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
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.
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.