Занимательная агрономия

Где образуется крахмал

озделывают растения для получения из них питательных веществ: углеводов, жиров и растительных белков, которые являются основными продуктами питания человека. Среди них одно из главных мест занимает крахмал. Растение производит его из воды и воздуха за счет энергии солнечного света.

В растении, как на фабрике, существуют пункты производства крахмала с подачей туда сырья — воды, воздуха и энергии; целая система транспорта полученного продукта в виде сосудов и, наконец, склады: плоды, клубни, корни, где накапливаются запасы произведенных продуктов для последующих поколений или для дальнейшего развития этого же растения.

Где же находится фабрика этого первого и главнейшего продукта растительного производства?

Если для создания крахмала, как и всякого органического вещества, из простых элементов — воды и воздуха — необходима энергия солнечного луча, то вполне естественно предположить, что те органы растения, которые в наибольшей степени подвергаются освещению, и являются местом образования крахмала. К этим органам принадлежат листья, которые как бы предназначены для улавливания света и рассеянной в воздухе угольной кислоты — основного материала для построения крахмала.

Крахмал состоит из углерода, извлекаемого из угольной кислоты, воздуха и элементов воды, притекающей к листьям по сосудам из почвы. Других элементов в составе крахмала нет — при сгорании он не дает золы. Листья являются местом образования крахмала — той фабрикой, где производится синтез (образование) крахмала из воды и воздуха за счет солнечной энергии.

В зеленых частях листьев происходит превращение солнечной энергии в органическое вещество, то есть из элементов, входящих в воду (водорода и кислорода), и угольной кислоты (углерода), находящейся в воздухе, при помощи солнечной энергии создается крахмал. Известный русский ученый К. А. Тимирязев посвятил много времени изучению жизни растений, и благодаря его трудам люди узнали, как появляется первое органическое вещество в растениях, из которого они строят свое тело и которое может служить пищей для всех остальных организмов, в том числе и человека.

В листьях совершается консервирование солнечной энергии в форму, доступную для использования остальными организмами. Листья — это звено, которое связывает нашу жизнь с солнцем и без которого она была бы невозможна.

Чтобы убедиться, что крахмал образуется именно в листьях, можно наблюдать появление его на освещенных местах листьев.

^{Образование крахмала на освещенной части листа.}

Этого можно достигнуть простым и интересным опытом, заставив само растение «сказать» нам об этом.

Выберите большой неповрежденный лист какого-либо растения, например подсолнуха, оберните его на день какой-нибудь непроницаемой для света материей или бумагой. В течение дня весь крахмал, который был в листе, уйдет из него, а нового не образуется из-за отсутствия света (полезно обернуть несколько листьев, чтобы проверочным опытом убедиться, что в листьях нет больше крахмала). Если такой контрольный лист после обесцвечивания[18] даст с иодом фиолетовое окрашивание, нужно оставить опытные листья еще на один день закрытыми и вновь проверить, весь ли крахмал исчез из листа.

После исчезновения крахмала лист покрывают темной бумагой или металлической фольгой с вырезанным в ней словом «крахмал» (или каким-нибудь другим) и в таком виде оставляют на хорошем освещении. Через день обычно на освещенных местах, то есть под буквами вырезанного слова, образуется крахмал. Когда этот лист специально обработаете — погрузите его сначала в кипяток, потом в спирт до обесцвечивания, а затем в иодный раствор, то на белом листе ярко фиолетовыми буквами выступит ваша надпись «крахмал»[19].

Добывание крахмала из картофеля

Только что описанным способом можно обнаружить крахмал не только на месте его производства — в листьях, но и в «складах»: плодах и клубнях. Там благодаря отсутствию зеленой окраски и большим количествам крахмала он обнаруживается гораздо легче: достаточно смочить йодным раствором разрез картофеля или зерна, как тотчас появится темно-фиолетовое окрашивание, свидетельствующее о присутствии крахмала.

Обилие крахмала в плодах и клубнях позволяет легко добыть его оттуда в чистом виде, отделив от прочих частей ткани клубня или плода.

Легче всего крахмал добывать из сырых клубней картофеля. Этот опыт представляет самостоятельный интерес, позволяя убедиться в богатстве картофеля крахмалом, а также ознакомиться со свойствами крахмала. Кроме того, научиться получать крахмал вообще полезно, так как это часто нужно для разных целей в хозяйстве.

Выделение крахмала из картофеля делается так: хорошо отмытые от грязи клубни картофеля протирают на обыкновенной кухонной терке в миску или таз с водой. Крахмал быстро оседает на дно в виде очень плотного белого осадка, а все остатки плавают в воде и могут быть слиты. Осадок многократно промывают чистой водой, каждый раз взмучивая осевший крахмал, размешивая его с водой и давая ему вновь осесть. Промывают крахмал до тех пор, пока сливаемая вода не будет совершенно чистой. Затем крахмал отжимают от воды, перекладывают на тарелку и высушивают в теплом месте. Крахмал должен быть совершенно белым; желтый или серый его оттенок говорит или о плохой отмывке картофеля от грязи, или о недостаточной промывке крахмала, или о слишком горячей его сушке.

Приготовить крахмал так же можно из любых зерен: ржи, пшеницы, кукурузы, риса и пр. В этом случае следует взять муку и разболтать в большом количестве воды (чтобы не получилось тесто), а потом отмыть осевший крахмал от остальных примесей.

Хорошо высушенный картофельный крахмал может долго сохраняться в кусках или порошке.

Определение крахмалистости картофеля

Так как картофель возделывается главным образом для получения крахмала, то более интересно возделывать его сорта, богатые крахмалом, а также применять такие приемы культуры, которые повышают содержание крахмала в картофеле. Поэтому важно уметь определить содержание крахмала в картофеле, чтобы этим путем оценить сорта, предусмотреть агротехнику, а также суметь рассчитать количество крахмала, полученного при определенном урожае и требующегося для разных технических и хозяйственных целей.

Для точного определения содержания крахмала в картофеле необходимо довольно сложное оборудование, но существуют простые приемы определения крахмалистости картофеля, совершенно достаточные для практики, которые можно оборудовать простыми домашними средствами.

Определение содержания крахмала в картофеле основано на определении его удельного веса. Так как картофель содержит около 80 процентов воды, а остальные 20 процентов почти все состоят из крахмала, то удельный вес картофеля зависит главным образом от содержания в картофеле крахмала. Определив удельный вес картофеля, можно с довольно большой точностью определить и содержание крахмала в нем (по составленным для этого таблицам).

Так как удельный вес равен весу 1 кубического сантиметра в граммах, или отношению веса к объему, то для определения удельного веса картофеля надо узнать его вес и объем. Вес узнается обычным взвешиванием, а объем по потере веса — при взвешивании в воде.

Согласно закону Архимеда, всякое тело, погруженное в воду, теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им вода. Взвесив предмет в воздухе и в воде, мы по разнице этих весов узнаем, сколько оно потеряло в весе при погружении в воду, то есть сколько весит вытесненная им вода, а следовательно, его объем. А зная вес и объем тела, легко узнать его удельный вес.

Чтобы проделать все эти операции с картофелем, следует для этого приспособить обыкновенные пружинные весы. К крючку таких весов подвешивают корзиночку из проволоки, а к ней снизу подвешивают другую такую же корзиночку (рис. 32).

^{Рис. 32. Весы для определения крахмала в картофеле.}

Приспособленные таким образом весы пристраивают над ведром с водой так, чтобы нижняя корзиночка целиком могла погружаться в воду и из воды выходил только стержень крючка, соединяющий обе корзиночки.

Нижнюю корзиночку таких весов погружают в воду и замечают положение стрелки при пустых корзиночках. Это число принимают за нулевое. Для определения крахмалистости картофеля кладут несколько клубней на верхнюю корзиночку и взвешивают их (нижняя корзиночка должна быть пустая и погружена в воду). Отметив вес картофеля в воздухе (с поправкой на изменение нулевого положения стрелки), перекладывают взвешенные клубни в нижнюю корзиночку и отмечают вес картофеля в воде; разделив первое показание веса на разницу между первым и вторым, определяют удельный вес картофеля. Зная его, в нижепомещенной таблице находят содержание крахмала в процентах.

Например, если вес клубней картофеля в воздухе 500 граммов, а вес в воде 45,5 грамма, то разница этих весов будет равна 500-45,5=454,5 грамма, то есть столько весит вытесненная картофелем вода или таков объем картофеля. Если вес картофеля разделим на его объем, то получим удельный вес картофеля. В данном случае это будет: 500:454,5=1,100.

По таблице этому удельному весу соответствует содержание крахмала в картофеле, равное 18,2 процента.

По содержанию крахмала можно определить, для каких целей пригоден картофель: для еды, для переработки на спирт, патоку, крахмал или для корма скоту. Самая высокая крахмалистость требуется для технического картофеля — выше 20 процентов; примерно такая же крахмалистость требуется и для столового картофеля (такой картофель после варки бывает рассыпчатым и вкусным). Для кормовых целей лучше картофель, более богатый белком, а следовательно, более бедный крахмалом — ниже 20 процентов.

Богатство картофеля крахмалом и высокие урожаи его с единицы площади делают картофель более продуктивной культурой, чем зерновые растения.

Урожай картофеля с гектара получается обычно в десять раз больше, чем урожай зерна хлебов, независимо от уровня агротехники: так, при урожае зерна 10 центнеров урожай картофеля бывает около 100 центнеров; при урожае зерна 20 центнеров урожай картофеля около 200 центнеров. При содержании в картофеле сухого вещества (главным образом крахмала) 20 процентов, а в зерне 80 процентов мы получим (при указанных урожаях) в картофеле крахмала с гектара 20 и 40 центнеров, а в зерне 8 и 16 центнеров, то есть зерно дает в 2 1/2 раза меньше крахмала, чем картофель.

Это обстоятельство выдвигает культуру картофеля на первое место по урожаю крахмала. Однако это не может оправдать широкую замену зерновых продуктов картофелем, так как ввиду сильной водянистости его нужно потреблять в большом количестве, трудно перерабатываемом нашим организмом. Так, например, для замены суточной порции хлеба в 1 килограмм нужно потребить 3 3/4 килограмма картофеля, что почти невозможно.

Таким образом, картофель, давая большую продукцию сухой массы и крахмала с гектара, представляет очень ценную культуру среди полевых растений, особенно возделываемых для технических целей; в пищевом отношении он может лишь частично заменить зерновые хлеба.

Как превратить крахмал в сахар

Если крахмал в растении легко превращается в сахар, то нельзя ли и нам сделать то же самое и получить сладкий кисель, сироп или выделить сахар в чистом виде? Разумеется, можно.

Обычный сахар (полученный из сахарной свеклы) при нагревании с кислотами превращается в виноградный. Во всех вареньях и изделиях из сахара, в которых находятся кислые ягодные и фруктовые соки, он превращается в виноградный. Поэтому в большинстве кондитерских изделий и вареньях (даже приготовленных на сахаре) содержится виноградный сахар, или патока[20]. Вследствие этого часто и употребляют патоку как более дешевый продукт для изготовления кондитерских изделий.

Превращение крахмала в сахар — патоку — можно проводить двумя путями, и оба легко могут быть осуществлены домашними средствами.

Один путь — это превращение под действием фермента на крахмал. Такой фермент легко получить из прорастающих семян. Другой путь — нагревание с кислотой — применяется в фабричном производстве патоки из крахмала.

Тем и другим способом из крахмала можно приготовить сладкий кисель без прибавления в него сахара.

Всякий кисель есть крахмальный клейстер, сдобренный сахаром и каким-нибудь ягодным соком. Если же из крахмала можно получить сахар, значит можно часть этого клейстера превратить в патоку и получить сладкий кисель без прибавления сахара.

Для приготовления сладкого киселя по первому способу надо предварительно заготовить фермент, который называют диастазом.

Диастаз в растениях является действующим началом при превращении крахмала в сахар. Он образуется в прорастающих семенах, где накопленный крахмал превращается в сахар, который затем передвигается по тканям молодого растения, питая их. Диастаз можно выделить в чистом виде из прорастающих семян. Однако сложность такого выделения делает его очень дорогим, а для практических целей нет надобности иметь его в чистом виде. Достаточно прорастающие семена, в которых образовался диастаз, подсушить и смолоть в муку, она и будет действовать на крахмал. Такая мука называется солодом.

Для приготовления солода (его часто можно приобрести готовым в продуктовых лавках) нужно прорастить семена, потом высушить и размолоть в муку. Для проращивания берут семена ячменя или ржи, смачивают их водой в миске (примерно 1/3 воды по весу семян), покрывают теплым платком и оставляют стоять 1–2 суток.

Когда семена наклюнутся или появятся признаки ростков, эти проросшие семена рассыпают тонким слоем на противень или железный лист и высушивают в теплой, но не горячей печке (так как при температуре выше 65° диастаз погибает). Проросшие, высушенные и смолотые в муку семена дадут солод, содержащий фермент — диастаз.

Небольшое количество солода при благоприятных условиях может превратить большие количества крахмала в сахар-патоку.

Для получения этим путем сладкого киселя надо из крахмала заварить густой клейстер[21], дать ему немного остыть (до 50°, то есть примерно до такой температуры, какую имеет горячий чай или суп), прибавить в него разболтанные в воде 1–2 чайные ложки солода, все хорошенько перемешать и поставить в теплое, но не горячее (около 50°) место. Через 6-10 часов клейстер станет очень жидким, так как крахмал превратится в растворимый сахар; когда клейстер станет достаточно сладким, его вновь заваривают новой порцией крахмала до желаемой густоты, прибавляют какого-нибудь сока или молока и получают сладкий кисель.

Другой способ превращения крахмала в сахар — нагреванием с кислотой — также может быть применен в домашнем обиходе для приготовления сиропа, сладкого киселя и даже постного сахара. Для этого крахмал (лучше в виде заваренного клейстера) нужно долго кипятить с кислотой. В фабричном производстве для этого берут минеральные кислоты (серную кислоту), которые потом так или иначе удаляют из раствора. В домашнем обиходе берут безвредную лимонную кислоту, которую можно и не удалять из полученного кисло-сладкого раствора. Прокипятив около 1 1/2 часов крахмал с кислотой, мы получим почти полное превращение крахмала в сахар в виде сиропа, который можно уварить до любой крепости и даже совсем выпарить для получения твердого постного сахара.

Вместо лимонной кислоты можно взять клюквенный сок или просто клюкву, которая содержит лимонную кислоту. Долгим кипячением простого клюквенного киселя можно превратить весь крахмал в сахар и получить сладкий клюквенный сироп, который употребляют для разных целей (например, уварить до твердой карамели или заварить новую порцию крахмала в кисель).

Сладкое тесто

Производство сахара из свеклы началось лишь со второй половины прошлого века, и еще долго после этого сахар не был предметом широкого потребления. Потребность же в сладком удовлетворялась главным образом медом и сушеными плодами и ягодами. Лишь в праздничной обстановке приготовлялись иногда разные сладкие блюда путем превращения крахмала в сахар (по одному из вышеописанных путей). Одним из таких блюд было так называемое сладкое тесто, приготовляемое из ржаной, пшеничной или овсяной муки (овсяный кисель). Приготовлялось сладкое тесто следующим образом: заваривалась кипятком мука до консистенции жидкого теста и пропаривалась в печи в течение 1–1 1/2 часов; после легкого остывания туда прибавлялась болтушка из солода и тесто ставилось на ночь в теплое место. На другой день перед употреблением тесто уваривалось и его употребляли в пищу в виде полужидкой каши или заваривали картофельной мукой, чтобы получить кисель.

Сладкое тесто было излюбленным лакомством во время пира; оно же служило также для приготовления браги путем сбраживания получившегося сахара в спирт.

Превращение крахмала в сахар, сахара в спирт, спирта в уксус

В растении происходит главным образом превращение крахмала в сахар и обратно. Вне растения мы часто наблюдаем превращение сахара в спирт и дальше — спирта в уксус. Стоит оставить стоять слабый сахарный сироп, как он сейчас же начнет бродить с выделением пузырьков угольной кислоты, сахар в нем исчезает и взамен него появляется в растворе спирт. Этот процесс происходит под влиянием микроскопических грибов-дрожжей, которые разлагают сахар на спирт и углекислоту.

На этом основано производство спирта, вина, пива, сущностью которого и является превращение при помощи дрожжей сахара или крахмала (после его превращения в сахар) в спирт. Спирт получают из картофеля, кукурузы и пшеницы после превращения крахмала в сахар, при сбраживании последнего. Пиво получают сбраживанием вытяжки из ячменя также после превращения крахмала в сахар; вино — сбраживанием сахара из виноградного или ягодного сока.

Из практики мы знаем, что стоит оставить открытым слабый раствор спирта (вино или пиво), как он закисает, то есть в нем образуется уксус. Так называемый винный уксус получается окислением слабого вина в уксус. Этот процесс происходит под влиянием других микроорганизмов уксусных бактерий, окисляющих спирт в уксус. Как и большинство микроорганизмов, дрожжевые грибы и уксуснокислые бактерии не могут существовать в продуктах своих выделений. Процесс прекращается для дрожжевых грибов при образовании спирта около 15 процентов, для уксуснокислых бактерий при образовании уксусной кислоты около 8 процентов. Для получения чистых спирта и уксусной кислоты приходится выделять их из этих слабых растворов разными способами.

Используя описанные выше способы превращения крахмала в сахар и работу дрожжевых грибов и уксуснокислых бактерий, можно превратить последовательно крахмал в сахар, в спирт, в уксус.

Получив тем или иным способом сахарный раствор из крахмала, надо оставить его в бутылке при комнатной температуре, чтобы он вскоре начал бродить[22], что будет видно по выделению из жидкости пузырьков газа. Брожение вскоре становится бурным, жидкость как бы кипит с образованием пены, непрерывным выделением газа и мутнеет. Для выхода газа из бутылки необходимо пробку прикрывать не плотно или оставить в ней отверстие.

Во избежание дальнейшего превращения спирта в уксус лучше всего предохранить бродящую жидкость от доступа к ней воздуха (так как уксуснокислое брожение, в противоположность спиртовому, требует кислорода воздуха). Это легче всего сделать, устроив в пробке отверстие с выводной трубкой, противоположный конец которой погружен в воду: образующаяся при брожении угольная кислота будет выходить через воду, а извне воздух не сможет проникнуть в бутыль.

По мере исчезновения сахара и превращения его в спирт или вследствие накопления спирта до 15 процентов брожение постепенно ослабевает и затем прекращается. Приняв во внимание, что спирта по весу образуется примерно вдвое меньше, чем взято сахара, можно заранее составить пропорцию крахмала или сахара, чтобы получилась желаемая крепость спирта.

Так, для получения самого крепкого раствора спирта (около 15 процентов) нужен был бы раствор сахара около 30 процентов (т. е. приблизительно стакан сахара на три стакана воды). Но если имеется в виду дальнейшее превращение спирта в уксус, нет надобности добиваться такой крепости. Обычный уксус содержит 5–6 процентов уксусной кислоты. При окислении спирта в уксусную кислоту ее получается немного больше, чем спирта (примерно на 1/6 часть), так что для получения 6-процентного уксуса нужно получить 5-процентный спирт; следовательно, раствор сахара может быть крепостью около 10 процентов (то есть той сладости, какая бывает в чае с двумя кусочками сахара на стакан).

Когда такой раствор сбродит, то есть почти прекратится выделение пузырьков из жидкости, вся муть в ней осядет, надо слить светлую жидкость без осадка в другую бутыль и оставить ее стоять открытой в теплом месте (комнатная температура). Через 1–1 1/2 недели спирт окислится в уксусную кислоту и получится обыкновенный уксус крепости 5–6 процентов.

Описанное превращение крахмала в сахар — в спирт — в уксус широко используется в разных производствах и в домашнем быту.

Широко распространенная уксусная эссенция, представляющая крепкий раствор уксусной кислоты, приготовляется совершенно иным путем (хотя и дает тот же самый продукт), а именно сухой перегонкой дерева. Большая дешевизна этого способа почти совершенно вытеснила прежний способ приготовления уксуса. Хотя основная составная часть винного уксуса и уксусной эссенции одна и та же (уксусная кислота), но присутствие в винном уксусе разных ароматических и вкусовых примесей делает его более вкусным, чем чистый раствор уксусной кислоты.

Однако легкое превращение одного соединения в другое во всех звеньях этой цепи создает часто благоприятные условия для нежелательных процессов при хранении и изготовлении разного рода продуктов. Так, часто растворы, содержащие сахар, начинают портиться и бродить (например, разные сиропы или недостаточно уваренное варенье). Только искусственными путями — консервированием, стерилизацией или уваркой до надлежащей крепости (которая уже не допускает брожения) можно предотвратить его; так же точно слабые растворы спирта (ниже 10 процентов) быстро закисают на воздухе.

Борьба с этими процессами и составляет сущность всякого консервирования: стерилизация, то есть нагревание в герметически закрытой посуде, что приводит к гибели всех микроорганизмов; прибавка различных антисептиков, которыми могут быть не только различные химические реагенты, но и обычные пищевые вещества — сахар, соль, масло и другие — в крепких концентрациях; наконец, использование некоторых микроорганизмов, которые не дают размножаться другим. К последнему относится консервирование продуктов при их молочнокислом брожении, которое предупреждает всякое другое брожение: квашение капусты, солка огурцов, приготовление силоса.

Консервирование ягод сернистой кислотой

Вышеупомянутые способы консервирования продуктов можно применить и для сохранения ягод на зиму. Всякие заготовки ягод представляют собой использование разных приемов их консервирования: варенье — это комбинированный способ стерилизации и влияния крепкого раствора сахара; заквашивание ягод — использование молочнокислого брожения и тому подобное.

Одним из способов домашней заготовки свежих ягод на зиму является полная их стерилизация, которая была широко распространена в старину, когда еще не было учения о микроорганизмах и не имелось методов лабораторной стерилизации. Для этого наполняли ягодами бутылки и, закрыв неплотно сухой ватной пробкой (для входа и выхода воздуха при нагревании и охлаждении и для предупреждения проникновения микроорганизмов), нагревали их в кипящей воде в стоячем положении, следя за тем, чтобы пробки не замокали. После 1–1 1/2-часового кипячения бутылки закрывали пробками и заливали смолой.

Успех такой стерилизации зависел от полной гибели микроорганизмов при нагревании, а также от предупреждения их проникновения в бутылку при последующих операциях. Кипячение в течение 1–1 1/2 часов убивает почти все микроорганизмы, но не убивает их зародыши — споры, для чего нужна или более высокая температура (120°), или троекратное — через сутки — нагревание при 100°. При охлаждении воздух входит в бутылку через ватную пробку. Надо строго следить за тем, чтобы она была сухая и хорошо очищала входящий воздух от микроорганизмов.

Теперь имеется новый способ консервирования ягод сернистой кислотой, широко применяемый при экспорте ягод и их соков.

Для этого свежие ягоды заливают в бочках слабым раствором сернистой кислоты (крепостью около 0,5 процента). В этом растворе ягоды теряют свой цвет и аромат, приобретают грязно-желтый цвет и слегка пахнут сернистым газом. В таком неаппетитном виде их можно долго хранить и перевозить в бочках на далекое расстояние.

Но стоит их нагреть, и особенно с сахаром, как вся сернистая кислота улетает и ягоды приобретают свой естественный цвет, вкус и аромат. Трудно этому поверить, не видя своими глазами такого превращения.

Так экспортируются малина, клубника и вишневый сок. В вишневый сок просто приливается соответствующее количество сернистой кислоты, и он делается грязно-желтого цвета, а после нагревания восстанавливает свой цвет, вкус и аромат. Дешевизна и надежность такого консервирования делают его широко распространенным способом, особенно при экспорте.

Почему хлеб можно печь только из пшеничной и ржаной муки

Всякая хозяйка ответит на этот вопрос, указав, что тесто из другой муки не будет подходить и, следовательно, не даст хорошего, рыхлого хлеба; из муки других зерновых культур можно печь только лепешки, коржи, а рыхлого, мягкого хлеба испечь нельзя.

В ржаной и пшеничной муке имеется вязкое вещество, которое заставляет тесто под влиянием угольной кислоты (при брожении) подниматься, делаться пористым, рыхлым, а после выпечки сохранять рыхлую структуру.

Этим веществом является клейковина — особый вид белка, находящийся в зерне пшеницы и ржи и отсутствующий во всех прочих зерновых хлебах.

Белок — одна из основных составных частей растений. В чистом виде мы редко выделяем белки из растительных продуктов. Из животных же продуктов наиболее чистой формой белка являются творог и яичный белок.

Из растительных продуктов также можно получить почти чистый белок. Так, хорошие сорта макарон изготовляют из муки, богатой клейковиной, или даже из чистой клейковины, получаемой из муки твердых пшениц.

В небольшом масштабе выделить клейковину из пшеничной (лучше крупчатой) муки очень просто. Для этого надо приготовить крутое тесто из пшеничной муки, поместить его в редкий мешочек и отмыть в воде (разминая тесто в мешочке). Крахмал и другие примеси постепенно будут отмываться из теста в виде белой мути. Такую промывку нужно делать под краном воды до тех пор, пока не перестанет стекать из теста мутная вода, то есть пока не отмоется весь крахмал из него.

Остаток в виде вязкой массы и будет почти чистой клейковиной, которая позволяет пшеничному тесту подходить, то есть сильно увеличиваться в объеме. Выделяющийся при брожении углекислый газ вспучивает тесто, создает в нем массу пустот — пор.

Чтобы вызвать в тесте брожение — превращение крахмала в спирт и угольную кислоту, к нему прибавляют дрожжи. Отсутствие клейковины в рисе, ячмене, овсе и зерне других культур делает тесто из их муки неспособным подходить, давать пористый хлеб.

Совершенно ясно, что от содержания клейковины в зерне зависят в значительной степени хлебопекарные его свойства. В этом отношении особо ценными являются твердые пшеницы нашего юго-востока, которые по содержанию клейковины почти не имеют себе равных. Эти пшеницы характеризуются твердым роговидным изломом зерна в отличие от белого мучнистого излома мягкой пшеницы. Большое содержание клейковины в зерне делает их твердыми и позволяет изготовлять из них крупчатку, то есть муку, не растертую в порошок, как обыкновенная мука из мягких пшениц, а раздробленную на мельчайшие крупинки. Крупчатка является самым ценным сортом муки для хлебопечения, а также для приготовления высокосортных макарон.

Более богатыми по содержанию белков являются зерна зернобобовых культур — гороха, бобов, чечевицы, сои и других. Но белок, находящийся в этих растениях, отличается от клейковины (содержащейся в пшеничном и ржаном зерне): он растворяется в соляных растворах, приближается по своему строению и питательности к животному белку. Белок бобовых культур — полноценный источник азотистых веществ в пище, необходимой для человека. Муку из зерна бобовых культур нельзя использовать для выпечки пористого, рыхлого хлеба, так как она не содержит клейковины.

Белки содержатся не только в плодах, но и во всех других органах растений: листьях, стеблях, цветах и корнях. Белки, находящиеся в вегетативных органах растений, являются живым белком, постоянно превращающимся из одной формы в другую, и редко накопляются в значительных количествах, как это бывает в плодах или в корнях. Этим и объясняется, что плоды, а иногда корни и клубни служат складами белка, где скапливается большое количество его, но эти белки обладают стойкостью, необходимой для запасенного продукта, и меньшей переваримостью при питании. Поэтому наименее переваримыми бывают белки семян (для подготовки в пищу требуется усиленная их варка).

Надо полагать, что белок, содержащийся в вегетативных органах — листьях и стеблях, должен быть более подвижным и, следовательно, более ценным для питания. Мы имеем ряд продуктов, которые являются вегетативными органами: капуста, лук, салаты, кольраби и другие. Белки их хорошо усвояемы. То, что эти продукты употребляются и в сыром виде, подтверждает предположение об их лучшей усвояемости организмом человека. То же положение приводит к мысли о том, что растущие органы растения, где происходит образование клеток, должны отличаться еще более высокой усвояемостью белков; к ним относятся спаржа, молодые побеги разных растений и пр.

Можно также допустить, что высокой усвояемостью белков должны характеризоваться те части плодов, которые не служат для них складом. К ним относятся все околоплодники и мягкие части плодов: фрукты, огурцы, тыквы, дыни, арбузы и др. Еще большей подвижностью своих составных частей, в том числе и белков, должны характеризоваться генеративные органы, и мы знаем высокую усвояемость таких продуктов, как цветная капуста, артишоки, каперцы и др.

Наконец, рассуждая дальше в этом направлении, можно предположить, что наивысшей питательностью и усвояемостью должна обладать пыльца растений. Известна роль цветочной пыльцы при выкармливании пчел, которые умеют использовать ее для создания разного вида особей даже из одного и того же зародыша[23]. Поэтому напрашивается мысль о необходимости исследовать пыльцу с точки зрения ее питательности.

Все эти соображения о разной ценности белков зерна, листьев, растущих и генеративных органов и, наконец, пыльцы являются лишь предположениями, требующими экспериментальной проверки.

Молоко и молочные продукты из растений

Молоко и молочные продукты в нашем представлении неразрывно связаны с животными, преимущественно с коровами. А между тем добрая половина человечества потребляет молочные продукты, изготовляемые из семян разных растений. В Китае, Индии, Японии и разных тропических странах молоко добывают из растений — кокосовый или пальмовый соки или приготовляют из масличных семян, преимущественно из сои.

Молоко представляет эмульсию жиров и белков, включающую сахар и соль. Оно легко может быть приготовлено из любых семян, содержащих белок и жир, с прибавкой соответствующих количеств сахара и соли. Для приготовления молока наиболее подходящими будут семена, богатые белками и жирами. Широко известно и давно употребляется в медицине миндальное молоко. Больше всех содержат белка семена бобовых, а среди них семена сои, богатые и маслом. Поэтому в Китае, где большие площади находятся под посевами сои, все молоко и молочные продукты готовят из сои. Кроме того, из нее можно приготовить огромное количество самых разнообразных блюд.

У нас распространяется культура сои прежде всего как ценное масличное и кормовое растение (по содержанию в ее зерне белка и жира), а также для изготовления из нее молока и всех молочных продуктов (сливок, сливочного масла, творога, сметаны, простокваши).

В домашних условиях приготовление молока из сои производят следующим образом. Семена сои пропускают с теплой водой через обыкновенную мясорубку (воду прибавляют в десятикратном количестве к весу семян). Полученную кашу нагревают на легком огне в течение 1/2 часа; после этого молоко отжимают через салфетку и прибавляют к нему соль (1 грамм на литр) и сахар (10 граммов на литр). Легкий бобовый привкус почти полностью удаляется кипячением молока. Приготовленное таким образом молоко из сои очень мало разнится по вкусу и составу от коровьего молока.

Из соевого молока можно получить все молочные продукты совершенно так же, как из обычного коровьего: оно отстаивается и дает сливки и сметану, из них можно сбить масло; соевое молоко закисает и дает варенец и простоквашу, из них можно приготовить творог; творог можно также приготовить закваской из нескисшего молока. Из такого творога приготовляют всевозможные сыры, громадное разнообразие которых является очень распространенной пищей рабочих в Китае.

Таким образом, соя может заменить корову как производительницу молока. А если принять в расчет большую урожайность сои — до 40 центнеров зерна с гектара, а также простоту и дешевизну приготовления из нее молока, то станет ясным, каким конкурентом является соя молочному животноводству.

Разумеется, растительное молоко может быть приготовлено не только из сои. Всякие семена, содержащие масло (а белки содержат все), могут дать молоко, но лишь с разным содержанием белка. Так, растительное молоко можно получить из подсолнечника, разных орехов, мака, кунжута, арахиса (земляной или китайский орех) и даже из кукурузы (так как в зародышах ее довольно много масла).

Представило бы большой интерес получить молоко из семян всех этих растений, изучить способы его получения, вкусовые и иные свойства.

В отношении сои следует отметить, что она начинает входить в наш пищевой рацион разными другими путями: из нее приготовляют диетическую муку, богатую белком; среди растительных масел соевое масло занимает довольно видное место: соевые продукты применяют в кондитерском производстве. Наконец, сою примешивают к кофе. При прибавке к поджаренным семенам сои около 5 процентов настоящего кофе эту смесь трудно отличить от натурального кофе. Творог из соевого молока наряду с обыкновенным употребляют для промышленного приготовления казеина и пластических масс.

Быстрый способ определения масличности семян

Большое потребление растительных жиров как в пищу, так и для нужд различных отраслей промышленности заставляет возделывать немалое количество масличных растений, выводить новые, богатые жирами сорта этих растений, изыскивать разные способы культуры, повышающие содержание масла в их урожае.

Во всей этой работе большое значение имеет быстрое и правильное определение содержания масла в плодах и семенах. Обычный способ определения жира заключается в извлечении его из семян эфиром, для чего требуется достаточно сложное лабораторное оборудование. Кроме того, семена, из которых извлекают жир, не годятся для посева. В то же время для посева важно отобрать богатые жиром семена, так как этим можно улучшить сорта масличных культур по масличности.

Предложенный А. А. Шмуком новый способ быстрого определения содержания жира в семенах не требует сложного оборудования, легко осуществим почти в домашней обстановке и, кроме того, сохраняет живыми семена.

Этот способ заключается во взвешивании семян, погруженных в масло; при этом вес находящегося в семенах масла «теряется» и взвешивается лишь обезжиренное вещество семян. Предварительно для каждого вида семян определяют вес их обезжиренного вещества в масле (удельный вес по отношению к маслу) и потом производят расчет содержания в них масла. Допустим, мы знаем, что 1 грамм обезжиренного вещества подсолнечных семян теряет при взвешивании в подсолнечном масле 0,72 грамма и весит там только 0,28 грамма. Взвесив очищенное от шелухи семя подсолнуха сначала обычным путем, а потом в масле, множим вес в масле на 1/0,28=3,57 и узнаем вес обезжиренной массы; вычтя этот вес из веса семян в воздухе, узнаем количество жира в семенах.

Все это очень напоминает определение крахмала в картофеле и основано на том же принципе; техника его подобна описанной выше для картофеля, только в этом случае берут очень маленькие навески семян. Для определения жира используют самые маленькие аптечные весы с роговыми чашечками и к одной из чашечек снизу приделывают маленькую корзиночку из тонкой металлической сеточки, подвесив ее к чашке снизу на тонкой проволочке. Весы устанавливают так, чтобы эта корзиночка находилась в стаканчике с маслом, и в таком положении уравновешивают весы, положив на другую чашечку соответствующий груз (дробь, песок и пр.). Затем кладут в чашку (над маслом) исследуемые семена, взвешивают их при пустой корзиночке, погруженной в масло, потом перекладывают семена из чашки в корзиночку (в масло) и вновь взвешивают.

Вес в масле множат на число, вычисленное для данных семян (для подсолнуха оно 3,57), и вычитают полученное произведение из веса семян в воздухе — это и будет вес масла во взятой порции семян; разделив его на вес семян и умножив на 100, получим содержание масла в процентах. Например, вес семян подсолнуха на воздухе оказался 2,5 грамма, а в масле 0,42 грамма. Помножив 0,42 на 3,57, получим 1,5 грамма, значит масла в семенах было 2,5–1,5=1 грамм, то есть 40 процентов (1,0/2,5·100=40).

При достаточно точных весах можно взвешивать по одному зерну и таким образом очень быстро отобрать семена, наиболее богатые маслом; посеяв их, получают растения с большим содержанием жиров. Постепенно отбирая семена с наибольшим количеством жира, можно улучшить и даже вывести новый сорт, дающий большой урожай жира.

Таким путем можно определять масличность и других семян — сои, хлопка, клещевины, но предварительно необходимо определить, сколько эти семена теряют в весе при погружении их в масло. Семена надо обезжирить эфиром и взвесить обезжиренное вещество в воздухе и масле. Получив эти цифры для разных семян, масличность их можно определять вышеописанным способом. Этот метод используют для оценки и характеристики урожая или сырья, а также для отбора семян на посев по мае личности.

Определение выхода волокна из стеблей льна

Очень интересно определить выход волокна из урожая льна и таким образом оценить качество урожая и потери волокна при последующей его обработке.

Для выделения волокна из льна его расстилают на лугу и оставляют лежать там 1–1 1/2 месяца. Под влиянием постоянного увлажнения росой лен подвергается целому ряду процессов, освобождающих волокно от костры, благодаря чему вылежавшийся лен легко отделяется от костры путем мятья (разламыванием стебля на мелкие части) и трепания (отбивания костры от волокна). Чтобы воспроизвести все эти процессы в домашней обстановке и настолько точно, чтобы можно было воспользоваться этим для определения выхода волокна, можно поступать таким образом.

Отбирают из высушенного льна несколько стеблей и примерно на 1/3 высоты их от низа вырезают из них пучок коротких отрезков по 10 сантиметров длины, затем берут 15–20 штук средних по толщине и взвешивают; другие 10–15 штук не взвешивают. Отвешенные отрезки стеблей кладут в тарелку на мокрую оберточную бумагу, разложив их близко один к одному, но в один слой; невзвешенные стебли кладут здесь же, отдельно от пробы (они будут служить контролем).

Ежедневно стебли смачивают водой (нельзя допускать высыхания бумаги). Держат их в теплом месте, при комнатной температуре. Дней через 10 берут 3–4 стебля из невзвешенных, высушивают их и пробуют, насколько легко отделяется волокно от костры. Чтобы это определить, ломают стебли на маленькие кусочки, не разрывая волокна, и пробуют стряхнуть с волокна костру. Если лен вылежался, костра легко стряхивается с волокна и вполне отделяется от него при проведении между пальцами. Если этого нет, надо через 2–3 дня взять новую пробу и т. д. Когда проба покажет готовность льна, вынимают взвешенную пробу, высушивают ее в теплом месте (около печки или на солнце), взвешивают и подвергают такой же обработке над листом белой бумаги.

Случайно упавшие волокна (хорошо видные на бумаге) присоединяют к пучку волокон и, перетирая этот пучок пальцами, совершенно очищают его от костры. Очищенное волокно взвешивают (а для проверки можно с бумаги собрать и взвесить всю костру) и определяют выход его по отношению к весу пробы. Таким образом определяют качество урожая льна, считая, что выход 15 процентов будет плохим, а 20 и больше процентов — хорошим.

Получение пахучих масел из растений

Среди наших полевых цветов и культурных растений много душистых растений, из которых можно получать эфирные масла, являющиеся сырьем для парфюмерной и пищевой промышленности. Мы знаем случаи, когда после исследования пахучих свойств давным-давно известные растения становились ценным сырьем для получения дорогих эфирных масел. Например, в обыкновенной комнатной герани не так давно обнаружено душистое масло, подобное дорогостоящему розовому маслу, которое добывается из казанлыкской розы, растущей в Болгарии, Турции и в ряде наших южных районов (Крым и др.).

Содержание этого масла в лепестках розы чрезвычайно мало (100 килограммов розовых лепестков дают только 10 граммов эфирного розового масла), да и урожай лепестков получался весьма небольшой, что делало цену этого масла чрезвычайно высокой. Из герани можно получать больше такого же эфирного масла, так как его гонят из всего растения, а кроме того, и содержание масла в ней гораздо больше, чем в розе. По качеству же эти масла неразличимы. Стоимость 1 килограмма розового масла из розы раз в 100 выше стоимости 1 килограмма масла из герани. Так, получение из герани розового масла значительно снизило цену на этот дорогой продукт, сделав его общедоступным.

Еще интереснее другой пример. На далеком севере очень широко распространен исландский мох, который совершенно не пахнет ни в свежем, ни в высушенном виде, а между тем из него можно легко отогнать очень пахучее масло (твердое), которое является основой фиалкового запаха. И теперь исландский мох стал важным сырьем в парфюмерном производстве.

Сколько еще предстоит найти интересных и полезных продуктов среди растительного мира!

Среди наших самых обыкновенных полевых и луговых сорняков очень много пахучих, из которых можно добыть душистые масла разных запахов: полынь, мята, чабер, иссоп, тимьян, душица, майорин, мелисса. Все они являются пахучими травами с содержанием душистых масел в целом растении, как у герани. Ромашка, ландыш, фиалка, дикий левкой имеют пахучие цветы; к ним же можно отнести культивируемый в полях на зеленое удобрение желтый люпин, цветы которого обладают замечательно тонким запахом, не имеющим равного себе среди полевых цветов.

Недавно проф. Ленинградского университета Г. В. Пигулевский обнаружил на Северном Кавказе заросли дикой моркови, из ее семян было извлечено эфирное масло, которое после соответствующей очистки обладало тонким запахом розы. Из пахучих плодов всем известны анис, тмин, кориандр. Перечень этот может быть сильно расширен, особенно если принять во внимание нашу южную, юго-восточную и особенно субтропическую флору.

Как же добыть из этого сырья душистые масла?

Для этого нужно очень скромное оборудование, которое легко соорудить с самыми незначительными средствами.

Основной путь получения душистых масел — это отгонка их с парами воды и охлаждение в холодильнике. Для этого необходим обыкновенный прямой стеклянный холодильник, состоящий из двух трубок (рис. 33): одной узкой длинной, другой широкой короткой. Длинная узкая трубка вставлена в широкую короткую с двумя боковыми отростками, через которые циркулирует вода, охлаждая внутреннюю трубку, где проходит пар воды и душистых масел. Пары охлаждаются в жидкость и стекают в конце холодильника в приемник.

^{Рис. 33. Отгонка эфирных масел: вверху — при помощи холодильника; внизу — упрощенным способом.}

Если нельзя добыть такой холодильник в готовом виде, его можно соорудить самому из двух стеклянных трубок: одной узкой (диаметром 5-10 миллиметров) и длинной (50–60 сантиметров), а другой широкой (диаметром 3–5 сантиметров) и короткой (30–40 сантиметров). Подогнав к широкой трубке две хорошие пробки, делают в каждой из них два отверстия: одно в центре для длинной трубки, а другое несколько сбоку для трубок, приводящих и отводящих воду. Этими пробками плотно затыкают концы широкой трубки и через их центральные отверстия проводят длинную трубку так, чтобы она проходила внутри широкой и выходила по обе стороны на 10–15 сантиметров. Затем в другие отверстия в пробках вставляют плотно две короткие трубочки, лучше согнутые под прямым углом. Если есть каучуковые трубки для подведения воды в холодильник и отведения из него, то на эти короткие трубки надевают каучуковые.

При работе нижнюю трубку соединяют с резервуаром воды или водопроводным краном, а верхнюю отводят куда-нибудь в ведро или в раковину. Если же каучуковых трубок нет, то нижнюю трубку делают немного длиннее и ее наружный конец загибают вверх, а к концу его прилаживают воронку; над ней ставят бак с водой, из крана которого вода будет литься через воронку и трубку в холодильник, наполнять его и через верхнюю трубку выливаться в подставленное ведро.

Эфирное, или пахучее масло получается в колбе на 1,5–2 литра. К ней прилаживают пробку с трубкой, согнутой вверху под острым углом. Устанавливают колбу или на треноге, где ее нагревают горелкой, или прямо на плите. Около нее устанавливают холодильник так, чтобы верхний кран узкой трубки был соединен каучуком с трубкой, выходящей из колбы. Холодильник должен быть установлен почти горизонтально, с легким наклоном его конца вниз так, чтобы воронка от нижнего (приводящего воду) отверстия была немного выше верхнего конца широкой трубки.

В колбу насыпают материал почти доверху, не очень уплотняя его, наливают воды примерно до 2/3 колбы и дают ей кипеть. Пары воды увлекают душистое масло с собой в холодильник, где они сгущаются в жидкость и в виде смеси масла и воды стекают с нижнего конца холодильника в подставленный приемник. Там масло сначала будет плавать на поверхности в виде капель, а потом, постепенно накопляясь, образует резко отделенный от воды слой.

Следует иметь в виду, что по сравнению с маслом вода будет стекать в значительно большем количестве. Может быть, не раз придется возобновлять в колбе свежий запас материала, чтобы получить сколько-нибудь заметное количество масла.

Так из 1 килограмма сухого материала, очень богатого маслом, например мяты, иссопа, полыни, можно получить около 10 кубических сантиметров масел, из других же материалов — гораздо меньше.

Необходимое оборудование: большая колба на 1,5–2 литра, холодильник и приемник.