Целое море спирта вырабатывают на заводах ежегодно. Весь этот спирт приготовлен дрожжевыми грибками. Из спирта и с его помощью получают сотни и тысячи ценнейших продуктов. Значит, все они также обязаны своим происхождением невидимым работникам природы.
Подвал винодельческого завода, где вино выстаивается несколько лет и приобретает в результате брожения хороший вкус и аромат.
Давным-давно было известно, что слабое виноградное вино, если его оставить бродить, становится кислым, превращается в уксус. При этом на поверхности вина образуется пленка, состоящая из миллиардов палочковидных уксуснокислых бактерий.
Дрожжи непрерывно разлагают сахар на спирт и углекислый газ. Но когда в бродящей жидкости накопится много спирта, то он начинает сдерживать развитие самих дрожжей. Они уступают место уксуснокислым бактериям, которые и разлагают накопленный дрожжами спирт на воду и уксусную кислоту.
Раньше уксус так и готовили: брали молодое виноградное вино и ждали, пока оно скиснет. Но раз уксус получается в результате переработки спирта бактериями, значит его можно добывать не только из виноградного вина, но также из всех тех продуктов, в которых в результате брожения накапливается спирт.
И действительно, уксус теперь получают из пива, яблок, груш, слив, персиков, различных ягод и даже меда.
А для промышленного, ускоренного способа приготовления уксуса используют… обыкновенные древесные стружки.
Большие бочки или чаны наполняют буковыми стружками, которые предварительно заливают уксусом. В уксусе всегда много уксуснокислых бактерий, и они оседают на стружках. Затем в чаны со стружками сливают разбавленный винный спирт. Пока жидкость медленно просачивается сквозь толщу стружек, весь спирт, который в ней содержится, успевает превратиться в уксусную кислоту.
Сверху в чаны добавляют новые порции разбавленного спирта, а снизу постоянно вытекает готовая уксусная кислота. Процесс идет непрерывно и может продолжаться десятки лет.
В зависимости от того, из какого продукта готовится уксус, подбираются соответствующие виды и расы бактерий. Потому что и уксуснокислые бактерии не одинаковы. Они, как и дрожжи, бывают разных видов и рас, с различными свойствами.
Бактерии уксуснокислого брожения (увеличение в 1000 раз).
При производстве уксуса дрожжи и уксуснокислые бактерии работают раздельно. Сначала дрожжи перерабатывают сахар в спирт, потом уксуснокислые бактерии превращают спирт в уксус.
А иногда дрожжи и уксуснокислые бактерии работают совместно или в содружестве с другими бактериями и плесневыми грибками.
Многим, наверное, приходилось пробовать чайный квас. Это продукт жизнедеятельности чайного, или японского, гриба, который в виде толстой морщинистой пленки разрастается на поверхности сладкого чая. Только на самом деле это вовсе не гриб, а миллиарды уксуснокислых бактерий и дрожжей. В сладком чае они прекрасно уживаются. Дрожжи вырабатывают из сахара спирт, а уксуснокислые бактерии превращают часть спирта в уксус. В результате и получается приятный на вкус напиток.
В Японии издавна научились использовать «дружбу» дрожжей с одним плесневым грибком, научное название которого довольно мудреное — аспергиллюс оризе.
Грибок этот может заменить солод, так как быстро осахаривает крахмал. А вместе с дрожжами он участвует в приготовлении рисовой водки — сакэ. Грибок осахаривает рисовый крахмал, а дрожжи сбраживают сахар в спирт.
Есть еще в природе грибки — амиломицеты, которые способны работать «по совместительству». Сначала грибки осахаривают крахмал, а потом сами же сбраживают сахар в спирт.
Проникая все дальше и дальше в страну невидимок, ученые встречали там новые микроорганизмы с еще не известными свойствами. Многие из них оказались способными производить ценные продукты, которые раньше были очень редкими или добывались с большим трудом.
Лимонную кислоту в прошлом получали из сока лимонов. Но лимонные деревья живут только на юге, растут медленно и требуют тщательного ухода. А для того чтобы выделить из сока лимонов кристаллы лимонной кислоты, надо было еще затратить немало труда.
И вот в конце прошлого века нашли микроскопический плесневый грибок, сбраживающий сахар в лимонную кислоту. Казалось, проблема была решена. Нужно только иметь под рукой сахарный раствор и чудесный грибок, а все остальное он сделает сам. Лимонную кислоту можно будет получать везде, в любом количестве.
Так думали, но не так получилось в действительности.
Когда на сахарном растворе разводили грибок, он безотказно производил лимонную кислоту, но… сам же и поедал ее. Оказалось, что лимонная кислота — это пища, которую грибок готовит для себя, сбраживая сахар.
Как тут быть? Никто не знал этого. А между тем фабриканты — владельцы предприятий, вырабатывающих лимонную кислоту из сока лимонов, — торжествовали. Страшный конкурент из мира микробов, казалось, потерпел решительное поражение.
Но вот в конце прошлого века этой проблемой заинтересовался Сергей Павлович Костычев. И вскоре он нашел способ, как «обмануть» плесневый грибок — заставить его производить лимонную кислоту, но не пользоваться ею как питательным продуктом. Для этого оказалось достаточным изменить режим и температуру брожения.
В нашей стране есть специальные заводы, где лимонную кислоту вырабатывают при помощи плесневых грибков. Теперь даже из обычной картошки получают вдвое больше лимонной кислоты, чем из лимонов. Для того чтобы вырастить лимонные деревья, нужно несколько лет, а при помощи грибков можно любое количество лимонной кислоты получить в течение пяти дней.
Лимонная кислота применяется в пищевой промышленности, при окрашивании тканей, в фотографии и медицине.
В дальнейшем были найдены и такие грибки-химики, которые образуют яблочную, щавелевую и некоторые другие кислоты. Грибки эти «взяли в плен», проверили их в лабораторных условиях, «приручили» и также заставили работать на человека.
Если масло хранить дома в неподходящих условиях, оно портится, приобретает прогорклый вкус. Это всегда неприятно. А на складах иногда портятся тонны масла. Это уже бедствие.
Масло портится потому, что в нем в результате деятельности сообщества различных микробов накапливается горькая масляная кислота. Она же часто портит силос в силосных башнях.
Однако некоторые соединения этой кислоты напоминают своим ароматом хорошие яблоки, груши, ананасы, клубнику и другие душистые фрукты и ягоды.
И вот, казалось бы, очень вредные микробы стали полезными. Всей компанией их выделили из масла, очистили от посторонних микроорганизмов и заставили работать на заводах. Маслянокислые микробы вырабатывают масляную кислоту, но, конечно, не из масла, а из более дешевого сырья: картофеля, зерна, отходов сахарного производства.
Соединения масляной кислоты применяются при производстве духов, туалетного мыла, конфет, фруктовых вод, искусственного рома.
Переселились на заводы и молочнокислые бактерии — прославленные защитники молочных продуктов от гнилостных микробов.
На заводах молочнокислые бактерии вырабатывают молочную кислоту, потребность в которой все растет. Ведь без нее не отпечатаешь рисунка на ситцевой ткани, не придашь необходимой мягкости кожам для обуви, не приготовишь многих лекарств в аптеках.
А глицерин, который раньше получали только из жира животных, теперь можно в любом количестве добыть с помощью микробов из осахаренного крахмала.
Еще Луи Пастер заметил, что при брожении сахара дрожжи вырабатывают не только спирт, но и глицерин. И вот, изменив условия брожения, добились того, что дрожжи стали накапливать глицерин в большем количестве. Есть заводы, где из сахара или крахмала дрожжи готовят и спирт и глицерин.
Многим знаком резкий, характерный запах кинопленки. Это запах ацетона — ароматической летучей жидкости. Ацетон применяется во многих отраслях химической промышленности, в кинематографии, для производства лаков и взрывчатых веществ.