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 —
