Три профессии дрожжей

Три профессии дрожжей

Недавно в одной столичной газете промелькнуло любопытное сообщение, которое, впрочем, легко могло быть вымыто из памяти рядового читателя потоком более важных новостей...

Западногерманский ученый Макс Верен, изучая захоронения 1200 года до нашей эры, обнаружил в числе прочего хлебную закваску. То, что еще в бронзовом веке люди умели выпекать кислый хлеб, никакая не новость. Схожий с нашим хлеб, дрожжевой, не какие-нибудь там пресные лепешки, ели еще четыре тысячи лет назад. Интересно другое. Анализ найденных Вереном образцов закваски показал, что она соответствует современным хлебопекарным требованиям.

Как все-таки могла попасть хлебная закваска в могилу? Древние, наверное, почитали хлеб, он играл какую-то роль в их верованиях, в их представлениях о загробной жизни. И они его помещали в захоронение вместе с другими предметами, которые были дороги покойнику либо могли ему пригодиться в потустороннем мире...

Нам, людям конца XX столетия, избалованным следующими одно за другим ошеломляющими открытиями и изобретениями, полезно знать, что откуда и когда пошло. Чтоб не думалось, что в прошлые эпохи на планете царил «сплошной каменный век».

Мы можем законно гордиться биотехнологией. Она уже много умеет, а сулит человечеству в недалеком будущем достаток пищи для всех и всякие иные блага. Но вот ученые говорят, что биотехнология не вдруг возникла, ее начатки восходя- к тем временам, когда человек заостренной палкой впервые копнул землю, чтобы посеять первые семена, и когда он одомашнил первое животное. Квашение молока и овощей, приготовление сыра — чем не биотехнология? А эти продукты человек знал, едал, быть может, десять тысяч лет назад. Выращенное зерно на первых порах размачивали, ели в виде каши. Потом стали растирать его с помощью камней и из полученной таким образом муки пекли пресные лепешки. Наконец, стали заквашивать тесто и выпекать настоящие хлебы. Кто, где и когда додумался первым использовать брожение для выделки геста, для варки пива и виноделия — это, видимо, так и останется тайной. Впрочем, древние греки верили, что приготовлять вино их научил бог Дионисий...

А какой бог надоумил людей приготовлять закваску для выпечки хлеба? Скисание молока можно наблюдать каждодневно — то, что это работа молочнокислых бактерий, знать необязательно. А то, что тесто может подниматься, расти в объеме, подглядеть труднее.

Первоначально, считают ученые, древние египтяне использовали при выпечке хлеба и варке пива естественный процесс брожения, вызываемый дрожжами, обитающими в воздухе, на кожуре фруктов, на зернах пшеницы. А потом в Египте постигли ремесло приготовления чистых или почти чистых культур дрожжей. Хорошую закваску берегли, долго хранили. Но кто был изобретатель дрожжевой закваски? Что послужило ему толчком для воплощения новой идеи?..

Дрожжи принадлежат к тому же неохватному, необозримому царству грибов, что и плесени. Науке пока что известно около пятисот видов дрожжей. Первым узрел воочию и зарисовал дрожжевые клетки Левенгук, исследуя с помощью одной из своих линз каплю пива.

Он послал свое описание и рисунки в 1680 году секретарю Королевского общества Томасу Гейлу. «Одни из них, — писал голландец, — показались мне совершенно круглыми, другие были неправильной формы, некоторые имели более крупные размеры и состояли из двух, трех или четырех вышеупомянутых частиц, соединенных вместе. Были и такие, которые включали шесть шариков, они-то и составляют целую глобулу дрожжей». Далее Левенгук поясняет, что наблюдаемая им картина «была такой же ясной, как если бы я невооруженным глазом видел очень маленький прозрачный пузырек...».

Да, хорош был, весьма хорош для своего времени микроскопиум Антони ван Левенгука! Хотя дрожжевые клетки далеко не самые малые в мире незримых, но ведь размер их колеблется от 6 до 12 микрометров (микрометр — одна миллионная доля метра).

И все-таки науке после наблюдений Левенгука понадобилось еще почти два века, чтобы открыть причинную связь между брожением и дрожжами. Это сделал Луи Пастер. В 1876 году он издал книгу «Очерки о пиве». В ней он доказал, что брожение — процесс энергетический, заменяющий дыхание тем организмам, которые не нуждаются в кислороде либо вовсе его не переносят, то есть анаэробам. «Брожение есть жизнь без воздуха!» — провозгласил Пастер. Он доказал, что брожение, при котором сахар превращается в спирт и двуокись углерода, поставляет энергию, потребную дрожжевым клеткам взамен кислорода.

Возможно, что человек впервые прибег к услугам микроорганизмов, воспользовавшись брожением. Не зная при этом, конечно, чем или кем это явление вызвано. В одном научном издании я даже прочел и такое: «Можно считать, что дрожжи — древнейшие из культивируемых человеком растений». Разумеется, у меня нет никаких оснований оспаривать это утверждение. Но являются ли грибы, к которым относятся и дрожжи, растениями? По этому поводу возникли в среде ученых споры. Многие специалисты считают, что грибы представляют собой особое царство, поскольку они наделены чертами, присущими и животным и растениям.

Однако дрожжи, какие бы ни велись споры, дрожжами остаются... Русское их название происходит от корня, близкого к таким понятиям, как «дрожь», «дрожать»; имеются в виду, конечно, бродящие, вспенивающиеся жидкости. Есть в русском языке и слово «дрождяник», в наше время почти не употребляемое, а некогда имевшее два смысла: сосуд для хранения дрожжей; человек, изготовляющий или продающий дрожжи.

Без дрожжей настоящий хлеб не испечешь. Это всякий знает. Дрожжевые клетки вызывают в тесте спиртовое брожение. Появляющиеся при этом пузырьки углекислого газа разрыхляют тесто, образуют пористый воздушный мякиш. А спирт улетучивается.

Хлеб всегда главенствовал на столе у русского человека. Никакая трапеза у русских без хлеба не обходилась и доселе не обходится. Хлебное поле испокон было на Руси главнейшим. Рожь или пшеницу — из других злаков хлеб не выпекают — хлебопашец убирал со своей полоски до последнего колоса, вымолачивал до последнего зернышка, хранил в сухих, защищенных от непогоды и морозов закромах. За пренебрежение к куску хлеба в семье строго наказывали.

Простецкое вроде бы дело — хлеб испечь. Мука, вода, дрожжи, ну и соли немного. Но нет, это вам не овсяную кашу сварить. Дрожжи дрожжами, а умение пекаря, его любовь к хлебу решают: быть хлебу хлебом или малосъедобным его подобием.

...Из детских воспоминаний. Мама высаживает на длинной деревянной лопате в раскаленное чрево русской печи большие круглые хлебы. Мы, четверо сорванцов, стараемся в такой «выпечной» день держаться от мамы подальше: шлепки ее увесисты, попробуй сунься со своим неотложным делом. И лишь когда хлебы вынуты из печи и у мамы делается довольное лицо— они вышли!—тут уже можно теребить ее безбоязненно.

Не так давно «Правда» напечатала большой очерк о московском пекаре Юрии Кузьмиче Азарском. Где только не побывал этот человек! Налаживал нормальную выпечку в Благовещенске, и в Хабаровске, и на Сахалине. Согласился поработать и в Антарктиде, на станции Мирный. Труд его на Шестом континенте отмечен грамотой, подписанной президентом Академии наук СССР и министром морского флота. Но грамота грамотой, а главное то, что вкус хлеба, выпеченного Азарским в Антарктиде, постоянно вспоминают.

Горожане теперь, как кажется, и думать забыли о хлебе домашней выпечки. Пекарни уступили место хлебозаводам, где уже говорят не о выпечке, а о производстве.

В Москве, в Ленинграде, в других крупных городах возведены хлебозаводы-автоматы. Здесь людей заменяют дозаторы, отмеряющие порции муки, воды, дрожжей, соли. Тесто приготовляют месильные машины. Есть аппараты для брожения. На поточных линиях трудятся тестоделительные, тестоокруглительные, тестозакаточные машины. Да и сами печи уже не печи, а конвейеры. Все стадии хлебопечения автоматически контролируются многочисленными приборами.

На обычных хлебозаводах, не автоматизированных, тоже много машин. Но вкусен ли хлеб, выработанный («выпеченный» тут как-то не подходит) с помощью механизмов, пришедших на смену даже и маминым рукам? Непростой вопрос. Тут надо руководствоваться собственным вкусом. В городе, где я живу, в Ленинграде, продают хороший хлеб. Если его не помяли при перевозке и не дали ему зачерстветь в булочной... Вкусный хлеб в Москве, в Таллинне, в Риге. Особенно хороши сорта ржаного в этих городах. В Киеве — отменный белый хлеб. Про другие города не знаю. Во всяком случае, у «машинного» хлеба сохраняется его удивительное свойство, которое отличает хлеб среди всех других продуктов питания: он не приедается. И среди той половины человечества, которая потребляет хлеб каждодневно (другая половина питается рисом), вряд ли найдется хоть один, кому придет в голову мысль, что хлеб надо чем-то заменить.

Однако вот что любопытно. Против хлеба, выпускаемого большими заводами, серьезных возражений не услышишь, если пекари (а профессия эта сохраняется) делают свое дело на совесть. Но многим все-таки хочется подового хлеба, испеченного в обыкновенной печи. Хочется очень часто тем, которые не едали, в глаза не видали такого хлеба, знают о нем только по рассказам старых людей. И в некоторых странах, в том числе и в нашей, то тут, то там стали возникать малые пекарни, где свежий теплый хлеб продают тут же, на месте выпечки.

Не удивительно ли, что во Франции 85 процентов хлеба выпекается в маленьких пекарнях, где работают сплошь и рядом один - два человека, зачастую муж и жена! В Париже таких пекарен-булочных множество. В них выпекают багеты — батоны длиною в три четверти метра с хрустящей корочкой, которые особенно любят французы, булочки, даже ржаной хлеб. Корреспондент «Известий», рассказывая на страницах газеты об одной такой парижской пекарне-булочной, говорит, что ее хозяева встают в три часа ночи, чтобы к семи без четверти, когда открывается торговля, успеть испечь в электрической печи хлеб. Хозяину приходится простаивать у этой печи по двенадцать часов в сутки.

Во Франции есть и крупные хлебопекарные заводы. Но они поставляют свою выпечку преимущественно в гостиницы, в рестораны и большие магазины. А большинство французов предпочитают ходить в маленькие пекарни: хлеб там подороже, нежели в универмагах, но зато он свежайший, теплый и корочка лучше хрустит.

Рецепт хлеба, поясняют парижские пекари, остается во Франции неизменным по крайней мере с VIII века, когда в стране появились первые булочные. Он весьма прост, этот рецепт: мука, вода, соль и дрожжи.

Да ведь и другие народы едят хлеб, выпекаемый по такому же рецепту, придуманному десятки веков назад. Хлеб, он хлеб и есть. Он устойчив против капризов моды. Это не платьице, не головной убор...

Хлеб и дрожжи. Дрожжи и хлеб... Одного лишь участия в приготовлении главного продукта питания человека хватило бы дрожжевой клетке, чтобы прославиться, как прославлены прирученные нашими далекими предками лошадь, верблюд, овца, собака. Ведь и дрожжи, подобно домашним животным, на протяжении тысячелетий служат неизменным спутником, помощником человека. Они лишь незримы. Человек «одомашнил» их, не подозревая об их существовании.

Выпечка хлеба, приготовление вина и пива, производство спирта... В новые времена дрожжи обрели еще одну профессию, уже не связанную прямо с брожением. При их помощи сделаны крупные открытия в разных областях биологии. Они служат моделью эукариотической клетки, то есть клетки, наделенной ядром. С нею работают цитологи, изучающие строение и функции клеток, генетики, которых интересуют тайны наследственности. На дрожжевых клетках выполнены первые исследования по радиобиологии — о действии всех видов ионизирующих излучений на живые организмы и их сообщества.

Дрожжевая клетка сделалась одним из главных действующих лиц современной биотехнологии.

В словаре можно вычитать, что биотехнология — это использование живых организмов в производстве. В этом сухом определении кроется нечто такое, что еще полвека назад показалось бы порождением фантазии.

Подумать только. Каждая живая клетка — а их мириады, — вторгшаяся по воле человека в технологию, работает как крошечная и весьма совершенная биохимическая фабрика; в то же время она, эта фабрика, служит в производстве и сырьем, и конечным продуктом! Конечный продукт — безотходная биомасса. В питательную среду вносится затравка — небольшое количество жизнеспособных клеток — от 2 до 10 процентов конечного урожая. Дальше под контролем датчиков, которые следят за происходящим в чреве реактора вплоть до скорости вращения мешалки и количества пены, начинается безудержный рост исходной продукции. При этом человек ухитряется еще убыстрить скорость деления клеток. Так, например, время роста одного поколения дрожжей из рода кандида — восемьдесят минут. Долго!.. И в лаборатории советские исследователи стали «тренировать» отобранную партию микробов. На «обучение» потратили сотни часов. И дрожжи стали давать новые поколения каждые семнадцать минут — почти в пять раз быстрее! Такие скорости роста у дрожжей, да и вообще у эукариотов, обладающих клеточным ядром, никогда не наблюдались. Что произошло с дрожжевой клеткой, как она переналадила свой механизм, придав ему пятикратное ускорение, — это еще предстоит выяснить ученым.

Три группы микроорганизмов главенствуют в современной биотехнологии — плесени, лучистые грибки (актиномицеты) и дрожжи. С плесенями и актиномицетами мы еще познакомимся — они вырабатывают преимущественно лекарства. У дрожжей не такая узкая специализация: в услужении у человека — сто пятьдесят видов этих микроорганизмов; плесеней же в биотехнологии представлено лишь пять видов. Американцы называют дрожжи «рабочей лошадкой» биотехнологии.

Крупнейшее достижение нашей отечественной биотехнологии — создание промышленного производства кормовых дрожжей.

Что дрожжи могут служить не только для выпечки кислого хлеба, для пивоварения, виноделия и получения спирта — это люди постигли не так уж давно. В Германии во время первой мировой войны стала ощущаться нехватка продовольствия. И немецкие химики обратились к пивным дрожжам. Был разработан способ их выращивания в больших количествах. И дрожжами, содержащими много белка, удалось заменить более половины продовольствия, закупаемого Германией до войны в других странах. Дрожжи добавлялись преимущественно в колбасы и супы. Во вторую мировую войну дрожжи также использовались немцами для обогащения пищи белками.

После второй мировой войны этот продукт питания был на недолгое время забыт, видимо, из-за дороговизны производства. Пивные дрожжи продолжали использовать, используют и теперь в медицине. Их назначают больным, страдающим, например, от фурункулеза.

«Дрожжевой бум» возобновился в начале 60-х годов. Но теперь дрожжи стали выпускать в больших количествах уже не в качестве пищевого продукта, а в виде кормовой добавки для скота. Выгоднее оказалось преобразовывать дрожжи в молоко и мясо...

Вот вам и третья профессия дрожжей...

Чтобы удешевить продукты биотехнологии, ученые изыскивают наиболее подходящий корм для самих микробов. Хочешь, чтобы живые фабрики росли и размножались как можно быстрее, — подбери подходящую для них пищу. Задача не из простых. У микробов, как и у других живых созданий, вкусы разные. Одни довольствуются солями углерода, фосфора, азота, другим подавай сложные органические соединения. Тут ничего не поделаешь — овцу и поросенка не будешь ведь выкармливать из одного корыта. Но если вкусы овцы и поросенка нам хорошо известны, то потребности разных видов микробов еще надобно изучать. А попадаются среди них такие привереды, что только руками разведешь.

Например, бактерии из рода гемофилов (в буквальном переводе «кроволюбы»), способные производить некоторые важные ферменты, размножаются только на бульоне из сердечно-мозгового вещества с некоторыми добавками, тоже весьма деликатесными. В лаборатории, где работают с малым количеством бактерий, такой бульончик еще можно приготовить. В меню разных микробов входят соевая мука, кукурузный крахмал, картофель, рыба, говядина. Все это в лаборатории.

Ну а когда речь о промышленном производстве?..

Попробовали кормить дрожжи отходами лесной и бумажной промышленности, в частности опилками, а также лузгой подсолнечника, картофельными очистками, соломой. Получается!..

Дрожжи участвуют в производстве лекарств и витаминов, ферментов и различных органических кислот.

Ну а можно ли потреблять дрожжи непосредственно в пищу? На это мне скажут: да ведь немцы в военные годы ели и суп, и колбасу из дрожжей. Но тогда было не до тонкостей. И Вильгельму, и Гитлеру хотелось добиться скорой победы в первой и второй мировых войнах. И хоть как-то надо было прокормить население, в первую очередь тех, кто работал на заводах, выпускающих оружие. А дрожжи — это белки, они особенно нужны тем, кто занят тяжелым физическим трудом.

Сейчас — иное дело. Дрожжи, которые идут в пищу, не должны содержать никаких примесей, которые, даже предположительно, могли бы повредить человеческому организму. И, скажем, выращенная на нефти дрожжевая масса не рекомендуется в качестве пищевого продукта. Но дрожжевая биомасса, добытая иным способом, может служить продуктом питания или пищевой белково-витаминной добавкой.

И можно не сомневаться, что дрожжи в недалеком будущем станут не только источником брожения.