Откройте холодильник. Если на луковице или винограде появился чёрный налёт — вы смотрите на Aspergillus niger. Он же в составе лимонной кислоты, которая указана на этикетке газировки. Он же произвёл ферменты для сока в картонной коробке. Он же входит в препараты, понижающие холестерин. И он же убьёт вас, если ваш иммунитет достаточно ослабнет.
Чёрный аспергилл — один из самых распространённых грибов на планете. Его споры есть в каждом кубометре воздуха, в любой горсти почвы, на любом континенте, кроме Антарктиды. Под микроскопом он выглядит как крошечный одуванчик: из нити-гифы поднимается шарообразная головка, усыпанная цепочками чёрных спор. Итальянский священник Пьер Антонио Микели, впервые описавший род Aspergillus в 1729 году, увидел в этой форме кропило для святой воды — aspergillum на латыни. Название прижилось.
Гриб неприхотлив до крайности. Растёт при температуре от 6 до 47 градусов Цельсия, переносит кислотность от pH 1,5 до pH 9,8, выживает при концентрации сахара, которая убила бы большинство микроорганизмов. Ему нужны только органика и воздух. Всё остальное — детали.
Лимонная империя
До 1920-х годов лимонная кислота добывалась так же, как во времена шведского химика Карла Вильгельма Шееле, который впервые выделил её в 1784 году: из сока цитрусовых. Главным поставщиком была Сицилия. Остров контролировал мировой рынок почти столетие — с 1826 года, когда британская компания John and Edmund Sturge наладила промышленное производство из итальянских лимонов.
Бизнес оказался настолько прибыльным, что породил организованную преступность. Экономисты Арканджело Димико, Алессия Изопи и Ола Олссон в 2017 году опубликовали в Journal of Economic History исследование, доказывающее связь между лимонными деньгами и возникновением мафии. Сицилийские лимонные рощи требовали постоянного орошения, были уязвимы к заморозкам и краже урожая. Государство — сначала Бурбоны, потом молодое итальянское королевство — не могло защитить собственность фермеров. Те наняли «людей чести» для охраны. К 1880-м годам 2,5 миллиона ящиков сицилийских цитрусовых ежегодно прибывали в один только Нью-Йорк. Мафия контролировала всю цепочку — от рощи до порта.
В феврале 1893 года на железнодорожной станции Термини-Имерезе зарезали Эмануэле Нотарбартоло, бывшего мэра Палермо и директора Банка Сицилии. Он слишком много знал о финансовых схемах, связывавших банк с лимонными баронами. Его убийство стало первым громким преступлением мафии против человека, не принадлежавшего к криминальному миру. Суд длился годами и закончился ничем.
Через двадцать лет лимонную империю уничтожила не полиция.
Миска за пять центов
В 1917 году пищевой химик Джеймс Карри работал над проблемой, которая не давала покоя американским промышленникам. Первая мировая война нарушила поставки из Италии. Цены на лимоны подскочили на 50%. Нужен был альтернативный источник лимонной кислоты.
Карри знал, что некоторые грибы при ферментации сахара выделяют органические кислоты. Он проверил десятки штаммов Aspergillus niger — и обнаружил, что каждый из них работает. Гриб превращал сахар в лимонную кислоту с эффективностью, недостижимой для лимонов. Ключевым условием оказалась кислотность среды: при pH 2,5–3,5 аспергилл подавлял образование побочных продуктов — глюконовой и щавелевой кислот — и выдавал почти чистый цитрат.
В 1919 году бруклинская компания Charles Pfizer & Co наняла Карри и открыла пилотный завод. Процесс назвали SUCIAC — Sugar Under Conversion Into Acidum Citricum. Первые эксперименты шли в жестяных мисках, купленных в лавке за пять центов: Карри выяснил, что чем мельче ёмкость и тоньше слой жидкости, тем больше воздуха получает аэробный гриб и тем выше выход продукта.
К середине 1920-х ферментация победила. Цена фунта лимонной кислоты рухнула с $1,25 до 20 центов. Итальянская монополия, кормившая мафию полвека, перестала существовать. Чёрная плесень сделала то, чего не смогли ни полиция, ни суды: лишила сицилийскую организованную преступность одного из главных источников дохода. Мафия, разумеется, нашла другие — но это уже иная история.
К 1929 году Pfizer стал крупнейшим производителем лимонной кислоты в мире. Годовая мощность достигла 10 миллионов фунтов. Компания освоила глубокую танковую ферментацию: вместо тысяч мелких мисок — огромные чаны с аэрацией и перемешиванием. Этот навык пригодился пятнадцать лет спустя.
Пенициллин из ледяной фабрики
Александр Флеминг открыл пенициллин в 1928 году, но не смог наладить производство. Грибок Penicillium давал слишком мало антибиотика, очистка была кошмаром, а сам Флеминг не верил в практическое применение. Пенициллин оставался лабораторной диковинкой до 1941 года, когда правительства США и Британии бросили вызов фармацевтической индустрии: найти способ массового производства.
Компании выбрали разные стратегии. Merck и Bristol-Myers Squibb работали над структурой молекулы. Pfizer сделал ставку на ферментацию — ту самую, что отточил на аспергилле.
Джаспер Кейн, помощник Карри, ставший к тому времени ведущим исследователем компании, предложил использовать глубокие танки вместо поверхностной ферментации. Руководство колебалось: переоборудование означало остановку производства лимонной кислоты и рибофлавина, приносивших стабильный доход. Менеджер завода Джон Смит сказал Кейну: «Эта плесень капризна, как оперная дива. Выход низкий, выделение сложное, очистка — катастрофа. Подумай о рисках — и о том, что значит потерять двухтысячегаллонный танк».
Pfizer рискнул. Компания купила заброшенную ледяную фабрику в Бруклине, переоборудовала её и 1 марта 1944 года запустила производство. Четырнадцать танков по 7500 галлонов каждый. За четыре месяца выпуск вырос в пять раз по сравнению с планом. К концу 1945 года Pfizer производил больше половины мирового пенициллина.
Девяносто процентов антибиотика, который был у союзников при высадке в Нормандии 6 июня 1944 года, сделали в Бруклине — используя технологию, разработанную для чёрной плесени. Навык, полученный при разорении сицилийских лимонных баронов, спас сотни тысяч солдат от раневых инфекций.
Тёмная сторона
Здоровый человек вдыхает споры аспергилла каждый день — и ничего не происходит. Иммунная система справляется. Но если защита слабеет — после химиотерапии, трансплантации, при СПИДе или тяжёлой вирусной инфекции, — гриб прорастает в лёгких.
Инвазивный аспергиллёз убивает от 40 до 90 процентов заболевших, в зависимости от состояния пациента. У реципиентов костного мозга годовая выживаемость — 25 процентов. Гифы гриба прорастают сквозь стенки сосудов, вызывая кровотечения и некроз тканей. Диагностика сложна: симптомы неспецифичны, а биопсия лёгкого — рискованная процедура для и без того ослабленных больных.
Пандемия COVID-19 показала масштаб проблемы. В реанимациях по всему миру у пациентов на ИВЛ начал развиваться COVID-ассоциированный аспергиллёз — CAPA. В первую волну, с марта по август 2020 года, его диагностировали у 5–30 процентов тяжелобольных. Смертность среди них достигала 52 процентов. В исследовании, опубликованном в журнале Emerging Infectious Diseases, из 186 пациентов с CAPA умерли 97 — большинство в течение шести недель после постановки диагноза.
Та самая плесень, что дала миру дешёвую лимонную кислоту и технологию производства антибиотиков, убивала людей, которых эти антибиотики уже не могли спасти.
Двухмиллионная тонна
Сегодня мировое производство лимонной кислоты превышает два миллиона тонн в год. Девяносто девять процентов — ферментация Aspergillus niger. Ни один лимон не пострадал. Гриб также производит глюкозооксидазу для тест-полосок глюкометров, пектиназы для осветления соков, целлюлазы для текстильной промышленности, фитазу для кормовых добавок. Штаммы аспергилла официально признаны безопасными для пищевого производства — статус GRAS в США, аналогичный в Европе.
При этом Aspergillus niger остаётся патогеном. Не таким агрессивным, как его родственник Aspergillus fumigatus, вызывающий большинство случаев инвазивного аспергиллёза, но способным убить человека с подорванным иммунитетом. Парадокс не в том, что один и тот же организм приносит пользу и вред — это банальность. Парадокс в масштабе: гриб, присутствующий в каждом холодильнике и каждом вдохе, одновременно кормит индустрию на миллиарды долларов и уносит тысячи жизней ежегодно.
Откройте холодильник. Чёрный налёт на луковице — это организм, который разорил сицилийскую мафию, научил Pfizer спасать солдат и ждёт своего часа. Пока ваш иммунитет работает, бояться нечего. Если перестанет — он об этом узнает первым.
📌 Друзья, помогите нам собрать средства на работу в марте. Мы не размещаем рекламу в своих статьях и существуем только благодаря вашей поддержке. Каждый донат — это новая статья о замечательных грибах с каждого уголка планеты!