Барнаульские ученые придумали новый способ выращивания хмеля

Фото: Евгений Шумилов Фото: Евгений Шумилов Фото: Евгений Шумилов Фото: Евгений Шумилов

Ученые Алтайского госуниверситета придумали и испытали эффективный способ выращивания побегов хмеля, шишки которого используются в пивоварении. Часть затрат на разработку поддержана грантом губернатора края в сфере биотехнологий.

С подачи кооператива

Хмель используется в фармацевтической и пищевой промышленности, но в основном в производстве пива для получения горечи и обеззараживания.

После распада СССР хмелеводство в России пришло в упадок и большинство плантаций и специалистов было утрачено. И вот Алтайский центр прикладной биотехнологии АлтГУ волею судеб уже пять лет участвует в возрождении этой отрасли растениеводства. Все началось с подачи членов кооператива имени академика С.Н. Хабарова в Чарышском районе. Ученые стали изучать эту культуру, пробовать вместе с кооператорами различные зарубежные протоколы ее выращивания. Многие не подошли, поэтому стали искать свой, основанный на микроклональном размножении.

Метод позволяет получить из одного саженца много одинаковых растений. Ученые брали природный образец хмеля, вырезали из него часть побега с почками, обеззараживали раствором перекиси водорода и помещали в стерильные условия в питательную среду, замешанную на основе агар-агара. Чтобы растение хорошо развивалось, его пересаживают в разную «почву» 4–5 раз. Примерно через пять месяцев побег набирает хорошую скорость роста, после этого его скальпелем делят на маленькие черенки и опять рассаживают. Несколько лет назад пивоваренная компания «Балтика» решила заняться хмелеводством, чтобы иметь собственное сырье, а не закупать его в Западной Европе. «Балтика» заложила плантации в Чувашии и искала, кто бы ей помог с быстрым разведением хмеля.

Компании нужны были десятки тысяч саженцев. Она обратилась в пять научных организаций, но только АлтГУ имел рабочую технологию и согласился на сотрудничество с пивоварами, которые выделили на создание опытно-промышленной технологии 1,2 млн руб. 300 тыс. руб. вложил вуз, 1,5 млн руб. составил грант губернатора Алтайского края.

Над проектом трудились 11 сотрудников Алтайского центра прикладной биотехнологии АлтГУ. Его директор Ольга Мироненко подчеркивает, что краевой грант позволил собрать вокруг интересной темы молодые кадры. Студенты и аспиранты работают с удовольствием.

Быстро и дёшево

«Балтика» поставила задачу создать быстрый и дешевый способ клонирования хмеля на образцах, которые востребованы в производстве.

– Массово технология микроклонального размножения хмеля для саженцев до этого не использовалась. В советское время их получали черенками. Но за счет того, что этим занималось много хозяйств, метод всех удовлетворял. Сейчас сельхозпроизводители, которые занимаются хмелеводством, хотят быстро получить посадочный материал, – объясняет Ольга Мироненко.

Журналисты увидели своими глазами, как идет работа по созданию чистых от патогенов саженцев хмеля.

Лаборант Мария Унжакова с помощью центрифугирования отделяет от раствора магнитный порошок, на котором «намотаны» микрочастицы хмеля. Они необходимы для ПЦР-исследования, которым занимается лаборант Юлия Полторацкая. Она выявляет на растении наличие вредителей, таких как грибы, вирусы, бактерии, доказывая чистоту посадочного материала. Специалисты центра определяют порядка 20 патогенов в образцах.

Для борьбы с микроорганизмами используются антибиотики, высокая и низкая температуры. Задача – получить чистый посадочный материал, чтобы, попав на плантацию, он не заразил соседние кусты.

Ведущий научный сотрудник Ольга Бычкова показывает первый этап микроклонального размножения – введение в культуру. Здесь ученые получают стерильный образец растения. Для этого из маточных кустов готовят черенки, обрабатывают их раствором перекиси водорода.

– Казалось бы, здесь ничего сложного нет, но это очень важный этап, – замечает ученая. – Тут надо грамотно простерилизовать, подобрать питательную среду, порой не хватает исходного материала, поэтому нужно разрезать его без ошибок.

Бычкова говорит, что не каждый сорт дикого хмеля можно легко окультурить. Обычно чем интереснее для пивовара растение своими вкусовыми качествами, тем оно капризнее. Иногда уходят годы, чтобы его «приручить».

– Если в 2024-м, имея лабораторный способ получения клонов, в центре производили 2–3 тысячи растений в год, то в 2025-м удалось получить и передать «Балтике» 35 тысяч саженцев хмеля, – делится достижениями Ольга Мироненко.

Такое ускорение произошло благодаря использованию удобных сосудов, в которых развиваются саженцы. В лабораториях всего мира они растут в пробирках или колбах, где находится питательная среда. Но стеклянная тара хрупкая и дорогая, а высадка маленького черенка происходит с помощью длинного пинцета в операционной. Это достаточно трудоемкий процесс. Алтайские экспериментаторы испытали восемь разных типов сосудов и в итоге подобрали пластиковый контейнер, который герметично закрывается, за счет чего обеспечивается стерильность. Он выдерживает нагрев в автоклаве, в него удобно высаживать. Теперь за 3–4 недели в одном контейнере до товарного состояния вырастает десяток саженцев. Их доставка до Чебоксар осуществляется самолетом.

– Проработка сбыта, логистики, оформления документов, маркировки стали для нас отдельными вопросами, ведь мы никогда этим не занимались. Нам пришлось налаживать бизнес-процессы, чтобы быть интересными для партнеров, – отмечает Ольга Мироненко.

Что дальше

Пока ученые вручную, основываясь на визуальной оценке состояния растения, подбирают, сколько и какой подкормки нужно каждому побегу. В дальнейшем планируется автоматизировать этот процесс, разработав программу для ЭВМ. Она позволит любому лаборанту очень быстро рассчитать нужное количество солей, гормонов, витаминов для питательной смеси, а также длительность цикла, количество пересадок и так далее.

Понятно, что когда для растения созданы идеальные условия, то оно развивается хорошо, но что будет, когда его перенесут в естественную среду обитания?

Директор центра объясняет, что для этого нужно приучить саженец жить при меньшей влажности. Здесь помогают либо гидропоника, либо тепличные условия. «Балтика» построила теплицы в Чувашии и взяла этап адаптации растений на себя. Хотя в дальнейшем алтайские специалисты рассчитывают поучаствовать и в нем.

В этом году грант губернатора завершился, но сотрудничество с «Балтикой» продолжится, заверяет Ольга Мироненко. Ее подчиненные будут делать биохимический анализ шишек из образцов найденного в экспедициях дикого хмеля, исследовать потенциал их применения для пищевой и фармацевтической промышленности. Есть очень перспективные образцы с цитрусовым ароматом, который используется для приготовления крафтового пива. В общем, у ученых еще много задач, для решения которых уже построен понедельный план работ до июля 2026 года.

Сейчас АлтГУ заключил договор с компанией из Липецка, для которой из двух образцов хмеля за год надо изготовить 10 тыс. саженцев.

Но алтайские пивовары почему-то пока не интересуются этой темой. Директор центра объясняет их индифферентность сложностью задачи. Чтобы создать один гектар плантации хмеля, нужно вложить 5–7 млн руб. К тому же в крае нет соответствующих агрономов, нет разрешенных к использованию пестицидов. Нужны комбайн для сбора хмеля, сушилка, гранулятор.

Кооператив им. академика С.Н. Хабарова пытается возродить хмелеводство в Майминском районе Республики Алтай, где сохранилась часть оборудования. Но гранулировать хмель они везут в Чувашию. Там эта отрасль считается ведущей в сельском хозяйстве и поддерживается государством.

Справка

Разработанная учеными АлтГУ технология выращивания побегов хмеля позволила уменьшить стоимость тары и питательной среды в 9,5 раза, сократить количество энергии на работу автоклава в 2,6 раза, снизить трудозатраты на 67 %. Меньше стал риск боя тары, вес транспортной партии и, соответственно, стоимость перевозок. Все нововведения защищены подачей заявки на патент.