Владимир Вакула - Биотехнология: что это такое?

Исследования супругов Таусон и многочисленные работы других советских ученых, продолжавших изучение уникального дара микроорганизмов окислять углеводороды, и стали в дальнейшем основополагающими при разработке проблемы промышленного производства кормовых дрожжей. Но понадобилось время и опять же конкретные люди, изучающие особенности жизнедеятельности микробов, способных окислять углеводороды, чтобы между производством кормовых дрожжей, использующим в качестве субстрата продукты гидролиза растительного сырья, наметилась своеобразная тропа, ведущая к производству этих же микроорганизмов, но на основе жидких парафинов.

Среди ученых, изучавших эту проблему, были А. П. Крючкова и Г. И. Воробьева. Первая работала заместителем заведующего отделом в Московском отделении Научно-исследовательского института гидролизной и сульфитно-спиртовой промышленности (МОНИИГС), вторая была в той же лаборатории старшим научным сотрудником и именно здесь начала исследования новых для нее микроорганизмов — дрожжей. И так уж случилось (как это нередко бывает в науке), что в уникальной коллекции штаммов микроорганизмов, собранных А. П. Крючковой во время многочисленных экспедиций, в том числе и в районах нефтяных месторождений, отыскались культуры, способные окислять парафины. С ними-то и начала экспериментировать Г. И. Воробьева. Но для полноты исследований штаммы требовались еще и еще. Ведь только широко разбросив своеобразную сеть поиска, можно было надеяться на хороший «улов». И в экспедицию за микробами отправляются сотрудники Института микробиологии АН СССР, Института микробиологии и вирусологии АН УССР, специалисты многих других научных учреждений. Они везут отовсюду пробы почв, взятые в районах нефтяных месторождений, пробы сточных вод нефтеперерабатывающих заводов, активного ила из очистных сооружений, а в поиск и изучение найденных микроорганизмов включаются все новые институты и организации. Знаете, какое количество штаммов дрожжей было выделено из природных источников и найдено в заново пересмотренных институтских коллекциях за время поиска нужной культуры? Более тысячи!

Крупнейшие ученые страны возглавляли научные коллективы, занимающиеся изучением строения, физиологии, особенностей обмена веществ микробных клеток. Исследовательские коллективы возглавляли Н. Д. Иерусалимский, Г. К. Скрябин, М. Н. Мейсель, Е. И. Квасников, А. П. Крючкова. Наконец начавшиеся в лабораториях МОНИИГСа в простых колбах, установленных на специальных качалках, дабы субстрат активно перемешивался, опыты по выявлению оптимальной среды питания микроорганизмов, окисляющих углеводороды (парафин), были перенесены в маленькие ферментеры емкостью в полтора литра.

Через некоторое время их заменили более солидными — до ста литров. Аппараты делали тут же, в институте. Так, не прекращаясь ни на минуту, отрабатывалась оптимальная технология получения кормовой высокобелковой биомассы на основе жидких парафинов, пока однажды директор МОНИИГСа С. В. Чепиго поставил на стол в Государственном комитете по координации научно-исследовательских работ СССР банку, наполненную светло-желтыми пластинками — первыми кормовыми дрожжами, выращенными на жидких парафинах.

Чуть позже их назовут белково-витаминным концентратом, знаменитым БВК. Но от теперь уже исторической банки с первой продукцией до заводских ферментеров лежал в ту пору долгий и трудный путь. Чтобы его сократить, крупнейшие отечественные химики, микробиологи, медики войдут в специальный научный проблемный совет, созданный при президиуме АН СССР, дабы осуществлять строжайшую проверку безвредности БВК для человека и животных и руководить исследованиями по изучению его биологической ценности.

Так придирчиво и скрупулезно не изучался, пожалуй, ни один, даже медицинский препарат. Не будет ли БВК токсичен для животных, не скажется ли отрицательно на их репродуктивности, не приведет ли к негативным процессам в человеческом организме, и каковы, наконец, его отдаленные последствия для организма животных и потребляющих животноводческую продукцию людей?

Все эти вопросы неоднократно и в самой строгой редакции ставились перед исследователями — медиками, зоотехниками и, наконец, собственной совестью. Ответы были неизменными: не скажется, не приведет, не повлияет...

В 1971 году группе ученых, руководивших коллективами, разрабатывавшими проблему получения белковых веществ из углеводородов нефти, была присуждена Государственная премия СССР. Среди тех, чей научный подвиг столь высоко оценила Родина, был и ныне покойный А. А. Покровский, директор Института питания АМН СССР, возглавлявший медицинскую проверку безвредности БВК для человеческого организма.

Так триумфально завершился научный поиск, начаты и еще в 1913 году в лаборатории профессора Московского университета Е. Е. Успенского. И как хотелось быт именно на этом поставить точку под рассказом о создании технологии получения БВК на основе парафинов. Но... химические анализы продукции, выпускаемой к тому времени уже многотоннажным производством, настораживали: они констатировали в БВК наличие парафина. Тщательная проверка, осуществленная самыми совершенными современными методами, тоже подтверждала его присутствие в микроорганизмах: парафины светились в оболочках и в протоплазме дрожжевых клеток, лежащих на предметном столике флюоресцентного микроскопа.

И на повестке дня появилась проблема, получившая название «остаточные парафины». Проблема складывалась из двух частей.

Первая заключалась в том, что в процессе промывки дрожжей из клеточной оболочки вымывался не весь парафин. С этой бедой оказалось довольно легко справиться — увеличили время промывки. Но как удалить из протоплазмы парафин, захваченный клеткой «прозапас»?

И снова поиск, исследования, надежды и неудачи, пока специалисты ВНИИсинтезбелок, работавшие над проблемой, как говорится, не покладая рук, приходят наконец к выводу: для того чтобы исключить остаточные углеводороды в БВК, необходимы высококачественные парафины и более совершенная технология.

Так в производственном процессе появился еще один дополнительный этап — дозревание дрожжей.

Суть его сводится к тому, чтобы дрожжи «дозрели», освободились от парафинов в другом аппарате, в котором есть почти все необходимое для жизни: соли азота, фосфора, калия, кислород, а вот парафина в отличие от ферментера — нет. Так что хочешь — не хочешь, а дрожжевым клеткам приходится расходовать, дабы не погибнуть на строгой диете, захваченные «на черный день» парафины. Что касается отработки новой технологии, то в ней приняли самое активное участие рабочие и специалисты целого ряда биохимических заводов, в том числе и киришского. Ибо девиз всех, кто причастен к выпуску БВК, всегда был и остается неизменным: выпускать высокобелковую продукцию на благо людей. Во имя этого они и трудятся. Недаром летом прошлого года в Москве состоялась Всесоюзная межотраслевая конференция по проблеме получения и применения кормового микробного белка. В ее работе участвовали не только представители организаций, непосредственно причастных к данной проблеме (Минмедбиопром СССР, Госагропром СССР, ВАСХНИЛ, Минздрав СССР, Академия наук СССР, Академия медицинских наук СССР, Госкомобразования СССР, Госкомгидромет СССР), но и посланцы Киришей, Томска, Кременчуга — тех городов страны, население которых особенно обеспокоено сложившейся в них экологической ситуацией.