Профессор УрФУ — о том, когда будет готово беспохмельное пиво и как оно будет работать

Пиво, не вызывающее похмелья, о разработке которого недавно рассказали сотрудники Уральского федерального университета (УрФУ), еще не готово — нет ни опытных образцов, ни результатов всех тестов. Но как уверяют ученые, их разработка может появиться в магазинах быстрее, чем можно ожидать от изобретений науки. О том, как проходит процесс создания беспохмельного пива, как оно будет работать и когда ждать первых опытов, корреспондент Znak.com поговорил с кандидатом химических наук, профессором кафедры технологии органического синтеза Еленой Ковалевой, работающей над созданием напитка.

— Елена Германовна, почему вы вообще решили заняться пивом?

— Все началось с того, что у нас в 2014 году была запущена магистерская программа по пищевой биотехнологии на русском и на английском языках. К нам пришли первые студенты, которые стали изучать курсы по пищевой биотехнологии. А пиво является одним из основных биотехнологических продуктов, которые используются нашим населением.

— Как так? Казалось бы, где пиво, а где биотехнологии…

— Пиво — это биотехнологический продукт, потому что в процессе производства пива участвуют дрожжи. Биотехнология — это как раз наука, которая связана с производством каких-то веществ, продуктов путем жизнедеятельности либо микроорганизмов, либо их метаболитов, ферментов. Кроме всего прочего, например, хлеб, который мы едим, тоже является продуктом биотехнологии. Такими продуктами являются сыр, тесто, многие кисломолочные продукты.

— Но вы остановились на пиве?

— Нет, мы не остановились на пиве. Пиво — это только одна часть из того, над чем мы работаем. Вообще мы занимаемся получением биологически активных веществ, используя различные технологии и сырье. В основном мы используем отходы пищевой промышленности и растительное сырье.

В магистерской программе у нас есть курс производства пива и слабоалкогольных изделий, который является и лекционным, и практическим, и лабораторным. То есть студенты проводят лабораторные работы, связанные с производством пива, исследованием его свойств на различных этапах производства, используя физико-химические и микробиологические методы.

И в рамках этого направления магистранты выполняют научные проекты. Часть из них выполняются по пиву, но это не основная часть. Проводятся работы по микрокапсулированию различных биологически активных добавок. Кроме того, мы разрабатываем функциональные и обогащенные продукты питания с биологически активными веществами, которые тоже получаем. Например, изофлавоноиды — это такие фитоэкстрогены, которые оказывают благоприятные воздействия на все органы и системы организма, особенно в стадии старения. Они поддерживают организм на должном уровне, являются антиоксидантами и антиканцерогенами, продлевают жизнь и молодость организма.

— Но все же как вы решили начать создание пива, которое не вызывает похмелья?

— Сейчас очень модно направление крафтового пивоварения. Оно пришло к нам из западных стран, из Европы. У нас, можно сказать, расцвет крафтового пивоварения в России. А что такое крафтовое пивоварение? Это пиво, произведенное в небольшой и независимой пивоварне с применением как традиционных, так и нетрадиционных технологий пивоварения и использованием натуральных и самых качественных ингредиентов.

Например, известно, что «Патра» и другие компании должны выпускать пиво, следуя определенным стандартам. То есть в их пиве должны присутствовать только четыре ингредиента и больше ничего. Должны быть солод, дрожжи, специально подготовленная вода и хмель. Без этих компонентов пиво невозможно. А что предлагают крафтовые пивоварни? Они предлагают пиво со множеством разных ингредиентов, со множеством разных способов изготовления. Частные пивоварни не ограничены ГОСТом, поэтому могут использовать даже самые необычные компоненты в пивоварении. Крафтовое пиво изготавливают как уникальный продукт, а не напиток промышленного масштаба.

А занялись мы этим в связи с открытием новой магистерской программы. У меня, конечно, у самой такой мысли не было, но иногда студенты нас подпитывают идеями, а мы их развиваем, находим дополнительную литературу и их идеи воплощаем.

Создать такое пиво предложил студент из Нигерии, который сейчас и занимается этой тематикой.

Принцип работы

— С чего начался процесс создания такого пива?

— Мы решили провести пробные эксперименты на жизнедеятельности дрожжей. Вы знаете процесс пивоварения? Солод смешивается с горячей водой, есть определенные стадии изменения температуры, происходит затирание солода. Получается солод, отходным продуктом которого является пивная дробина. Ее мы и используем. Сусло же, которое впоследствии сбраживается дрожжами, содержит много питательных веществ, витаминов, минералов и сахаров. В ходе брожения сусла вырабатываются углекислый газ и этанол. Процесс брожения имеет несколько стадий — от стремительного роста дрожжевых клеток, состояния, когда популяция дрожжей, которая потребляет сахара, достигает максимума, до фазы гибели дрожжевых клеток под воздействием все возрастающего количества этанола.

Поэтому мы рассматриваем дрожжи как модели живых систем, на которые действует алкоголь. В связи с этим мы намерены оценивать влияние нами разработанных экстрактивных веществ на жизнеспособность дрожжей, попадающих в алкогольную среду. Мы будем подбирать условия, концентрацию вводимых экстрактов, этапы введения и так далее, добиваясь ситуации, когда, например, дрожжи практически не будут погибать.

— В сообщении УрФУ говорилось, что вы собираетесь использовать корни кудзу и микроводоросли. Почему именно эти вещества были выбраны?

— Корни кудзу (пуэрарии) употребляются для борьбы с алкогольной зависимостью. Другие средства из пуэрарии (стебли, цветки) практически избавляют от влечения к алкоголю, а также способствуют защите нервных клеток от токсического действия, которое он оказывает.

Уже более двух тысячелетий коренья этой китайской культуры широко используются для лечения самых разнообразных заболеваний, помогает справляться с простудами и гриппозными инфекциями, снимает жар и головные боли.

Благодаря изофлавонам, содержащимся в пуэрарии, нормализуются составные факторы метаболического синдрома, среди которых кровяное давление. Пуэрария снижает уровень холестерина и регулирует содержание глюкозы в крови. Корни, цветки, стебли пуэрарии можно заваривать и пить для поддержания иммунитета в связи с присутствием изофлавоноидов. Поэтому, используя, например, корни этого растения, мы добьемся двойного эффекта. Пиво будет насыщено этими веществами, которые хорошо растворимы в водно-этаноловой среде, а с другой стороны, они при употреблении пива будут снижать токсическое воздействие алкоголя на организм человека.

Кроме корней кудзу (пуэрарии), мы будем использовать экстракт микроводоросли хлорелла. Это такая микроводоросль, которая обладает многими полезными свойствами, ее можно также просто есть.

Она содержит в своем составе водорастворимые витамины группы B и С, жирорастворимые витамины E и К, фолиевую кислоту бета-каротин, флавоноиды, гликопротеины, кальций, йод, клетчатку, 50% белка, кремний и хром. Оказывает мощное положительное влияние на клеточный и гуморальный иммунитет, выводит токсины из организма. Хлорелла снижает губительное действие алкоголя, сигарет и даже лекарственных препаратов на клетки человеческого организма.

А способность водоросли улучшать работу печени, почек, кишечника способствует скорейшему выздоровлению больных с хронической патологией этих органов.

Экстракты этой микроводоросли также будут добавляться в пиво. У нас уже есть первые опыты по микрокапсулированию экстракта хлореллы. Мой студент из Кувейта, который недавно закончил магистратуру, проводил экстракцию фактора роста хлореллы (CGF) и микрокапсулировал его в целлюлозную матрицу. Микрокапсулы фактора роста хлореллы в пиве при его употреблении будут ослаблять его токсичное действие на организм человека.

Снижение токсического действия алкоголя на модели дрожжей под воздействием экстрактов цветков кудзу уже ранее изучалось нашими коллегами из университета ИТМО в Санкт-Петербурге. Еще в интернете я нашла, что существуют пищевые добавки «Алкос», разработанные белорусскими учеными ГНУ «Института общей и неорганической химии» НАН Республики Беларусь совместно с научно-производственным предприятием «Биосан», которые снижают последствия токсического, канцерогенного и мутагенного действия алкоголя на организм человека. Их также можно использовать.

Исследование не завершено. Мы предполагаем, поскольку у нас студент над этим работает, завершить цикл работ с этими веществами и получить данные к концу следующего учебного года, к завершению его обучения в магистратуре. Мы сможем поэкспериментировать, протестировать на лабораторных животных и даже выпустить контрольные образцы к июню 2020 года.

— А вводиться вещество в пиво будет небольшими капсулами, правильно я понимаю?

— По-разному, мы обдумываем способы и формы введения. Это будут либо капсулы с биологически активными веществами, либо будут использоваться традиционные способы введения — растворение в пиве.

— Как вы будете проверять пиво на беспохмельность? Сначала на дрожжах, а потом?..

— Для подбора оптимальных концентраций мы будем использовать дрожжи, а потом уже будем смотреть на биологические иммунологические параметры позвоночных животных — крыс, потому что крысы всегда являются моделями для испытания БАД, лекарств и так далее. Их спокойно и спиртом напоят, и всем остальным, изучат влияние на иммунологические и биохимические показатели. Потом уже будет апробация на людях.

— Эти добавки, о которых вы говорите, будут как-то изменять само пиво или лишь ослабят негативные эффекты от него?

— Они не будут изменять само пиво, но только ослаблять его токсическое действие. По крайней мере, мы будем делать все, чтобы добавки не ухудшили ароматику и вкус. Получается, вы будете получать яд с противоядием вместе. Яд — это алкоголь (этанол), который вызывает токсическое действие. Он является веществом с выраженной фармакологической активностью и оказывает наркотическое воздействие на организм человека. Это примерно то же самое, как нитроглицерин, который быстро и эффективно купирует приступы стенокардии, только работает иначе.

А в случае пива с ослабленным влиянием алкоголя на организм человека, оно будет представлять собой яд с противоядием в одном флаконе. Вы будете ощущать весь вкус, все удовольствие от употребления этого алкогольного напитка, но не будете ощущать токсического действия, которое выражается в похмельном синдроме.

— И действительно такое пиво не будет вызывать похмелье?

— Мы будем к этому стремиться, оптимизируя состав и дозировки вносимых экстрактов.

— Хорошо, а зачем это нужно, если есть безалкогольное пиво?

— Вот и меня спрашивают, почему бы не взять безалкогольное пиво — и тогда у нас проблем не будет ни с головой, ни с похмельем. Но алкоголь — это не просто ингредиент, который присутствует в пиве. Это основной ингредиент. Пиво не будет пивом, если в нем не присутствует алкоголь.

У нас был опыт создания безалкогольного пива, мы использовали дрожжи Saccharomycodes ludwigii и делали закваску микроскопического гриба Monascus purpureus на рисе. Пиво получалось довольно вкусным, но сладковатым. Была специфическая ароматика. Я знаю, что безалкогольное пиво существует и пользуется спросом среди населения. Оно выпускается, например, на «Патре», но это пиво все-таки на любителя. Есть отличия такого пива от традиционного алкогольного в органолептических свойствах, таких как вкус, цвет, пенообразование. Это все влияет на его потребительскую привлекательность. А алкоголь дает напитку определенную наполненность.

В связи с этим, если мы будем вводить в пиво экстракты, ослабляющие его токсическое действие на организм человека, это будет очень полезно, потому что, во-первых, человек получит полезные биологически активные вещества, например, будет обогащен изофлавоноидами, а во-вторых, снизится токсическое воздействие алкоголя на организм человека.

Процесс разработки

— В том же пресс-релизе УрФУ указывалось, что вы сотрудничаете по этой теме с Санкт-Петербургским ИТМО. Насколько плотно?

— У нас действует совместная образовательная программа магистратуры Food Biotechnology на английском языке. И по тематике «беспохмельного пива» мы с ними совещаемся. У нас есть совместные публикации по другим темам. В рамках совместной программы наши иностранные студенты проходят технологическую практику на базе кафедры пищевой биотехнологии продуктов из растительного сырья этого университета.

— Беспохмельное пиво еще далеко от готовности. Какие испытания вы уже провели?

— Мы экстрагировали фактор роста хлореллы, который состоит в основном из пептидов. У нас есть работы по экстракции изофлавоноидов из корней пуэрарии, их фракционированию и количественному определению. В моей научной группе проходил преддипломную практику и писал диплом студент из университета Мартина Лютера в Халле (Герамания). Он как раз занимался фракционированием экстрактов кудзу и разработкой методики определения в них отдельных изофлавоноидов, таких как дайдзеин, генистеин и пуэрарин, основанной на высокоэффективной жидкостной хроматографии. Сейчас мы работаем над статьей по данной тематике.

— Насколько я читал, есть ведь и другие способы ослабить и ликвидировать похмелье. Кто-то из ученых предлагал использовать электролиты, кто-то советовал добавлять соль и другие ингредиенты, которые спасали бы от головной боли. Вы смотрели мировой опыт?

— Мы изучали различные возможности, но у нас свой химический и биотехнологический подход к этому вопросу. Мы делаем то, что больше знаем.

Этическая сторона вопроса

— Главный нарколог УрФО Антон Поддубный немного покритиковал идею создания пива, не вызывающего похмелье. Он сказал, что такие добавки будут лишь стимулировать продажу пива, тогда как государство, наоборот, пытается отучить людей от алкоголя. А как вы считаете?

— Мы же население хотим спасти не от алкоголя, а от его токсического действия. Проблема же в том, что у алкоголя есть это токсическое действие. Понимаете, те, кто не пил, тот и не будет этого делать. А кто не может побороть пагубную привычку напиваться, сможет выбрать такое пиво в качестве альтернативы традиционному напитку. Организм пьющих людей не будет подвергаться столь сильному наркотическому действию алкоголя.

Вот, например, я не люблю пить пиво. Я его люблю делать и дегустировать, то есть употреблять в минимальных количествах, чтобы поднять настроение, ощутить аромат и вкус. То же самое с вином и коньяком, мне не нужно пить много. Единственное, чего я могу много выпить, это воду.

Поэтому, те люди, которые не пристрастились к пиву, они и не будут пить. А если мы, например, посмотрим на людей, у которых выработалась зависимость, и если они смогут выбирать пиво с противоядием, то им, наоборот, лучше будет. Не будет похмельного синдрома, не будет яркого наркотического влияния на организм человека.

Безусловно, нужно во всем знать меру. Но все равно, люди потребляют алкогольные напитки. Если мы сделаем их более безопасными, то это, мне кажется, будет плюсом.

— А еще тот же Поддубный сказал, что раз этанол останется в пиве, то оно все равно будет вредным.

— Как я уже говорила, у любого яда есть противоядие. Алкоголю в организме человека есть противоядие. Это биологически активные вещества, ослабляющие токсическое действие алкоголя, такие как изофлавоноиды, каротиноиды, витамины, содержащиеся в корнях кудзу и факторе роста хлореллы, с ярко выраженными антиоксидантным и антитоксическим действиями. Для лучшей усвояемости предпочтительнее вводить эти вещества в пиво. Конечно, их можно принимать отдельно, но степень усвояемости будет ниже. Функциональность пива будет выражаться в ослаблении токсического воздействия алкоголя на организм человека.

Яромир Романов

Понимаете, проблема алкоголизма у нас стоит, конечно, не так остро, как в 90-е, 80-е годы, где люди спивались, но у нас все равно остались проблемы с чрезмерным его употреблением. Конечно же, алкоголь, особенно если он употребляется в больших количествах, пагубно влияет на здоровье человека, но если люди действительно будут не напиваться, а будут употреблять его в умеренных количествах, да еще и с противоядием, человек будет получать гастрономическое удовольствие от его вкуса, аромата с минимумом вреда для своего здоровья.

Я еще раз хочу сказать, что пиво — это продукт очень полезный, поскольку он содержит витамины, минералы, другие полезные вещества, но употреблять его нужно не регулярно и в оптимальных количествах, не вызывающих зависимость.

У бизнеса есть интерес

— Вы сказали, что первые образцы будут получены к середине 2020 года. Правильно я понимаю, что до производства еще далеко?

— Технология еще не разработана, но пищевые технологии и биотехнологии быстро разрабатываются. Это не занимает так много времени по сравнению с нанотехнологиями, другими промышленными технологиями. Нам не нужно сложное оборудование, мы используем традиционное недорогое оборудование и методы. Безусловно, все течет и развивается. Инновации в пищевой индустрии связаны с внедрением нового современного оборудования, разрабатываются новые эффективные методы исследования пищевых продуктов.

Что касается нашей разработки, мы предполагаем через год получить первые образцы заявленного пива.

Мы будем его рекламировать и продвигать, и далее, если будет интерес, постараемся разработать промышленную технологию и внедрить.

— А для кого ваше изобретение подойдет больше, для частных пивоварен или для больших производителей?

— После новостей о нашей еще разрабатываемой идее, виновницей которых поневоле я стала, ко мне обратились из пивоварни в Татарстане и также обратился частный предприниматель, который разработал водородную воду с повышенной антиоксидантной активностью. Основа этой разработки была использована им для создания кваса и вина с водородом. Так что идея «функционализации» слабоалкогольных и безалкогольных напитков витает в воздухе и в умах инноваторов. Что касается нашей идеи, надеемся, что она будет интересной, особенно на стадии получения контрольного продукта.

— В будущем такую технологию можно будет применить к другим алкогольным напиткам — к вину, например?

— Так это сейчас уже есть. Используются биологически активные добавки, которые разрабатываются специально для крепких алкогольных напитков, для водки, например, «Алкос», разрабатывающие специальные комплексные добавки. Наша цель — разработать технологию фортификации пива нашими экстрактами.

— Насколько ваша технология увеличит стоимость пива?

— Не думаю, что она существенным образом повлияет на цену. Как всегда, первое время продукт может быть сравнительно дорогим, а по мере распространения он удешевится, будет стоить уже как обычное пиво.