Древесные опилки заменят картошку?
В США разработан способ получения пищевого крахмала из древесной целлюлозы в промышленных масштабах — две сотни килограммов целлюлозы дадут 20 килограммов крахмала. А такое количество позволяет обеспечить человека углеводами в течение 80 дней. Производство этой искусственной пищи может превзойти мировое производство зерновых и накормить многих.

Для получения крахмала в промышленных масштабах авторы методики, описанной в PNAS, предлагают использовать древесные отходы. Для этого используются два набора ферментов. Их производят генетически модифицированные бактерии. В процессе разложения целлюлоза распадается на пары молекул бета-глюкозы (целлобиозы). Другая группа ферментов превращает полученную массу в амилозу, то есть непосредственно в один из полисахаридов крахмала. В итоге получается питательная субстанция.

Но стоимость трансформации пока высока — миллион долларов. В будущем планируется снизить стоимость получения крахмала до 50 центов на человека в день. Переработка ежегодно 100 миллиардов тонн целлюлозы позволит получить порядка 4,5 миллиардов тонн крахмала, подсчитали авторы материала. А это в два раза выше объемов мирового производства зерновых.

Кроме того, только треть целлюлозы полностью трансформируется в амилозу. Еще одним веществом, которое возникает в результате реакции, становится обычная глюкоза. Биоинженеры предлагают использовать ее для производства биотоплива. Древесина уже довольно активно используется для производства пищевых продуктов. Например, применяемый в кондитерской промышленности ванилин производится из лигнина, который является отходом гидролиза древесины. Также из опилок китайцы делают лимонную кислоту, а наши химики пытаются кустарными способами довести ее до ума.

В целом человеческий рацион становится все более и более искусственным. Даже в тех случаях, когда человек покупает продукты с естественной начинкой. В современном понимании люди сейчас едят пока еще не синтетическую пищу, получаемую из синтезированных веществ, а комбинированные продукты, в которых к естественно получаемым продуктом в значительных объемах добавляются синтезированные вещества.




Таких добавок много, например, в колбасах и сосисках, фаршах, паштетах, где мясо подменяется изолятом белка. Кроме того, есть еще и аналоги пищевых продуктов, которые имитируют натуральные. Полностью искусственную химическую пищу чаще всего получают в виде разнообразных субстанций, которые спомощью красителей, ароматизаторов и вкусовых добавок становятся имитацией настоящей пищи. Таким же образом из полученного древесного крахмала можно изготовить аналоги различных продуктов.

Такие вещества как сахароза, глюкозо-фруктозный сироп, изоляты белков, крахмал, витамины, аминокислоты, вкусовые вещества (инозинат и глутамат натрия, аспартам, сахарин), красители, консерванты, человек уже производит в промышленном масштабе. Например, заводы вырабатывают 600 тысяч тонн аминокислот в год, глюкозо-фруктозных сиропов выпускается свыше 3 миллионов тонн. В стране с наивысшими показателями потребления мяса, в США, порядка 10 процентов мясного сырья заменяется соевым белком, на что уходит более 300 тысяч тонн белка.

В штате Миссури был создан аналог куриного мяса из сои, масла, воды и пшеничной клейковины. Говорят, по вкусу очень похоже. А в Китае делают искусственные яйца, которые сразу и не отличишь от настоящих. Используется для этого углекислый калий. Его растворяют в теплой воде, добавляют желатин, бензойную кислоту и квасцы. Это и есть белок. Из того же набора делается желток — плюс выгнанная из опилок лимонная кислота и желтый краситель. Полученным частям яйца придают нужную форму и структуру. Для того, чтобы покрыть подделку скорлупой, "яйцо" опускают в раствор из парафина, гипсового порошка и углекислого калия. Высыхая этот состав становится искусственной скорлупой.

Еще одна китайская методика — помойное масло. Его производят в процессе переработки уже бывшего в употреблении масла и пищевых отходов. Иногда в качестве исходного сырья для перегонки используются сточные воды. Затем такое масло вновь используют для приготовления пищи. В итоге китайский общепит почти весь функционирует на этом помойном масле. Но это еще не все — в Поднебесной также делают из свинины говядину, помещая для этого в химический "говяжий экстракт" кусок свинины, а затем под видом говядины свинину подают в кафе и ресторанах.

В рационе отечественного потребителя уже немало искусственной пищи. Вот лишь некоторые примеры. В знаменитых крабовых палочках даже по рецептуре имеется только натуральная основа в виде мяса трески. Все остальное — набор химических добавок: сорбит, соль, полифосфат, крахмал, сахар, крабовый экстракт, пряности, красители и ароматизаторы. Однако и мясо трески используется далеко не всегда…
Весьма распространенная в наших кондитерских изделиях вареная сгущенка часто представляет собой пальмовый жир с искусственными красителями и загустителями. Плюс набор давно запрещенных в Европе добавок — Е450, Е420, Е160, Е171. Так что мировой химпром не спит, а готовит для нас новые пищевые прорывы…

Бутылка-самобранка спасет от жажды



 
Небольшой жук-чернотелка из пустыни Намиб умеет добывать необходимую ему воду прямо из воздуха. Недавно американские ученые поняли, каким образом он это делает, и сконструировали бутылку, которая, как неиссякаемый кувшин из арабских сказок, может сама наполняться водой. Это изобретение поможет предотвратить надвигающийся дефицит питьевой воды.

Мы являемся млекопитающими, поэтому проблема пополнения организмом запасов воды для нас всегда будет актуальна — ведь наша кожа весьма проницаема для влаги. Кроме того, наш механизм охлаждения тела тоже связан с потерями воды (имеется в виду потоотделение). Именно поэтому люди с самых ранних этапов своей эволюции были вынуждены селиться вблизи источников питьевой воды — чтобы пополнять дефицит H2O тогда, когда в этом назревает необходимость.

С тех пор прошло много-много лет — численность людей увеличилась, а количество источников питьевой воды сократилось. И, что самое печальное, продолжает сокращаться — почвенная эрозия, вызванная сельским хозяйством, и промышленное загрязнение делают свое черное дело. Видимо, недалек тот день, когда на всей Земле наступит тотальный дефицит воды, пригодной для питья. Кстати, в некоторых регионах такое уже произошло — особенно страдают районы Африки, расположенные рядом с постоянно растущей пустыней Сахара. Вода там сейчас дороже и золота, и алмазов.

Можно ли как-то исправить ситуацию, не возвращаясь обратно в каменный век и не сокращая численность людей принудительным путем? Как это ни странно, да. Дело в том, что на самом деле на нашей планете даже в пустынях достаточно воды, пригодной для питья. Однако она существует там в виде водяного пара, который человеческий организм усваивать не может. Неужели нет способа перевести ее в нормально усваиваемый жидкий вид?
Между тем, такой способ есть, и его активно используют различные пустынные животные. Взять хотя бы небольшого черного жука Onymacris unguicularis, принадлежащего к семейству Чернотелковых (Tenebrionidae). Это весьма изобретательное существо, живущее в пустыне Намиб, умеет добывать воду из засушливого воздуха пустынь. И делает это следующим образом: ранним утром, когда в пустыне бывают туманы, жуки выбираются на гребни высоких дюн, поднимают брюшко кверху по направлению к ветру и опускают голову вниз.




Находясь в таком положении, насекомые замирают в ожидании — в это время туман конденсируется на выступах их надкрыльев и стекает по центральному желобку вдоль их шва к ротовым органам. Полученная таким образом влага составляет до 40 процентов веса тела насекомого — этого ему хватает на целые сутки. Впрочем, следует заметить, что жук расходует добытый запас весьма экономно — в жаркое время дня он редко появляется на раскаленной поверхности земли, предпочитая отсиживаться в прохладном убежище.



ВИДЕО «Грозит ли нам голод?»

Однако дело, как вы понимаете, вовсе не в этом, а в том, каким именно образом жуку удается сконденсировать влагу на своем теле. Долгое время ученые не знали ответа на этот вопрос. И только недавно исследователи из Массачусетского технологического института (США) обнаружили, что на панцире жука имеются поверхности двух типов. Первый из них состоит изгидрофильных (то есть притягивающих воду) веществ, а второй — из гидрофобных (отталкивающих воду). Причем, как вы сами понимаете, гидрофильные поверхности сконцентрированы в задней части тела, а гидрофобные — в средней и передней.

Как видите, ларчик открывался весьма просто — сконцентрированные в задней части хитина кремниевые соли (вроде известного всем силикагеля) заставляют водяной пар конденсироваться, а покрытые водоотталкивающим воском надкрылья играют для накапливающихся и растущих капель роль барьера, который не позволяет им преждевременно скатиться с улавливающих поверхностей насекомого. Кроме того, немалую роль в процессе улавливания воды играет и рельеф панциря — на гидрофильных поверхностях имеется много впадин и микровыростов (именно такая структура помогает водяному пару быстрее конденсироваться), а гидрофобные поверхности почти идеально гладкие.

После того, как американские ученые разгадали секрет жука, они решили сделать такую поверхность у себя в лаборатории, используя органические полимеры со включениями из различных неорганических наночастиц. В итоге у них получилась поверхность, способная собирать влагу из воздуха. При испытаниях в пустыне такая поверхность собирала за полчаса до 0,5 литра живительной влаги. И что самое приятное, сконденсированная вода была практически дистиллированной, то есть свободной от многих загрязняющих органических и неорганических веществ!

После серии успешных опытов разработкой заинтересовалась стартап-компания NBD Nano, представители которой решили заняться ее продвижением на рынке. По их расчетам, данное "ноу-хау" может пригодится и там, где из воздуха нужно удалить лишнюю влагу (склады, жилые помещения во влажном климате), и в местах, где не хватает питьевой воды нормального качества. Причем последнее будет особенно актуально для людей, живущих в зоне сухих тропиков и субтропиков, где доступ к чистой питьевой воде весьма затруднен.
Первым продуктом NBD Nano должна стать самонаполняющаяся бутылка, весьма похожая на неиссякаемый кувшин из арабских сказок. Ее нужно просто выставить на улицу — и за час "работы" она сможет выловить из воздуха до шести литров воды (причем эти данные рассчитывались по условиям, имеющимся в пустыне — в горах, например, или в городах она соберет еще больше влаги). Пока что идут испытания, однако, согласно планам руководства NBD Nano, эта чудесная бутылка появится в продаже уже в начале 2014 года. Первоначально ее планируется "опробовать" на бегунах на большие дистанции и туристах-экстремалах, а после могут запустить и в массовое производство.

Итак, как видите, человечеству есть чему поучиться и у самого обычного жука. Ведь именно его изящные надкрылья помогли людям предотвратить надвигающийся тотальный дефицит питьевой воды…


http://www.pravda.ru/science/technolgies/25-04-2013/1153138-cell_pecto-0/
http://www.pravda.ru/science/technolgies/31-12-2012/1136506-onymacris_unguicularis-0/