Хлебопечение, пивоварение и винокурение основаны на использовании различных рас дрожжей — Saccharomyces cerevisiae, а виноделие — на использовании Sacch. vini.
Хлебопечение и пивоварение
Качество хлеба зависит от его рыхлости (пористости), которая обусловливается углекислым газом, выделяющимся в процессе жизнедеятельности дрожжей и спиртового сбраживания сахаров. При этом дрожжи придают хлебу еще ряд питательных свойств.
Хлеб, выпеченный с использованием не только обычных дрожжей, но и на 20% дрожжеподобного гриба Torulopsis utilis, дольше сохраняет свой вкус и в пищевом отношении является более ценным.
Однако наряду с дрожжами в хлебопечении большая роль может принадлежать и другим грибам, в частности плесневым. Только последние участвуют в хлебопечении не непосредственно, а своими ферментами. Фермент амилаза, выделенный из плесневых грибов (Aspergillus oryzae), превращает крахмал в сахар. Если к тонне муки прибавить 20—30 г амилазы, то, в силу увеличения в муке количества сахара и сбраживания его дрожжами в спирт, сразу заметно улучшится вкус хлеба, его аромат, пористость и объем, а корочка станет румянее.
Почти то же самое можно сказать и про процесс пивоварения, при котором, как известно, используется солод. Но использование солода в пивоварении невыгодно, так как при его изготовлении теряется до 15% крахмала на образование ростков при прорастании семян ячменя и на дыхание проростков. Кроме того, этот процесс требует больших производственных площадей, специального оборудования и соответствующей затраты труда.
Гораздо более экономичным является использование «грибного солода», т. е. амилазы плесеней. Наиболее целесообразно использование грибной амилазы вместе с 50% несоложенного ячменя, так как при этом сохраняются вкусовые и другие особенности пива, а количество экстрактивных веществ даже на 3—4% выше, чем при солодовых заторах.
При всем этом замена солода ферментом значительно снизила себестоимость пива, в связи с чем уже в 1957 г. на Украине на новую технологию перешло 14 пивоваренных заводов.
Винокурение
Для винокурения используются дрожжи, обеспечивающие максимальный выход спирта из исходного сырья. В качестве исходного сырья используют богатые крахмалом клубни картофеля, зерна хлебных злаков и отходы свеклосахарного (меласса), сульфатно-целлюлозного (сульфитные щелоки) производств, а также гидролизаты древесины, торфа, соломы, стеблей и кочерыжек кукурузы. Для сбраживания последних профессором Е. А. Плевако из водорослей Мурманского побережья выделен гриб Monilia murmanica, так как обычные дрожжи оказались непригодными. Этот же гриб используется для сбраживания барды с остатками несброженного сахара после перегонки спирта на винокуренных заводах.
В недалеком прошлом для осахаривания крахмала в спиртовом производстве ежегодно расходовали тысячи тонн отборнейшего зерна для изготовления солода. Теперь солод заменяют амилазой, полученной из грибов, выращенных на отрубях или других отходах.
Обработка вареного картофеля таким «грибным солодом» за 20—30 минут превращает его в сахар, пригодный для сбраживания в спирт при помощи дрожжей. Если учесть, что из спирта приготовляют искусственный каучук, то оказывается, что грибы имеют отношение и к производству, например, автомобильных покрышек.
При этом необходимо иметь в виду, что в процессе винокурения в качестве побочных продуктов получают в небольших количествах глицерин, уксусную и янтарную кислоты.
Если же к бродящей жидкости добавить сульфиты, то глицерин превращается в главный продукт брожения и тогда можно получить до 20% глицерина и 28% спирта. А так как глицерин используется в целом ряде других видов промышленности, то значение грибов в связи со всем этим становится еще более широким.
Ко всему этому следует добавить, что, помимо дрожжей, свойством брожения в той или иной степени обладает еще ряд плесневых грибов, в частности мукоровых (виды родов Mucor, Rhizopus), а также Aspergillus, Candida, Geotrichum, а такие виды, как Rh. oryzae и Asp. oryzae используются в восточных странах как заменители солода.
Виноделие
В прежнее время в виноделии использовалось естественное сбраживание фруктовых и ягодных соков, в котором наряду с дрожжами, обеспечивающими хороший вкус и букет вина, принимали участие и дикие формы дрожжей, а также различные плесневые грибы и бактерии. Эти вредные примеси обусловливали неприятные вкусовые оттенки вина. Поэтому сейчас для брожения соков используются только чистые культуры различных рас культурных дрожжей. Количество таких рас возросло до нескольких тысяч и почти каждая из них обусловливает свой сорт и букет вина, что, разумеется, зависит также и от сорта винограда.
Однако было случайно замечено, что примесь к дрожжам гриба Botrytis cinerea, вызывающего серую гниль ягод винограда и многих других сельскохозяйственных культур, обусловливает особый вкус и букет вина, получившего название сотернского, а гниль ягод винограда в связи с этим называется «благородной гнилью». Поэтому в Сотерне (Франция) сбор винограда приурочивают к тому моменту, когда гриб поражает виноград, а сборщики специально отбирают пораженные гроздья. В ягодах таких гроздей содержание сахара достигает 30—40%.
По этому же принципу готовят и рейнские вина.
Осветление плодово-ягодных соков
Свежеотжатые фруктовые и ягодные соки обычно бывают мутными из-за наличия в них пектиновых веществ, которые, помимо того, что повышают вязкость соков, удерживают измельченные частицы тканей во взвешенном состоянии.
Фермент пектиназа, выделенный из грибов, обладает свойством не только осветлять соки, но и повышать их выход из различных фруктов и ягод. Если, к примеру, пектиназу в количестве всего лишь 0,03% прибавить к раздавленным ягодам черной смородины, в таких случаях представляющим густую массу, из которой очень трудно выжать сок, то через 2—3 часа можно получить 85% от общего веса ягод совершенно прозрачного натурального сока без всяких привкусов.
Но помимо осветления соков и сиропов, т. е. использования фермента в консервной промышленности, обработка вин грибной пектиназой делает их прозрачнее, крепче и придает им лучшую окраску.
В числе пектиназообразующих грибов известны Aspergillus oryzae, при помощи которого в Японии получают, кроме того, рисовую водку, затем — Asp. niger, Penicillium glaucum, Botrytis cinerea и дрожжеподобный гриб Oidium lactis (Geotrichum candidum). Препарат пектиназы из Botrytis cinerea готовят в виде сухой пленки мицелия этого гриба, выращенного на питательной среде, богатой пектинами, и в таком виде сохраняют его ферментную активность свыше года.
Молочнокислые продукты и сыры
Кефир представляет собой слабо алкогольный молочный продукт, получаемый от сбраживания молока при помощи гриба Torulopsis kephir или Т. ellipsoideus в смеси с молочнокислыми бактериями Bact. caucasicum или В. acidilactis.
Аналогичным образом и кумыс является результатом спиртового брожения кобыльего молока при участии Torulopsis kumiss или Bacterium orientale.
Грибы имеют прямое отношение и к производству сыров. Во многих случаях закваска для них наряду с молочнокислыми стрептококками содержит также дрожжи рода Torula. А такие сорта сыра, как рокфор, камамбер и бри изготовляются с включением в их состав чистых культур самих грибов рода Penicillium (Р. roquefortii, Р. camambertii), которые придают им специфический для каждого сорта вкус и обусловливают внутри сыра наличие характерных зеленых прожилок плесени.
Фермент каталаза, также получаемый из грибов, используется при холодной стерилизации молока, применяемого в сыроварении.
Мясные и рыбные продукты
Мягчение жестких сортов мяса и рыбы производится при помощи комплекса животных и микробных ферментов — протеиназ, разлагающих белки.
Фермент протеиназа грибного происхождения, будучи введен в сырое жесткое, трудноперевариваемое мясо низкого сорта, превращает его в нежное мясо высшего сорта. Аналогичным образом этот фермент способен жесткую селедку сделать мягкой, как семгу. При всем этом одновременно улучшается вкус.
Протеиназы используются также для получения различных белковых веществ, необходимых для специальных диет, предусматривающих наличие в рационе уже расщепленных белков. Из таких белковых веществ (гидролизатов) приготовляют питательные среды для чистых культур микроорганизмов как для научно-исследовательских, так и для промышленных целей. Их же используют в качестве примеси в корм молодняку сельскохозяйственных животных. Поросята, например, при этом растут и развиваются быстрее, так как белок в пище они получают в частично переваренном виде.
Маслоделие и получение жиров
Масло, так же как и многие другие продукты, не представляет исключения в смысле поражаемости его различными микроорганизмами, в том числе и грибами. Для предохранения его от порчи имеется возможность использовать антагонизм между дрожжами и плесневыми грибами. Замечено, что масло дольше сохраняется, не плесневеет, не прогоркает и не приобретает «рыбного» привкуса в случае содержания в нем дрожжей рода Torulopsis.
Эти дрожжи даже при неблагоприятных условиях хранения повышали стойкость масла против порчи, задерживали плесневение. Для этого на одну тонну масла расходуют 50 мл смыва дрожжевой культуры и 50 г сухих дрожжей. Производственный опыт показал, что десятки и сотни тонн такого масла хранились от шести до восемнадцати месяцев.
При добавках к пищевым жирам неомыляемой части липоидов гриба Naumoviella oleogenosa в количестве 0,01% от веса жира повышалась стойкость последнего в отношении порчи в 3,5 раза.
Выше уже отмечалось, что некоторые грибы, как, например, дрожжи, наряду с другими питательными веществами содержат и жиры. В отдельных случаях количество жиров в них по отношению к общей их массе достигает значительных цифр. Это, естественно, навело на мысль — нельзя ли получать жиры из грибов? Оказалось, что «жировые дрожжи» — Endomyces vernalis, выращиваемые на картофеле или мелассе, могут накопить до 30% жира. У другого гриба — Geotrichum candidum в полузаводских установках количество жира также достигало 20—30%.
Имеются указания о там, что Penicillium javanicum может образовать до 40% жира.
Кондитерские изделия
Для получения мальтозной патоки или сиропов, осахаренной муки или осахаренного крахмала раньше использовался солод, который теперь с успехом может быть заменен все тем же «грибным солодом», т. е. ферментом амилазой, полученным из плесневого гриба Aspergillus oryzae. Причем, вместо дорогостоящих чистых крахмалов и их клейстеров могут быть использованы такие отходы, как мучная сметка в хлебопекарном производстве, а для получения самого «грибного солода» — пшеничные отруби.
Помадные изделия в процессе хранения быстро грубеют за счет образования более крупных кристаллов сахара, а качество самих помадных изделий при этом ухудшается. Как правило, эти кондитерские изделия могли до сих пор храниться не более 14 суток. Но если ввести в помадные изделия фермент инвертазу (одна сахаразная единица на 1 кг помадной массы), то этот нежелательный процесс резко замедляется, либо полностью прекращается. Оказалось, что этот фермент можно получать из осадочных пивных дрожжей низового брожения.