OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Первыми объектами пищевых биотехнологий явились дрожжи. Они дали человечеству два продукта, без которых развитие цивилизации было бы невозможным — хлеб и вино. Говорят, что при­готовление кислого дрожжевого хлеба придумали древние египтяне, которые научились хранить за­кваску, превращающую сырую плотную массу размешанной в воде муки в воздушное тесто. А полученные с помощью дрожжей алкогольные на­питки — виноградные вина и хлебное пиво — были известны еще раньше, ибо с забродившим соком люди сталкиваются постоянно с древнейших времен и до сих пор. В библии описано состояние алкогольного опьяне­ния одного из первых людей — патриарха Ноя. Раньше для приготовления вин люди использовали то, что дано самой природой — дикие дрожжи, постоянно обитающие на поверхности плодов. Затем началась селекция штаммов винных дрожжей, так как для виноделов желательно, во-пер­вых, чтобы они быстро и эффективно сбраживали сахаристые субстраты, и, во-вторых, были бы устойчивы к повышенным концентрациям спир­та в среде. Процесс брожения приводит к накоплению спирта, который ядовит для всех микроорганизмов, в том числе и дрожжей. Поэтому при достижении определенной концентрации спирта процесс брожения оста­навливается и дрожжи начинают выпадать в осадок. В связи с этим на­туральные (сухие) вина содержат низкую концентрацию спирта (10-12 %) и долго не хранятся (закисают) после вскрытия. Для увеличения содер­жания в них алкоголя вина надо закреплять спиртом. Создание устойчи­вых к более высоким концентрациям спирта штаммов дрожжей — одно из важных направлений их селекции. Таковы, например, хересные дрож­жи, придающие натуральным винам хересам довольно высокую крепость. Сейчас мировое производство дрожжей для хлебопекарной и винодельче­ской промышленности составляет миллионы тонн.

Значительно позже плесневые грибы стали использовать для приго­товления острых сыров. В магазинах часто можно увидеть сыр рокфор, срез которого покрыт мраморной сеточкой мицелия зеленой плесени и сыр камамбер, содержащий белую плесень. Эти сыры имеют специфический вкус и очень популярны у любителей. Однако злоупотреблять ими все-та­ки не стоит, так как среди биологически активных веществ пенициллов, которыми заражают сыры в процессе их созревания, есть отнюдь не ней­тральные для здоровья соединения.

Широко используются в пищевой промышленности и ферменты мицелиальных грибов. При приготовлении плодовых и овощных соков и вин хлопья пектина выпадают в осадок, часто составляющий треть всего объема сока. Грибные пектиназы широко используют для расщепления пектина и осветления соков. Пектиназы и другие ферменты грибов —- а-амилазу, целлюлазы, протеазы и др. применяют для мацерации рас­тительного субстрата при приготовлении масел, кофе, осветления соков и вин, получения мясного и рыбного белка, сыра.




А с недавних пор диетологи рассказали нам, что растительные масла не всегда полезны, необходимо, чтобы они содержали омега-3 полинена- сыщенные жирные кислоты, имеющие как можно больше двойных свя­зей в молекуле. У растений таких жирных кислот практически нет, но их много в рыбьем жире и в клетках водных псевдогрибов — лабиринту- ломицетов и оомицетов. Так что эти организмы, в недалеком прошлом рассматриваемые как враждебные силы, паразиты растений, с которыми надо вести беспощадную борьбу, скоро, возможно, станут предметами лю­бовного культивирования.

Ну и, конечно, нельзя обойти вниманием промыш­ленное культивирование съедобных грибов, производ­ство которых составляет миллионы тонн и непрерывно растет. Рост производства съедобных грибов вызван не только ростом численности населения, но также уменьшением количества и ухудшени­ем качества естественных мест обитания дикорастущих съедобных грибов. Вырубки лесов и загрязнение их продуктами деятельности человек при­вели к тому, что во многих районах мира собирать грибы стало просто небезопасно, так как грибы вследствие особенностей своего адсорбцион­ного питания накачивают в плодовые тела ядовитые вещества из воды, почвы и воздуха.

Человечество пытается приручить грибы очень давно. В странах Юго- Восточной Азии древоразрушающий гриб сиитаке возделывали еще до рождества Христова, то есть более двух тысячелетий назад. Большими любителями грибов были древние римляне. Ранее уже рассказывалось о том, как широко использовали они ядовитые грибы в дворцовых интри­гах. Но если бы они не любили грибную кухню, игры отравителей были бы невозможны. В романе «Сатирикон» Гая Петрония Арбитра (умер в 65 году нашей эры) при описании пира у Тримальхиона находим строки: «Да вот только на днях он написал в Индию, чтобы прислали семян шампиньо­нов». Таким образом, можно предположить, что уже в Римской импе­рии предпринимались попытки выращивания шампиньонов. В 50-х годах новой эры грибы размножали путем закапывания их в землю в места, аналогичные их естественному произрастанию, которые затем поливали. А в Китае и Корее уже в VI столетии н. э. выращивали иудино ухо или аурикулярию уховидную.

Грибы, обладая специфическим вкусом и прекрасным запахом, поль­зуются заслуженной славой деликатесных продуктов. Но они не только вкусны, но и питательны.

Наиболее богаты свежие грибы белками; правда, усваиваются они ор­ганизмом всего лишь на 40 процентов. Из углеводов в грибах содержится глюкоза, специфический грибной сахар — трегаллоза (микоза), а также гликоген — животный крахмал. Кроме того, в свежих грибах много минеральных веществ — калия, фосфора, серы, магния, натрия, кальция, хлора. Пищевая ценность грибов повышается еще и от того, что в них немало различных витаминов: провитамин А, витамины группы В, вита­мин С. Много в грибах витамина Д, а витамина РР столько же, сколько в говяжьей печени.

Сейчас из всего разнообразия грибного царства культивируют в про­мышленных масштабах для пищевых целей чуть больше десятка видов. Первенство принадлежит шампиньону двуспоровому, объемы мирового производства которого превышают 1,5 млн тонн в год. Современные сор­та шампиньона образуют при плодоношении сплошной слой плодовых тел на субстрате, которым покрывают стеллажи в помещении. Их урожай может за две волны плодоношения достигать 20 и более килограмм на квадратный метр субстрата, а в течение года производят пять-шесть замен и засевов субстрата (на производственном жаргоне — оборотов). Поскольку помещения, в которых выращивают шампиньоны, оборудуют многоярусными стеллажами, можно легко подсчитать, что как по обще­му урожаю, так и по выходу белка с единицы площади продукция грибов во много раз превышает продукцию и растениеводства, и животноводства.

Выращивание шампиньонов — сложный микробио­логический процесс, это не огурцы на грядках; современ­ные шампиньонницы напоминают скорее заводские цеха, нежели тепли­цы. Для создания субстрата (компоста), в котором будет расти грибница, требуется навоз только от определенных пород животных (конский на­воз, полученный от городских, а не от сельских лошадей или птичий помет), в нем необходимо определенное (не больше и не меньше) со­держание азота, он должен быть простерилизован или, по крайней мере, пропарен. После зарастания компоста мицелием компост покрывают сло­ем нестерильной почвы и снижают температуру в помещении, так как плодоношение индуцируется пониженными температурами и почвенны­ми микроорганизмами. Все эти манипуляции, во-первых, требуют нали­чия высококвалифицированного персонала, который должен тщательно соблюдать все технологические режимы, и, во-вторых, удорожают произ­водство. Поэтому шампиньоны никогда не станут дешевым продуктом, они всегда останутся деликатесом.

Несколько проще выращивать древоразрушающие грибы, среди которых в нашей стране массово выращивают только ве­шенку. Конечно, по вкусу вешенка уступает шампиньону. Недаром гриб­ники в лесу ее не собирают. Один знакомый биолог назвал ее «про­должением пня». Но ее производство менее хлопотно, чем производство шампиньона, а в переработанном (соленом и маринованном) виде она очень даже вкусна. Разработаны технологии выращивания нескольких ви­дов вешенки, среди которых есть виды, образующие удивительно краси­вые плодовые тела лимонно-желтой или нежно-розовой окраски. Их поставляют в рестораны, на приемы, банкеты. Но наиболее крупно- тоннажное производство — выращивание вешенки устричной, имеющей серую поверхность плодовых тел. Поскольку древоразрушающие грибы растут на деревьях, содержащих целлюлозу и лигнин, вешенку выращива­ют на таких субстратах, как древесные опилки или стружки, солома злаков и т. п. Этими субстратами (после их стерилизации или пропаривания) за­полняют большие пластиковые мешки с многочисленными перфорациями по бокам, создают определенную влажность в субстрате и в помещении и культивируют при повышенной температуре. Перед началом плодо­ношения температуру в помещении снижают, так как для плодоношения многих сортов вешенки необходим холодовой шок. Через отверстия в меш­ке вырастаю пучки (сростки) плодовых тел. Таким образом, при выращивании ксилотрофных (древоразрушающих) грибов помимо полу­чения продукта питания решается еще одна важная задача — утилизация отходов лесной промышленности (опилки) и сельскохозяйственного про­изводства (солома), а также пищевой и легкой промышленности. Можно использовать и другие отходы. Например, при получении подсолнечно­го масла остаются горы лузги, которую не знали, куда девать. Сейчас за подсолнечную лузгу грибоводы готовы платить маслобойным заводам деньги, так как она оказалась прекрасным субстратом для вешенки — остатки масла в лузге стимулируют рост мицелия. Хорошими субстратами для вешенки оказались очесы хлопкового волокна, остающиеся при про­изводстве тканей на текстильных фабриках, отходы производства пеньки и прочее. Наконец, остающийся после выращивания плодовых тел суб­страт обогащен грибным мицелием, в нем произошло разложение значи­тельной части высокомолекулярных неусвояемых биополимеров — цел­люлозы и лигнина, поэтому он, после дополнительного компостирования может быть использован как удобрение или в качестве добавок в корм скоту и птице. Таким образом, культивирование ксилотрофных грибов — безотходное многофункциональное производство, при котором осуществ­ляется превращение отходов в целевые продукты. Ко всему этому следует добавить, что ксилотрофы, в отличие от шампиньона, содержат ряд по­лезных для здоровья соединений. Но об этом будет рассказано позже.

Во многих странах особенно на востоке, выращивают много других видов ксилотрофных грибов. Среди них первое место по объему производства занимает японский гриб сиитаке (или, как его чаще называют у нас, шиитаке). Его плодовые тела очень ароматны, гораздо вкуснее, чем вешенки, и очень полезны для здоровья. Японцы го­ворят, что если каждый день съедать по одному сырому грибу сиитеке, то у вас будет старость без склероза. Этот гриб более требователен к субстра­ту, чем вешенка, тем не менее, его мировое производство даже превышает производство последней. В меньшем объеме выращивают и опята — лет­ний и зимний.

При культивировании вешенки и некоторых других ксилотрофов воз­никают проблемы, связанные со здоровьем работников. Плодовые тела шампиньона имеют частное покрывало — пленку, покрывающую пла­стинки гименофора с нижней стороны шляпки. При созревании спор эти пластинки разрываются, но, согласно технологическому регламенту, надо срывать молодые плодовые тела шампиньонов с закрытым гименофором. Так что в процессе выращивания и сбора грибов работающие не контакти­руют со спорами. А плодовые тела вешенки не имеют частного покрывала и образуют огромное число спор, которые легко высыпаются и образу­ют взвесь в воздухе. Их вдыхание приводит к тяжелым аллергическим реакциям, поэтому хозяйства по выращиванию вешенки по санитарным требованиям надо располагать вдали от жилых домов, а работы по уходу за грибами и их сбору должны проводиться в респираторах, защищающих дыхательные органы от спор. Генетики и селекционеры многих стран давно ведут работы по созданию бесспоровых сортов вешенки. В последние годы, благодаря получению мутаций, нарушающих процессы мейоза, на рынке появились бесспоровые сорта вешенки, так что проблему можно считать решенной (размножают вешенку и другие грибы, как картошку, не спо- рами/семенами, а вегетативными органами — мицелием/клубнями).

 

Помимо твердофазного культивирования, то есть выращивания мицелия на плотных субстратах (ком­посте, соломе) и получения плодовых тел, широкое распространение получило глубинное культивирова­ние мицелия на жидких питательных средах в ферментерах. Это позволя­ет, во-первых, значительно расширить ассортимент съедобных грибов — кроме базидиомицетов таким образом можно выращивать и более быст­ро растущие мицелиальные сумчатые грибы и даже дрожжи. Во-вторых, при таком способе выращивания значительно увеличивается выход ко­нечного продукта. Конечно это не плодовые тела, а мицелий, грибок нельзя зацепить вилкой, но из мицелия можно создавать грибные пасты, суповые концентраты, добавлять его в качестве заменителя мяса в колба­су или котлеты. Грибной запах, как и питательная ценность, при таком способе выращивания сохраняются. Беда в том, что глубинное культиви­рование имеет ряд отрицательных моментов. Во-первых, возникают те же проблемы аллергических заболеваний, что и при выращивании вешенки; во-вторых, как уже было сказано, вследствие иммунодефицита многие непатогенные грибы становятся патогенными (оппортунистические ин­фекции), и это может произойти также с грибами, рекомендуемыми для выращивания в пищевых или кормовых целях; в-третьих, требуется очень тщательное соблюдение технологических режимов на всех стадиях про­изводства, что, к сожалению, не всегда соблюдается, и срабатывает так называемый «человеческий фактор». В качестве примера можно привести историю с производством так называемого белково-витаминного концен­трата (БВК), который добавляли в корм скоту. Для его получения было предложено использовать непатогенные виды дрожжей рода Кандида, ко­торые, во-первых, хорошо растут на тяжелых углеводородах, а это — почти единственное, что у нас пока имеется в избытке, и, во-вторых, быстро на­капливают биомассу. Поскольку углеводороды обладают канцерогенными свойствами, технология предусматривала такой режим питания дрожжей, при котором на выходе они были бы полностью утилизированы. Кроме то­го, пищевая биомасса должна состоять из убитых клеток дрожжей. Но, как писал Л. Н. Толстой о первой кавказской войне, «гладко было на бумаге, да забыли про овраги». Что же получилось? Вследствие высокой концен­трации дрожжевых клеток в воздухе, возникли аллергические заболевания у работников производства и жителей близлежащих домов. Мало этого. Не все циклы выращивания приводили к полному исчезновению углеводо­родов в концентрате. Далее. Часть клеток дрожжей в концентрате остава­лись живыми. И, наконец, вследствие нестерильного производства (а сте­рилизация сильно удорожает работу) в концентрате оказывались поми­мо клеток непатогенных дрожжей клетки высокопатогенного вида белой кандиды. В результате этого иногда после подкормок БВК наблюдались эпизоотии кандидоза у рыб в прудовых хозяйствах и птиц на птицефермах. С учетом всех этих факторов от производства БВК пришлось отказаться.

Так что несоблюдение технологических требований при твердофазном выращивании плодовых тел грозит низкими урожаями и, в крайнем слу­чае, разорением производителей, а несоблюдение технических требований при глубинном культивировании грозит более серьезными последствиями. Конечно, из выше сказанного не следует, что от глубинного культивирова­ния грибов и других микроорганизмов следует отказаться. На этом приеме основано большинство микробных технологий. В данном случае речь шла лишь о пищевых технологиях, в которых необходимо повышенное вни­мание к соблюдению прописанных режимов.

Print Friendly

Это интересно: