РАН развивает направление исследований нетрадиционных источников белка. В культуру введено несколько десятков видов насекомых - от вредителей, которых мы учимся контролировать с помощью биопестицидов на основе микроорганизмов, до энтомофагов (они едят вредителей) и высокобелковых кормовых насекомых. Мы давно занимаемся черной львинкой и считаем ее крайне перспективным сельскохозяйственным насекомым.

Ирина Андреева, ведущий научный сотрудник СФНЦА РАН, кандидат сельскохозяйственных наук:

- Черная львинка (Hermetia illucens) в настоящее время является одним из наиболее востребованных видов насекомых. Ее разводят во многих странах мира с целью переработки органических отходов, получения ценных продуктов - белка, жиров, хитина и его производного хитозана, используемых в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, медицине и других отраслях человеческой деятельности.

В нашей стране биоэкологические особенности Hermetia illucens изучает ряд научных учреждений. Результаты исследований подтвердили, что к преимуществам данного вида мух тропического происхождения относится то, что они не являются переносчиком инфекций и не способны выживать вне биолабораторий в условиях нашего климата. Массовым разведением черной львинки в России занимаются несколько компаний, территориально расположенных в европейской части страны, - ООО "Энтопротэк" (Международная биотехнологическая компания), ООО "ЭкоБелок" (Москва), ООО "Биогенезис" (Москва). Тем не менее некоторые вопросы, касающиеся разведения этого вида насекомого, а также разработки методик получения ценного сырья из личинок мухи, до сих пор остаются открытыми, а исследования в этом направлении актуальными. В Сибирском федеральном научном центре агробиотехнологий РАН также проводят эксперименты с различными видами кормовых насекомых, в том числе с черной львинкой.

Евгений Рудой, ректор Новосибирского государственного аграрного университета:

- Я благодарен компании "Ястро-Инновации", с которой университет сотрудничает в области биотехнологий. Это очень полезно для аграрного университета, так как сегодня меняется модель образования: от модели 1 мы переходим к 3.0, от простой передачи знаний - к генерации знаний и, главное, их внедрению в производство. В одиночку университет не мог бы этим заниматься, и именно этим для наc полезно сотрудничество с инновационной компанией. Биотехнологии - не новое направление для вуза, этим мы занимаемся десятки лет. Еще в 80-е годы первый ректор аграрного университета занимался такой технологией как переработка отходов сельскохозяйственного производства с помощью комнатных мух, и сейчас, на новом витке развития биотехнологий, мы возобновляем эти работы. Мы видим у этой биотехнологии большое - в конечном итоге выиграют не только университет и инновационная компания, но и российская наука и промышленность.

Между тем

Комнатная муха, в отличие от черной львинки, официально признана в России сельскохозяйственным животным. А Новосибирский государственный аграрный университет начал торговать зоогумусом, полученным с помощью комнатной мухи, первым в стране. Технология его производства была впервые опробована в 1984 году: личинки мухи оказались способны перерабатывать в зоогумус две тонны навоза, или птичьего помета в сутки. Заодно уничтожали и метан. Как вспоминает Олег Сороколетов, пахли эти исследования так себе, зато были коммерчески успешными. Измученные дефицитом продуктов сибиряки, увидев мешки с зоогумусом, пытались выстроиться в очередь: "Чай продаете!" - "Чай, но только для растений", - отвечали биологи.