Viena iš globalių grėsmių – maisto trūkumas, jaučiamas įvairiuose planetos regionuose. Taip nutinka dėl kintančio klimato, kenkėjų, dirvos erozijos ir įvairių stichinių nelaimių.
Kita vertus, selekcininkai tradiciniais ir naujais būdais vis sugeba pagerinti kai kurių svarbių grūdinių kultūrų, daržovių derlingumą. Genetinėmis manipuliacijomis padidinamas pomidorų atsparumas šalčiui, o sojų – atsparumas kenkėjams. Javai praturtinami maistingomis medžiagomis ir vitaminais.
Mokslininkai tobulina ir ūkininkavimo metodus. Viena svarbiausių krypčių – pagerinti maisto produktų kokybę, pridėti į juos sveikatai naudingų natūralių priedų, sumažinti nuostolius, kurie gali siekti net 50 procentų. Tokie tikslai įrašyti ir viename iš Lietuvos sumaniosios specializacijos prioritetų.
„Pirmiausia buvo aptariamos tos bendros sritys, kurios galėtų būti prioritetinės. Buvo nuspręsta, kad agroinovacijos ir maisto technologijos yra svarbi sritis Lietuvai“, – sako KTU Maisto mokslo ir technologijų kompetencijos centro profesorius Rimas Venskutonis.
Ieško, kuo pakeisti sintetinius priedus
Priminsime, kad sumaniosios specializacijos tikslas – sukoncentruoti lėšas į tas sritis, kur tikimasi geriausių rezultatų ir glaudaus bendradarbiavimo tarp mokslo bei pramonės įmonių. Planuojama sukurti įvairių naujų produktų, o kartu – ir kritinį įmonių skaičių, galinčių specializuotis gaminti tokius produktus.
„Šioje kryptyje yra trys prioritetai. Pirmasis – tvarūs agrobiologiniai ištekliai ir saugesnis maistas. Kitas – funkcionalusis maistas, trečiasis – biorafinavimas, t. y. inovatyvus agrobiožaliavų perdirbimas į aukštesnės vertės produktus“, – LRT Televizijos laidai „Mokslo ekspresas“ pasakoja R. Venskutonis.
Pirmojo prioriteto dalis – „tvarūs agrobiologiniai ištekliai“ priklauso žemės ūkio sričiai. Visų pirma, jo vykdytojai tobulins technologijas, tausojančias aplinką. Tokias, kaip precizinis arba tikslusis ūkininkavimas. Tai – darbų atlikimo žemės ūkyje tikslumo didinimas, kad būtų sunaudojama mažiau trąšų, mažiau chemikalų, mažiau degalų, gaunant daugiau žemės ūkio produktų. Tokie svarbiausi tiksliųjų žemdirbystės sistemų privalumai.
Antrasis prioritetas skirtas funkciniam maistui. Antai R. Venskutonio vadovaujama grupė tyrinėja vaistinius, prieskoninius arba uoginius augalus ir ieško juose medžiagų, pasižyminčių ypatingomis funkcinėmis savybėmis. Jos gali būti antioksidacinės, antimikrobinės ir turėtų pakeisti vartotojų taip nemėgstamus sintetinius priedus.
Personalizuota mityba – jau greitai?
Be to, tokios medžiagos teigiamai veiktų mūsų savijautą ir mažintų susirgimų riziką. Jos jau dabar plačiai naudojamos, gaminant maisto produktus ar kosmetiką. Jomis papildytas maistas, jeigu moksliškai įrodomas jo teigiamas poveikis sveikatai, vadinamas funkcionaliuoju.
„Funkcionaliojo maisto tėvynė yra Japonija, kur prieš 24 metus ši koncepcija buvo sukurta. Dabar tai viena sparčiausiai besivystančių visame pasaulyje maisto technologijų sričių. Tai – maistas, kuris nukreiptas sveikatos gerinimui, susirgimų rizikos sumažinimui. Kaip rodo statistika, kasmet šių produktų paklausa gan sparčiai didėja“, – aiškina R. Venskutonis.
Iš tiesų tokios medžiagos formaliai vadinamos „Sveikatos žymenimis“. Jeigu Europos Sąjungos maisto tarnyba suteikia teisę gamintojams naudoti tokius žymenis ant maisto produktų, juos pagrįstai galima laikyti funkcionaliuoju maistu.
„Vienas iš pavyzdžių – gėrimas „Danacol“. Jeigu dvi savaites jį vartosite, tai galima tikėtis 15 proc. kraujo plazmoje sumažinti cholesterolio kiekį. Tie žymenys gali būti nukreipti į labai įvairius susirgimus. Bet gauti sveikatos žymenis, kad teigti, jog jie gali sumažinti pačių susirgimų riziką, žymiai sunkiau. Kol kas galime sumažinti tik cholesterolio kiekį, o ne susirgimų riziką“, – teigia R. Venskutonis.
Šį efektą minėtame gėrime sukelia augalinės kilmės fitosteroliai. Manoma, kad sparčiai pingant genomo šifravimo technologijoms, kiekvienas iš mūsų po kelerių metų gaus išsamią informaciją apie savo genų sudėtį ir silpnąsias genomo vietas.
Šia informacija naudosis nutrigenomikos specialistai, patarsiantys, kokie biologiškai aktyvūs komponentai mums reikalingi, koks maistas labiausiai stiprina imuninę sistemą, mažina širdies ir kraujagyslių ligų riziką ir pan. Nutrigenomika – tai žingsnis personalizuotos mitybos link.
Kaip panaudoti kuo daugiau žaliavų
Trečiasis prioritetas skirtas biorafinavimo technologijoms kurti ir tobulinti. Paprastai kalbant, bus siekiama iš įvairių agrobiožaliavų gauti kuo daugiau ir kuo vertingesnių produktų. Tai – itin perspektyvi sritis.
„Šiuo metu susidaro daug atliekų ir šalutinių produktų. Tarkime, išspaudus vaisius gauname sultis, o išspaudose lieka labai daug vertingų medžiagų. Jos dažnai panaudojamos neefektyviai arba tiesiog išmetamos. Iš tokio šalutinio produkto biorafinavimo būdu siektume išskirti vertingus komponentus, kurių vertė yra žymiai didesnė, negu panaudoti tokias atliekas kaip trašas“, – „Mokslo ekspresui“ pasakoja R. Venskutonis.
Tarkime, biorafinavimo būdu išskiriamos kvapiosios medžiagos sudaro tik apie 1–2 proc. žaliavos. Todėl likusią medžiagą taip pat verta perdirbti ir išskirti iš jos antioksidantus. Tokius, kaip fenoliniai junginiai arba flavonoidai.
Pavyzdžiui, Latvijoje pramoniniu būdu auginami putinai. Jų sultys labai vertingos. Jos naudojamos maisto pramonėje, įmaišant į kitas sultis. Putinų sultyse – daug antioksidanto – chlorogeno rūgšties. Iš išspaudų taip pat galima gauti nemažai aliejaus, kuriame yra riebaluose tirpių vitaminų ir kitokių biologiškai vertingų medžiagų.
„Vienoje iš laboratorijų, kurią vadiname bioaktyvių medžiagų išskyrimo iš pradinės žaliavos laboratorija, įsigijome virškrizinės ekstrakcijos įrangą. Tam naudojamas aplinkai draugiškas tirpiklis – anglies dioksidas. Manipuliuodami įvairiais parametrais: slėgiu, temperatūra ir pan., galime išskirti įvairias medžiagas iš uogų išspaudų“, – teigia R. Venskutonis.
Tai – vienintelė tokios ekstrakcijos sistema Lietuvoje. Ekstrahuojant naudojamas net 600 atmosferų slėgis ir pigus bei saugus tirpiklis – anglies dioksidas. Keičiant slėgį ir temperatūrą, kinta įvairių augaluose esančių medžiagų tirpumas ir taip galima išskirti norimas didesnės vertės frakcijas iš uogų, augalų ar kitos žaliavos. Tačiau tuo procesas nesibaigia.
„Procesų optimizavimas – ilgas mokslinis darbas. Vertingas medžiagas išskirti, išfrakcionuoti ir įvertinti užtrunka. Tačiau jau turime produktų, kurių esame pagaminę kilogramą ir daugiau. Juos siūlome maisto pramonės, kosmetikos įmonėms. Išsiunčiame mėginius, aprašę jų savybes, sudėtį. Ieškome galimų pirkėjų tokios produkcijos“, – pasakoja R. Venskutonis.
Pastaruoju metu mokslininkai vykdo keletą projektų, finansuojamų pagal inovacinių čekių programą. Tie projektai skirti prototipams sukurti. Kaip žinoma, viskas prasideda nuo idėjos. Jos gyvybingumas įrodomas sukuriant prototipą, kuris po to įdiegiamas į gamybą.
„Kai kurių produktų kūrimas jau yra trečiame etape. Turime prototipus. Galime pagaminti produktą didesniais kiekiais ir juos išbandyti. Turėjome kelis projektus perdirbant įvairias augalinės kilmės žaliavas. Antai kavos atliekas, kurių daug susidaro, ieškant galimybių, kaip jas geriau panaudoti, ką galima iš jų išskirti“, – LRT Televizijos laidai „Mokslo ekspresas“ sako R. Venskutonis.
Kai kuriose Lietuvos degalinėse ir kitose įmonėse verdama daug kavos, todėl buvo nuspręsta patikrinti, kokių naudingų medžiagų galima rasti tirščiuose. Ir iš tiesų, mokslininkai išskyrė apie 20 proc. augalinio aliejaus, turinčio daug polinesočiųjų riebalų rūgščių. Jos galėtų būti taikomos gaminant kosmetikos preparatus, įvairius kremus.
Biorafinavimo procesas nėra pigus, todėl kai kurie nauji produktai yra per brangūs naudoti masinei maisto produktų gamybai. Tuo tarpu kosmetikai – kaip tik.
„Jau ir dabar kai kurios bendrovės pardavinėja uogų išspaudų aliejus. Jie pagaminti taikant nelabai šiuolaikiškas technologijas. Kartais juos patyrinėjame. Jie greitai oksiduojasi, tuo metu taikant virškrizinės ekstrakcijos technologijas, gauname labai gryną produktą, be jokių organinių tirpiklių. Tai patrauklu, nes vartotojai dabar nori kuo natūralesnio produkto“, – pasakoja R. Venskutonis.
Iš aviečių, juodųjų serbentų, šaltalankių, aronijų, putinų išspaudų pagaminti produktai jau išbandomi kosmetikos preparatuose. R. Venskutonis bendradarbiauja su Pietų Korėjos mokslininkais ir verslininkais, kurie atlieka ekstraktų tyrimus, kuria ir gamina inovatyvius produktus.
„Siuntėme jiems bandinius ir kai kurie pagaminti ekstraktai pasirodė esantys labai veiksmingomis priemonėmis prieš kai kurias vėžines ląsteles, antai melanomą. Taip pat jais galima balinti odą. Taigi tie komponentai, kuriuos vadiname funkcionaliaisiais komponentais, gali maiste būti antioksidatoriais, laisvųjų radikalų sujungėjais, antimikrobinėmis medžiagomis. Tačiau juos galima naudoti ir kosmetikos preparatuose“, – aiškina R. Venskutonis.
Kanapių poveikis gali būti ir teigiamas
Mokslininkai pripažįsta, kad labiausiai jie ekstraktuose ieško tam tikros klasės biologiškai aktyvių molekulių – mikrokomponentų, vadinamų polifenoliniais junginiais. Tai – tokie junginiai, kaip flavonoidai, fenolinės rūgštys.
Apie jų teigiamą poveikį sveikatai yra labai daug informacijos. Pavyzdžiui, iš aviečių išspaudų galima išskirti ekstraktus, kuriuose labai daug elago rūgšties ir jos darinių. Tyrimai liudija, kad tai ne tik stiprus antioksidantas, bet ir vėžinių ląstelių slopintojas.
„Išspaudose, medicininiuose, aromatiniuose augaluose dažnai yra labai daug įvairių fenolinių junginių struktūrų. Įvairiais būdais išfrakcionuojame, įvertiname jų antioksidacines savybes“, – sako R. Venskutonis.
Pavyzdžiui, vienai kompanijai, auginančiai juoduosius serbentus, mokslininkai sukūrė technologiją iš juodųjų serbentų pumpurų gaminti eterinį aliejų virškrizinės ekstrakcijos metodu. Verslininkams siūloma įvertinti šio aliejaus panaudojimo galimybes.
„Lietuvoje įteisintas pluoštinių kanapių auginimas. Jose yra veikliųjų medžiagų, vadinamų kanabinoidais. Yra vis daugiau informacijos literatūroje apie jų įvairų fiziologinį poveikį. Antai jais gydoma epilepsija, kovojama su kai kuriomis vėžinėmis ląstelėmis. Dabar dirbame su įvairiomis firmomis, optimizuodami procesus, išskiriant šias veikliąsias medžiagas, jas sukoncentruojant iš pluoštinių kanapių“, – tikina R. Venskutonis.
Kanabinoidai – tai vadinamieji fitochemikalai, kuriuos sintetina tik kanapės. Vienas kanabinoidas yra narkotikas, tačiau mokslininkai dirba tik su tomis kanapių veislėmis, kuriose draudžiamos medžiagos yra labai mažai.
Mokslinėje literatūroje esama duomenų apie teigiamą kanabinoidų poveikį žmogaus sveikatai. Todėl šia technologija jau gaminami produktai, tikintis, jog jie bus efektyviai panaudojami kaip pagrindinė žaliava maisto papildų ir farmacijos preparatų gamyboje. Tiesa, Lietuvoje dar nėra įmonių, kurios naudotų virškrizinės ekstrakcijos procesus, bet tokios įmonės veikia Lenkijoje, Vokietijoje.
Liaudies medicinai – mokslinis pagrindas
Liaudies medicina – sritis, kur žmonės šimtmečiais tikrino įvairių uogų ar žolelių gydomąsias bei maistines savybes, pasikliaudami intuicija ir ilgamečių stebėjimų rezultatais. Maisto mokslo specialistai dabar tam nori suteikti mokslinį pagrindą.
„Dar vadiname tas medžiagas antrinio metabolizmo produktais. Jie įnoringi augaluose. Augalas juos gamina sau, ne mums. Jų sudėtis labai priklauso nuo įvairių veiksnių. Todėl daug parametrų reikia įvertinti, norint gauti daugiau to produkto ir pigiau. Atliekame tik technologinius ir cheminio įvertinimo darbus. Toliau bendradarbiaujame su biomedicinos specialistais“, – teigia R. Venskutonis.
Gamtinės kilmės antioksidantai gali pakeisti dabar naudojamus sintetinius priedus, apsaugant maistą nuo oksidacijos. Kita vertus, mūsų organizme jie neutralizuoja reakcingų deguonies darinių perteklių, susidarantį dėl išorinių sąlygų ar uždegiminių procesų.
Taigi artimoje ateityje tokios gamtinės kilmės medžiagos padės mums išvengti netgi vėžinių ligų ar diabeto. Be abejo, gautus preparatus reikia išbandyti tyrimuose su gyvūnais, vėliau atlikti klinikinius tyrimus su pacientais. Tik tuomet galima tikėtis galutinio produkto, naudingo žmonių sveikatai.
Rolandas Maskoliūnas, LRT Televizijos laida „Mokslo ekspresas“
