Книга: Следопыты в стране анималькулей

Верные спутники

Это случилось очень давно, быть может три — четыре тысячи лет назад.

Египетская женщина готовила еду для своей семьи.

В маленькой клетушке, пристроенной к стене глинобитной хижины с плоской крышей, хранятся ячменные зерна — основное достояние египетского крестьянина, его радость и надежда на будущее. С помощью ручной мельницы с двумя тяжелыми каменными жерновами можно превратить эти зерна в муку грубого помола, а потом замесить пресное тесто для ячменных лепешек. И женщина спешит с глиняным кувшином к колодцу. Внутрь колодца ведут винтообразно расположенные каменные ступеньки.

Но что это? Почему так тревожно забилось сердце, отчего вдруг ослабли привычные к работе руки?

Всем своим телом ощутила женщина, что со дна колодца уже не тянет обычной свежестью. Случилось то, чего она с тайным страхом ожидала давно: вода иссякла, колодец высох. Грозный шему — засушливый, знойный период года — сделал свое дело.

Быть может, у соседей колодцы еще не высохли и добрые люди одолжат немного бесценной влаги? Но времени нет — вот-вот придут голодные, уставшие муж и сыновья.

И отчаяние подсказывает неожиданный выход. Вон там, у забора, в амбарчике, похожем на улей, стоит глиняный сосуд, в котором бродит молодое вино. Что, если попробовать замесить на нем тесто? Быть может, лепешки не будут слишком противны на вкус?

Раздумывать некогда, и женщина замешивает тесто на мутном виноградном соке, от которого уже тянет слабым запахом спирта. Дальше она делает все так, как делали ее деды и прадеды.

Прежде всего надо разогреть хлебную печь, которая устроена здесь же, во дворе, под навесом. Это круглое углубление из обожженной глины с приподнятыми над землей краями. Углубление накрыто сверху глиняной крышкой в форме колокола.

Какая странная, убогая печь! Но по тем временам она была последним словом печной техники.

Ученые-археологи, производя раскопки в местах стоянок доисторических людей, установили, что примерно пятнадцать тысяч лет назад, когда появились первые оседлые поселения, люди научились выращивать хлебные злаки. Собранные зерна съедали сырыми. Потом стали дробить их между двумя камнями.

Прошла, быть может, не одна тысяча лет, прежде чем кто-то попробовал поджарить зерна и нашел, что они от этого стали вкуснее. Миновали новые тысячелетия, и из дробленых зерен научились варить кашу. И только сравнительно недавно, несколько тысяч лет назад, появилось подобие хлеба — пресные лепешки. Но печей еще не было, и лепешки пекли на раскаленных камнях, а позже — между двумя плоскими глиняными досками.

А женщина древнего Египта уже имела в своем распоряжении такое сравнительно сложное сооружение, как специальную хлебную печь.

Вот она вновь берется за тесто и убеждается с удивлением, что его стало больше, оно вспучилось и издает кисловатый запах. Неужели зря истрачена драгоценная мука?

Лепешки все же раскатаны и испечены. С горькой досадой отламывает женщина кусочек, кладет его в рот и… на лице женщины крайнее изумление.

Да и как не изумиться такому чуду? Ведь прежде даже самая лучшая пресная лепешка из ячменя была безвкусна, тяжела и груба настолько, что застревала в горле, а лепешка, замешенная на забродившем виноградном соке, оказалась легкой, пористой, приятного вкуса и аромата.

Остались довольны лепешками вернувшиеся с работы мужчины. Попробовали лепешки соседи и тоже одобрили. Теперь уже все хозяйки в селении стали замешивать муку на забродившем виноградном соке. Потом заметили, что тесто поднимается еще лучше, если пользоваться не виноградным соком, а осадком, взятым со дна бродильного сосуда.

Ничего еще не зная о существовании микробов, люди стали ими пользоваться для получения хорошего хлеба.

Быть может, рассказанная выше история произошла не совсем так, но это и неважно. Ведь нечто подобное могло случиться не один раз и в различных местностях. Важно другое: новый способ приготовления хлеба на дрожжах стал важным событием в истории человечества, так как дал незаменимый продукт питания.

Ныне любая домашняя хозяйка знает, что для приготовления хлеба нужно замесить муку, прибавить в нее дрожжи и подождать, пока тесто увеличится в объеме, или, как обычно говорят, «подымется». Казалось бы, все очень просто. А между тем превращение муки в тесто — это ряд очень сложных химических преобразований, которые совершаются при содействии различных микробов.

Мука сама по себе содержит немало микробов. Так, например, в каждом грамме ржаной муки ученые обнаружили более тридцати тысяч микробов. Среди них есть и бактерии, вырабатывающие молочную кислоту. Как только муку смочат водой, молочнокислые бактерии начинают свою работу. Они поглощают сахар, содержащийся в муке, разлагают его, накапливают в тесте молочную кислоту.

Однако полакомиться сахаром любят далеко не одни только молочнокислые бактерии. Тесто — прекрасная пища для множества микробов, которые носятся в воздухе вместе с мучной пылью. С того самого момента, как тесто замешено, в нем разгорается борьба невидимок за место и пищу. И от того, какие микробы возьмут верх — полезные или вредные, — зависит качество хлеба.

Хороший, пористый, вкусный хлеб получается благодаря жизнедеятельности молочнокислых бактерий и дрожжевых грибков. Значит, надо помочь их развитию в тесте. К этому, собственно, и сводится искусство хлебопечения.

Молочнокислые бактерии есть в муке. Дрожжевые клетки могут попасть в тесто из воздуха. Но, пока они успеют размножиться, место будет занято: в тесте разовьются микробы, вызывающие гниение. Поэтому при замешивании теста в него сразу же вносят свежие дрожжевые грибки: ведь в большом числе им уже легче отвоевывать себе место. Помогают в этом и верные союзники дрожжей — молочнокислые бактерии.

Тесто держат в тепле. Это содействует развитию микробов-друзей. В теплоте они быстро размножаются и помогают друг другу.

Дрожжевые клетки превращают крахмал в сахар, который поддерживает существование молочнокислых бактерий.

Молочнокислые бактерии выделяют кислоту, убивающую гнилостных бактерий и других микробов-вредителей. А на дрожжи молочная кислота не действует. Дрожжи сами потребляют в пищу часть молочной кислоты. И это очень важно для молочнокислых бактерий, так как они выделяют кислоту непрерывно. Если бы не дрожжи, то очень быстро наступил бы момент, когда молочнокислые бактерии сами погибли бы в выделенной ими кислоте.

Дрожжи вырабатывают еще витамины, которые необходимы бактериям. А сами дрожжи под защитой молочнокислых бактерий бурно размножаются и быстро разлагают весь оставшийся в тесте сахар на спирт и углекислый газ.

Тесто постепенно приобретает кисловатый вкус, а в его толще скапливается пузырьками углекислота. Пузырьки газа «поднимают» тесто, оно становится пористым. Когда тесто помещают в жаркую печь, то содержащийся в тесте спирт также переводится в газообразное состояние. Это еще больше увеличивает пористость испеченного хлеба.

Несколько по-иному происходит брожение в тесте из ржаной муки. Но и здесь оно возможно лишь благодаря жизнедеятельности бактерий и грибков. Таким образом, хлеб, который мы едим ежедневно, не может быть выпечен без помощи обитателей страны невидимок.

Совместная работа молочнокислых бактерий и дрожжевых грибков в толще хлебного теста — один из примеров взаимопомощи в мире микробов. Молочнокислые бактерии и дрожжевые грибки выступают здесь как сообщество микробов, в котором главную роль играют грибки, а подсобную — бактерии. А бывает и так, что они меняются ролями. Есть огромная область, где молочнокислые бактерии господствуют почти безраздельно.

Рассказ об их замечательных делах можно начать с… квашеной капусты.

Чтобы заквасить капусту, ее измельчают и укладывают в бочку как можно плотнее. При этом добавляют немного соли и обычно думают, что именно соль предохраняет капусту от порчи. На самом деле соль нужна для того, чтобы ускорить выделение из капусты сока, содержащего сахар. Сок выделяется и вскоре начинает бродить, так как в нем размножаются молочнокислые бактерии.

Но как могут они жить в капустном соке?

Дело в том, что существует две группы молочнокислых бактерий. Одни живут в молоке и сбраживают молочный сахар, другие поселяются на поверхности растений и сбраживают сахар растительных соков. Каждая группа, в свою очередь, делится на бактерий, обладающих различными свойствами.

Есть молочнокислые бактерии, сбраживающие лишь молочный сахар или живущие только в хлебном квасе. Есть особые молочнокислые бактерии кислых огурцов, а есть и такие, что специально приспособились к жизни в капустном соке.

Но результат работы всех этих бактерий одинаков: в молоке, в квасе, в огуречном и капустном рассоле они образуют молочную кислоту.

В капустном соке много сахара. Перерабатывая этот сахар в молочную кислоту, молочнокислые бактерии препятствуют развитию гнилостных микробов. Молочная кислота постепенно накапливается в заквашенной капусте, и она приобретает особенный вкус и аромат.

А когда кислоты накопится очень много, то прекращается также и развитие самих молочнокислых бактерий. Но теперь в кислой капусте уже никакие бактерии не будут размножаться. Опасность представляют только плесневые грибки, которые не боятся кислоты. Но грибам нужен воздух, а заквашенная капуста лежит плотным слоем, под грузом. Поэтому плесень может появиться только на самой поверхности заквашенной массы.

Подобным же образом сохраняются свежие корма для животных. Ведь квашеная капуста — это то же самое, что в сельском хозяйстве известно под названием силоса. Только для силоса чаще пользуются не капустными листьями, а другими растениями, содержащими сахар: подсолнечником, кукурузой, ботвой сахарной свеклы. И заквашивают силос не в бочках, а в громадных башнях или специальных траншеях и ямах.

Силос — это театр военных действий самых разнообразных микроорганизмов. В каждой силосной башне постоянно кипит, бьет ключом скрытая жизнь.

На поверхности растений всегда много микробов. Все они попадают в силос. В результате в каждом грамме силосной массы десятки миллионов разных бактерий, а молочнокислых среди них только единицы. Чтобы полчища вредных микроорганизмов были побеждены единичными бактериями молочнокислого брожения, надо создать для последних особо благоприятные условия. Это достигается правильной укладкой силоса.

Если силос плохо утрамбован, он испортится, так как при доступе воздуха размножатся гнилостные бактерии и плесневые грибки. В слишком плотно уложенном силосе разовьются бактерии, превращающие сахар в масляную кислоту, которая также портит силос, придает ему прогорклый вкус. Зато в правильно уложенном силосе, особенно когда в нем много сахаристых веществ, создаются необходимые условия для быстрого размножения молочнокислых бактерий. Уже через три — четыре дня они по численности обгоняют всех остальных микробов вместе взятых.

Чтобы помочь молочнокислым бактериям, в силос добавляют специальные закваски. Приготовляются закваски из активных молочнокислых бактерий, выделенных и размноженных микробиологами в лабораторных условиях.

Но вот силос готов. Слой за слоем его вынимают из башни и дают в корм сельскохозяйственным животным, главным образом молочному скоту. Животные поедают силос охотно. Он вкусен, сочен, питателен, в нем много витаминов.

Казалось бы, на этом роль молочнокислых бактерий окончена. Но это не так. Приготовив прекрасный корм для животных, бактерии в дальнейшем помогают усвоению корма.

В кишечнике животных обитает много различных микроорганизмов. Они содействуют пищеварению — разлагают наиболее грубые части растительных тканей. Однако в кишечнике животных наряду с полезными есть еще гнилостные и другие вредные микробы. Они выделяют яды, которые попадают в кровь и постепенно отравляют организм. Вот тут-то и вступают в дело молочнокислые бактерии. Развиваясь в кишечнике животных, они выделяют молочную кислоту и тем самым задерживают развитие вредных микробов. В результате животные меньше болеют, быстрее растут, лучше усваивают корм, дают больше молока.

Первые струйки молока готовы уже брызнуть из набухшего вымени коровы, а молочнокислые бактерии тут как тут. Одни притаились на поверхности вымени, на шерсти животного, другие носятся на пылинках в воздухе скотного двора.

Молоко — лакомая пища для многих бактерий. А там, где обитают животные, их всегда очень много. Поэтому оградить молоко от проникновения в него микробов практически невозможно.

Молоко считается чистым, если в каждом кубическом сантиметре сразу же после дойки находится менее тысячи микроорганизмов. Обычно их бывает больше. Через три часа после дойки в молоке находят более двухсот тысяч бактерий на каждый кубический сантиметр, а через четыре часа — уже до шестидесяти миллионов.

Предотвратить бурное размножение микробов в молоке можно только одним способом — пастеризацией. Так и делают, когда хотят сохранить молоко в свежем виде. Но в те времена, когда способа пастеризации еще не знали, микробы в молоке размножались беспрепятственно. И все же люди сохраняли молочные продукты длительное время. В этом им помогали молочнокислые бактерии. Ведь дело не в том, много или мало микробов в молоке, а в том, какие там микробы — полезные или вредные.

В благоприятных условиях одна молочнокислая бактерия за сорок восемь часов может дать поколение в 500 000 000 000 себе подобных. В молоке быстро накапливается молочная кислота, которая препятствует развитию вредных микробов. А белковая часть молока под действием кислоты свертывается и выпадает в виде сгустка. Получается всем известная простокваша, а сверху отстаивается слой молочного жира в виде сметаны.

Кисломолочные продукты — один из величайших даров природы. Человечество пользуется ими с древнейших времен, наверное, намного раньше, чем хлебом. Для многих кочевых народов молочные продукты составляют основу питания. Можно сказать, что молочнокислые бактерии буквально спасли эти народы от голодной смерти.

Кефир на Кавказе, мацун и мацони в Закавказье, катык у калмыков, донское кислое молоко, арык бурятов, кумыс у татар и киргизов, ягурт у болгар, айран у казахов — все это плоды работы молочнокислых бактерий.

Родина кефира — горные местности Кавказа. Для приготовления кефира молоко заквашивают так называемыми кефирными зернами. Они состоят из молочнокислых микробов и особых кефирных дрожжей, которые образуют в этом древнем напитке спирт и углекислый газ.

Грузинская простокваша мацони и армянская мацун приготовляются из кипяченого молока буйволицы, козы или коровы. Заквашивается такая простокваша смесью молочнокислых бактерий и дрожжей.

Особым вкусом отличается кумыс — кислое молоко кобылицы. Для получения кумыса также пользуются особой закваской из молочнокислых бактерий и дрожжей. По описаниям Геродота, древнегреческого историка, способ приготовления кумыса и его целебные свойства были известны еще древним скифам.

Благотворное действие на человеческий организм кисломолочных продуктов привлекло внимание Ильи Ильича Мечникова. Посвятив последние годы своей жизни изучению причин старости, он пришел к выводу, что в преждевременной старости повинны бактерии, которые живут в кишечнике человека и своими ядовитыми выделениями постоянно отравляют организм.

Но как уничтожить этих вредоносных квартирантов?

Вот тут-то Мечников и вспомнил, что безвредные для человека молочнокислые бактерии являются злейшими врагами микробов, вызывающих гниение. Не в этом ли скрыта разгадка долголетия многих людей в странах, где кислое молоко является одним из основных продуктов питания?

«Надо, — решил Мечников, — регулярно употреблять в пищу кислое молоко. Молочная кислота будет угнетать гнилостные микробы, парализует их вредное действие».

Наиболее подходящей для этой цели Мечников считал болгарскую простоквашу — ягурт — и сам несколько лет питался почти исключительно этим продуктом.

Позже было установлено, что болгарская палочка не приживается в кишечнике человека. Но сама идея Мечникова была плодотворной, и ее не забыли. Ученые отыскали такой вид молочнокислых бактерий, которые приспособлены к жизни в кишечнике человека и животных. Эти бактерии получили название ацидофильных. С их помощью стали готовить особую простоквашу — ацидофилин.

Но кислое молоко — это лишь первичный результат работы молочнокислых бактерий. Если простоквашу отжать, отделить от сыворотки, получится творог. Это тоже ценный продукт питания. Чтобы сохранить его, уберечь от нападения плесневых грибков, творог стали присаливать и спрессовывать. Так был получен самый примитивный и, наверное, самый древний сыр — брынза.

Тысячи лет готовили сыр кустарным способом. Делали это наугад. И, конечно, в сыр попадали не только молочнокислые, но и другие бактерии. Поэтому сыр часто портился, а в других случаях неожиданно приобретал приятный, острый вкус и аромат.

Каждый такой случай запоминали и в дальнейшем старались соблюдать условия, которые однажды позволили получить сыр лучшего качества.

Было, например, замечено, что сырную массу полезно подогревать один и даже два раза. И так стали делать, хотя не понимали, почему подогревание приносит пользу. Производство сыра вообще казалось процессом загадочным, малопонятным.

Лишь четверть века назад микробиологи узнали тайну сырной головки. И все загадки сразу рассеялись. Оказалось, что в период обработки и созревания сырной массы в ней сменяют друг друга многочисленные поколения микроорганизмов. Живут они сообществами и по мере созревания сыра одно сообщество микробов уступает место другому.

Подогревание сырной массы до 59 градусов вносит в этот естественный порядок существенную поправку. Оно задерживает развитие обычных молочнокислых бактерий, но зато расчищает место для теплолюбивых бактерий — сырных палочек. Резкая смена микробного населения также резко изменяет и качество сыра. В данном случае получается сыр типа советского или швейцарского. Если же вторичное подогревание сырной массы довести только до 40 градусов, то резкой смены микробного населения не будет, и сыр получится другого вкуса и аромата — латвийский или голландский.

Всего этого не могли знать сыроделы прошлого, но практический опыт подсказывал, как надо поступать, и они хотя и ощупью, но отыскивали правильный путь.

Из поколения в поколение передавались лучшие рецепты приготовления сыра. Из поколения в поколение эти рецепты совершенствовались. Люди научились из обычного молока приготовлять сыры, различные по внешнему виду, цвету, вкусу и аромату. Сыроварение превратилось в особую отрасль промышленности.

Так из глубины веков сопровождают повсюду человека крошечные могущественные невидимые, но вездесущие молочнокислые бактерии. Они — наши верные спутники и помощники.

Проникнув в скрытые процессы, происходящие в тесте, кислом молоке, квашеных овощах и силосе, в сырной массе и при сбраживании кваса, ученые получили возможность вмешиваться в ход этих процессов. Кисломолочные продукты готовятся ныне по рецептам, предупреждающим случайности и неудачи.

Микробиологи выделили и размножили чистые культуры дрожжей и различных молочнокислых бактерий. На хлебозаводах всегда есть свежие дрожжи, свободные от примеси других микроорганизмов.

Простокваша, кефир, ацидофилин, кумыс готовятся на молочных заводах с помощью заквасок из заранее отобранных и проверенных бактерий.

А на сыроваренных заводах можно найти целую коллекцию заквасок. Каждая состоит из сообщества микробов, вырабатывающих сыр определенного сорта.

Питомники микробов есть на любом заводе, где пользуются услугами невидимок.

Подобных заводов тысячи. Если мы совершим короткое путешествие лишь по некоторым из них, перед нами откроется еще одна сторона деятельности микроорганизмов — их работа в химической промышленности.

Можно ли простые дрова превратить в сахар и спирт, из картофеля получить сок лимонов, ананасов, яблок и груш, из кукурузы — взрывчатые вещества, а из ржаной муки — искусственный каучук?

Многие, наверное, скажут, что таких чудес на свете не бывает. А между тем все эти чудесные превращения совершаются в действительности, в стране невидимок.