Еще о программе адаптации и реабилитации населения. Эндоэкология и проблема пектина.

Сначала наблюдение. Люди старшего поколения помнят  еще, что при любых желудочно – кишечных заболеваниях у ребенка наши матери не пичкали нас бисептолом или сразу антибиотиками,  а  пекли в духовке яблоко,  скармливали его ребенку и, чаще всего, на утро он был здоров. Только потом мы узнали, что это  исцеление связано с тем, что высвободившийся при  термической обработке  яблока пектин связывает и выводит из организма токсины,  появившиеся в организме в результате заболевания. И еще одно наблюдение. Во время  одного из международных саммитов НАТО, которые мы организовали  несколько лет назад в Днепропетровске, мы  предложили участникам  освежающий  нектар из тыквы с маленькой надписью в скобках (с высвобожденным пектином).  Мы  были удивлены, когда обнаружили, что за 5 дней саммита, участники,  в основном иностранные, выпили целую машину  этого нектара и не прикоснулись к  пепси, коле и т.д.  Совсем недавно мы узнали о том, что  средняя суточная профилактическая  норма потребления пектина на  одну живую душу в регионах с повышенным содержанием  в  среде обитания  тяжелых металлов и радионуклидов должна достигает  примерно 4 граммов, и что у нас в стране мы получаем  в среднем примерно в 100 раз меньше. Эти цифры сейчас снова становятся актуальными для  мира в связи с последними трагическими событиями в ядерной энергетике  Японии.

     Техногенные факторы воздействуют на ткани и биохимические системы человеческого организма.  В результате нарушаются процессы нормальной жизнедеятельности.  Поэтому  деятельность  по очищению  внутренней среды организма является не менее важной, чем деятельность по очищению внешней среды.

    Нарушения внутренней среды вызываются хронической  интоксикацией.  Она зависит не только от внешнего загрязнения. Схематично причинно-следственная цель выглядит следующим образом: нарушающие  состав  внутренней  среды  факторы ("Экологические яды" + радиация + дефекты питания  и  быта  +  систематический стресс  + некоторые вредные привычки + другие факторы) - нарушение обмена веществ - образование аутотоксинов - развитие аутоинтоксикации  -  аллергические  проявления эндоэкологической болезни. Задача освобождения организма от токсинов усложняется необходимостью удаления не одного-двух ядовитых веществ, а десятков,  образовавших в организме непредсказуемый по составу и свойствам ядовитый коктейль.

     На фоне воздействия техногенных факторов значительно  повышается  чувствительность организма к ионизирующему излучению и при его воздействии происходят не только  функциональные, но и структурные его изменения.  Таким образом,  вся жизнь современного человека протекает под грузом экологически неблагоприятных  факторов,  к  вышеперечисленным  можно добавить вредное воздействие ксенобиотиков в квартирах (детергенты, лаки, краски, пластмассы), садах и огородах (пестициды и удобрения), из-за работы транспорта (оксид углерода,  бензпирен, смог), из-за проживания рядом с заводами.

     Обычно накопления токсичных веществ  происходит в  определенных  органах,  которые в этом случае называют критическими. Поэтому важным профилактическим направлением является комплекс мероприятий  по  снижению  поступлений в организм промышленных ядов и усилению выведения их из организма. Естественные системы  самоочищения организма не справляются с обороной от техногенной токсической агрессии,  усугубляемой другими  факторами, нарушающими стабильность существования организма.

     Восстановление нормальной среды обитания,  даже если  эта деятельность  будет  осуществляться  гораздо интенсивнее,  чем сейчас  - процесс чрезвычайно длительный. А это означает, что население  еще долгие годы будет вынуждено жить в экологически отравленном окружении.  Существует реальная угроза,  что к моменту  очищения природы от химического загрязнения в организме людей произойдут необратимые изменения.

      Системный анализ   сложной  системы  "человек-производство-среда обитания" показывает,  что для обеспечения выживания человека  концепцию экологизации производства следует сочетать с  а д а п т а ц и е й человека к условиям жизни  в  экологически неблагоприятных условиях.

     В одной из статей этого блога я уже сообщал о том, что группой ученых и специалистов  Украины  предложена  комплексная  программа адаптации и реабилитации населения, которая является фактически программой выживания. Одним из важных направлений в этой программе названа  программа  обеспечения населения страны  пектином (как компонентом пищи или  в виде пищевых добавок) в рекомендуемых специалистами  дозировках. К сожалению, производство как пищевого, так и медицинского  пектина  в Украине отсутствует, хотя по количеству сырья для его  производства Украина занимает одно из  ведущих мест в мире.    Насыщение потребительского  рынка пектином является одной из приоритетных задач в связи с программой адаптации и  реабилитации  населения  к  техногенным перегрузкам,  в особенности после Чернобыльской катастрофы.

     Потребность в  пектине следует из его уникальных свойств, среди  которых  важнейшим  является  способность  образовывать комплексы с тяжелыми и радиоактивными элементами и выводить их

из организма.  Другие потребительские свойства пектина -  способность  образовывать студни в присутствии сахара,  выполнять роль эмульгатора,  быть стабилизатором в кремах  и  целый  ряд иных свойств, объясняют его исключительную роль в пищевой промышленности.

     Одним из возможных путей решения задачи насыщения  потребительского  рынка  пектином  является реализация предложенной учеными Приднепровья технологии получения пектина, характерными чертами которой являются: возможность использования различного местного сырья,  в первую  очередь,  свекловичного  жома, легкая трансформируемость при переходе от одного вида продукта к другому,  высокая интенсивность,  экологическая  чистота  за счет  комплексности  переработки и исключения в ряде вариантов процесса неутилизируемых химических реагентов  (кислот,  щелочей, растворителей).

     В качестве конечного продукта на  основе  содержащихся  в сырье полигалактоуронанов предлагается производить,  на первом этапе,  различные препараты лечебно-профилактического действия в  виде полисахаридных комплексов,  используемых как самостоятельно,  так и в составе пищевых продуктов  -  кондитерских  и хлебобулочных изделий,  продуктов на основе молока и т.п  (вспомните пример с тыквенным нектаром). Разнообразие вырабатываемых продуктов отражает гибкость  технологии,  а  ее высокая интенсивность позволяет перерабатывать как обычное высушенное сырье,  так и исходное  влажное,  например, свекловичный жом непосредственно после экстрагирования сахара. Благодаря этому, в течение сезона переработки свеклы возникает возможность  выпускать высококачественный желирующий пектин по более низким ценам за счет исключения расходов на  сушку жома.

     Проектом предусматривается создание технологии переработки ежегодно возобновляемого растительного сырья - свекловичного жома, с получением ряда продуктов. В частности, предлагается разработка технологии  получения  и  создание  производства продукта,  который объединяет в себе два действующих компонента: пектин и пищевые волокна и, таким образом, имеет более широкий спектр действия.

     Свекловичный жом в своем составе имеет значительное количество ценных компонентов - это,  в первую очередь, полигалактоуронан, или протопектин (20-25 %), гемицеллюлоза, и клетчатка   или   целлюлоза   (18-20%).   Важной   частью    является полигалактоуронан,  в  очищенном виде - пектин,  который имеет ценные биологические свойства, прежде всего - способность создавать комплексы с тяжелыми и радиоактивными металлами,  фенолами, аминами и способность к выведению их из организма.

        Идея, заложенная в основу данного проекта: использование всех полисахаридных составляющих свекловичного жома, которые могут быть переведены в активное состояние, благодаря чему данный продукт может быть использован как средство широкого лечебно-профилактического назначения.

       Данный проект является первой стадией процесса комплексной переработки свекловичного жома, причем технологическая последовательность операций по переработке свекловичного жома не исключает возможности получения отдельных составляющих частей, их преобразование в новые ценные продукты при введении в технологическую схему новых модулей (экстракция, выпаривание и т.п.). Учеными намечено создать опытно-промышленную установку, которая обеспечит переработку 1000 тн/год .свекловичного жома с получением 800-850 пектиносодержащего продукта лечебно-профилактического действия, в состав которого входят 12-15% пектина и 45-50% пищевых волокон, комплексосоздающая способность которого по свинцу составляет 110-150 мг-экв/г. Аппаратурно-технологическое оформление установки должно обеспечить проведение одно-или многократного проведения экстракции различными экстрагентами (вода, водно-спиртовые растворители) с созданием оптимальных условий: под давлением до 7МПа или под вакуумом до 20 КПа, выдерживать температурный режим от -20 С до + 120 С. Предусмотрены регенерация и многократное использование экстрагентов, комплексная переработка сельскохозяйственного сырья по безотходной технологии, высокие экологические характеристики, высокие технико-экономические показатели и быстрая самоокупаемость в промышленных условиях в разных отраслях народного хозяйства (пищевой, ликеро - водочной, кондитерской, фармакологической, парфюмерно-косметической отраслях и др.). Разрабатываемое оборудование, блочно-модульные установки имеют универсальный характер.

      Такое производство имеет возможность использования как свежего свекловичного жома в течение сезона переработки свеклы, так и высушенного в другой период, высокую интенсивность, безотходность, а полученный продукт - полисахаридный пектиносодержащий комплекс (ПСК) - отличается высокой чистотой и значительной комплексосоздающей способностью.

        Оценить потенциальный объем рынка сбыта ПСК на Украине не просто, прежде всего из-за неразвитости технологий использования пектина вне зоны кондитерской промышленности. Вместе с тем, сфера применения пектина в последние годы значительно расширилась - он используется в консервной промышленности при производстве напитков, фруктовых консервов, джемов, в хлебопечении - для выпечки нечерствеющих сортов хлеба, а в  молочной промышленности - для увеличения водопоглотительной способности сыров, стабилизации кисломолочных продуктов, мороженого, кремов, концентрирования молочного белка - казеина, в мясной - при производстве мясных консервов и колбасных изделий.

       Особенно важно использование пектина для приготовления ряда медицинских препаратов, так как он обладает важными физиологическими свойствами, стабилизирует рН желудочного и кишечного сока. Пектин выступает также в качестве крововосстанавливающего средства, для приготовления кровяной плазмы и т.п. Благодаря своим физико-химическим свойствам и физиологической активности, пектин является не только важным пищевым компонентом, но и продуктом, потребность в котором постоянно увеличивается. Так мировой выпуск низкометоксилированного, в частности, свекловичного пектина возрастает в среднем на 10% ежегодно, что отражает тенденцию роста числа продуктов, содержащих именно этот пектин.

       По материалам публикаций можно сделать вывод, что для Украины ежегодно требуется около 800-1000 тонн пектина. Наши оценки показывают, что приведенный объем занижен и отражает, в основном, потребности пищевой промышленности и совершенно не учитывает другие направления его использования. В частности, только в лечебно-профилактических целях стране необходимо около 30 тыс. тонн ежегодно.

       Идея выпуска на рынок ПСК, а не пектина объясняется еще и тем, что именно в таком препарате испытывают потребность не только Украина, но и страны СНГ, особенно те, где территории и население, проживающее на этих территориях, подверглось вредному радиационному загрязнению (Чернобыльский регион - Украина, Россия, Белорусия, Семипалатинский регион - Россия, Казахстан, Красноярский регион -Россия).Именно употребление полисахаридного комплекса, сочетающего в себе несколько направлений лечебно-профилактического действия, способно в какой-то мере снизить влияние этих загрязнений на население.

      Естественно, приведенный выше объем 30,0 тыс. ПСК для Украины, может представляться в какой-то мере завышенным, т.к. учитывает ежедневное употребление ПСК каждым человеком хотя бы  1-2 гр. пектина, что является пока маловероятным. Но это количество может удовлетворить потребность населения упомянутых выше стран России, Беларуси, Казахстана.

     Что касается  емкости рынка  Приднепровского региона, следует отметить, что по данным предприятий, выпускающих кондитерские изделия, ежегодно для региона необходимо 40-50 тонн пектина, что позволяет прогнозировать годовую потребность Украины на уровне 1 тыс. тонн, т.е. близкую к упомянутой выше.

     На одном из молокозаводов Днепропетровска смонтирована линия по получению пищевого казеина из обрата с использованием пектина, которая из-за его отсутствия практически не работает. В то же время в 1994 г. в регионе произведено традиционным способом около 300 т. технического казеина, и, таким образом, переработано около 15 тыс. тонн обрата. Причем, практически вся образующаяся сыворотка не нашла квалифицированного применения. Для переработки такого объема обрата по новой технологии необходимо около 110 тонн пектина. В этом случае исключается появление не утилизируемой сыворотки, ибо вместо нее образуется так называемый концентрат структурирующий пищевой - полноценный продукт для производства целой гаммы как традиционных, так и новых продуктов пищевой промышленности. Следует отметить еще один положительный фактор такой технологии с использованием пектина - это производство пищевого казеина, цена которого превышает цену технического в 3-4 раза.

     Если предположить, что каждый из регионов Украины располагает ежегодно 10-15 тыс. тонн обрата, то общая потребность в пектине для этих целей составит 2,0-2,5 тыс. тонн.

     Таким образом, учет только двух сфер применения пектина показывает, что ежегодная потребность региона в пектине составляет 150-160 тонн, а страны в целом - около 3,0-3,5 тыс. тонн. Эти цифры, станут гораздо выше за счет расширения сфер использования, в первую очередь, в лечебно-профилактическом направлении.

      На Европейском рынке крупнейшим производителем пектина является немецкая фирма "Herbstright Fox KG", которая занимается не только производством различных видов пектина, но и производит исследования в направлениях совершенствования технологии и разработки новых типов пектинов для производства нетрадиционных пищевых продуктов.

       Со своей продукцией фирма проникла в Россию и сейчас предпринимает усилия по выходу на рынок Украины. Причем, фирма, по имеющейся информации, не намерена передавать технологию, а заинтересована распространять только готовую продукцию. Ситуация для этого весьма благоприятна, так как пектиновые предприятия на территории бывшего Союза практически не работают. Основной причиной этого является то, что несовершенная технология предприятий в реальных условиях не обеспечивает выпуск конкурентно-способной продукции. В декабре 1994 г. фирма "Herbstright Fox KG" предлагала на рынке России яблочный пектин по цене 13-14 дол/кг и приобретение его было более выгодным, нежели производство по существующей технологии, например, Краснодарского завода.

      Предлагаемый фирмой пектин отвечает всем требованиям, предъявляемым к подобным продуктам. Но, являясь монополистом, фирма фактически диктует цены, которые вряд ли отражают реальные затраты. Поэтому трудно предположить, что в нынешних экономических условиях Украина может себе позволить израсходовать на покрытие дефицита в пектине около 40 млн. долларов в год. В то же время,  проект ученых Приднепровья предусматривает организацию производства полисахаридного пектиносодержащего комплекса на основе отечественного сырья по оригинальной технологии, что позволит исключить импорт этого продукта.

       Ожидаемая более низкая цена (3,0-3,5 доллар/кг) при аналогичных потребительских свойствах является следствием использованных "Know-How", комплексности, меньшей энергоемкости, высокой интенсивности и трансформируемости, которая обеспечивает варьирование свойств и предопределяет расширение сфер использования продуктов, содержащих пектин, использование которых в лечебно-профилактических целях дает возможность решить проблему обеспечения населения адаптогенами при исключении импорта.

      В целом, приведенное свидетельствует о том, что продукция, которая может производиться по новой технологии, будет  конкурентоспособной на рынке Украины и других стран СНГ. Для реализации данного проекта целесообразно создание отдельного производства на свободных площадях одного из действующих сахарных заводов (к сожалению, их количество в Украине существенно уменьшилось в последнее время). Сезонный характер работы предприятий позволяет рассчитывать на использование некоторых технологических цепочек и отдельных аппаратов в технологии получения ПСК и наращивать за счет этого объем выпускаемой продукции. На первом этапе реализации проекта имеет смысл создание опытно-промышленного пилотного модуля, включающего технологическую цепочку аппаратов по подготовке сырья, проведению гидролиза, сушки и измельчения продукта. Ожидаемый объем выпускаемого продукта составит:в год завершения строительства и ввода в действие производства - 100-150 тонн, за первый год освоения-500-700 тонн, и на второй год - 850 тонн. Для организации, в основном, может быть использовано оборудование пищевой и химической промышленности. Для реализации процесса гидролиза в непрерывном режиме потребуется изготовление оригинального реактора. Используемые в данном проекте "Know-H ow " касаются вопросов подготовки исходного сырья свекловичного жома, особенностей проведения гидролитического расщепления полисахаридной матрицы, активизации высвобождаемых компонентов полисахаридного комплекса и специфических режимно-технологических методов и приемов интенсификации процесса.