Дрожжи под микроскопом
Эта статья давно задумывалась в цикле под общим названием «Голод и война». Такой цикл подразумевает рассмотрение различных мер против голода, который обычно сопровождает любую, сколько-нибудь протяженную по времени войну. Голод во время войны возникает в силу множества причин, среди которых выделяются падение производства, истощение запасов продовольствия, захват производящих районов или запасов противником, уничтожение продовольствия в ходе боевых действий, блокада противником путей подвоза и так далее.
Это серьезная проблема, которая должна занимать видное место в системе мер военно-хозяйственной подготовки. Воевать без продовольствия можно, но недолго.
Мой интерес к этой теме объясняется тем, что в литературе по истории военного хозяйства совершенно отсутствуют работы, посвященные именно этому вопросу. Причем и в советской, и в немецкой. Кое-где, особенно у немецких авторов, попадаются отдельные упоминания о попытках разрешения продовольственных затруднений, в частности, применением разного рода пищевых суррогатов и, так скажем, необычных пищевых продуктов, вроде тех же дрожжей. Это странно, в свете того, что голод и война — сочетание, в общем, обычное. Потому эта тема нуждается в разработке.
Тема дрожжей, или, точнее, спирто-дрожжевого производства, меня очень интересовала и интересует, так, что я даже проделал некоторые опыты для исследования этого вопроса.
Пищевые дрожжи
Дрожжи в качестве пищевого продукта упоминаются в пухлом томе немецко-фашистского профессора по продовольственному делу, доктора Вильгельма Цигельмайера, который после войны стал крупным специалистом по продовольствию уже в ГДР. Обзор немецкой литературы дал кое-какие сведения о пищевом применении дрожжей в Германии. Уже в Первую мировую войну фирма IfG при поддержке правительства построила десять дрожжевых фабрик общей мощностью от 5 до 10 тысяч тонн дрожжей в год. Они использовались в хлебопечении, в качестве кормов для животных и в качестве пищевого белка.
Дрожжи в целом по пищевой ценности аналогичны свинине (в 100 граммах продукта):
Дрожжи несколько более питательны, чем свинина, и содержат большее разнообразие питательных веществ, витаминов и микроэлементов. 598 граммов дрожжей покрывают 100% суточного нормы белка. Потому дрожжи использовались в Германии в качестве добавки к мясу.
Сырьем для производства дрожжей была меласса — уварок при переработке на сахар сока сахарной свеклы. Германия отличалась большим производством сахарной свеклы, так что сырья для производства поначалу было достаточно. Однако уже в 1916 году выращивание свеклы сократилось, и дрожжевое производство пришлось сократить, что привело к прекращению пищевого потребления дрожжей.
Нацисты подошли к производству дрожжей с другой стороны. Главным сырьем стал сульфатный щелок — отход переработки древесины на целлюлозу. Директор фирмы IfG Герман Финк считал, что из наличных 14 млн. кубометров сульфатного щелока можно производить около 50 тысяч тонн дрожжей. В годы войны производство дрожжей не достигло этого показателя, но было значительным: 18 тысяч тонн в 1944 году. Есть упоминания о пищевом использовании дрожжей.
Дрожжи и теперь используют в пищу. На фото именно такие пищевые дрожжи
В СССР дрожжи, видимо, целенаправленно не пускались в пищевое употребление, но мне встречались отдельные упоминания о том, что хлебопекарные дрожжи готовились в пищу: их обжаривали с растительным маслом, и получался продукт, чем-то напоминающий мясной паштет. При дефиците и дороговизне мяса дрожжи шли как деликатес.
Быстрое производство
Дрожжи отличаются от других видов продуктов чрезвычайно быстрым циклом производства. Вегетация пшеницы занимает 110 дней, картофеля — от 40 до 100 дней, свинья достигает товарного веса за 8 месяцев откорма. Дрожжи же производятся гораздо быстрее. При специальном разведении 8 мг дрожжей превращаются в 65-70 тонн готовой продукции всего за 11 дней. Этой продукции хватит для 320 человек в течение года.
Дрожжам также не требуется пашня, не требуется теплая погода (емкости для брожения можно подогревать до оптимальной температуры сжиганием древесного или минерального топлива), так что дрожжевое производство может быть круглогодичным. Нетрудно подсчитать, что одна бродильная емкость на 200 кубометров даст за год 2310 тонн дрожжей, чего хватит на 10,5 тыс. человек в течение года. Военно-хозяйственные выгоды вполне очевидны.
Крупный дрожжевой завод — хорошо оборудованное предприятие
К тому же есть разные способы производства дрожжей. Например, при гидролизе 1 тонны хвойной древесины можно получить при спирто-дрожжевом производстве до 180 литров этанола и до 40 кг дрожжей; при фурфурольно-дрожжевом производстве до 80 кг фурфурола и до 100 кг дрожжей; или же при чисто дрожжевом производстве до 200 кг дрожжей.
В России в 2018 году было произведено 140,2 тысячи тонн дрожжей, в основном хлебопекарных и кормовых.
Практические опыты
Казалось бы, проблемы нет. Но нужно учитывать некоторые моменты, которые могут проявиться во время войны. Все дрожжи в России производятся на мелассе, тогда как основные районы производства сахарной свеклы находятся в зоне, в которой в большой войне могут быть активные боевые действия. То есть свеклы можно лишиться. К тому же в военных условиях неизбежно происходит сокращение производства сахарной свеклы и сахара с передачей пахотных земель под зерновые культуры, которые в питании важнее сахара. Если отпадает свекла, то отпадает и меласса, и вместе с ней дрожжи.
Гидролизное производство дрожжей выглядит лучше. Однако в военное время может не оказаться в достаточном количестве необходимой серной кислоты и извести, либо их подвоз может столкнуться с затруднениями.
В общем, дрожжи производить здорово, весь вопрос лишь в источнике сахара. Сахар для дрожжей должен добываться максимально легко и просто, без дополнительных реактивов, которых может не быть в наличии или они могут быть переданы для более важного производства. Вот именно этой проблемой я и озадачился.
Изучение литературы показало, что получить сахар сравнительно легко и просто можно из древесного или другого растительного сырья. Сок большинства пород деревьев содержит порядка 3-4% сахаров. Некоторые виды древесного сока, сахарного клена и березы, используются для производства сахарного сиропа, спирта или даже спиртных напитков. Опыты показали, что из 200 граммов свежей влажной сосновой стружки можно выжать сок, содержащий 6,8 грамма сахаров.
Таким образом, отжим свежей измельченной древесной массы (годится свежая щепа, стружки, опилки) уже сам по себе дает возможность получить сок, пригодный для последующего сбраживания. Из перебродившего сока отгоняется этанол, а из оставшейся барды отцеживаются дрожжи для последующей переработки.
Но можно пойти и дальше. В этом направлении я провел некоторые практические опыты. Сахар хорошо растворяется в воде, причем в горячей воде растворяется охотнее, чем в холодной. Содержащийся в соке и отчасти в древесине сахар можно экстрагировать горячей водой. Взяв щепу и стружку разных пород деревьев, я провел серию опытов по замачиванию древесины в горячей воде (около 60 градусов).
Сосновая щепа — непищевое сырье, может использоваться для производства пищевых продуктов. Этого добра можно заготовить много
Оказалось, что достаточно всего лишь 15-20 минут, чтобы получить вполне приличный сахарный сиропчик. Ольха дала настой светло-коричневого цвета, напоминавшего заваренный чай. Сосна дала настой нежного светло-золотистого цвета. Береза — почти прозрачный. Настой стал ощутимо более вязким, чем вода, с характерной маслянистой консистенцией. Все пробы прекрасно забродили с дрожжами, дали выход спирта около 4% и хороший дрожжевой остаток. И без кислого гидролиза работает.
Бродящий настой выглядел примерно вот так
Следующая серия опытов состояла в неоднократном замачивании древесины в горячей воде. Оказалось, что древесина дает пригодный для сбраживания настой в течение 3-4 замачиваний.
Можно замачивать и в холодной воде. Быстрое замачивание дает невысокий результат, ощутимо худший, чем горячая вода. Но если древесину оставить в холодной воде примерно на сутки, тоже выходит неплохо и брожение такого настоя идет довольно хорошо.
Военно-хозяйственное преимущество такого метода состоит в его простоте. Для него не требуется серной кислоты и извести для ее гашения, исключаются промежуточные стадии обработки. Не требуется кислотоупорных емкостей; для замачивания подходят любые подвернувшиеся под руку ведра, емкости или бочки, главное, чтобы было удобно сливать настой и выгребать измельченную древесину (или переворачивать емкость для ее удаления). Я также использовал полиэтиленовые мешки для мусора, помещенные в короба из строительной фанеры. Дрожжи можно отцедить от воды при помощи тканевого фильтра до перегонки перебродившего настоя или после нее. Использованную и подсушенную древесную массу можно потом использовать как топливо.
Проделать весь цикл можно не только на заводе, но и в полевых условиях, если есть достаточно древесины и имеется в наличии некоторый инвентарь, который можно найти или сделать из подручных материалов. Думаю, что не надо никого учить, как сделать простейший самогонный аппарат. Если война пошла не по плану и вы оказались в изолированном районе с явно недостаточными продовольственными ресурсами, то можно поддерживать свои силы жареными дрожжами и самогонкой, полученными из перебродившего древесного сока и настоя. Запах того и другого будет так себе, но это, согласитесь, гораздо лучше, чем поедать всякую падаль, траву и кору.
Я провел только часть опытов, насколько хватило моих возможностей. Но лучше проделать все до конца, с приготовлением и дегустированием готового продукта. Возможно, это будет сделано в будущем.
Подготовка к большой войне иногда не требует миллионов и специальных институтов. Достаточно страстного желания, пытливости, изобретательности и настойчивости.
