«От пробирки до кастрюли: Как ученые разрабатывают продукты, которые мы едим каждый день»

Вероятно, примерно 10 тысяч лет назад люди начали использовать биотехнологии, чтобы получать хлеб, сыр, алкоголь и другую еду и напитки. С тех пор мы научились эффективнее использовать микроорганизмы, а также создавать новые продукты с помощью генной инженерии. В книге «От пробирки до кастрюли: Как ученые разрабатывают продукты, которые мы едим каждый день» («Альпина Паблишер») химик и пищевой технолог Анастасия Волчок рассказывает о современных подходах к их производству и о том, что может ждать нас в будущем. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом, посвященный ферментам, которые используются в молочной промышленности.

Сыр: Сычужный фермент и благородная плесень

Для свертывания казеина, без которого не получится сделать сыр или творог, помимо заквасок со стрептококками и молочнокислыми бактериями используют молокосвертывающие ферменты. Ферменты, или энзимы, — это белки, которые свернуты специальным образом, так, чтобы захватывать молекулы определенного вида и помогать им реагировать между собой. 

На самом деле все живое функционирует с помощью ферментов. Они помогают организмам синтезировать из одних веществ другие, в том числе разбивать крупные молекулы на более мелкие. Ферменты отвечают за обмен веществ и ускоряют химические реакции, которые без них вообще не могли бы произойти или происходили бы очень и очень медленно. Главная особенность этих белковых катализаторов — избирательность. Каждый фермент отвечает строго за свою реакцию.

У разных организмов набор ферментов различен. У людей есть одни, у растений другие, у микробов третьи. Человек здесь выделяется лишь тем, что научился использовать микробные и другие не присущие ему ферменты для собственных нужд. Поэтому сычужный фермент коров теперь делает для нас сыр.

Он был открыт еще в XIX веке, а выделили его из высушенного желудка теленка. Поскольку фермент образуется в четвертом отделе желудка жвачных — сычуге, над названием долго думать не пришлось. Под действием сычуга от молекул казеина отщепляются небольшие фрагменты, и он слипается в структуру, похожую на гель или мармелад. В процессе изготовления сыра этот гель режут на кусочки размером с зернышки риса — так получается сырное зерно. После прессования оно и становится сыром (рис. 22).

В состав сычужного фермента входят химозин и пепсин, оба из класса протеаз (ферментов, разрушающих белки). Их соотношение может быть разным и зависит от возраста и питания животного, но преобладание химозина, характерное для молочных телят, считается предпочтительным — именно этот фермент участвует в процессах вызревания сыра. Пепсин не так важен, он подходит для приготовления рассольных молодых сыров наподобие сулугуни и моцареллы и может быть получен не только от коров, но также от свиней и кур, хотя их пепсин менее устойчив к изменениям кислотности. Кроме того, в сычуге козлят и телят присутствует фермент липаза. Он не имеет отношения к сворачиванию казеина, но тоже часто вносится в молоко для придания сыру особой пикантности и острого привкуса. Липаза, например, играет большую роль в формировании вкуса сыра чеддер.

В качестве более гуманной и дешевой альтернативы животным ферментам могут выступать растительные ферменты и ферменты, полученные из микроорганизмов (смотрите главу 6, раздел «Живые фабрики для производства новых ингредиентов»). Растительные коагулянты, которые вносятся в молоко для получения сыра, содержат аспартат-протеазы, способные расщеплять белки. Подходящих для этого растений довольно много, и их выбор чаще всего продиктован доступностью — используют то, что растет в конкретном регионе. Так, в Эфиопии производят сыр с использованием листьев дынного дерева и моринги масличной, а в Китае можно встретить творог с имбирным вкусом — его делают, добавляя в молоко протеазы имбиря. В России перспективными источниками аспартаз считаются крапива двудомная и чертополох курчавый.

Микробные протеазы для молочной промышленности делятся на природные и рекомбинантные. К природным относятся ферменты, выделяемые из дрожжей и микроскопических грибов, таких как Rhizomucor pusillus, Rhizomucor miehei, Aspergillus niger. По свойствам они похожи на пепсин и подходят в основном для мягких сыров, включая эмменталь. А вот рекомбинантный химозин, идентичный телячьему, может использоваться при получении сыров, требующих выдержки. Такой фермент природные штаммы грибов и бактерий не синтезируют, но после внесения в их геном соответствующего гена — пожалуйста. В качестве микробных фабрик по производству животного химозина обычно выступают дрожжи Kluyveromyces lactis, кишечная палочка, бациллы (Bacillus subtilis) и аспергиллы. На базе последних химозин, изначально принадлежавший верблюду, получает, например, датская компания Chr. Hansen.

В конечном счете многообразие сыров достигается как использованием разного по качеству молока и изменениями в технологическом процессе (пармезан, например, часто делают из обезжиренного молока), так и применением разных заквасок и ферментов. А есть еще сыры с белой, голубой и даже красной плесенью — ее получают с помощью бактерий Brevibacterium linens. Любопытно: как заводы выбирают, какой именно сыр им производить? Почему в Европе творог и творожные глазированные сырки можно купить только в польских или русских магазинах? Вероятно, виной тому потребительский спрос. Сырки изначально появились в Прибалтике и стали популярны в СССР, а вот в других странах славы не снискали. Или же, еще несколько лет назад в России не делали собственного пармезана или камамбера, а сейчас число сыроварен в стране перевалило за несколько сотен, и ассортимент сыра продолжает расти. Почему же раньше российские сыровары не производили сыр, который привычен для итальянцев или французов? Закваски и ферменты можно заказать готовые — так почему бы не отказаться от сыра российского и костромского в пользу того же грюйера? Ответов на этот вопрос несколько, и все они имеют отношение к коммерции.

Во-первых, потребители в каждом регионе привыкают к определенным видам сыра: например, в России нет традиции есть сыры с яркими, пряными ароматами (да-да, речь про «вонючий сыр» с запахом носков) — такой сыр всегда будет скорее нишевым, нежели массовым. Во-вторых, твердые сорта сыра требуют очень длительной выдержки, не меньше года. Пармезан, сделан он в Италии или в России, — это сыр длительного созревания. Он становится «правильным» после того, как полежит в подвале полтора года, и все это время деньги, затраченные на его производство, будут заморожены. Более того, каждый новый сыровар, вводя его в свою линейку продуктов, сможет исправить свои первые промахи только тогда, когда сыр будет готов. Для освоения технологии это очень медленно. В-третьих, чтобы наладить производство сыров, нужно много капитальных вложений, иногда не только в оборудование, но и в помещения. Если хотите производить горгонзолу, вам нужно будет подарить ей отдельный цех и отдельный подвал, чтобы голубая плесень из нее не перекидывалась на другие сыры. Но даже если процесс налажен — аутентичного, такого же как на Западе, сыра в России все равно не получить. Он будет вкусным, но другим, ведь сыр — это живой продукт. Как не существует двух одинаковых кастрюль борща, так не существует двух одинаковых головок сыра. И все же бывают на рынке ситуации, когда условия для роста предприятий идеальны. Тогда, несмотря на все сложности, отрасль развивается. Мы можем наблюдать это прямо сейчас, стоит лишь заглянуть в сырный ряд на любом российском рынке или побывать на одном из отечественных фермерских сырных фестивалей — крупнейший из них проходит в начале августа недалеко от Истры.

Подробнее читайте:
Волчок, А. От пробирки до кастрюли: Как ученые разрабатывают продукты,
которые мы едим каждый день / Анастасия Волчок. — М. : Альпина Паблишер, 2026. — 296 с., ил.