Парадокс питания. Как еда меняет наш мозг

Чтобы понять, как они получили такое распространение, давайте посмотрим на историю растительных масел, которая началась не так и давно.

А что насчет других масел?

Растения защищают себя от хищников и паразитов с помощью антинутриентов, из-за которых из них трудно получить масла с той эффективностью, которая необходима нашей пищевой системе. Некоторые плоды (например, оливки или авокадо) и семена (в том числе кунжут, а также крупные семена, которые мы часто называем орехами, например, арахис) имеют достаточную кулинарную ценность, чтобы мы были готовы платить за них больше. Эти орехи, семена и фрукты – продукты тысячелетий селекции, направляемой человеком. Они содержат сравнительно больше масла, чем большинство членов «Омерзительной восьмерки» (единственное исключение – соя), и масло из них получить сравнительно легко даже с помощью простых механических прессов. Я выделила «Омерзительную восьмерку» в отдельную категорию самых проблемных масел, основываясь на совокупности факторов, которые мы рассмотрим позже в этой главе.

История о том, как растительные масла стали неотъемлемой частью нашей диеты, начинается не с охотника в лесу и не с фермера на поле – в отличие от других веществ, которые мы называем едой. Она начинается с химиков на мыльной фабрике.

В 1890-х гг., столкнувшись с дефицитом смальца для производства мыла, производитель мыла и свечей компания Procter & Gamble обратилась к побочному продукту текстильной промышленности – хлопковому семени. До середины XIX в. хлопковое семя почти не имело коммерческой ценности из-за высокой концентрации антинутриента госсипола, вызывающего опасные скачки калия в крови, повреждения органов, бесплодие и паралич. Однако оказалось, что если из семян выжать масло, после чего рафинировать, отбелить и дезодорировать его, то госсипола в нем почти не остается (тем не менее нерафинированное хлопковое масло до сих пор используется как инсектицид). Но даже после этого открытия первоначально хлопковое масло все равно использовалось не для еды, а в качестве топлива для фонарей. Когда начала развиваться нефтяная индустрия и нефть вытеснила хлопковое масло в качестве топлива, на мясоперерабатывающих предприятиях начали незаконно добавлять хлопковое масло в животные жиры (смалец и сало), чтобы увеличить его объем. Кроме того, его тайком добавляли в американское оливковое масло[5]. (Стоит отметить, что, если бы растительное масло было полезнее, чем традиционные жиры вроде сала и смальца, такого бы не случилось – зачем торговцам специально подмешивать более хороший продукт к более плохому?) Когда эти практики вывели на чистую воду, продажи и экспорт хлопкового масла рухнули, и из-за переизбытка спроса масло снова стало возможно приобрести по дешевке.

Благодаря низкой цене масло привлекло внимание Procter & Gamble. Если компании удастся придумать, как превратить его в мыло, хлопковое масло сможет стать недорогим источником жира вместо все дорожающего смальца.

К 1907 году благодаря усилиям немецкого химика Эдвина Кайзера компании удалось добиться успеха. Кайзер связался с бизнес-менеджером P&G Джоном Берченалом и сообщил ему о недавно открытом методе: добавление водорода к полиненасыщенным маслянистым жирам превращало их в насыщенные жиры и трансжиры (см. рис. 1–3). Масло превращалось в твердый жир с помощью процесса под названием гидрогенизация, который широко применяется и сегодня. Берченал пригласил Кайзера на работу в компанию[6].

Поначалу P&G продавала твердое гидрогенизированное хлопковое масло как мыло Ivory. Но когда компания слегка модифицировала процесс, продукт оказался мягче, и его можно было намазывать – собственно, он во многом напоминал сало. Так почему бы тогда и не продавать его под видом сала? Главной трудностью было убедить потребителей в достоинствах этого заменителя еды. К счастью для P&G, на дворе еще была эпоха, когда регулирующие органы отсутствовали, и рекламщики могли в буквальном смысле обещать что угодно, чтобы впарить свой товар. В 1911 году маркетинговый отдел P&G дал новоизобретенному кулинарному жиру название Crisco. У Crisco не было вкуса – и рекламщики P&G превратили это в достоинство, назвав его «чистым». Компания рекламировала его домохозяйкам как «более здоровую альтернативу готовке на животных жирах» и добавляла, что он гарантирует, что их дети вырастут с «хорошим характером»[7]. Собственно говоря, более ранний продукт под названием Cottolene, смесь говяжьего нутряного жира и хлопкового масла, тоже рекламировался похожим образом: как «более здоровая, чистая и экономичная» альтернатива сливочному маслу и салу[8]. Схема сработала просто великолепно. Crisco быстро обошел Cottolene по популярности.

Хотя уже в начале 1900-х американцы начали есть твердое гидрогенизированное масло, употребление жидких масел особенно не менялось. Многие американцы поначалу отказывались от жидкого растительного масла. В справочнике Министерства сельского хозяйства США от 1904 года говорится о «необъяснимом предубеждении против растительного масла»[9]. Проблемой, скорее всего, был неприятный вкус или запах, который давало то или иное загрязняющее вещество, от которого не удавалось избавиться в процессе переработки. (А вот гидрогенизация эти загрязняющие вещества с неприятным вкусом уничтожала.) Таким образом, потребление жидкого растительного масла оставалось примерно на одном уровне вплоть до Второй мировой войны.

Изменение методик кормления животных привело к значительному скачку производства сои в послевоенную эпоху. Американцы ели больше мяса, птицы и молочных продуктов, чем в несколько предыдущих десятилетий. Фермеры начали добавлять в корм для животных соевый шрот, потому что он помогал быстрее откормить животных до нужного веса, повышая прибыль. Но животные не могли переваривать соевый шрот, если он не был обезжирен – то есть из него не удалялось масло. Так что в 1940-х гг. впервые в истории бόльшую часть соевых бобов мира начали давить, чтобы получить из них два отдельных продукта: шрот и масло. Сначала из соевого масла делали пластик, но в 1950-х гг. благодаря новым достижениям в рафинировании соевое масло стали чаще использовать в готовке и салатных заправках[10].

Таким образом, история растительного масла уникальна: оно попало в пищевую цепь из двух совершенно разных отраслей промышленности: мыловарения и производства кормов для животных. Развив методики переработки, ученые адаптировали уроки, полученные от рафинирования соевого и хлопкового масел, и для других членов «Омерзительной восьмерки». В последующие десятилетия кукурузное, подсолнечное, сафлоровое и другие масла впервые появились в продуктовых магазинах. Все восемь этих масел намного дешевле в производстве, чем животные жиры, и не требуют обязательного хранения в холодильнике, в отличие от сала и сливочного масла, что делает их очень привлекательными для любой компании, производящей большое количество недорогой и удобной еды. Более того, поскольку при рафинировании исчезает вкус и бόльшая часть питательных веществ, эти масла очень похожи друг на друга химически, что делает их взаимозаменяемыми, а это тоже выгодно для цепочки поставок. Так что они стали популярными.

Особого упоминания здесь заслуживает канола (Слово канола является аббревиатурой от Canadian Oil Low Acid – канадское масло пониженной кислотности. – Прим. науч. ред.), вариация на тему рапсового масла. Рапс возделывают более трех тысячелетий, но его семена непригодны в пищу для людей из-за содержания эруковой кислоты, жирной кислоты, повреждающей печень. В 1985 г. канадские ученые нашли сорт рапса, в котором этого вредного вещества мало. Поскольку большинство растительных масел содержат в основном незаменимые жирные кислоты омега-6, а в каноле сравнительно много омега-3, многие считают, что рапсовое масло полезнее, чем другие растительные масла. К сожалению, химия считает иначе, и мы скоро в этом убедимся.

Еще одна причина, по которой промышленные растительные масла стали популярны, состоит в том, что растения, из которых их добывают, могут расти в более разнообразных климатических условиях, чем традиционные масличные культуры. Кокосы растут только во влажных тропиках. Оливкам требуется средиземноморская погода – такие условия есть лишь на 3 % всей территории Земли. А вот соя, кукуруза, рапс и подсолнухи хорошо адаптируются, и их можно выращивать практически где угодно на территории США. В последние сто лет немалая часть пахотных земель была отдана именно под возделывание масличных культур. Масличные культуры также идут на корм для животных, биодизель, подсластители (например, кукурузный сироп) и переработанные протеиновые порошки.

Возможно, вы думаете, что все эти практические соображения никак не связаны с человеческим здоровьем, но это не так. Они определяют, что мы выращиваем в нашей стране и какую еду нам рекомендуется употреблять – а это влияет на дневную дозу.

Procter & Gamble передала права на Crisco, Jiff и другие съедобные продукты другим компаниям и ныне больше не производит еду. Но поскольку они стали первопроходцами в деле использования ультрапереработанного масла в качестве пищевого продукта, их дело живет. Когда вы в следующий раз пойдете в магазин, почитайте списки ингредиентов: практически везде, от холодильников с молочной продукцией до морозилок с полуфабрикатами и полок с закусками, прописалось растительное масло. Это же можно сказать о множестве других продуктов, у которых есть длинный список ингредиентов: салатных заправках, консервированной рыбе, овощных пресервах (например, вяленых томатах), готовых блюдах, диетических напитках, кофейных сливках, детских молочных смесях и питательных коктейлях вроде Boost, Ensure и Equate. Вы найдете растительные масла даже в продукции брендов, которые уверяют вас, что они органические, здоровые, без ГМО и «одобрены Whole30» (30-дневная диетическая программа, в основе которой лежит отказ от переработанных продуктов и употребление в пищу только цельных продуктов всех пищевых групп. – Прим. науч. ред.). Вне зависимости от того, в какой вы пришли магазин, вы все равно найдете растительные масла почти в любом отделе. В какой бы ресторан вы ни пошли ужинать, вы найдете их в меню. Нам часто говорят, что в фастфуде много насыщенных жиров, но в очень немногих сетевых ресторанах реально готовят на дорогих, богатых насыщенными жирами сливочном масле, смальце или сале. И это не ограничивается одним только фастфудом: растительные масла используются для готовки и в фешенебельных ресторанах, и даже в этнических ресторанах ими пользуются широко, в частности, потому, что растительные масла дешевле, чем более полезные альтернативы, и не содержат аллергенов или животных продуктов, которых многие посетители хотят избегать. Современное масличное производство – это глобальная индустрия. В 2020 году ее доходы составили более 115,8 млрд долларов, и эта цифра, по оценкам, должна повыситься до 162 млрд долларов к 2027 г.[11] Кэндис Рассиас, инсайдер из отрасли, рассказала мне, что индустрия общественного питания в нынешнем ее виде без растительного масла просто развалится. Ventura Foods, компания, на которую она работает, заказывает растительное масло железнодорожными цистернами[12].

Чтобы справиться с огромным спросом, рафинирование растительного масла происходит на невероятно громадных фабриках. Снаружи эти фабрики неотличимы от нефте- и газоперерабатывающих заводов – вроде тех, которые вы видите в заставке сериала «Клан Сопрано», когда Тони проезжает по магистрали Нью-Джерси над печально знаменитым своими «ароматами» промышленным районом города Элизабет.

Процесс начинается, когда масличные зерна выгружают из грузовиков в трубопроводы, ведущие на фабрику. Они проходят через серию больших нагревательных и очистительных камер, в которых семена несколько раз разогреваются до 400–600 градусов по Фаренгейту (204–315 °C) для подготовки к извлечению масла.

Затем семена попадают на экстракционный пресс, где их давят огромным металлическим винтом, который называется экспеллером; он отделяет бόльшую часть масла от шрота. Масло первого отжима представляет собой пенистую серовато-желтую жидкость с воскоподобной текстурой. Шрот, содержащий твердые части семян и остатки масла, выглядит как бледно-коричневый материал с консистенцией разбавленной, недоваренной овсянки; этот материал называют жмыхом. С этого момента жмых и масло расходятся в разные стороны. Масло идет прямо в бак для хранения, а вот жмыху требуется дополнительная обработка, чтобы извлечь из него ценное масло, которое все еще в нем содержится.

Чтобы добыть это масло, жмых отправляют в растворительную камеру, где промывают гексаном (составной частью бензина). После того как растворитель удаляет 99 % оставшегося масла из жмыха, он выглядит сухим и ломким. Затем жмых отправляют в другое здание для дополнительной обработки, необходимой, чтобы он стал безопасным для своего основного использования – в качестве ингредиента корма для животных.

Обработанное гексаном масло, теперь темно-коричневое, проходит через еще несколько залов, где из него удаляется гексан и различные твердые компоненты (которые затем прессуют и делают из них мыло). Затем его снова смешивают с тем маслом, которое было выжато экспеллером.

Сырое масло все еще несъедобно. Когда я спросила одного менеджера по переработке, почему масло несъедобно, он ответил честно: «Сырое растительное масло содержит гидратируемые и негидратируемые камеди, свободные жирные кислоты, [частично окисленные] цветовые пигменты вроде каротиноидов, влагу, [токсичные] окислительные компоненты вроде альдегидов и пероксидов, металлические элементы, парафины и другие примеси»[13]. Да, тут еще чистить и чистить.

Превращение сырого масла в конечную «съедобную» форму – это сложный процесс. American Oil Chemists’ Society (AOCS) опубликовало целую серию длинных справочников для инженеров и химиков, в которых описываются лучшие практики для производства растительных масел из семян. Одни только блок-схемы занимают немало страниц. На каждой из этих блок-схем описываются те или иные важные этапы переработки: дегуммирование, депарафинизация, дезодорирование… и так далее. (Мы еще поговорим о дезодорировании в этой главе, но – внимание, любители шоколада, – я хочу, чтобы вы представили, как выглядит процесс дегуммирования. Камедь – это темно-коричневый материал, который вытекает из стальной трубы диаметром в один дюйм, расположенной примерно в паре футов над цементным полом. Он плюхается в резервуар липкими кусочками – словно машина только что сходила по-большому. Именно отсюда добывают растительный лецитин, ингредиент, используемый во многих шоколадных конфетах, а также в веганском майонезе, после чего он отправляется на свои процессы тщательной очистки. К счастью, в шоколаде его используется совсем немного, так что, несмотря на то, что у него те же проблемы с безопасностью, что и у растительных масел – почему, мы вскоре увидим, – это небольшая доза.) Есть целые фабрики, специализирующиеся лишь на одном из этих этапов. На большинстве блок-схем изображается от двадцати до сорока различных реакционных камер, соединенных друг с другом километрами труб. Я не могу представить себе ни одного ингредиента, требующего более интенсивной переработки, чем растительное масло.

Растительное масло – это большой бизнес, но лишь крохотная часть популяции, которая ест растительное масло, хоть что-то знает об этой гигантской индустрии. Индустрию создали химики, и химики до сих пор наблюдают за многими аспектами производства – не только ради эффективности, но и для того, чтобы гарантировать съедобность конечного продукта.

Так зачем же нужна такая глубокая переработка, чтобы сделать растительные масла «безопасными» (или достаточно безопасными) для употребления в пищу? Из-за их химического состава, который определяет их стабильность. А стабильность масла, в свою очередь, определяет, насколько легко формируются побочные продукты во время рафинирования, затем – во время готовки и, наконец, в нашем организме.

Жирные кислоты – это «строительные материалы» всех пищевых жиров, в том числе растительных масел, фруктовых масел, молочных и животных жиров, а также жира нашего тела. Три основных типа жирных кислот – насыщенные, мононенасыщенные и полиненасыщенные (последние нередко называют ПНЖК). Насыщенные жиры наиболее химически стабильны. Полиненасыщенные жиры наименее стабильны, потому что склонны к реакции с кислородом – окислению. Мононенасыщенные жиры сопротивляются реакции с кислородом и намного более стабильны, чем ПНЖК.

Молекула под названием глицерин связывает вместе три жирные кислоты, образуя триглицерид. От состава триглицерида зависит, будет ли жир жидким или твердым. Например, в растительных маслах очень много полиненасыщенных жирных кислот, поэтому они остаются жидкими даже в холодильнике. В животных жирах полиненасыщенных кислот мало, как и в оливковом и кокосовом маслах, так что при прохладных температурах они затвердевают. (Оливковое масло в холодильнике обычно загустевает.)

Что такое двойная связь?

Термин «двойная связь» описывает, как друг с другом связаны атомы углерода в молекуле жирной кислоты. Они могут быть связаны одинарной или двойной связью. Когда у жирной кислоты нет двойных связей, ее называют насыщенным жиром, потому что все атомы углерода полностью насыщены водородом.

Водород блокирует кислород, препятствуя окислению. Так что насыщенные жиры почти не подвержены окислению. У мононенасыщенного жира одна двойная связь, так что он немного более уязвим к окислению. В полиненасыщенных жирах две или более двойные связи, расположенные близко друг к другу, так что они намного более уязвимы для окисления, чем насыщенные жиры. Вот почему растительные масла намного уязвимее для окисления и формирования токсинов, чем сливочное масло, говяжий жир или кокосовое масло, содержащие в основном устойчивые к окислению насыщенные жиры.

Окисление – это термин, знакомый любому, кто изучал химию. Горение – это одна из самых распространенных окислительных реакций на планете. Современный мир нуждается в окислении ископаемого топлива, например бензина и угля, чтобы работали автомобили, грузовики, самолеты и поезда, а также для выработки большей части электричества. Окислительные реакции значительно облегчают нам жизнь – пусть и создают токсины, которых нужно избегать (например, в автомобильных выхлопах). Представьте себе деревья, горящие в лесном пожаре: их древесина не ядовита, пока окисление не превращает ее в смесь удушающих газов и частиц, которую мы называем дымом. Точно так же окисление и в пище создает токсины, которых там изначально не было.

Когда мы говорим о токсинах в пище, нам обычно представляется одна из двух вещей: либо натуральные яды, например те, которые содержатся в некоторых грибах или еде, зараженной теми или иными видами грибков, либо рукотворные токсины – пестициды, тяжелые металлы, промышленные растворители. Но вот токсины, которые мы получаем, употребляя в пищу растительные масла, – это не натуральные яды и не рукотворные ядовитые добавки. Токсины в растительных маслах появляются из-за окисления самого масла. Окисление создает в масле совершенно новые вещества, которых не было в семенах, из которых его добили, и многие из этих веществ обладают той или иной степенью токсичности, от мягкой до крайней. Эти токсины далеко не тривиальны – многие из них входят в справочники по опасным материалам, и работать с ними разрешается только в перчатках и противогазах, потому что острое воздействие большого количества этих веществ «причиняет вред жизненно важным органам, тканям и клеткам»[14]. Склонность кислорода превращать практически любые жирные кислоты в токсины – это не та информация, о которой рассказывают в курсе диетологии, но тем не менее именно этот фактор отличает опасные нестабильные масла от безопасных и стабильных. Эта химическая разница – самое важное отличие растительных масел от традиционных жиров.

Чтобы облегчить понимание относительной токсичности различных пищевых жиров, можно воспользоваться принципом двойной связи. Количество двойных связей в жирной кислоте говорит нам, насколько легко она окисляется. Чем двойных связей больше, тем она окислится быстрее. А если двойные связи еще и находятся близко друг к другу, как в ПНЖК, – это еще более серьезная проблема. Поскольку окисление создает токсины, буквально каждая молекула ПНЖК может стать потенциальным источником токсинов. По сравнению с животными жирами и жирами из традиционных масел для готовки, например оливковым или кокосовым, в растительных маслах намного больше близкорасположенных двойных связей – и, соответственно, в них может образовываться намного больше ядовитых веществ при контакте с кислородом. На рис. 1–4 изображена сравнительная уязвимость разных типов жирных кислот к окислению.

Это базовая органическая химия, которая имеет важнейшие последствия для науки о питании. Окислительные реакции, по сути, превращают полиненасыщенные жирные кислоты в оружие, позволяя им превращать ни в чем не повинные питательные вещества в токсины. Такое происходит каждый раз, когда у нас подгорает еда, – вырабатываются вещества, серьезно нагружающие почки и печень, которым приходится все это из организма выводить; именно поэтому сильно подгоревшую еду есть вредно. Но вот если речь заходит о жирах и маслах, все меняется: токсичные преобразования могут запускаться при температурах ниже точки дымления. Собственно говоря, высокая точка дымления, которой так любят хвастаться производители растительных масел, – это вовсе не достоинство, потому что из-за нее ваша пища станет менее полезной для здоровья, чем при готовке на жире с низкой точкой дымления, например оливковом масле.

Сразу скажу, что наши тела подвергаются воздействию не одного токсина, а буквально сотен или даже тысяч разных видов токсинов, – некоторые из них слишком недолговечны, чтобы их можно было легко изучить, и они оставались неизвестными до недавнего времени, когда их наконец удалось идентифицировать с помощью новых технологий. Вид и количество токсинов, попадающих в нашу еду, зависит от переработки, частоты нагревания и других ингредиентов, к которым они добавляются. Нагревание масла во время производства запускает формирование токсинов. Токсины формируются и в масле, которое подвергается воздействию света при хранении. Затем токсины формируются, когда это масло используется в готовке, – дома, в ресторане, на фабриках переработанной еды. И, наконец, токсины могут формироваться, если еду заново разогревают, например чтобы на следующий день доесть остатки.

Самое удивительное во всех этих токсинах – то, с какой скоростью они размножаются. В некоторых случаях достаточно буквально одной молекулы, чтобы запустить серию реакций, которая быстро уничтожает миллиарды молекул ПНЖК и создает миллиарды новых токсинов. Общий термин, который ученые используют для описания всех этих токсинов, – «продукты окисления липидов», сокращенно ПОЛ.

Токсины формируются по принципу домино. Одна окисленная ПНЖК может быстро «напасть» на соседнюю молекулу, превращая эту ПНЖК в ПОЛ, который нападет уже на своего соседа, и т. д. Химики называют подобный принцип домино цепной реакцией. После того как «падает» (окисляется) одна «костяшка» – ПНЖК, начинается быстрое каскадное окисление одной молекулы ПНЖК за другой со скоростью миллиард молекул в секунду – с образованием новых ядовитых ПОЛ[15].

После того как цепная реакция началась, остановиться она может лишь в двух случаях. Первый – когда просто заканчивается топливо (то есть падают все имевшиеся «костяшки» домино). Второй – столкновение с веществами, которые блокируют окислительные реакции – они называются антиоксидантами. Антиоксиданты могут остановить цепную реакцию образования токсинов – примерно, как если поставить в длинный ряд домино кривую костяшку, которая прервет серию падений. Кривая костяшка отводит энергию в сторону и защищает от падения остальные костяшки домино. Оливки, арахис и другие традиционные масличные культуры тысячелетиями выводили с помощью селекции, чтобы из них можно было получать масла без промышленной переработки, так что эти масла можно получать менее деструктивными методами, сохраняющими антиоксиданты – и, соответственно, на них безопаснее готовить. Поскольку в процессе переработки, необходимой, чтобы сделать растительные масла съедобными, удаляются многие натуральные антиоксиданты, при готовке на растительных маслах окислительные реакции, формирующие токсины, продолжаются дольше.