Из прошлого консервов. Различные способы консервирования. Какая разница между консервами и пресервами. Изменение пищевой ценности консервированных продуктов. Несколько слов о пищевых концентратах. Ньютон, консервы и… сублимационная сушка.

Из прошлого консервов

Сейчас у нас в стране производится около 750 наименований различных консервов и около 200 наименований концентратов. Консервированные продукты прочно вошли в обиход, даже многие хозяйки с успехом занимаются консервированием дома.

Для человека, для его здоровья, для облегчения его быта работают консервные предприятия и комбинаты пищевых концентратов большой мощности — отдельные из них выпускают более миллиона банок консервов в день. А знаете ли вы, что первая банка консервов, изготовленная промышленным способом, появилась 150 лет тому назад? Путь от первой банки консервов до промышленного производства был долог, как путь всякого открытия, от первого удачного опыта — к широкому внедрению в повседневную жизнь.

Еще более долгим был путь к этой первой банке. У древних индейцев, населявших Южную Америку, существовала еда под названием «пеликан», и это уже был своего рода концентрат. Приготовлялся он из высушенного на солнце мяса, растертого между камнями, с добавлением некоторых приправ, в том числе меда и ягод; эту смесь потом прессовали и хранили в кожаных мешках. А в Сибири с давних времен приготовляли из сушеной рыбы муку — «порсу». Сначала заготавливали запасы пищи для себя, для своего племени, затем с течением веков, делались запасы уже для снаряжения армий или экспедиций.

Римский сенатор Марк Порций Катон Старший был одним из самых ранних консервщиков. В своей книге «О сельском хозяйстве» он писал: «Если хочешь иметь круглый год виноградный сок, то влей его в амфору, засмоли пробку и спусти амфору в бассейн. Через 30 дней вынь. Сок простоит целый год… Любая бочка станет у тебя винной… если ты заполнишь трещины замазкой и хорошенько осмолишь. Замазку делай таким образом: возьми 1 фунт воску, 1 фунт смолы, 1/4 фунта серы…».

В 1763 году М. В. Ломоносов, занимаясь организацией экспедиции для изучения полярных областей и Северного морского пути, сделал оригинальный заказ: «Изготовление сушеного супа со специями и без специй по полтора пуда каждого сорта». Стало быть уже два столетия тому назад концентрат супа путешествовал по России сушей и Ледовитым океаном до Камчатки.

Вскоре после Французской революции, в 1795 году, был объявлен конкурс на лучший способ длительного хранения продуктов.

Победителем на этом конкурсе оказался парижский повар Никола Франсуа Аппер. В 1809 году ему присудили государственную премию и удостоили почетного звания «Благодетель человечества». Общество поощрения национальной промышленности наградило Аппера золотой медалью. Аппер изготовил первые в мире консервы! А получилось это таким образом. Аппер узнал, что среди ученых разгорелся спор по поводу зарождения микроорганизмов. Аппер взял несколько стеклянных и металлических банок, заполнил их вареньем, бульоном, жареным мясом, наглухо запаял и затем долго кипятил их в воде. Вскрыли банки только через 8 месяцев и убедились в полной сохранности продуктов.

Результаты этого открытия — первое консервирование продуктов стерилизацией — Аппер изложил в своей книге, опубликованной в 1810 году: «Искусство сохранения в течение нескольких лет животной и растительной субстанции».

Аналогичные работы проводил в это же время русский ученый В. Н. Каразин. Когда русские армии гнали французов из России, в наших войсках ощущалась большая нужда в продовольствии. Благодаря консервированным продуктам, приготовленным по рецептам В. Н. Каразина, снабжение армии было значительно улучшено. Военный министр выразил глубокую признательность В. Н. Каразину за его помощь в улучшении продовольственного снабжения русских армий.

В личном архиве Д. И. Менделеева найдены письма ученого секретаря Медицинского Совета Министерства внутренних дел с поручением «рассмотреть способ иностранца Дювара сохранять животную пищу». Вместе с известным судебным химиком Траппом Д. И. Менделеев исследовал сухой бульон, изготовленный на заводе купца Кадыкова в Новгородской губернии. Бульон оказался хорошим.

В 1874 году Менделеев и Трапп отклонили предложение иностранца Сколлея сохранять мясо «при помощи углерода и сернистой кислоты».

В конце прошлого века и в начале нынешнего на русском и мировом рынке появляется множество реклам консервной продукции.

Вот рекламные объявления «Московских ведомостей» за 1889 год: «Икра свежая зернистая у П. С. Расторгуева на Солянке!»; «Компот товарищества А. И. Абрикосова и сыновей в Москве!»; «Сардины атлантические братьев Сазоновых!».

Любопытный случай произошел в 1966 году. Во Всесоюзный научно-исследовательский консервный институт зашел пожилой человек и поставил на стол банку с консервами, с надписью «Петропавловский консервный завод. Мясо тушеное. 1916 год». Андрей Васильевич Муратов, владелец этой банки консервов, получил ее на фронте, во время первой мировой войны.

Была проведена дегустация и, по словам специалистов, мясо оказалось отличным, а ведь хранилось оно 50 лет!

Различные способы консервирования

3 сентября 1857 года во французском городе Лилле в обществе естествоиспытателей выступил в то время еще мало известный ученый Луи Пастер. Он сказал: «Я провел много опытов. И теперь твердо уверен: пиво, вино и молоко портят невидимые глазу существа-микробы… Они и вызывают гибельный процесс, который ведет к порче продуктов..».

Еще за двести лет до Пастера голландец Антонии ван Левенгук описал микробов. Но тогда еще не было речи о том, что они могут быть вредителями продуктов. Прошли годы. Возникла и стала быстро развиваться новая наука — микробиология. Она и помогла выяснить причины, вызывающие порчу продуктов. А с выяснением причин появились и меры борьбы с порчей продуктов. Люди начали разрабатывать методы консервирования.

Жизнедеятельность микроорганизмов проявляется лишь при наличии всех условий, необходимых для их развития и размножения: определенный температурный режим, достаточное содержание влаги, отсутствие антибиотических веществ в продукте, отсутствие веществ в таких концентрациях, при которых создается высокое осмотическое давление. Если хоть одно из этих условий нарушено, микроорганизмы или погибают, или же временно прекращают свою жизнедеятельность.

Это положение и является основным принципом, на котором базируются известные методы консервирования пищевых продуктов.

Одним из старейших методов консервирования является сушка. При этом консервирующее действие заключается в удалении влаги. Сушеные фрукты, сухие овощи, сухое молоко приготовляются на основе этого метода. Близким к этому способу является вяление.

Для консервирования мясных и рыбных продуктов применяют, как мы уже говорили, старинный способ копчения — это продолжительное воздействие дыма на продукт. Продукты возгонки — фенолы, креозот, формальдегид и уксусная кислота — обладают консервирующими свойствами, которые усиливаются предварительным посолом и удалением влаги.

При мариновании консервирующее действие основано на создании неблагоприятных условий для развития микроорганизмов путем погружения в раствор кислоты (в обычном случае — уксусной кислоты). Примером служат известные всем маринованные плоды, ягоды, овощи. В последующем сочетание маринования с пастеризацией позволило сократить наличие уксуса, что значительно улучшило вкус продукта.

Давно известен метод консервирования посолом. Консервирующее действие хлористого натрия (поваренной соли) основано на том, что при концентрации 10 процентов и более жизнедеятельность большинства микроорганизмов прекращается.

Близким и дополняющим методом является квашение. При квашении капусты, огурцов, помидоров, арбузов, яблок, баклажанов и других продуктов в них происходят биохимические процессы, в результате которых сахара переходят в молочную кислоту. Во избежание развития гнилостных и плесневых микроорганизмов квашеные продукты нужно хранить при пониженных температурах (в подвалах, погребах).

Охлаждение и замораживание основано на том, что при 0 градусов большинство микроорганизмов не может развиваться.

Известно еще консервирование сахаром — это повидло, варенья, цукаты, компоты, — при котором используется способность сахара создавать (при высоких концентрациях) большое осмотическое давление, что является весьма неблагоприятным для развития микроорганизмов. Для консервирования пищевых продуктов, кроме того, применяется добавление различных противомикробных веществ — фитонцидов, антибиотиков, антисептиков. О чудесных свойствах фитонцидов мы рассказывали в восьмой главе, что касается антисептиков, то к этим веществам относится бензойнокислый натрий, салициловокислый натрий и другие, которые обладают свойствами, тормозящими процессы брожения и гниения и, следовательно, способствующие сохранению пищевых продуктов. При использовании описанных выше способов консервирования — посол, копчение, сушка — продукты изменяют первоначальный вид, в значительной степени изменяются и их вкусовые и ароматические свойства, в некоторых случаях снижается питательная ценность. Основным способом сохранения пищевого продукта без существенных изменений его вкусовых качеств является стерилизация.

Массовое применение в современной консервной промышленности получил способ приготовления консервов путем стерилизации продукта и герметической укупорки его в стеклянной или металлической таре. При этом способе почти полностью сохраняются цвет, аромат, вкус, питательность исходного продукта и время его сохранности весьма продолжительно.

Какая разница между консервами и пресервами

В отличие от консервов пресервы — это расфасованные и укупоренные пищевые продукты, которые не подвергаются тепловой обработке, то есть не стерилизуются и не пастеризуются. По действующей классификации под пресервами подразумеваются только рыбные продукты, законсервированные поваренной солью, уксусной кислотой, с добавлением сахара и пряностей.

По существу к этой же группе можно отнести и нестерилизованные фруктово-овощные консервы, то есть такие виды заготовленных впрок продуктов, которые имеют ограниченную стойкость и должны храниться в определенных условиях (например, в холодильниках). В эту же группу следует внести соления, квашения, моченые яблоки и т. п.

Ассортимент рыбных пресервов разнообразен, он насчитывает свыше 30 наименований — килька, салака, сельдь, тюлька, хамса, анчоусы и пр.

К применению в пищу пресервов следует относиться несколько осторожнее, чем к консервам, так как в случаях нарушения условий или сроков хранения может произойти порча — бомбаж, скисание и прочее.

Изменение пищевой ценности консервированных продуктов

При консервировании пищевых продуктов происходят некоторые изменения в химическом составе продуктов. Степень и характер этих изменений зависят от многих причин, но в первую очередь от самого продукта и от характера и продолжительности воздействия на продукт. Прежде чем сопоставить степень и характер изменений, происходящих с пищевыми продуктами при консервировании и при кулинарном их использовании, необходимо учесть, что в условиях консервного производства в большинстве случаев применяется сырье только что снятого урожая или свежего улова, добычи или убоя, в то время как для кулинарных целей почти всегда сырье поступает после более или менее длительного хранения в свежем, охлажденном или замороженном виде; следует также отметить, что многие, виды плодоовощного сырья не могут долго храниться, имеют резко выраженную сезонность созревания и в связи с этим недоступны в другое время года.

Например, период созревания, съема и поступления зеленого горошка 20–30 дней, вишни и сливы 14–25 дней, ягод 16–20 дней.

Возможность хранения в пределах до 5–6 месяцев ограничивается весьма небольшим кругом овощей и плодов, причем естественная убыль за время с октября по май составляет 6—10 процентов по весу за счет потери влаги, уменьшения содержания углеводов и других веществ, расходуемых плодами и овощами на дыхание во время хранения.

Например, при хранении яблок сорта Антоновка при температуре 7 градусов в течение 6,5 месяца содержание Сахаров уменьшается на 45 процентов, через 100 дней хранения потери витамина С составляют 72 процента. При хранении картофеля содержание витамина С уменьшается в 5–6 раз.

Несколько слов о пищевых концентратах

Пищевые концентраты — продукты, прошедшие первичную обработку (мытье, чистку, измельчение) и кулинарную обработку в производственных условиях и в дальнейшем обезвоженные для удлинения сроков хранения. Например, кашу гречневую или какой-либо суп из концентрата можно приготовить за 15–20 минут, то есть расход времени в 2–3 раза меньше, чем при приготовлении из исходных продуктов.

Само название «пищевые концентраты» подчеркивает особые свойства их — высокую концентрацию пищевых веществ (содержание воды в них колеблется в пределах 4—12 процентов) и высокую питательность при небольшом объеме и весе.

Впервые производство пищевых концентратов в СССР было организовано в 1932 году на Московском ордена Ленина пищевом комбинате, где был пущен небольшой цех по выработке концентрата «Суп-пюре гороховый». В дальнейшем пищевые концентраты стали производиться в Москве еще на трех заводах, затем в Одессе, Ленинграде и т. д. Сырьем для пищевых концентратов служат крупы, сушеные овощи, жир, приправы, крахмал, сахар и прочие продукты. Одним из важнейших требований, предъявляемых к концентратам, является быстрая развариваемостъ, поэтому сырье перед обезвоживанием подвергается соответствующей термической обработке — бланшированию, пропарке, варке, — изменяющей структуру тканей. Это не только ускоряет развариваемость, но и повышает усвояемость продукта.

Ньютон, консервы и… сублимационная сушка

Мнение о том, что большому открытию всегда помогает родиться на свет его величество Случай — не столь уж необоснованно. Широко известна притча о том, что великий Исаак Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения после того, как ему на голову упало яблоко. Насколько это достоверно мы судить не беремся, но в том, что обычная ягода клюквы помогла советскому горному инженеру Г. Лаппа-Старженецкому сделать открытие, нет ни капли вымысла.

Произошло это в 1921 году. Однажды инженер, ремонтируя вакуумную установку, обнаружил под колпаком красную клюкву. Что за чудо? — подумал он. Больше года колпак не снимали. Правда, ягода оказалась сухой. Но стоило подержать ее минуту в воде, как она ожила, налилась соком и на вкус не отличалась от свежей.

После долгих размышлений и многочисленных опытов Г. Лаппа-Старженецкий пришел к выводу: ягоды лучше сушить но теплом, а вакуумом в замороженном состоянии. Что происходит при этом в ягоде? Сок замороженной ягоды превращается в кристаллики льда. А лед, как известно, имеет чудесное свойство переходить из твердого состояния в парообразное, минуя жидкую фазу. Это явление называется сублимацией.

Весьма возможно, что в то время специалисты пищевой промышленности и знали об этом способе консервирования, однако слабое развитие холодильной и вакуумной техники не позволило тогда применить новую технологию в промышленности. Миновало почти полвека, и этот метод консервирования — сублимационная сушка, то есть сушка в замороженном состоянии при глубоком вакууме — стал находить все более широкое применение в целом ряде отраслей промышленности.

Преимущества нового метода велики. Самые неустойчивые компоненты — витамины в процессе сушки остаются без изменения. При сушке обычным, теплым способом вода, выходящая по капиллярам наружу, увлекает за собой и соли. Продукт теряет часть вкусовых качеств. Кроме того, высокая температура приводит к свертыванию белков, к потерям витаминов, к окислению жиров. При сублимационной сушке все процессы протекают по-иному. Вначале продукт замораживают в специальных скороморозильных аппаратах, или в закрытых камерах, при низком давлении. Вода — в порах и внутри клеток — превращается в кристаллики льда. Затвердевает скелет продукта. На следующем этапе нужно удалить кристаллы из пор и клеток. Для этого замороженные продукты помещают в закрытые камеры, где создается глубокий вакуум, затем подают определенное количество тепла. Большая часть воды удаляется при разрежении.

После восстановления сублимационных продуктов можно убедиться в том, что они сохраняют прежнюю форму и близки по вкусу, цвету и аромату к исходным.

Сублимационной сушке поддаются не только плоды, ягоды и овощи, а почти все продукты питания: сырое и вареное мясо, рыба, грибы, творог и даже бисквиты, соки, фарши! Продукты сублимационной сушки расфасовывают в среде инертного газа (азот) в герметичные жестяные банки или пакеты различной емкости из полимерных материалов. Предварительно из тары удаляют воздух, так как кислород вызывает окисление витаминов и жиров. Упакованные продукты могут длительное время храниться при плюсовой температуре.

Методом сублимации выпускают также «готовые обеденные блюда», такие, как «Борщ из свежих овощей с мясом». «Суп перловый с грибами». «Голубцы с мясом и рисом».

Некоторые предприятия терпят большие убытки от порчи овощей. Сублимационная сушка избавит их от этих потерь, сохранит средства, затрачиваемые на строительство новых складских помещений. Весьма признательны пищевикам будут железнодорожники — им не придется возить миллионы тонн воды, так как высушенное новым способом мясо весит в 4 раза меньше сырого, овощи становятся легче в 6–8 раз, а ягоды в 10 раз.

Глава шестнадцатая

Химия и пища. Химия — пищевой промышленности. Порошок, «облагораживающий» пищу. Замечательные ускорители — ферменты. Как получают ферменты. Ферменты и пища.

Химия — это область чудес, в ней скрыто счастье человечества…

А. М. ГОРЬКИЙ

Химия и пища

Много веков прошло с тех пор, как человек научился получать и применять огонь, готовить хлеб и вино, окрашивать ткани, выплавлять металлы из руд… Двести с лишним лет тому назад М. В. Ломоносов в своем знаменитом «Слове о пользе химии» специально обращал внимание на то, «сколько в приготовлении приятных пищей и напитков химия нам способствует». По давно установившейся традиции технологию пищевых производств относят к химической технологии. В XVIII веке молекулы веществ, получаемых химиками, состояли самое большее из 10–15 атомов. Это были довольно несложные «постройки» селитры, соды, кислот. В начале XIX века «строительная» техника химиков позволила делать уже «многоэтажные» молекулы — красителей, лекарств, взрывчатых веществ. Это были «постройки» уже из 100 атомов и более.

После того как А. М Бутлеров создал теорию строения вещества, а Д. И Менделеев дал таблицу элементов — этих '«строительных» материалов химии — у химиков открылись неограниченные возможности для возведения «сооружений» особой сложности.

Все это еще более сблизило пути развития химии и пищевых производств. В этой главе мы не будем говорить о роли химии, в частности биологической химии в процессах питания и обмена веществ. Оставим в стороне и вопрос о роли химии в сельском хозяйстве. Мы только приведем несколько примеров того, как неразрывно, нога в ногу шагают химия и пищевая технология, расскажем о некоторых любопытных химических добавках к пище, о чудесах и секретах химического синтеза пищевых продуктов. В отличие от других разделов химической технологии органических веществ, особенность пищевой технологии заключается в том, что во всех ее отраслях наиболее широко применяются биологические катализаторы — ферменты. Виноделие, спиртокурение, пивоварение, производство уксуса, простокваши, соления, квашения и прежде всего хлебопечение основаны на процессах ферментации.

Академик А. И. Бах сказал: «Производство печеного хлеба — величайшее химическое производство в мире…». В чем, собственно, химизм хлебопечения? Это превращение крахмала в сахар путем так называемого ферментативного гидролиза и затем сбраживание полученного сахара, В производстве ржаного хлеба наряду со спиртовым брожением происходит и молочнокислое брожение, в результате которого хлеб и приобретает специфический кислый привкус и аромат. Характерный запах ржаной хлебной корки ощущается благодаря присутствию изовалерианового альдегида, получающегося при брожении ржаного теста. Соление огурцов и помидоров, квашение капусты и перца основаны также на процессах молочнокислого брожения. На сложных химических процессах основана выработка патоки, целого ряда витаминов, пищевых кислот, душистых веществ.

Следует сказать, что в упомянутых процессах добавление непищевых средств выполняет как бы преходящую роль. Они способствуют преобразованию вещества, его выделению, кристаллизации или очистке, но сами почти никогда в его состав не входят. Пожалуй, многие из вас даже и не подозревают, что в производстве сахара, например, принимают участие известь и углекислый газ, а в производстве соков и вина принимает участие сернистый ангидрид.

В последние годы в капиталистических странах в области производства продуктов питания все шире практикуется включение в пищу химических (непищевых) добавок. С точки зрения наших специалистов, за рубежом этим часто злоупотребляют.

Химия — пищевой промышленности

Все отрасли пищевой промышленности неразрывно связаны с развитием химии. Уровень развития биохимии в большинстве отраслей пищевой промышленности характеризует и уровень развития отрасли.

Как мы уже сказали, основные технологические процессы винодельческой, хлебопекарной, пивоваренной, табачной, пищекислотной, соковой, квасоваренной, спиртовой промышленности построены на биохимических процессах. Вот почему совершенствование биохимических процессов и в соответствии с этим осуществление мер по совершенствованию всей технологии производства — главная задача ученых и работников промышленности. Работники ряда производств постоянно заняты селекцией — подбором высокоактивных рас и штаммов дрожжей. Ведь от этого зависят выход и качество вина, пива; выход, пористость и вкусовые качества хлеба. На этом участке достигнуты серьезные результаты: наши отечественные дрожжи по своей «работоспособности» отвечают возросшим требованиям технологии.

Примером могут служить выведенные работниками Киевского завода шампанских вин в содружестве с Академией наук УССР дрожжи расы К-Р, которые хорошо осуществляют функции сбраживания в условиях непрерывного процесса шампанизации вина; благодаря этому процесс производства шампанского сократился на 96 часов. Для нужд народного хозяйства расходуются десятки и сотни тысяч тонн пищевых жиров, в том числе значительная доля для производства моющих средств и олифы. Между тем в производстве моющих средств значительное количество пищевых жиров (при существующем уровне техники — до 30 процентов) можно заменить синтетическими жирными кислотами и спиртами. Это высвободило бы весьма значительное количество ценных жиров для продовольственных целей.

На технические цели, например на производство клеящих средств, также расходуется большое количество (многие тысячи тонн!) пищевого крахмала и декстрина. И тут на помощь приходит химия! Еще в 1962 году некоторые заводы начали применять для наклейки этикеток взамен крахмала и декстрина синтетический материал — полиакриламид. В настоящее время большинство заводов — винодельческих, пиво-безалкогольных, шампанских вин, консервных и т. п. — переходят на синтетические клеящие средства. Так, синтетический клей АТ-1, состоящий из смолы МФ-17 (мочевина с формальдегидом) с добавлением КМЦ (карбоксиметилцеллюлозы), находит все более широкое применение.

Пищевая промышленность перерабатывает значительное количество пищевых жидкостей (виноматериалы, вина, пиво, пивное сусло, квасное сусло, плодово-ягодные соки), которые по природе своей обладают агрессивными свойствами по отношению к металлу. Эти жидкости иногда в процессе технологической обработки содержатся в неприспособленной или малоприспособленной таре (металлические, железобетонные и другие емкости), что ухудшает качество готового продукта.

Сегодня химия представила пищевой промышленности множество различных средств для покрытия внутренних поверхностей различных емкостей — резервуаров, баков, аппаратов, цистерн. Это эпросин, лак ХС-76, ХВЛ и другие, которые целиком предохраняют поверхность от любого воздействия и совершенно нейтральны и безвредны. Широкое применение в пищевой промышленности находят синтетические пленки, изделия из пластмасс, синтетические укупорочные материалы.

В кондитерской, консервной, пищеконцентратной, хлебопекарной промышленности для расфасовки различных изделий успешно используется целлофан. В полиэтиленовую пленку заворачивают хлебобулочные изделия, и они лучше и дольше сохраняют свежесть, медленнее черствеют.

Пластмассы, ацетилцеллюлозная пленка и полистирол находят с каждым днем все большее применение для изготовления тары под расфасовку кондитерских изделий, для расфасовки повидла, джема, варенья и для приготовления различных коробок и других видов упаковка Дорогостоящее импортное сырье — прокладки из коркового дерева для укупорки вина, пива, безалкогольных напитков, минеральных вод — прекрасно заменяют различные виды прокладок из полиэтилена, полиизобутилена и других синтетических масс.

Химия активно служит и продовольственному машиностроению. Капрон применяется для изготовления быстроизнашивающихся деталей, карамелештампующих машин, втулок, прихватов, бесшумных шестерен, капроновых сеток, фильтровальной ткани; в винодельческой, ликеро-водочной и пиво-безалкогольной отраслях капрон идет для деталей к этикетировочным, бракеражным и разливочным автоматам.

С каждым днем все шире «внедряются» в пищевое машиностроение пластические массы — для изготовления различных транспортерных столов, бункеров, приемников, элеваторных ковшей, труб, кассет для расстойки хлеба и многих других деталей и узлов.

Неуклонно растет вклад большой химии в индустрию питания,

Порошок, «облагораживающий» пищу

В 1866 году немецкий химик Рипгаузен получил из продуктов расщепления пшеничного белка органическую кислоту, которую он назвал глютаминовой.

Это открытие не имело большого практического значения в течение почти полувека. В последующем, однако, выяснилось, что глютаминовая кислота, хотя и не относится к незаменимым аминокислотам, содержится все же в сравнительно больших количествах в таких жизненно важных органах и тканях, как мозг, сердечная мышца, плазма крови. К примеру, в 100 граммах вещества мозга содержится 150 миллиграммов глютаминовой кислоты. Научными исследованиями установлено, что глютаминовая кислота активно участвует в биохимических процессах, протекающих в центральной нервной системе, участвует во внутриклеточном белковом и углеводном обмене, стимулирует окислительные процесса Из всех аминокислот только глютаминовая кислота интенсивно окисляется тканью мозга, при этом освобождается значительное количество энергии, необходимой для процессов, протекающих в мозговых тканях.

Отсюда и важнейшая область применения глютаминовой кислоты— в медицинской практике, для лечения заболеваний центральной нервной системы.

В начале XX века японский ученый Кикунае Икеда, занимаясь изучением состава соевого соуса, морской капусты (ламинарии) и других пищевых продуктов, характерных для Восточной Азии, решил найти ответ на вопрос, почему пища, сдобренная сушеными водорослями (например, ламинарией), становится более вкусной и аппетитной. Неожиданно выяснилось, что ламинария «облагораживает» пищу потому, что в ней содержится глютаминовая кислота.

В 1909 году Икеде был выдан британский патент на способ производства вкусовых препаратов. По этому способу Икеда путем электролиза выделял из белкового гидролизата мононатриевый глютамат, то есть натриевую соль глютаминовой кислоты. Оказалось, что глютамат натрия обладает способностью улучшать вкус продуктов питания.

Глютамат натрия — желтоватый мелкокристаллический порошок; в настоящее время он вырабатывается во все возрастающих количествах и у нас и за рубежом — особенно в странах Восточной Азии. Основное применение находит в пищевой промышленности как восстановитель вкуса продуктов, который утрачивается в процессе приготовления тех или иных изделий. Глютамат натрия применяется при промышленном производстве супов, соусов, мясных и колбасных продуктов, овощных консервов и т. п. Если вкус какого-либо продукта ухудшается в результате хранения или варки, то глютамат восстанавливает его. Глютамат натрия повышает чувствительность вкусовых нервов — делает их более восприимчивыми к вкусу пищи. В некоторых случаях он даже улучшает вкус, например перекрывает нежелательные оттенки горечи и земляного вкуса различных овощей. Приятный вкус блюд из свежих овощей обусловлен высоким содержанием в них глютаминовой кислоты.

Стоит только добавить к пресному вегетарианскому супу маленькую щепоточку глютамата — и, о чудо, блюдо приобретает полноту вкуса, возникает ощущение, будто ешь душистый мясной бульон.

Для продуктов питания рекомендуется такая дозировка глютамата натрия: 10 граммов препарата достаточно в качестве приправы для 3–4 килограммов мяса или мясных блюд, а также блюд, приготовленных из рыбы и птицы, для 4–5 килограммов овощных продуктов, для 2 килограммов бобовых и рисовых, а также приготовленных из теста, для 6–7 литров супа, соусов, мясного бульона. Особенно велико значение глютамата натрия при изготовлении консервов, так как при термической обработке продукты в большей или меньшей степени теряют свой вкус. В этих случаях дают обычно 2 грамма препарата на 1 килограмм консервов. И еще одним «волшебным» действием обладает глютамат натрия. Дело в том, что при длительном хранении мясных и рыбных продуктов утрачивается их свежесть, ухудшается вкус и внешний вид. Если же эти продукты перед хранением смочить раствором глютамата натрия, они останутся свежими, в то время как контрольные пробы теряют первоначальный вкус, прогоркают. В Японии глютамат натрия выпускают в продажу под названием «адзи-но-мото», что означает «сущность вкуса». Иногда это слово переводят иначе — «душа вкуса». В Китае этот препарат называют «вей-сю», то есть «гастрономический порошок», французы называют его «сывороткой ума», явно намекая на роль глютаминовой кислоты в мозговых процессах.

А из чего делают глютамат натрия и глютаминовую кислоту? Каждая страна выбирает наиболее выгодное для себя сырье. Например, в США более 50 процентов глютамата натрия вырабатывают из отходов свеклосахарного производства, около 30 процентов — из клейковины пшеницы и около 20 процентов — из кукурузного глютена. В Китае глютамат натрия вырабатывают из соевого белка, в ГДР — из пшеничного белка. В Японии разработан метод биохимического синтеза глютаминовой кислоты из глюкозы и минеральных солей с помощью особой расы микроорганизмов (микрококкус глутамикус), о чем докладывал в Москве на V Международном биохимическом конгрессе японский ученый Киносита. В нашей стране за последние годы организован ряд новых цехов по производству глютаминовой кислоты и глютамата натрия. Основным сырьем для этих целей служат отходы кукурузо-крахмального производства, отходы сахарного производства (свекловичная патока) и отходы спиртового производства (барда). В настоящее время во всем мире ежегодно производят уже десятки тысяч тонн глютаминовой кислоты и глютамата натрия, и с каждым днем все расширяется сфера их применения.

Замечательные ускорители — ферменты

Большинство химических реакций, происходящих в организме, протекает с участием ферментов. Ферменты — это специфические белки, вырабатываемые живой клеткой и обладающие способностью ускорять химические реакции. Свое название ферменты получили от латинского слова fermentatio, что означает «брожение». Спиртовое брожение — один из старейших примеров действия ферментов.

Все проявления жизни обусловлены наличием ферментов. И, П. Павлов, сделавший исключительно большой вклад в развитие учения о ферментах, считал их возбудителями жизни: «Все эти вещества играют огромную роль, они обусловливают собою те процессы, благодаря которым проявляется жизнь, они и есть в полном смысле возбудители жизни».

Опыт изменений, протекающих в живых организмах, человек научился переносить в промышленную сферу — для технической обработки сырья в пищевой и других отраслях промышленности.

Применение ферментов и ферментных препаратов в технике основано на их способности ускорять превращения множества отдельных органических и минеральных веществ, ускорять таким образом разнообразнейшие технологические процессы.

В настоящее время уже известно 800 различных ферментов.

Действие различных ферментов весьма специфично. Тот или иной фермент действует только на определенное вещество или на определенный тип химической связи в молекуле.

В зависимости от действия ферментов их делят на шесть классов.

Ферменты способны расщеплять различные углеводы, белковые вещества, осуществлять гидролиз жиров, расщеплять другие органические вещества, катализировать окислительно-восстановительные реакции, переносить разнообразные химические группы молекул одних органических соединений на молекулы других.

Очень важным является тот факт, что ферменты могут ускорять процессы не только в прямом, но и в обратном направлении, то есть ферменты могут осуществлять не только реакции распада сложных органических молекул, но и их синтез.

Интересно и то, что ферменты действуют в чрезвычайно малых дозах на громадное количество веществ. При этом ферменты действуют очень быстро. Одна молекула катализатора превращает тысячи частиц субстрата в одну секунду.

Так, 1 грамм пепсина способен расщепить 50 килограммов коагулированного яичного белка; амилаза слюны, осахаривающая крахмал, проявляет свое действие при разбавлении один к миллиону, а 1 грамм кристаллического реннина заставляет свернуться 72 тонны молока! Все ферменты природного происхождения не токсичны. Это преимущество весьма ценно почти для всех отраслей пищевой промышленности.

Как получают ферменты

Ферменты широко распространены в природе и содержатся во всех тканях и органах животных, в растениях, а также в микроорганизмах — в грибах, бактериях, дрожжах. Поэтому их можно получить из самых разнообразных источников.

Ученые нашли ответ на интереснейшие вопросы: как получить эти чудодейственные вещества искусственно, как их можно применять в быту и в производстве? Если поджелудочную железу разных животных справедливо называют «заводом ферментов», то плесневые грибы, как оказалось, — поистине «сокровищница» различных биологических катализаторов. Препараты ферментов, полученные из микроорганизмов, стали постепенно вытеснять в большинстве производств препараты животного и растительного происхождения.

К преимуществам этого вида сырья следует отнести в первую очередь высокую скорость размножения микроорганизмов. В течение года при определенных условиях можно снять 600–800 «урожаев» искусственно выращенных плесневых грибов или иных микроорганизмов. На определенной среде (пшеничные отруби, виноградные или фруктовые выжимки, то есть остатки после отжима сока) производят посев и в искусственно созданных условиях (необходимая влажность и температура) выращивают микроорганизмы, богатые определенными ферментами или содержащие фермент специфического свойства. Чтобы стимулировать выработку повышенного количества фермента, к смеси прибавляют дополнительно различные соли, кислоты и другие ингредиенты. Затем из биомассы выделяют комплекс ферментов или отдельные ферменты.

Ферменты и пища

Направленное использование активности ферментов, содержащихся в сырье или добавляемых в нужных количествах, является основой производства многих пищевых продуктов.

Созревание мяса, мясного колбасного фарша, созревание сельди после посола, созревание чая, табака, вин, после чего появляется в каждом, из этих продуктов изумительный, свойственный только им вкус и аромат, — есть результат «работы» ферментов. Процесс проращивания солода, когда крахмал, не растворимый в воде, превращается в растворимый, а зерно приобретает специфический аромат и вкус — это тоже работа ферментов!

В сегодняшнем представлении дальнейшее развитие пищевой промышленности немыслимо без применения ферментов и ферментных препаратов (комплекс ферментов различного действия).

Взять к примеру хлеб — наиболее массовый продукт питания. В обычных условиях производство хлеба, вернее процесс тестоприготовления, также происходит с участием ферментов, находящихся в муке. А что если добавить всего лишь 20 граммов препарата фермента амилазы на 1 тонну муки? Тогда мы получим хлеб с улучшенным вкусом, ароматом, с красивой коркой, более пористый, более объемный и даже более сладкий! Фермент, расщепив в определенной степени крахмал, содержащийся в муке, увеличивает в муке содержание сахара; процессы брожения, газообразования и другие происходят интенсивнее — и качество хлеба становится лучше.

Этот же фермент — амилаза — применяется в пивоваренной промышленности. При его содействии часть солода, применяемого для изготовления пивного сусла, заменяют обыкновенным зерном. Получается ароматное, пенистое, вкусное пиво. При помощи фермента амилазы можно получить растворимую в воде форму крахмала, сладкую патоку и глюкозу из кукурузной муки.

Свежеприготовленные шоколадные изделия, мягкие конфеты с начинкой, мармелад и другие — лакомство не только для малышей, но и для взрослых. Но, пролежав некоторое время в магазине или же дома, эти изделия теряют свой прелестный вкус и вид — начинают затвердевать, сахар кристаллизуется, теряется аромат. Как продлить жизнь этим изделиям? Ферментом инвертаза! Оказывается, инвертаза предотвращает «черствение» кондитерских изделий, грубую кристаллизацию сахара; изделия остаются долгое время совершенно «свежими». А мороженое с кремом? С применением фермента лактазы оно никогда не будет зернистым или «песчаным», ибо кристаллизации молочного сахара не произойдет. Чтобы купленное в магазине мясо не оказалось жестким, необходима работа ферментов. После убоя животного свойства мяса изменяются: вначале мясо жесткое и невкусное, у парного мяса слабо выраженный аромат и вкус, со временем мясо делается мягким, интенсивность аромата вареного мяса и бульона усиливается, вкус становится более выраженным и приобретает новые оттенки. Мясо созревает.

Изменение жесткости мяса в процессе созревания связано с изменением белков мышечной и соединительной тканей. Характерный вкус мяса и мясного бульона зависит от содержания в составе мышечной ткани глютаминовой кислоты, которая, так же как и ее соли — глютаматы, обладает специфическим вкусом мясного бульона. Поэтому слабо выраженный вкус парного мяса объясняется отчасти тем, что глютамин в этот период связан с каким-то компонентом, освобождаясь по мере созревания мяса; Изменение аромата и вкуса мяса в процессе созревания связано также с накоплением низкомолекулярных летучих жирных кислот, образующихся в результате гидролитического распада липидов мышечного волокна под действием липазы.

Различие в жирокислотном составе липидов мышечного волокна различных животных придает специфичность оттенкам аромата и вкуса различных видов мяса. Вследствие ферментативной природы изменений мяса решающее влияние на их скорость имеет температура. Деятельность ферментов резко замедляется, но не приостанавливается даже при очень низких температурах: они не разрушаются при минус 79 градусов. Ферменты в замороженном состоянии могут сохраниться много месяцев, не теряя активности. В некоторых случаях их активность после размораживания возрастает.

С каждым днем расширяется сфера применения ферментов и их препаратов.

Наша промышленность увеличивает из года в год переработку винограда, фруктов и ягод для производства вина, соков, консервов. В этом производстве трудности заключаются порой в том, что исходное сырье — плоды и ягоды — не «отдает» весь содержащийся в нем сок в процессе прессования. Добавление ничтожного количества (0,03— 0,05 процента) ферментного препарата пектиназы к винограду, яблокам, сливам, различным ягодам при их дроблении или раздавливании дает весьма чувствительное повышение выхода сока — на 6—20 процентов. Пектиназу можно использовать также для осветления соков, в производстве фруктовых желе, фруктовых пюре. Большой практический интерес для защиты продуктов от окисляющего действия кислорода — жиров, пищевых концентратов и других жирсодержащих продуктов — представляет фермент глюкозооксидаза. Решается вопрос о длительном хранении продуктов, которые сейчас имеют короткий «срок жизни» вследствие прогоркания или иных окислительных изменений. Удаление кислорода или защита от него очень важны в сыродельной, безалкогольной, пивоваренной, винодельческой, жировой промышленности, при производстве таких продуктов, как сухое молоко, майонезы, пищевые концентраты и ароматизирующие продукты. Во всех случаях применение глюкозооксидазно-ката-лазной системы оказывается простым и весьма эффективным средством, улучшающим качество и сроки хранения продукции.

Будущее пищевой промышленности, да и вообще науки о питании немыслимо без глубокого изучения и широкого применения ферментов. Вопросами совершенствования производства и применения ферментных препаратов занимаются многие наши научно-исследовательские институты. В ближайшие годы намечено резко увеличить выработку этих замечательных веществ.