Грибы, растения и люди

Хлеб всему голова

Хлеб всему голова

Грибная индустрия... Это понятие означает промышленное применение грибов — микроскопических и немикроскопических. Чтобы проследить пути зарождения и развития такого использования грибов, следует обратиться к глубокой древности.

В дошедших до нас источниках можно найти немало сведений о том, что люди ели хлеб, приготовленный из кислого (дрожжевого) теста, пили вино и пиво.

"Давно замечено, что мы не обращаем внимания на самые замечательные факты только потому, что они слишком обыкновенны. Многим ли приходила в голову мысль, что ломоть хорошо испеченного пшеничного хлеба составляет одно из величайших изобретений человеческого ума". Эти слова принадлежат замечательному русскому ученому К. А. Тимирязеву.

Действительно, как редко мы задумываемся над тем, какое место в нашей жизни занимает хлеб. А ведь хлеб, по мнению Тимирязева, "одно из тех эмпирических открытий, которые позднейшими научными изысканиями приходится только подтверждать и объяснять".

"В самом деле, — продолжает Тимирязев, — из сотен тысяч растений, населяющих землю, нужно было найти то, которое представляет наулучшее сочетание неизвестных веществ (белков и углеводов), соединенных в органах растения, легко собираемых и сохраняемых, подвергнуть эти органы измельчению и обработке водой, превращая их в неудобоваримое тесто. Рядом с этим, уже окончательно не сознавая того, произвести культуру другого, невидимого организма — дрожжевого грибка... Вызвать далее культуру этого гриба в тесте и тем заставить тяжелую, вязкую массу превратиться в легкую, пузырчатую, наконец, охватить ее жаром и заставить застыть в том пористом состоянии, которое благодаря его громадной поверхности соприкосновения с соками пищеприемного канала сделало ее легко перевариваемой".

Кому же мы обязаны этим замечательным изобретением? Где и когда впервые начали печь хлеб? Скорее всего, хлеб был открыт на берегах Нила. Именно египтянам приписывают изобретение настоящего дрожжевого теста, хотя, конечно, они и не подозревали о существовании дрожжей и их роли в процессе хлебопечения. Египетские хлебопеки научились хранить закваску из специально поддерживаемого кислого теста. Все это подтверждается археологическими раскопками, найденными рисунками и папирусами. В историю древнего мира египтяне вошли как "хлебоеды".

В древнегреческой мифологии дарительницей хлеба людям считается богиня Деметра — сестра великого Зевса. Она подарила царевичу Триптолему запряженную крылатыми чудовищами колесницу и научила его сеять пшеницу.

В древнегреческой мифологии дарительницей хлеба людям считается богиня Деметра — сестра великого Зевса

В древних Афинах царил культ хлебных злаков. При приготовлении очень многих блюд афинские кулинары использовали тесто, хлеб, зерна хлебных злаков.

В Римской империи хлебопечение выделилось в самостоятельное ремесло. Звание пекаря считалось почетным, многие из них состояли на государственной службе. В Риме до сих пор сохранился памятник Марку Вергилию Эврисаку — знаменитому пекарю, выходцу из Греции, первому поставившему пекарное дело на промышленную основу.

От древних римлян искусство хлебопечения заимствовали европейские народы в феодальные времена.

Упоминание о первых приспособлениях, облегчающих ручной труд, — ветряных мельницах относится к IX веку. С конца XVIII века в хлебопечении началась эра машинного производства, связанная с изобретением универсального парового двигателя. Но ни паровые мельницы, ни электричество не в силах изменить сущность процессов, происходящих при выпечке хлеба — ведь они обусловлены самим пшеничным зерном, его свойствами. В зерне содержится много различных веществ: крахмал, различные сахара, аминокислоты, минеральные соли. Но особое значение для хлебопечения имеют нерастворимые белковые вещества — клейковина.

Современные селекционеры ищут способы создать новые сорта злаков с повышенным содержанием этого вещества, так как давно известно — чем больше клейковины, тем лучше получится хлеб. Для приготовления хорошего теста необходимо хорошенько разрыхлить его изнутри. Эту функцию выполняют древние помощники человека — микроскопические грибы — дрожжи. Они вызывают процесс брожения, во время которого используют сахар, а выделяют спирт и углекислый газ. Для того чтобы весь углекислый газ не вышел из теста (иначе оно не будет рыхлым и пористым), нужна клейковина. Она не дает углекислому газу полностью высвободиться из теста, обволакивая каждый его пузырек тонкой пленочкой. Хлеб, выпеченный из такого теста, получается пористым, пышным и высоким.

Землепашество — самое древнее занятие народов, населяющих территорию нашей страны.

Культ хлеба на Руси уходит в глубину веков. У древних славян покровителем хлебопашцев был бог-громовержец Перун. Сколько примет и поверий, связанных с хлебом, родилось в те далекие века! Буханку хлеба, испеченную в страстную пятницу, подвешивали к потолку и считали, что этот хлеб не пускает в дом злых духов. Висящий в доме у рыбаков и моряков небольшой хлебец в виде кораблика отводил беду от тех, кто ушел в далекое плавание. Мать хлеба, Невеста хлеба, Дух хлеба — все это персонажи праздников, посвященных хлебу. А праздников таких на Руси было очень много — среди них праздник первой борозды, праздник первого снопа. Нет ничего удивительного в возникновении такого культа. Ведь в процессе сотворения хлеба есть что-то загадочное, таинственное! Геродот в свое время писал: "Все люди боятся, чтобы пища не загнила, а египтяне замешивают тесто так, чтобы оно подвергалось гниению", подразумевая, конечно, под гниением брожение теста.

Имеются сведения, что в русских монастырях приготовляли дрожжи и торговали ими уже в XIV-XV веках. Такая торговля приносила монастырям огромный доход — спрос на дрожжи был очень велик. В конце XVIII века появляются прессованные дрожжи, хорошо известные каждому из нас.

В наше время дрожжи производятся на современных дрожжевых заводах. Их путь к хлебу начинается в заводской лаборатории. В небольшом сосуде Ганзена в жидкой питательной среде находится культура дрожжей Сахаромицес церевизиа. Если каплю питательной среды поместить на предметное стекло микроскопа, то можно увидеть множество овальных клеток — это и есть клетки дрожжевого гриба. Постепенно дрожжи пересевают в сосуды большей емкости, пока они, наконец, не попадают в огромные цилиндрические бродильные чаны. Основой питательной среды в этих чанах служит патока, которую получают с сахарных заводов. Кроме патоки, разведенной водой, среда содержит соли фосфора, аммиак и другие необходимые для жизнедеятельности дрожжей вещества. Питательную среду стерилизуют, охлаждают до 28° С, и только после этого вносят в нее культуру дрожжей. Дрожжи начинают усваивать питательные вещества, разлагая при этом сахара патоки на спирт и углекислый газ, вспенивающий жидкость в чанах. Дрожжи получают азот из аммиака, фосфор из фосфорнокислых солей и углерод из Сахаров — вот главные биогенные элементы, необходимые для размножения дрожжей. Примерно через 12 часов брожение заканчивается.

Дрожжи вместе с питательной средой попадают в сепараторы, где их отделяют от жидкости. Под прессом из дрожжей удаляют лишнюю воду и получают всем известные пекарские дрожжи — плотную, бесструктурную светлую массу с характерным запахом.

Виноград — сам себе винодел

Греки и римляне поклонялись богу вина и виноделия Дионису (Вакху) и в его честь устраивали пышные вакханалии. Из санскритской литературы известно, что древние арийцы приготовляли пьянящий ритуальный напиток сома из перебродивших соков, а напиток сура, очень похожий на наше пиво, из пшеницы и ячменя. Известно и о том, что древние славяне варили пиво и мед. Некоторые ученые считают, что первоначально зерно культивировалось в некоторых странах специально для приготовления пива. Так или иначе, но в клинописных памятниках Мессопотамии упоминается ячменное пиво. Жители этой страны знали и вино, но готовили его из фиников и семян кунжута, а виноградное вино привозили из соседних стран, знавших виноделие. Древние египтяне были, по-видимому, также хорошо знакомы с вином и пивом, процесс изготовления вина описан в одной из древних египетских надписей на гробнице фараона Птаххотепа, жившего за две с половиной тысячи лет до нашей эры.

О роли дрожжей в получении вина долгое время ничего не было известно. Виноград — сам себе винодел. Если выжатый из него сок оставить стоять, входящие в его состав сахара превратятся в спирт. Муть, осевшую в конце брожения на дне сосудов и состоящую, как мы теперь знаем, в значительной мере из клеток дрожжей, немецкий монах и алхимик XV века Базилиус Валентинус считал выделениями, облагораживающими вино. Химики начали проникать в сущность этого процесса лишь в XIX веке.

В 1810 году Жозеф Луи Гей-Люссак открыл общую химическую формулу разложения сахара на спирт и углекислый газ. Что же вызывает разложение сахара? В середине XIX века великий француз Луи Пастер доказал, что вино образуется благодаря деятельности микроскопических организмов — дрожжей и что с их помощью можно превратить в спирт даже простой раствор сахара. Больше того, он обнаружил, что некоторые факторы, например кислотность или щелочность, влияют на обмен веществ дрожжевых микроорганизмов и этим определяют свойства вина.

Наблюдения позволили ему сделать еще один вывод, когда микроорганизмы, вызывающие брожение, продолжают развиваться в уже готовом напитке, вино получается некондиционное, перебродившее. Пастер нашел способ сохранения вина от порчи — прежде чем разлить вино по бутылкам, надо его прогреть до 60°.

Сначала, как водится, к предложению ученого отнеслись недоверчиво. "Никто не станет пить гретое вино", — говорили виноторговцы. Однако со временем новый способ предохранения вина от порчи получил широкое распространение. Слова Пастера "мои труды поднимут благосостояние всей Франции" оправдались. Прогревание, или пастеризация, вина принесло Франции миллионные доходы. Сам Пастер не заработал на своем открытии ни гроша. Зато он прослыл "лекарем вин". О своих открытиях Пастер сообщил в двух работах: "Мемуар о брожении, называемом молочнокислым" (1857) и "Этюды о вине" (1866).

Откуда же появляются дрожжи в виноградном соке? Любознательный читатель, конечно, помнит, что кожица растущей виноградины покрыта естественным нежным налетом. Этот налет — воскообразная пленка, на которой оседают споры плесени и диких дрожжей, заносимые ветром или насекомыми. На кожице одной ягоды может находиться до 10 миллионов дрожжевых клеток, из них более 100 тысяч, как правило, разновидности винных дрожжей.

Именно ферменты, выделяемые винными дрожжами, вызывают брожение, в результате которого сахара винограда превращаются в спирт. Кроме того, образуются также многочисленные побочные продукты, влияющие на вкус и другие свойства вина. Характер жизнедеятельности дрожжей серьезно сказывается на качестве вина, поэтому за ним внимательно следят виноделы.

Самые давние традиции у французских вин. Говорят, что бургундские виноградники были заложены 2000 лет назад, и когда в 600 году финикийцы основали портовый город Марсель, там уже, якобы, пили славное бургундское вино. На некоторых старинных виноградниках Европы, в том числе и на виноградниках солнечной Грузии, между виноградом и дрожжами установилась "гармония", благодаря которой в вине проявляются лучшие качества винограда. Но сейчас и там на большинстве винных заводов исправляют природу, добавляя чистые культуры нужных дрожжей и падавляя рост нежелательных микроорганизмов, оказавшихся на кожице винограда.

Из чего и как делают сброженные напитки

Сырьем для получения сброженного виноградного сока служит виноград, доставляемый с виноградника на винный завод как можно скорее, чтобы он не потерял влаги и не испортился. Спелый виноград на 90 процентов состоит из мякоти и сока (виноградное сусло), остальные 10 процентов — кожица, черенок и косточки. Виноградное сусло содержит в основном воду и сахар. Его количество зависит от сорта винограда и степени его зрелости. В сусле есть винная и яблочная кислоты, а также большое количество лимонной, щавелевой, глюконовой, глюкуроновой и фосфорной. Химики обнаруживают в сусле до 20 аминокислот, 13 пигментов-антоцианов, ароматические вещества, таннины, витамины, ферменты и минеральные соли. По-видимому, многие из этих веществ играют важную роль в питании дрожжевых грибов и, следовательно, в рождении вина.

Из чего и как делают сброженные напитки

Процесс брожения очень сложен. В нем участвуют по крайней мере 22 фермента, 6 коферментов, ионы магния и калия. И это только для того, чтобы разложить один из двух основных Сахаров — глюкозу. Полный же процесс брожения включает еще много других реакций. В результате брожения виноградного сусла образуются, кроме спирта — основного продукта брожения, глицерин, янтарная кислота, уксусный альдегид, эфиры.

Виноградное сусло получают на винном заводе, загружая виноград в давильное устройство, где он давится между валами. Для приготовления белого вина в сусло не должна попадать кожица и косточки, а для красного вина в дело идет все — и сок, и мякоть, и кожица, и косточки. Пигменты кожицы придают красному вину его цвет, а таннины косточек и кожицы — необходимую для красного вина терпкость. Особенность технологии приготовления розовых вин заключается в том, что сок начинает бродить вместе с кожицей и мякотью. По прошествии 24 часов его отжимают, и брожение продолжается уже в одном соке.

Следующий этап производства вина проходит в бродильном чане — деревянной или цементной емкости.

Прежде всего виноградное сусло в чане обрабатывают сжиженным сернистым газом, сернистой кислотой или ее солью, чтобы прекратить жизнедеятельность диких дрожжей, обитавших на кожице ягоды. После этого в чан добавляют чистые культуры дрожжей.

Сернистый газ стал применяться в виноделии лишь в XX веке. Его использование замедляет окисление, которое особенно опасно для белого вина, осветляет вино, позволяет улучшить букет.

Наблюдение за температурой в бродильном чане — еще одно нововведение нашего века. Известно, что в процессе брожения выделяется тепло, поэтому сконструированы специальные охлаждающие устройства. Для красных вин необходима более высокая температура брожения, чем для белых, — 29,5° С и 15,5° С соответственно. Брожение белых вин, таким образом, идет значительно медленнее, что обеспечивает больший выход спирта, эфиров и ароматических соединений. Виноделы считают, что брожение при низкой температуре улучшает аромат и букет вина. Продолжительность брожения зависит от температуры, типа дрожжей, содержания сахара в винограде и колеблется от нескольких дней до нескольких недель.

Когда в виноградном соке заканчивается брожение, его переливают в отстойные чаны, где начинается процесс осветления. Здесь же происходит разложение дрожжевых клеток, что в свою очередь стимулирует развитие молочнокислых бактерий. Ферменты этих бактерий превращают яблочную кислоту в более слабую молочную, то есть снижают кислотность вина.

Виноделы XX века много привнесли в старинный таинственный процесс приготовления вина.

И все-таки, несмотря ни на что, появление выдающегося вина так же, как и раньше, остается делом счастливой случайности, результатом особого совпадения погоды, сорта винограда и искусства винодела.

"Благородная плесень"

Еще один микроскопический помощник винодела — гриб Ботритис цинереа, или "благородная плесень", поражающий сорта белого винограда (например Семийон и Совиньон, Рислинг) в районе Бордо и долине Рейна. Особенно характерен этот гриб для района Сотерн во Франции. Предполагают, что тамошняя почва и особый микроклимат наиболее благоприятны для его развития.

Ягоды, пораженные грибом Ботритис цинереа, начинают вянуть, кожица плода сморщивается. Транспирация гриба ускоряет процесс высыхания ягод.

Заражение грибом осуществляется постепенно, и на одной грозди можно найти все стадии развития "благородной плесени": "зеленые ягоды" — с гладкой кожицей, отливающей изумрудной зеленью, и "жареные ягоды" — вялые, сморщенные с серыми подушечками гриба.

Отличное качество вин, которые получают из винограда, пораженного "благородной плесенью", связано с высоким содержанием Сахаров в ягодах и низким уровнем кислотности. Кроме того, "благородная плесень" оказывает большое влияние на дрожжи — некоторые виды дрожжей хорошо развиваются и размножаются только в присутствии гриба Ботритис. В пораженных ягодах образуется некоторое количество глицерина (в здоровых ягодах его нет), что придает этому вину неповторимый букет.

Однако производство таких вин очень дорого в силу следующих причин: во-первых, при поражении "благородной плесенью" значительно снижается урожай винограда; во-вторых, "благородная плесень" может поразить не весь урожай, а только часть его. Поэтому, как правило, для производства вина такого типа количество винограда всегда ограничено.

Безалкогольное вино

Человечество очень давно узнало о свойствах вина и других алкогольных напитков. Следовательно, столь же давними являются и его представления об их вреде.

Использование этих продуктов, образованных жизнедеятельностью дрожжей, имеет, к сожалению, свою оборотную сторону, омрачающую жизнь человека, — это алкоголизм и его страшные последствия. Как тут не вспомнить слова великого Парацельса о том, что все есть яд и только доза делает яд безвредным.

Кофе без кофеина впервые был произведен в 1908 году, но потребовалось почти 70 лет, чтобы ввести его в широкое употребление. Существуют заменители соли и сахара. Как же обстоят дела с безалкогольным вином? Ведь алкоголизм становится серьезной проблемой человечества.

В последнее время на мировом рынке появились так называемые деалкогольные напитки. Прежде чем из них выводится алкоголь (до уровня 0,5 процента), они проходят полный процесс брожения. Вкус такого напитка мало отличается от вкуса настоящего вина, но употребление его не грозит ни алкогольным отравлением, ни излишними калориями.

Сейчас выпускается лишенное крепости австралийское сладкое фруктовое вино "Кастелла" и итальянское "Джованни". В Советском Союзе выпуск деалкогольных вин освоили грузинские виноделы.

Древнейший напиток

Пивоварение, как и виноделие, известно человечеству уже более 5000 лет. Изобретение пива приписывают опять-таки древним египтянам. В египетских мифах и легендах говорится, что варить пиво научил человека бог Озирис, и сделал он это для того, чтобы облегчить ему жизнь.

В ассирийских табличках, которые датируются 2000 годом до нашей эры, была обнаружена запись, гласившая, что Утнапиштили (ассирийский вариант имени Ноя) во время потопа взял в свой ковчег среди прочих продуктов и пиво. Еще более древние сведения обнаружены в шумерских источниках. К тому же времени относятся египетские папирусы четвертой династии, в которых описывается приготовление солода из ячменя. Короче говоря, пиво, как и вино, было распространено во всем древнем мире; китайцы делали его из риса, а американские индейцы задолго до открытия Америки Колумбом готовили его из кукурузы.

Древнейший напиток

Пивоварение, так же как и виноделие, поставил на научную основу Пастер. Свои наблюдения и опыты он обобщил в книге "Этюды о пиве". В результате изучения процессов, протекающих при варке пива, Пастер получил точное представление о деятельности дрожжевых грибов и о влиянии посторонних микроорганизмов на процессы брожения. Датчанин Э. Ганзен ввел в производство пива чистые культуры дрожжей. Они получили название Сахаромицес карлсбергенсис, потому что во все страны, в которых распространено пивоварение, их рассылала Карлсбергская лаборатория в Копенгагене.

Основное сырье для производства пива в Европе — ячмень. Прежде чем пускать ячмень в дело, необходимо получить из него солод. Для этого семена увлажняют и проращивают. Искусственно проращенные семена и называются солодом. Во время прорастания в зерне образуются ферменты, необ-ходимые для нормального протекания дальнейших процессов. Высушенный и размолотый солод смешивают с водой и постепенно нагревают до 70° С. При этом начинают работать ферменты, которые разлагают крахмал на сахара, переходящие затем в водный раствор. Смесь фильтруют, а в оставшийся раствор — пивное сусло — добавляют шишки хмеля и снова варят. Хмель, обладающий к тому же бактерицидным действием, придает суслу особый аромат. После этого жидкость, содержащую различные сахара, аминокислоты, минеральные соли и другие вещества фильтруют и добавляют чистые культуры дрожжей. Жидкость должна бродить при температуре 10° С в течение 10 дней. В результате деятельности дрожжей освобождается углекислый газ, и на поверхности жидкости образуется густая пена.

На этом процесс приготовления пива не заканчивается. После удаления дрожжевых клеток жидкость в больших сосудах дозревает в течение нескольких недель при температуре около 0° С. За это время некоторые вещества выпадают в осадок, и брожение постепенно заканчивается. Осадок удаляют, и в уже готовое пиво вводят под давлением углекислый газ, который способствует образованию пены и обеспечивает длительную сохранность. После этого пиво разливают в бутылки и пастеризуют.

На современных пивоваренных заводах на помощь пивоварам пришли другие микроскопические грибы — плесневые. Они не заменяют дрожжи, но вносят свой и довольно значительный вклад в процессы, происходящие при приготовлении пива. Что же делают эти грибы? Плесневый гриб Аспергиллус физа, вернее выделяемый им фермент амилазы, позволяет заменить 40-50 процентов солода неосоложенным материалом. При этом вкусовые качества пива, например знаменитого жигулевского, остаются столь же высокими, как и при использовании 100 процентов солода. Применение плесневого гриба позволяет сэкономить десятки тысяч тонн ячменя. Кроме того, ферментный препарат плесневого гриба во много раз сокращает сроки созревания пива, причем продукт получается очень высокого качества, при его охлаждении не выпадает осадок, а следовательно, отпадает необходимость в фильтровании.

Безалкогольное пиво

Вопрос о безалкогольном пиве стоит на повестке дня так же, как и вопрос о безалкогольном вине. Безалкогольным считается пиво, у которого в результате процесса брожения пивного сусла почти не образуется спирт. Содержание алкоголя в таком пиве не превышает 0,7 процента. Его приготовление стало возможным с появлением нового способа производства — так называемого контактирования дрожжей с холодом. Дрожжи при температуре, близкой к точке замерзания (около 0° С), некоторое время основательно перемешиваются с пивным суслом в присутствии натуральной углекислоты. Сусло то же самое, что и при приготовлении обычного пива, так как используется одно и то же сырье: солод, хмель и вода. Неизменными остаются и сам способ пивоварения, и пивные дрожжи. Но если при обычном приготовлении пива происходит "классическое" брожение, то при получении безалкогольного продукта производится специальная контактная обработка холодом. При этом дрожжи отдают целый ряд накопленных ароматических веществ, что приводит к превращениям компонентов, содержащихся в сусле, в типичные для пива составные части. В то же время образования спирта под действием дрожжей не происходит.

При контактном брожении дрожжи практически не растут и не бродят, а значит, не отбирают из сусла питательные вещества, не требуют добавления сахара, так как солодового сахара оказывается достаточно, чтобы пиво приобрело все необходимые вкусовые качества естественным путем. Содержание алкоголя в таком пиве, как правило, столько же, сколько во фруктовом соке.

Грибы — помощники сыроделов

С древних времен известен еще один продукт, в создании которого значительную, хотя и не главную роль играют грибы. Это — сыр. При раскопках в районе Вавилона обнаружено здание, построенное более 6000 лет назад. Одна из его стен украшена бордюром, изображающим людей, доящих коров в высокие кувшины. Такие свидетельства использования в быту коровьего, козьего, овечьего молока подтверждены открытиями археологов во многих местах Древнего Востока.

Даже в Европе, которую в период расцвета Востока еще покрывали девственные леса и болота, молоко знали уже тысячи лет.

Так же издавна древний человек научился использовать молоко для приготовления различных молочнокислых продуктов. Он обнаружил, что если скисшее молоко отжать, то плотную массу, оставшуюся после этого, можно высушить и хранить довольно долгое время. Такой сыр и сейчас делают кое-где на Востоке и в Африке.

С древнейших времен известны сыры высшего типа, приготовление которых основано на введении в молоко ферментов. О сыре писали Гомер, Аристотель, Плиний Старший, Варрон и другие античные авторы.

Главная роль в создании сыра, бесспорно, принадлежит молочнокислым бактериям. Эти бактерии и их ферменты оказывают главное воздействие на многодневный процесс производства сыра. Но в создании многих сыров принимают участие и другие микроорганизмы, в том числе и грибы. Это сыры острого типа, и вкус их отличается от привычного вкуса сыра типа голландского.

Родословная таких сыров начинается от знаменитого лимбургского сыра, о котором писал Пушкин. Вспомним молодого Онегина в ресторане Тальон:

Этот сыр поэт не зря вписал в один ряд с блюдами экстра-класса. В России тех времен он считался деликатесом, которым известные рестораны украшали меню, чтобы привлечь пресыщенную публику из высшего света. Пушкин, упомянув лимбургский сыр как пикантную закуску, увековечил творение бельгийских сыроделов.

Из Бельгии этот сыр перекочевал в другие страны, в частности в Германию, где дал начало широко известному бакштейну. Острый вкус такого рода сыров определяется технологией их приготовления. Если обычно твердый сыр при созревании тщательно предохраняют от развития на нем микрофлоры, то на сырах этой группы ее культивируют. После посолки сыр переносят в хранилище, где созданы условия для развития на его поверхности специальных микроорганизмов — плесневых грибов и дрожжей, образующих слизистую массу. Ее не удаляют, а периодически растирают, пока она не заполнит все неровности поверхности сыра и не станет желтой. Продукты жизнедеятельности этих грибов проникают внутрь сыра, и он приобретает характерный острый вкус и аромат. К этой группе сыров, кроме латвийского, относятся пикантный и нямунас.

Грибы участвуют и в производстве мягких сыров. Их отличает пикантность, проявляющаяся в своеобразном вкусе и запахе — слегка аммиачном, грибном или остро перечном.

Культурная плесень, покрывающая поверхность многих мягких сыров, — гриб, который давно служит человеку. Большинство мягких сыров вырабатывается во Франции, причем каждая провинция имеет свой ассортимент. Мягкие сыры условно делят на три группы: пикантные, с кисломолочным вкусом и свежие.

Первое место среди пикантных сыров по праву принадлежит рокфору. В литературных источниках, относящихся к 1 веку нашей эры, упоминается сыр, вырабатываемый в провинции Лозер, который высоко ценился в Риме. Судя по всему, речь шла о сыре, изготовляемом с плесенью. В монастырских хрониках VII века указывается, что рокфор всегда привозили в Рим из-за Альп. В средние века, как уже точно установлено, рокфор изготовляли вблизи деревни, давшей ему это название.

Местные жители использовали для созревания и хранения сыра созданные самой природой хранилища — пещеры в узкой горной гряде в северной части плоскогорья Ларзак. В этих пещерах с высокими сводчатыми потолками, продуваемых прохладными токами воздуха, сама природа создала идеальные условия по температуре и влажности.

Существует легенда о появлении рокфора. Случайное открытие его принадлежит якобы мальчику-пастуху. Однажды он оставил свой завтрак (хлеб и домашний сыр) в пещере Рокфора, чтобы он не нагревался на солнце. Началась буря, и, спасая стадо, пастушонок не вернулся за завтраком, а появился здесь только несколько недель спустя. Оставленный им сыр был весь в прожилках зеленой плесени и на пробу оказался очень вкусным. Монахи проверили это открытие и использовали его для производства нового сыра.

В мировом ассортименте нет ни одного другого сыра, который был бы так защищен своим именем и законом. Собственники гротов добились того, что производство рокфора стало их монополией. С 1411 года один за другим следовали указы и декреты парламентов и даже королей по поводу рокфоpa, иногда по три-четыре при жизни одного поколения. В 1550 году верховной палатой города Тулузы был принят декрет, запрещающий торговать под названием рокфора сыром, сделанным в других местах. Виновные подвергались штрафу и предавались суду.

В мировом ассортименте нет ни одного другого сыра, который был бы так защищен своим именем и законом

Во Франции рокфор вырабатывается из овечьего молока, в других странах — в основном из коровьего молока и называется по-другому. В нашей стране он носит название рокфора независимо от того, из какого молока выработан.

Рокфор — оригинальный, единственный в отечественном ассортименте сыр, в котором плесень развивается внутри на разрезе. Белое или слабо-желтое тесто, пронизанное прожилками сине-зеленой плесени, создает впечатление мраморной окраски. Плесень придает сыру своеобразный перечный вкус и остроту, которая усиливается сравнительно высоким содержанием соли (4-4,5 процента) и слабопрогорклым привкусом, вызванным изменением жира. Тесто его нежное, маслянистое, слегка крошится.

Плесень рокфора — гриб Пенициллиум рокфорти — выращивается на хорошо выпеченном хлебе. Споры гриба вносят в молоко или в сырную массу перед укладкой ее в формы. После посолки в каждой головке делают несколько десятков сквозных проколов для доступа воздуха и создания благоприятных условий для роста плесени. Плесень хорошо развивается, заполняя все пространство между сырными зернами и вдоль отверстий, образованных проколами. Ее обычно больше ближе к центру сыра.

Есть еще сыры, в создании которых значительная роль принадлежит грибам. Это сыры с грибным привкусом, покрытые слоем специально культивируемой белой плесени, Пенициллиум камамберти. Она воздействует на сырное тесто и придает ему неповторимый грибной привкус, нередко напоминающий вкус деликатесных грибов шампиньонов. Среди таких сыров первенство принадлежит знаменитому камамберу, широко известному во всем мире. Популярность его огромна, особенно во Франции, на его родине. В Нормандии даже есть памятник, на котором начертано: "Марии Арель — создательнице сыра камамбер, 1791 год". Отличный вкус открыл двери этому деликатесному сыру в дома миллионов французов.

Что такое антибиоз?

В XX веке сделано много открытий во всех областях науки и техники. Много нового внес он в микологию и микробиологию. Именно этому веку мы обязаны открытием антибиотиков, развитию новой отрасли промышленности — производству антибиотиков и, следовательно, избавлением от многих страшных болезней. Профессор С. Я. Ваксман, открывший стрептомицин, писал, что "влияние антибиотиков на человеческое общество настолько сильно, что наше время смело можно назвать эрой антибиотиков".

Пастер в 1877 году обратил внимание на антагонизм, или борьбу, микроорганизмов. Еще раньше английский ученый Уильям Робертс опубликовал свои наблюдения над поведением плесневых грибов и бактерий в совместной культуре. Он обнаружил, что в жидких средах, в которых рос гриб Пенициллиум глаукум, бактерии развиваются слабо. "Борьба за существование" — к такому выводу пришел Робертс. Задолго до него угнетающее действие плесени на бактерии наблюдал английский физик Джон Тинсаль.

В России врач А. Г. Полотебнов в 1872 году опубликовал сообщение о результатах лечения гнойных ран порошком из спор грибов друх видов — Пенициллиум и Аспергиллус.

Все эти данные говорят о том, что медицина может и должна использовать борьбу микробов в своих целях. Пастер справедливо предсказал это уже в 70-х годах прошлого века. Он сам проводил опыты, доказывающие существование этой борьбы: вводил в почву различные болезнетворные микробы и через некоторое время обнаруживал, что все они погибали.

Подобные же результаты были получены при изучении возбудителя сибирской язвы. При проведении опыта в стерилизованную мочу, где развивались возбудители болезни, видимо, вследствие небрежности лаборанта попали бактерии из воздуха и быстро там размножились.

Пастер с удивлением обнаружил, что в загрязненной колбе возбудители сибирской язвы исчезли. Он пришел к единственно правильному выводу; культуру сибиреязвенных микробов уничтожили "гости" из воздуха. Значит, борьбу микробов можно использовать при лечении болезней, возбудителями которых являются микроорганизмы.

Ученик Пастера замечательный русский ученый И. И. Мечников, создатель теории иммунитета, был горячим сторонником лечения при помощи микроорганизмов. Он объяснял угнетающее влияние одних микробов на другие выделением каких-то ядовитых веществ. Явление назвали антибиозом. Позднее ученым удалось выделить вещества, предсказанные еще Мечниковым. Это хорошо знакомые нам антибиотики.

С. Я. Ваксман так определял эти вещества: "Антибиотиками мы называем химические вещества, вырабатываемые некоторыми микроорганизмами и обладающие свойством даже в очень малых дозах прекращать рост и размножение других микробов, или же убивать их".

Первым антибиотиком, полученным в чистом виде, можно считать микофеноловую кислоту. Ее выделил в 1896 году итальянский врач Госсио, занимающийся изучением пеллагры. Причину этого заболевания, которое, как мы сейчас знаем, возникает от недостатка в организме одного из витаминов группы В — никотиновой кислоты, — в то время видели в ввозимом из стран Азии рисе, видимо, потому, что при неправильном хранении он покрывался плесенью. Госсио не нашел возбудителя пеллагры, но из заплесневевших семян риса выделил культуру гриба, оказывающего сильное угнетающее действие на многие бактерии. Из жидкой питательной среды, на которой рос этот гриб, он получил в кристаллическом виде бактерицидное вещество. Это был первый антибиотик.

Но, как часто случается в науке, этому факту не придали большого значения, и на довольно долгое время он был забыт. Прекрасно описывает историю открытия антибиотиков в нашей стране Вениамин Александрович Каверин в романе "Открытая книга". Отрицательный герой романа, директор института биохимии микробов Крамов с презрением реагирует на новую тему "Изучение защитных свойств зеленой плесени", предложенную в плане талантливой исследовательницей Татьяной Власенковой. Кстати, прообразом ее послужила 3. В. Ермольева — академик, всю жизнь посвятившая изучению антибиотиков. "Не кажется ли вам, — говорит героине романа Крамов, — что представление о плесени связано с задворками науки, ведь на задворках всегда валяется мусор и пахнет плесенью". "Антинаучным бредом" называет он рукопись другого героя романа доктора Павла Петровича Лебедева, старого учителя Татьяны Петровны Власенковой, где он описывает защитные свойства зеленой плесени, губительно действующей на микробы. Действительно, в течение долгого времени к плесени люди относились с презрением и отвращением — она портила продукты, которые становились непригодными к употреблению. Микробиологам плесневые грибы также чаще всего мешали в их работе, загрязняли чистые культуры, появляясь там, где их совсем не ждали.

"Везение" Александра Флеминга

Большинство крупных научных открытий сделано в результате продуманных опытов, но отчасти и благодаря везению. Пастеру, например, человеку на редкость волевому, который добивался истины при помощи логических рассуждений и опытов, иногда помогала и судьба. Если бы его не назначили профессором в Лилль, если бы местные винокуры и пивовары не обратились к нему за советом, возможно, он и не заинтересовался бы процессом брожения. Английский микробиолог Александр Флеминг издавна искал такое вещество, которое уничтожало бы патогенные микробы, не причиняя вреда клеткам больного. Это магическое вещество случайно "залетело" на его рабочий стол, но он, наверное, не обратил бы внимания на незнакомого "посетителя", если бы не ждал его пятнадцать лет.

Александр Флеминг, открыв пенициллин, вписал свое имя золотыми буквами в историю микробиологии и медицины. Сам он так рассказывает о своем открытии: "Экспериментируя с различными видами стафилококков, я оставил некоторое количество чашек с культурой на лабораторном столе и время от времени осматривал их. Чашки при осмотре, естественно, открывались, и не исключалось их загрязнение различными микроорганизмами. Я заметил, что около одной крупной колонии плесневых грибов, попавших сюда из воздуха, колонии стафилококков становились все более прозрачными и, по-видимому, подвергались растворению". Заслуга Флеминга в том, что он смог в этом случайном факте увидеть закономерность. Почти наверняка десятки микробиологов до Флеминга наблюдали подобные явления, но только он сделал из этого факта правильный вывод: гриб, к которому микробиологи пренебрежительно относились как к помехе в работе, убивал коварных стафилококков. Сам Флеминг говорил так: "Конечно, все бактериологи встречались с фактом загрязнения культур микроскопическими грибами. Вполне вероятно, что какой-нибудь другой микробиолог заметил бы, как и я, подобные изменения, но верно и то, что, не имея специального интереса к поискам естественных бактерицидных веществ, он скорее всего отложил бы эту чашку в кучу посуды для мытья".

'Везение' Александра Флеминга

Итак, Флеминг не выбросил зараженную плесенью чашку в кучу посуды для мытья. Он пересеял гриб в чашку Петри с твердой питательной средой и оставил его на 4-5 дней при комнатной температуре. Когда на агаре развилась плесень, подобная первоначальной, Флеминг засеял его разными бактериями, расположив их лучами, расходящимися от плесени. Подержав эту чашку какое-то время в термостате, он обнаружил, что некоторые микробы выдержали соседство гриба, в то время как рост других начинался на значительном расстоянии от колонии плесневого гриба. Плесень оказалась губительной для стрептококков, стафилококков, дифтерийной палочки, возбудителя сибирской язвы, на тифозную же палочку она не действовала.

Открытие становилось чрезвычайно интересным. По-видимому, плесень выделяла вещество, останавливающее рост возбудителей некоторых опасных заболеваний. Значит, она могла стать могучим терапевтическим оружием. Флеминг говорил: "Мы обнаружили плесень, которая, может быть, принесет какую-нибудь пользу".

Он вырастил свою плесень в большой колбе с жидкой питательной средой. Поверхность ее через некоторое время после посева покрылась толстой войлочной гофрированной массой. Сначала она была белой, потом стала зеленой и, наконец, почернела. Прозрачная среда через несколько дней приобрела интенсивный желтый цвет. Необходимо было узнать, обладает ли эта жидкость бактерицидными свойствами плесени. Оказалось, что она так же активна, как и плесень, и действует на те же самые микробы, то есть содержит то же бактерицидное вещество, которое выделяла плесень. Флеминг испробовал действие растворов, разведенных в 20, 40, 200 и 500 раз. Последний раствор все еще подавлял рост стафилококков. Таинственное вещество, находившееся в золотистой жидкости, обладало необычайной активностью. У Флеминга тогда не было возможности установить, что полезного вещества в питательной среде приходилось не более одного грамма на тонну (даже морская вода содержит больше золота).

Теперь следовало определить вид плесени. Познания Флеминга в микологии были весьма поверхностны. Он взялся за книги и выяснил, что его плесень называлась Пенициллиум хризогенум. Флеминг показал свою плесень молодому ирландскому микологу Ла Тушу, работавшему вместе с врачами, изучавшими бронхиальную астму (ученые утверждали, что многие случаи астмы у людей, живущих в сырых помещениях, вызваны плесенью). Тот изучил ее и определил как Пенициллиум рубрум. Флеминг положился на мнение специалиста, и в первом своем докладе назвал свою плесень именно так, как ее определил Ла Туш. Два года спустя знаменитый американский миколог Том установил, что это Пенициллиум нотатум — вид, близкий к Пенициллиум хризогенум, за который Флеминг и принял этот гриб.

Опыт по изучению бактерицидного действия плесени убедили Флеминга, что он столкнулся с явлением антибиоза. Один живой организм — плесень — выделял вещество, убивающее другие живые организмы — возбудителей опасных болезней. Мирное сосуществование этих видов невозможно.

В своих рабочих тетрадях знаменитый английский хирург, отец антисептики Листер 25 ноября 1871 года описал следующее явление: в сосуде с мочой, оставленной открытым, оказалось множество бактерий, а также зернистые нити, в которых он узнал плесень. Заметив, что бактерии находились как будто в угнетенном состоянии, он провел ряд опытов, чтобы узнать, не превращается ли жидкость после разрастания плесени в неблагоприятную среду для бактерий. Опыты не дали убедительных результатов, и Листер их прекратил. Но он отметил, что когда войлочная масса плесени, которую он принимал за Пенициллиум глаукум, покрывала поверхность мочи, микробы становились совершенно неподвижными и чахли.

Когда лорд Уэбб-Джонсон, президент Королевского хирургического колледжа передал ему записи Листера, Флеминг сказал: "Очень жаль, что опыты, проведенные в ноябре 1871 года, не были доведены до конца. Листер уже тогда набрел на мысль о пенициллине, но он выращивал либо неудачные плесени, либо неудачные бактерии, а возможно и то и другое. Если бы ему улыбнулась судьба, вся история медицины изменилась бы, и Листер при жизни увидел бы то, что он всегда искал: нетоксичный антисептик. Со времен Пастера и Листера ученые пытались убить один микроб другим. Идея была правильна, но для ее осуществления пришлось ждать дня, когда фортуна решила, что споры плесени заразят одну из исследуемых мной культур, а потом несколько лет спустя настал и другой день, когда химики занялись веществом, выделяемым этой плесенью, и дали нам чистый пенициллин. Листер, несомненно, был бы счастлив, если бы такая удача выпала на его долю".

В 1897 году лионский доктор Дюшен назвал свою диссертацию (тему ему подсказал один из учеников Пастера профессор Ру) "Новое в изучении жизненной конкуренции микроорганизмов. Антагонизм между плесенями и микробами". В заключение он писал: "Продолжив изучение фактов биологической конкуренции между плесенями и микробами, можно надеяться открыть новые факты, непосредственно применяемые в терапии". Но и эта работа не была продолжена.

Таким образом, антибиоз был известным явлением, но в 1928 году "климат" в научных кругах не был благоприятен для систематического исследования этого вопроса. Все предыдущие опыты показали, что любое вещество, губительное для микробов, разрушало также клетки и ткани человека. Это не вызывало сомнения, ведь если вещество токсично для определенных живых клеток, почему же оно не будет столь же токсично для других клеток, таких же хрупких?

Флеминг писал: "Тот факт, что бактериальный антагонизм был известен и хорошо известен, мешал, казалось, больше, чем помогал исследованию нового вида антибиоза". Профессор Райт, в чьей лаборатории работал Флеминг, был убежден, что помочь защитным силам организма может только иммунизация. Сам Флеминг серией блестящих опытов доказал, что все антисептики потерпели неудачу. Райт имел полное право утверждать, что "химиотерапия бактериальных заболеваний человека никогда не станет возможна".

Но Флемингу была не свойственна предвзятость — черта, очень часто мешающая ученым в их исследованиях. Непонятное пока поведение бульона с плесенью натолкнуло его на мысль — а вдруг именно здесь найдет он то самое вещество, которое так долго искал?

Прежде всего надо было выяснить, обладают ли другие плесени тем же свойством? Друзья Флеминга вспоминали, как у него загорались глаза при виде предмета, покрытого плесенью. Скульптор Дженингс вспоминал, как однажды Флеминг сказал вдруг окружавшим его художникам: "Друзья, если у кого-нибудь из вас есть заплесневелые туфли, мне бы очень хотелось, чтобы вы их мне подарили".

Опыты показали, что ни одна другая из исследованных Флемингом плесеней не выделяла антибактериального вещества. Значит, именно его Пенициллиум все больше заслуживал внимания.

Флеминг изучал культуры, выясняя, на какой день роста, при какой температуре и на какой питательной среде он получит наибольший эффект от действующего начала.

Важнейшим свойством таинственного вещества оказалась его малая токсичность. Флеминг ввел кроликам в вену по 20 миллилитров жидкости и убедился, что инъекция оказалась столь же безвредной, как и инъекция жидкой среды, в которой микробы не выращивались. Все это становилось в высшей степени интересным для Флеминга. Он решил, что вещество, выделяемое плесенью в бульон, заслужило название, и окрестил его пенициллином. Не сумев выделить антибактериальное действующее начало, он продолжал называть пенициллином неочищенный фильтрат, но, судя по всему, его интересовало именно антибактериальное вещество, содержащееся в фильтрате.

Выделением и очисткой пенициллина занялась в 1932 году группа химиков под руководством профессора Гарольда Райстрика, одного из лучших химиков Англии. Однако после предварительной очистки пенициллина, химики отказались от дальнейших попыток получить его в абсолютно чистом виде, поскольку при применении обычных химических методов он начинал разлагаться.

Этим закончился первый этап изучения пенициллина. Казалось, открытие Флеминга — явление случайное. Позднее сподвижник Флеминга профессор Мадридского университета Ф. Бустинза-Лахиондо писал: "Говорят о случайности этого открытия, но мне бы хотелось напомнить высказывание Пастера о том, что случай обычно подготовлен определенным ходом мыслей. Нельзя отрицать, что он играет в научной работе немалую роль в качестве какого-то непредвиденного явления. Но кто способен оценить это явление? Его может правильно интерпретировать только зрелая мысль. Многие люди не подготовлены к пониманию природных явлений, и только отдельные личности, воспитанные в повседневном напряжении поиска и одаренные тонким аналитическим интеллектом, наделены даром понимать страницы удивительной книги природы, всегда открытой для тех, кто умеет ее читать".

Любознательному читателю мы напомним, что в 30-х годах пенициллин был почти забыт. В те же годы открыли еще несколько антибиотиков, выделенных из плесневых грибов, но их вскоре оттеснило победное наступление сульфаниламидов.

За дело берутся химики

К большому открытию приводит длинная цепь сложных событий. Флеминг открыл пенициллин. Он доказал бактериальное действие неочищенного вещества, его безвредность. Кроме того, подал мысль использовать это вещество для лечения ран, зараженных чувствительными к пенициллину микробами, и опубликовал благоприятные результаты его применения. Он пытался добиться, чтобы химики выделили это вещество. Всякие препятствия и несчастные случаи не позволили никому из первых исследователей довести дело до конца. Но вот из двух отдаленных друг от друга точек земного шара двинулись к Оксфорду два человека, которые должны были вместе решить эту задачу. Один из них — доктор Говард Флори — был австралийцем. В 1935 году Флори назначили профессором патологии в Оксфордский институт Уильяма Дена. Вскоре после того, как Флори получил свою кафедру, он пригласил к себе доктора Чейна, выходца из Германии, чтобы тот организовал и возглавил секцию биохимии. Чейн интересовался антибактериальными веществами и был обладателем целого собрания литературы об известных в то время антибиотиках. Чейн предложил Флори заняться изучением их свойств. Для исследований было выбрано несколько веществ, в том числе и пенициллин. Хотя Рейстрик и характеризовал его, как вещество неустойчивое, Чейн нашел в его же статье указание на то, что раствор пенициллина сохраняет свою активность в течение нескольких месяцев. Поэтому Флори счел возможным попытаться получить его в чистом виде.

В то время Чейн ничего не знал о плесенях. Он с трудом научился обращаться с этими капризными колониями. Казалось, нет возможности добиться определенного результата. Гриб то выделял пенициллин, то не выделял. Чейн убедился в чрезвычайной нестойкости этого антибактериального вещества, но это лишь подогрело его любопытство. Химики, пытавшиеся до него выделить чистый пенициллин, шутливо утверждали, что это вещество исчезает, "пока на него смотришь". Чейн решил исследовать причину этой нестойкости; но в своей работе он пользовался гораздо более тонкими методами, чем химики из группы Рейстрика. Кроме того, в его распоряжении был новый метод, неизвестный Рейстрику, — метод лиофилизации.

В основу этого метода положен очень простой принцип: в вакууме замороженные водные растворы переходят непосредственно из твердого состояния в газообразное. Например, высоко в горах, где атмосфера сильно разрежена, лед сублимируется, то есть превращается в пар, не тая. Когда водный раствор, содержащий разные вещества, замораживают, эти вещества перестают взаимодействовать. Если же воду потом выпаривать в вакууме, то твердые вещества, образующие сухой осадок, очень долго сохраняют свою активность. Именно этим способом и можно было предохранить пенициллин от разрушения.

Скоро к Флори и Чейну присоединился молодой ученый Хитли, наделенный очень деятельным и изобретательным умом. Хитли исследовал условия выращивания Пенициллиум нотатум в жидкой среде, куда гриб выделял пенициллин. Исходя из опытов Рейстрика, он предложил основные способы выделения. Он разработал широко известный ныне метод определения содержания пенициллина, количество которого измеряется точно установленными "оксфордскими единицами".

Хитли занимался и биологическими испытаниями. Первые опыты показали, что частично очищенное вещество в тысячу раз активнее, чем совсем не очищенное, и в 10 раз сильнее самых активных сульфаниламидов. Когда же удалось получить совершенно чистый пенициллин, он оказался в тысячу раз активнее его первых образцов, полученных Чейном, то есть в миллион раз активнее вещества, выделенного Флемингом.

Настал момент решительного испытания. Оно было проведено 25 мая 1940 года на трех группах мышей, зараженных стафилококками, стрептококками и клостридиум септикум. Контрольные зверьки, не получившие пенициллина, умерли один за другим, те же, кому ввели пенициллин, выжили.

Июнь 1940 года был очень тревожным. Это было время наступления немецко-фашистских войск в Европе. Оксфордская группа подготовилась к возможному вторжению немцев в Англию. Ученые решили любой ценой спасти чудодейственную плесень, огромное значение которой теперь не подлежало сомнению. Они пропитали коричневой жидкостью подкладки своих пиджаков и карманов. Если хотя бы один из них спасется, он сохранит на себе споры и сможет вырастить новые культуры. К концу июня в Оксфорде было накоплено достаточное количество пенициллина, чтобы провести решающий опыт. 1 июля пятидесяти белым мышам ввели более чем смертельную дозу вирулентного стрептококка. Двадцать пять из них были оставлены для контроля, остальных лечили пенициллином, вводя его каждые три часа. Через 16 часов двадцать пять контрольных мышей погибли, остальные выжили.

Результаты походили на чудо. Авторы поместили заметку в "Ланцете", которая оказалась чрезвычайно приятной неожиданностью для Флеминга, и он поехал в Оксфорд повидаться с Флори и Чейном. Возвратившись из Оксфорда, Флеминг сказал одному из своих друзей: "Вот с такими учеными-химиками я мечтал работать в 1929 году".

За дело берутся химики

В самые тяжелые военные годы оксфордская группа получила первые сотни миллиграммов "сырого" пенициллина. Они доказали, что введенный под кожу пенициллин затем выделяется с мочой, а это означало, что он попадает в систему кровообращения и в почки. Продолжались и химические исследования. Успешные результаты получила Д. Ходжкин, установившая структуру пенициллина.

12 февраля 1941 года пенициллин был испытан на первом пациенте с тяжелым стафилококковым заражением. Потом последовали другие — и вот пенициллина уже не хватает. Однако ученые выяснили, что его можно вторично получать из мочи пациентов, причем в еще более чистом виде. Впервые это было продемонстрировано на примере больного полицейского из Оксфорда, и студенты-медики Оксфордского университета с присущим англичанам чувством юмора объявили: "Коллеги! Стоит заинтересоваться пенициллином. Это замечательное вещество! Оно порождается плесенью, а очищается, проходя через почки оксфордских полицейских!".

Но, несмотря на удачные опыты, ученые не смогли добиться от британского правительства согласия на промышленное производство чудодейственного лекарства. В 1941 году Англия подвергалась непрерывным бомбардировкам. Страна воевала и готовилась воевать на нескольких фронтах. Повседневные задачи были настолько неотложны, что все остальное казалось не заслуживающим внимания.

Оксфордские ученые побывали почти на всех крупных химических предприятиях. Всюду они получали один и тот же ответ: "Конечно, вы сделали важные наблюдения, но продуктивность вашего метода очень мала, и производство вашего препарата коммерчески себя не оправдает".

Флори и Хитли отправились в США, где вскоре наладили промышленное производство препарата.

Как же обстояли дела с получением антибиотиков в нашей стране?

Пенициллин — крустозин ВИЭМ

В 1942 году, несмотря на бомбежки, в лаборатории биохимии микробов Всесоюзного института экспериментальной медицины 3. В. Ермольева (впоследствии академик АМН СССР) и Т. И. Балезина получили первый советский пенициллин. Его назвали пенициллин — крустозин ВИЭМ, так как продуцентом этого вещества был гриб Пенициллиум крустозум.

Были проведены широкие эксперименты на мышах, морских свинках и кроликах, которых заражали стафилококками, возбудителями газовой гангрены, и с помощью пенициллина спасали от неминуемой смерти. Одновременно в лаборатории продолжалась работа по дальнейшей очистке и получению в сухом виде пенициллина-крустозина. Этой работой занималась большая группа химиков.

Успешное завершение экспериментов позволило начать клинические испытания нового препарата. Каждую неделю в кабинете 3. В. Ермольевой собирались хирурги, терапевты, педиатры, врачи других специальностей, испытывавшие новый препарат. Первые обнадеживающие результаты были получены в конце ноября 1942 года. Молодой врач А. М. Маршак (впоследствии доктор медицинских наук, хирург, специалист по антибиотикам) доложила о больном Шамраеве, бойце Советской Армии, получившем осколочное ранение голени с повреждением костей. После ампутации бедра у него началось заражение крови. Внутривенные вливания стрептоцида и другие средства лечения результата не дали. После 6 дней лечения пенициллином посевы крови стали стерильными, состояние больного значительно улучшилось.

Хорошие результаты были получены при лечении ожогов, всевозможных раневых осложнений.

Обрадовали исследователей и педиатры, испытавшие препарат при безнадежном случае скарлатины. "Мы были живыми свидетелями картины, — сказала доктор Р. Л. Гамбург, — которую смело можно назвать возвращением с того света".

Советское правительство, несмотря на многие трудности, связанные с тяготами войны, организовало производство пенициллина. Пенициллин начали выпускать в сухом виде на нескольких заводах. Но спрос на препарат был настолько велик, что сотрудники ВИЭМ организовали маленькие лаборатории по производству пенициллина непосредственно во фронтовых госпиталях.

Где искать новые антибиотики

Хорошо известно, что правильно сформулированная задача содержит в себе половину решения. Последователям всегда легче, чем первооткрывателям, — они знают, что искать. В случае с антибиотиками нужно было решить только один вопрос — где искать.

Плесневые грибки искали на свалках и в сточных ямах. В США первые порции промышленного пенициллина получили при размножении плесени, росшей на дыне. На рыночной площади одного городка штата Иллинойс местный фармаколог увидел валяющийся кусок дыни, густо покрытый плесенью. Фармаколог, знакомый с проблемой пенициллина, заинтересовался находкой. Лабораторное исследование дынной плесени принесло сенсационные результаты. Пенициллиум хризогенум, обнаруженный на дыне, оказался в 400 раз более мощным источником пенициллина, чем его родственник Пенициллиум нотатут, с которого начал Флеминг.

Советский пенициллин ведет свое происхождение от плесени одного из московских подвалов. Где же искать новые антибиотики? Любознательный читатель, вероятно, помнит о том, что явлением антибиоза очень интересовался Пастер. "Не правда ли, удивительно, — говорил он, — все зараженные отбросы рано или поздно попадают в землю, но земля не становится источником заразы. Микробы погибают в ней". В земле живет и размножается масса микроорганизмов: с гектара можно было бы собрать полтонны бактерий, грибов и дрожжей. Если бы все они начали беспрепятственно размножаться, земля вспухла бы на глазах. Но между микробами идет жестокая война, а оружием служат антибиотики. Среди всех этих продуцентов антибиотиков нужно найти те, которые вырабатывают наиболее сильное оружие против бактерий, опасных для человека. В 1942 году в Америке такую работу проделали С. Я. Ваксман и Р. Ж. Дюбо. После испытания более чем 10 тысяч различных проб земли оба достигли успеха. Дюбо выделил грамицидин, а Ваксман — стрептомицин. В 1945 году получили четвертый антибиотик — хлор-тетрациклин, в 1947 году был получен пятый — хлорамфиникол (в нашей стране известный под названием левомицетин).

Где искать новые антибиотики

С каждым годом антибиотиков становилось все больше, их открывали примерно по 20 в год. В начале 80-х годов их было известно уже более четырех тысяч, из них 200 — довольно активны при различных заболеваниях человека.

Около 60 антибиотиков прочно вошли в мировую практику здравоохранения.

Новый этап эры антибиотиков

В 1959 году начался новый этап в развитии производства антибиотиков. Был разработан метод получения полусинтетических пенициллинов. Ученые сначала с помощью фермента пенициллиназы расщепили молекулу пенициллина на составные части, а затем, использовав одну из них, а именно 6-амино-пенициллановую кислоту, синтезировали новые антибиотики. Полусинтетические пенициллины — это крупный успех фармакологической химии, но и здесь без гриба — первичного продуцента пенициллина обойтись пока нельзя. Сейчас уже получены антибиотики (метициллин, оксациллин), на которые микробная пенициллиназа не действует. Другие полусинтетические антибиотики можно применять в виде таблеток, потому что они не разрушаются в желудке (фенетициллин).

Новые антибиотики ищут давно. Ученые еще не подозревали о недостатках пенициллина, но уже начали подыскивать ему достойную смену. Вскоре после войны в лаборатории Флори пристальное внимание ученых привлек гриб Цефалоспорум, найденный в сточной трубе на острове Сардиния. Оказалось, что этот микроорганизм выделяет не один, а сразу семь разных антибиотиков. Один из них, названный Цефалоспорин С, стали использовать вместо пенициллина. Действуя на тех же возбудителей болезней, что и пенициллин, он обладает меньшей токсичностью, но главное его достоинство заключалось в том, что им можно было лечить больных с повышенной чувствительностью к пенициллину.

Ученые разложили цефалоспорин на составные части и получили новые препараты — полусинтетические цефалоспорины. Один из них — цепорин — отличается очень высокой активностью и способностью действовать на стафилококки, утратившие чувствительность к пенициллину.

К настоящему времени действие циклоспорина наиболее полно изучено при пересадке органов и тканей, где он проявил себя с весьма выгодной стороны. Однако побочные его действия до конца пока не изучены. Но тем не менее в дальнейшем тщательный анализ экспериментальных и клинических данных укажет точные области применения циклоспорина.

Огромная роль антибиотиков в современной медицине очевидна всем. Почти каждый человек испытал на себе их целебное действие. Многим они спасли жизнь. Антибиотики подняли на новый уровень хирургию, создав условия для выполнения сложных операций. С их помощью снизилась детская смертность.

Сегодня антибиотиками пользуется все человечество, и тенденции к спаду их потребления пока не предвидится. Наш век называют по-разному — "космическим", "атомным", "веком кибернетики". Но с полным правом его можно назвать и "веком антибиотиков".

Другие полезные профессии грибов

В современном мире микроскопические грибы имеют еще целый ряд полезных людям профессий.

Микроскопические грибы используются в пищевой промышленности для производства продуктов питания, обогащенных белком микроорганизмов. Большое значение здесь имеет так называемое твердое брожение — дешевый и технически несложный метод превращения крахмалсодержащего сырья в обогащенный белком продукт, используемый в качестве кормов. В этом случае гриб, образующий фермент, превращающий крахмал в глюкозу, выращивают на твердом крахмальном субстрате. Этот способ лежит в основе производства различных ферментированных продуктов питания, которые широко распространены в странах Азии и Африки. В разных странах производят разные ферментированные продукты: в Индии, например, на юге страны широкой популярностью пользуется идли досаи (высокобелковый кислый хлеб паровой выпечки), в Японии — кодзи (твердая культура микроскопических грибов на рисе, ячмене, пшенице, сое и других зерновых), в Индонезии — темпех (растительный аналог мяса и источник витамина B12, приготовляемый путем сбраживания замоченных и полупроваренных бобов сои).

Успехи микробиологии сделали возможным преобразование крахмалсодержащего сырья в декстрин, глюкозу, солодовый сахар, фруктозу, сиропы и так далее и усовершенствовали, таким образом, обработку продуктов питания и кормов.

Грибы могут превращать целлюлозу в глюкозу, так как вырабатывают фермент целлюлазу. В нашей стране идею получать глюкозу из целлюлозы с помощью ферментов грибов начали разрабатывать Л. Попов и В. Омелянский, в настоящее время ею увлечены исследователи во всем мире, так как очевидно, что тот, кто первым овладеет технологией получения глюкозы из целлюлозы, подарит своей стране неисчерпаемый источник богатств. "Почему неисчерпаемый?" — спросит читатель. Целлюлозы, или клетчатки, вокруг нас очень много. Она есть во всех растениях, и запасы ее ежегодно восполняются. А ведь глюкоза — это не только сладкий сахар. Современная наука может превратить ее в аминокислоты и спирты, жидкое топливо и удобрения, лекарства и пластмассы.

Впрочем, если бы даже речь шла только об одних сладостях, и тогда глюкоза из целлюлозы заслуживала бы пристального внимания. Ведь она способна хотя бы частично заменить привычный нам свекловичный сахар. Традиционное производство сахара — дело довольно хлопотное и дорогое. Новая технология может высвободить землю для других культур и ликвидировать потери сырья. Над проблемой работают ученые разных специальностей, в том числе селекционеры, которые стремятся создать штамм гриба, вырабатывающий наиболее активные ферменты.

С помощью грибов получают лимонную кислоту. Для микробиологического синтеза этого продукта используют дрожжевые грибы, грибы рода аспергиллус и пенициллиум, причем выход продукта очень высок.

Огромна роль грибов при производстве различных ферментов. Существуют грибные ферменты, заменяющие сычужный фермент, необходимый при производстве сыров. Пектиновые ферменты, используемые для осветления фруктовых соков и вин, также продукт жизнедеятельности грибов. С помощью грибов производят дезодорирующие ферменты, используемые для удаления пищевых запахов.