Знакомство с микроорганизмами, трудящимися на молочных комбинатах, дает понять, что пищевая биотехнология тесно связана с микробиологией, в чем по ходу повествования мы еще не раз убедимся. Легко представить, как ученые, развивая сферу питания, идут рука об руку с полезными микробами, потому что без них получить многие продукты просто не получится. И кефир с йогуртом, если подумать, это даже не самые очевидные примеры. Дрожжи и бактерии – неотъемлемая часть огромного числа привычных для нас блюд. Они нужны и пекарю, и пивовару. Но напитки, прошедшие переработку посредством микроорганизмов, пожалуй, занимают в жизни человека отдельное место. О них и поговорим.

Все знают, что происходит, когда в жидкость, где есть сахар, – например, в сок – попадают дрожжи. Она начинает бродить и оживает: в ней происходит движение, она пузырится, выпуская углекислый газ. Это значит, что дрожжи в ней размножаются, питаясь сахаром, а взамен насыщают среду этиловым спиртом (рис. 23). Такой способ питания, не требующий доступа кислорода, называется брожением. Молочнокислые бактерии точно так же едят сахар, но производят не спирт, а молочную кислоту – запускают молочнокислое брожение. Уксуснокислые бактерии преобразуют этиловый спирт в уксус – это уксуснокислое брожение, а некоторые микроскопические грибы, вырастая, могут образовывать на поверхности продукта пленку из собственного мицелия – тогда мы видим плесень.

Рис. 23. Полная схема алкогольного брожения включает несколько этапов, каждый контролируется определенным ферментом – белком, ускоряющим ту или иную химическую реакцию

Итак, если оставить яблочный сок или муку с водой в теплом месте, рано или поздно в них поселятся микробы. И это не будут исключительно дрожжевые грибки или бактерии какого-то одного вида. В воздухе, на наших руках, на посуде, в воде, на зернах злаковых и на кожице фруктов – везде есть микроорганизмы, и каждый раз при спонтанном брожении их соотношение в среде будет уникальным и неповторимым. Разрастаясь, они начнут соперничать за питание, за тот субстрат, в котором растут. Одни примутся подавлять других, виды-первопроходцы станут сменяться новыми и т. д. И пока еда не иссякнет, одна жизнь будет приходить на смену другой.

В результате этой жизни среда – к примеру, наш яблочный сок – начнет меняться. Питательные вещества в ней посредством ферментов (мы уже сталкивались с этими функциональными белками в предыдущей главе) будут преобразованы микробами в продукты их жизнедеятельности: аминокислоты, органические кислоты, спирты, альдегиды. И, когда брожение закончится, даже после гибели и удаления всей образовавшейся микрофлоры, вкус и характеристики этой среды станут совсем не такими, как изначально. Так же как сычужный фермент превращает молоко в сыр, ферменты дрожжей делают из яблок – сидр, из солода – пиво, из виноградного сусла – вино. Чай, если в нем развивается консорциум из дрожжей и уксуснокислых бактерий, становится комбучей, а замоченные сухари под воздействием молочнокислых бактерий и дрожжей – квасом. Однако чтобы брожение стало биотехнологией, в него должен вмешаться человек. Например, выбрать, какие именно дрожжи будут добавлены в будущее вино и в каких условиях они вынуждены будут трудиться. Поэтому нас будут интересовать не просто продукты брожения, а продукты «направленной ферментации».

Здесь нужно оговориться: поскольку в процессе брожения главную роль играют ферменты, продукты брожения принято называть ферментированными, то есть подвергнутыми ферментативной обработке. Часто слова «брожение» и «ферментация» используют как синонимы. Но ферментация не всегда означает работу живых микробных культур – это мы обсудим чуть позже. А сейчас сосредоточимся на, так сказать, истинной микробной ферментации и на том, какие напитки от нее зависят.