Одним из самых лакомых для пищевых биотехнологов направлений стало в последние годы производство разнообразных подсластителей. А случилось так потому, что обычный сахар, которого в промышленных продуктах действительно очень много, со временем стал восприниматься обществом как вещество, которое следует употреблять с осторожностью, и в конце концов превратился чуть ли не в самый вредный компонент питания. Он оказался повинен в ожирении, сахарном диабете, проблемах с зубами, преждевременном старении и прочих бедах. В магазинах стало появляться все больше диетических продуктов, которые вообще не содержат сахар или хотя бы не содержат добавленного сахара. На смену сахарозе пришли ее заменители: сахарин, аспартам, стевия, эритрит и ксилит.

Сегодня разновидностей сахарозаменителей уже очень много, и в их семье то и дело продолжают появляться новые представители. А эволюция всего этого многообразия веществ довольно точно описывает судьбу и многих других ингредиентов, так как охватывает и синтетические молекулы, и природные, и те, которые теперь производят путем культивирования генетически измененных организмов. Короче говоря, на их примере отлично видно, чем живет нынешний пищепром. Но обо всем по порядку.

Сахар завоевал свое место в сердце человека очень и очень давно. Это один из старейших товаров и поистине интернациональный продукт. Не зря в семье индоевропейских языков его название звучит почти одинаково: sucre – на французском, sugar – на английском, zucker – на немецком, ζάχαρη – на греческом.

Его исторической родиной считается Индия, да и слово «сахар» пришло из дневнеиндийского языка пали – sakhara; но выращивать первый промышленный источник сахара, сахарный тростник, люди начали в Папуа – Новой Гвинее еще за 8000 лет до нашей эры. Правда, там растение просто жевали, никакого сахара из него не делали. Оттуда традиция сажать сладкое растение распространилась и быстро завоевала Юго-Восточную Азию, Китай и Индию, где сахар впервые кристаллизовали во времена династии Гупта в далеком IV в.[201] Еще раньше, в древних цивилизациях, сахар делали аптекари. В Риме и Греции он использовался для лечения желудочных болезней.

В близкую к нам Европу сахарный тростник попал в IX–X вв. Выращивали его только в южных регионах – в Италии и Испании, а после и на португальской Мадейре[202]. Этого количества не хватало, и много готового сахара привозили из других стран. В XVIII в. он составлял 20% всего европейского импорта, при этом 80% производили британские и французские колонии в Вест-Индии. В Америку сахар, а точнее тростник, тоже попал с колонистами. Распространение сахарной индустрии в Новом Свете, к сожалению, вылилось в порабощение множества африканцев. Из 12,5 млн увезенных из Африки рабов почти две трети отправлялись на сахарные плантации, где условия жизни были самыми суровыми[203].

Как же из тростника получали и получают сахар? Как ни странно, в течение веков технология его производства претерпела не так много изменений. Ее суть до сих пор сводится к выжиманию из тростника сладкого сока и увариванию получившейся жидкости до состояния густого сиропа, который затем кристаллизуется, то есть застывает, становясь твердым (рис. 34). Мельницы для извлечения сока со временем стали гораздо эффективнее, методы рафинации теперь позволяют получать максимально чистый продукт, но в остальном изобретенный некогда велосипед до сих пор прекрасно работает.

После того как сок очищен от растительных остатков и мусора и сварен, а сироп кристаллизовался, в специальных центрифугах из него выделяют золотистый тростниковый сахар – сахар-сырец. В нем кроме сахарозы есть патока, и она придает такому сахару дополнительный приятный вкус. Интенсивность его окраски и вкуса зависит от соотношения сахарозы и патоки в сиропе перед кристаллизацией. Чем больше патоки, тем темнее сахар. Так, после первой кристаллизации из насыщенного сахарозой сиропа получается чуть золотистый продукт с небольшим оттенком вкуса, а когда сахара в растворе становится мало, можно получить совсем темный сахар «Мусковадо», по вкусу напоминающий ириски.

Рис. 34. Как из сахарного тростника делают сахар

Чтобы очистить тростниковый сырец до кристаллов белого цвета без посторонних примесей, его опять превращают в сироп, который фильтруют с помощью угля или других адсорбентов, сгущают и вновь кристаллизуют, иногда в несколько стадий. Такая глубокая очистка сахара и называется рафинацией.

Традиционной формой фасовки сахара долгое время, вплоть до середины прошлого века, были сахарные головы. Это сладкие конусы в несколько килограммов, которые получались после застывания сгущенного сиропа в конусообразных формах. Их паковали в серую или синюю бумагу, оставляя верхнюю часть открытой, чтобы она завлекала покупателей красивым белым цветом. Сахарная голова, известная еще 900 лет назад, до сих фигурирует на гербах городов, где издавна работали сахаропроизводители. Ее можно найти на гербе пражского (Чехия) района Высочаны (вверху справа за изображением шестерни) или австрийского города Хирм (рис. 35).

Рис. 35. Слева – герб пражского района Высочаны, справа – герб города Хирм, Австрия

К сожалению, несмотря на незамысловатый производственный процесс, сахар из тростника до развития современной логистики обходился крайне дорого. В Россию, например, он долгое время поставлялся из Европы и был атрибутом настоящей роскоши. В 1653 г. с одного килограмма сладости взимали пошлину, которая по стоимости соответствовала нескольким курицам[204]. Позже, в XVIII в., когда в Российской империи с подачи Петра Великого появилось несколько заводов, перерабатывавших заграничный сахар-сырец в рафинад, цена на него в стране несколько снизилась, но все равно оставалась для многих непомерной, ведь тростник рос далеко – на Кубе, в Бразилии и в Индии. В Европе отрасль тоже нуждалась в новых возможностях для роста, и они появились, когда немецкий химик Андреас Маргграф обнаружил сахар в корнеплодах сахарной свеклы[205]. В 1802 г. его учеником в Польше был построен первый свекловичный сахарный завод[206]. Это стало своеобразной вехой, перешагнув через которую европейцы остановили сладкую тростниковую монополию. К слову, в России разработкой технологии получения сахара из свеклы занимались в те же годы, и первые заводы появились тогда же, а в 1811 г. их было уже несколько. Война 1812 г. замедлила развитие этого направления, но ненадолго: в 1860 г. в стране насчитывалось 387 свеклосахарных заводов общей мощностью 64 000 т сахара в год. Цены поползли вниз, а свекла стала главной сахарной культурой в умеренном климатическом поясе.

Метод получения сахара из свеклы очень похож на тот способ, что используют для тростника. Свеклу моют и очень мелко режут, извлекая из нее сок. Он еще содержит кусочки свеклы и имеет темно-фиолетовый цвет. Затем сок нужно очистить: обработать гашеной известью, углекислым и сернистым газами, потом профильтровать и сгустить до получения сиропа. Сахарозу в нем кристаллизуют, добавляя немного сахарных кристаллов извне, а лишнюю патоку (мелассу) отделяют в центрифугах быстрым вращением. После этого кристаллы промывают, отбеливают горячим паром и сушат (рис. 36).

Итак, роль сахара в нашей жизни менялась постепенно. Из лечебного средства, а позже – деликатеса, который мог себе позволить далеко не каждый, он в конечном счете превратился в товар первой необходимости и занял почетное место в лидирующей группе промышленных пищевых продуктов. Только задумайтесь: в 2022 г. в России потребление сахара и подсластителей на душу населения составило 62 кг! Это больше килограмма в неделю (тогда как 200 лет назад в Европе люди съедали за неделю примерно одну ложку сахара)[207] и почти в семь раз превышает норму, рекомендованную Всемирной организацией здравоохранения[208]. При этом россияне – далеко не чемпионы среди сладкоежек: в Австралии годовое потребление сахара больше 100 кг на человека, а в Люксембурге – 166 кг.

Рис. 36. Как делают сахар из свеклы

Но если традиции потребления сахара на протяжении веков значительно трансформировались, то некоторые аспекты, с ним связанные, остались неизменными. Речь не только о ключевых технологических подходах, но и о сохраняющейся жестокости по отношению к рядовым работникам, трудящимся на тростниковых фермах. Она существует не везде, но во многих регионах плантации сахарного тростника, к сожалению, становятся для чернорабочих местом, которому люди отдают все свои силы, молодость и здоровье, практически ничего не получая взамен.

Индия удерживает второе место по объемам производимого сахара (сразу после Бразилии). Примерно треть выработки приходится на один из центральных штатов – Махараштра со столицей Мумбаи. Там большие заводы, такие как NSL Sugars и Dalmia Bharat Sugar, выпускают тростниковый сахар для поставок крупнейшим производителям газировок – Coca-Cola и PepsiCo. И вот с недавнего времени это место стало предметом жарких дискуссий и олицетворением экономической системы, угнетающей права человека. Стимулом для поднявшейся шумихи послужили статьи газеты The New York Times[209]. Ее журналисты провели целое расследование, выясняя, как живут индийцы, собирающие тростник в сезон урожая, и то, о чем они рассказали, настолько ошеломило простых потребителей и некоторых политиков, что появился даже небольшой шанс на модернизацию и перестройку деятельности традиционных индийских тростниковых ферм.

Центральным персонажем репортажа стала женщина, которой работа на плантациях предназначена судьбой. Дело в том, что девочки, рожденные в семьях чернорабочих, имеют мало шансов на самостоятельный выбор будущей профессии. Фактически с рождения они живут с родителями, братьями и сестрами в полях, кочуя с одной фермы на другую вслед за урожаем. Обитают в брезентовых палатках, спят на циновках, стирают в тазах и ходят в туалет где придется, а чуть окрепнув, идут не в школу, а помогать мамам убирать тростник. В ходе расследования репортеры брали интервью у 10-летней девочки и неоднократно фотографировали детей, работавших в поле.

Повзрослевшую (а точнее – почти сразу же после прихода первой менструации) девочку выдают замуж. В Индии и так распространены договорные браки, когда новобрачные не видят друг друга до свадьбы, а тут ситуация усугубляется сразу несколькими экономическими причинами. Во-первых, бедным семьям сборщиков трудно прокормить детей, и часто передача дочерей на руки мужьям становится способом скинуть с себя непосильное бремя. Во-вторых, уборку тростника принято производить парами. Обычно муж работает в команде с женой: он режет серпом тростник, а она очищает его от листьев и укладывает в связки, которые затем, держа на голове, относит в грузовик. Если мужчина приходит один, ему платят гораздо меньше, поэтому рекрутеры иногда сами ищут жен своим рабочим, а порой даже оплачивают их свадьбы в счет будущего заработка.

Такая авансовая система оплаты труда традиционна в Махараштре, и о ней стоит сказать отдельно. Зачастую она становится ярмом, от которого семьи чернорабочих не могут избавиться годами. Выходя на работу в сезон, они получают сразу крупную сумму денег, которую крайне трудно отработать, поскольку рабочие дни оплачиваются очень скудно, а главное – за любые прогулы не платят. В результате мужчины со своими женами вынуждены обещать работодателям в уплату долга выйти на поля и в следующий сезон, а долги все растут.

И вот женщина в 30–40 лет, с 14-летнего возраста работающая с мужем под палящим солнцем, год за годом носит на себе тяжелые связки тростника, режет руки его острыми листьями, готовит на земле и там же рожает детей. Она ложится спать позже всех, лишь после того как весь урожай собран и погружен, а встает засветло, чтобы сходить за водой и приготовить всем еду. И у нее нет надежды на перемены не только для себя, но и для ее сыновей или дочерей, которые тоже становятся заложниками жизни на плантации.

Наконец, когда здоровье женщины дает сбой – появляются боли из-за опущения органов малого таза, менструации становятся болезненными и обильными, их все труднее скрывать[210], а новые беременности лишь отягощают финансовое положение семьи, – хозяева фермы, муж и врачи уговаривают ее удалить матку, то есть лечь на операционный стол для проведения гистерэктомии. И все для того, чтобы реже обращаться к гинекологам и не пропускать работу. В рамках нескольких исследований в поселках, откуда фермеры брали рабочих, были опрошены тысячи женщин, и оказалось, что примерно каждая пятая из тех, кто работает в сахарной индустрии, согласилась на операцию. При этом достаточных медицинских показаний для проведения вмешательства, как правило, нет. Да, женщины сами приходят на удаление матки, но подталкивает их к такому решению сложившаяся система, причем часто они не осознают всех последствий и рисков этой процедуры. После гистерэктомии болей может не стать меньше, кроме того, может ускориться приход менопаузы, вырастает риск сердечно-сосудистых заболеваний, проблем с костями и других осложнений.

Самое печальное то, что возможность смены порядков, существующих на индийских сахарных фермах, довольно призрачна. Некоторые специалисты говорят, что, если обеспечить работникам лучшие условия труда, производство станет нерентабельным. Компании, закупающие сахар, в теории осуждают нарушение прав людей, вовлеченных в уборку тростника, но ответственность за обращение с рабочими переносят на своих поставщиков, то есть на хозяев заводов по изготовлению сахара, а те, в свою очередь, на подрядчиков, привозящих к ним людей. В конечном счете то, что происходит на фермах, остается как бы за полупрозрачной завесой, хотя эти фермы находятся в непосредственной близости от заводов. Переломится ли ситуация в лучшую сторону – неизвестно.

Хорошая новость – то, что кроме тростникового сахара в магазинах можно найти множество его собратьев, чья репутация не так запятнана. Среди них, помимо «обычного» свекловичного, сахар кленовый, пальмовый, сорговый. Выбор сырья, как легко догадаться, зависит от географии и экономических соображений. Кленовый сахар популярен в Канаде, а пальмовый – в некоторых странах Азии, например на Шри-Ланке, где его добывают из сока кокосовых пальм. Свекловичный сахар, в свою очередь, производят в средней полосе. Рабочая сила в регионах возделывания свеклы дороже, а цепочки поставок свеклы гораздо устойчивее, чем у того же тростника, так как свекла гораздо лучше хранится.

Если забыть о недостатках и прегрешениях самой индустрии, то с точки зрения качества сахара не имеет особого значения, из какого растения его получают. Вне зависимости от источника очищенный продукт представляет собой сахарозу – повсеместно встречающийся в природе дисахарид, состоящий из двух молекул, глюкозы и фруктозы. Сахарозу можно найти во многих плодах и фруктах, а еще в цветочном нектаре. Пчелы едят ее, чтобы производить мед.

Уровень очистки современных видов сахара можно узнать, посмотрев на этикетке туда, где указана степень его чистоты или категория. Когда производители продуктов питания добавляют в свои изделия сахар, они обычно стараются закупать его с одной и той же маркировкой, чтобы качество продукции было постоянным. В России белый сахар с содержанием сахарозы 99,8% имеет категорию «Экстра», а в сахаре-рафинаде примесей еще меньше – не более 0,1%.

Рафинад отличается голубоватым оттенком, и, что интересно, определить его источник можно только с помощью изотопного анализа углерода. Из-за разных путей биосинтеза в сахарозе, полученной из тростника и из свеклы, различно соотношение изотопов ¹³С и ¹²С. В остальном эти вещества идентичны друг другу.

В современном мире сахароза – королева среди обработанных продуктов питания. Сахар кладут не только в торты, пирожные и шоколадки с конфетами. Он делает вкусными очень-очень многие продукты, которые мы едим (и пьем) каждый день. Это и готовые соусы, и маринады, и колбасы, и йогурты. И если все знают, что в каждой банке колы содержится примерно пять чайных ложек сахара, то вот вам менее очевидный пример: в таком же количестве кваса – сахара около трех ложек.

Сахар и сладости любят большинство людей, причем любовь эта возникает еще в младенчестве, когда малыш впервые пробует сладковатое материнское молоко. Почему так получается? Как считают ученые, сладкий вкус приятен потому, что глюкоза – основной источник энергии, которая нужна нашему организму для функционирования. Более того, эта энергия быстро извлекается из сахара и сразу может пойти в дело, например помогая мозгу обрабатывать какую-то сложную информацию или телу – восстанавливаться после тяжелой нагрузки. Многие поколения наших предков ели сладкое и получали прилив сил, и теперь, когда мы пробуем сладости, мозг поощряет нас хорошим настроением за счет выработки специальных молекул – нейромедиаторов. Так же происходит и со вкусом белка – умами[211]. Им обладает глутамат натрия, и это помогло ему стать крайне популярной пищевой добавкой, а в Азии – полноценной приправой для всего на свете.

Для мозга сладкий вкус сахара и вкус умами – синонимы питательности, следовательно, продукты, которые ими обладают, быстро становятся для нас любимой едой. А вот ощущение горечи, наоборот, может означать отравление растительными токсинами. У человека горечь вызывает резкий негативный ответ, иногда сравнимый с болью[212]. Это не всегда плохо. Лекарства часто делают горькими, чтобы их было невозможно съесть случайно, а еще потому, что горький вкус активирует защитную иммунную систему – полезно, когда организм борется с болезнью.

Итак, то, что сахар дает силы, отлично, а то, что он дешевый, – еще лучше. Как только сахар перешел в разряд общедоступных продуктов, он молниеносно сделался пищевой привычкой для всех слоев населения, в том числе самого бедного. Правительства многих стран стали включать сладости в паек новобранцев, и кока-колу мир узнал не без помощи американских солдат, возивших ее с собой во время военных операций вместе с питательными шоколадными батончиками. Но есть у сахара и другие свойства, о которых люди знали уже давно. Сладкая пища, как известно, способствует ожирению и увеличивает риск развития диабета 2-го типа. Все потому, что сахар вызывает быстрый рост концентрации глюкозы в крови, и в ответ на это поджелудочная железа вынуждена синтезировать гормон инсулин, который отвечает за ее усвоение клетками. Вся глюкоза, которая в данный момент организму не нужна, откладывается в жировых клетках, в результате человек толстеет. Если же скачки уровня глюкозы происходят часто, а инсулина вырабатывается много и нарушается ритм его секреции, клетки инсулинозависимых тканей могут терять к нему чувствительность. Тогда глюкоза не усваивается, а поскольку в крови в больших концентрациях она токсична, человек серьезно заболевает. Он часто мочится (с древнегреческого слово «диабет» переводится как «истечение»), все время хочет пить, слабеет, теряет вес и без соблюдения диеты или дополнительного ввода инсулина может умереть.

Вред чрезмерного потребления сахара сегодня уже никто не отрицает. А так как люди продолжают есть сладости, последствия обилия сахара в нашей жизни становятся все выраженнее. Смертность от диабета 2-го типа, например, за последние 20 лет выросла в 3,5 раза[213]. В частности, поэтому ВОЗ настоятельно рекомендует снижать потребление сахара до уровня, когда он будет составлять сперва 10%, а потом и 5% от всей энергии, поступающей с пищей[214].

Что же делать, чтобы уменьшить потребление глюкозы, не отказывая себе в желанном десерте? Ответ прост: заменить ее другими сладкими молекулами, желательно низкокалорийными и не вызывающими синтез инсулина.