Глав: 20 | Статей: 79
Оглавление
Книги, кино и сериалы на тему глобальной катастрофы, которая меняет наш привычный мир, заставляют задуматься: а что бы я сделал на месте героев? Куда бежать, чем запасаться и как не превратиться в дикаря из «Безумного Макса», а заново построить все с нуля? Научный журналист Льюис Дартнелл знает ответы на эти вопросы. Его книга — кладезь научно-технических знаний, которые помогут восстановить цивилизацию: от советов, как получить питьевую воду из подручных средств, до объяснения, как собрать двигатель внутреннего сгорания «на коленке».

Если думаете, что перед вами руководство для выживальщиков, то вы правы лишь частично. Цель книги «Цивилизация с нуля» — познакомить читателя с историей развития науки, показать, что большинство великих открытий сопровождает не «Эврика!», а «Хм… занятно» и что из всего накопленного опыта жизненно важно знать устройство базовых вещей и основы техники, а не 100 и 1 способ повысить свою эффективность.

Подготовка зерна

Подготовка зерна

Теперь перейдем к работе с урожаем зерновых. Доисторическое одомашнивание пшеницы, риса, кукурузы, ячменя, проса и ржи — одно из самых славных деяний человечества. Репродуктивные стратегии этих видов путем искусственного отбора перепрограммированы так, чтобы они приносили легко собираемое зерно: это решение, которое человек нашел, чтобы питаться травянистыми растениями, не будучи к этому приспособленным биологически, как приспособлены жвачные — коровы и овцы, которых мы разводим.

Кукурузу можно готовить и есть прямо в початках[20], а рис — очистить и сварить в воде или на пару и сразу съесть. Но — не в пример многим культурным овощам и фруктам — мелкие твердые зерна большинства злаковых растений нельзя есть в природном виде: для потребления их нужно особым образом подготовить.

Зерно следует растереть в мелкий порошок — муку. Простейший способ: высыпать горсть зерен на гладкий плоский камень, уложенный на землю, и, наваливаясь всей тяжестью тела, растереть их другим камнем. Но это трудный и недопустимо долгий метод; гораздо рациональнее перетирать зерно между двумя толстыми каменными или стальными дисками, подсыпая его («попасть в жернова» — еще одно выражение, имеющее аграрную родословную) через дыру в середине. Тяжесть верхнего жернова давит зерно, а вращение выгоняет готовую муку наружу, где ее собирают. Мельничные жернова представляют собой техническое продолжение наших коренных зубов: они крошат и перетирают твердые продукты, делая их более удобоваримыми. Облегчить себе труд вы можете, заставив тягловое животное вращать жернов или, что еще лучше, направив на эту работу энергию ветра или воды (как это сделать, поговорим в главе 8). Но даже в этом случае помол всего обмолоченного зерна потребует от возрождающегося общества колоссальных затрат энергии.

Простейший, но не самый аппетитный способ употребления муки: добавить воды и вымешать густую или жидкую кашу. Однако существует более вкусная, удобная и питательная форма, требующая более тщательного приготовления. Хлеб — это, в сущности, запеченная каша, на этой эффективной технологии питания человеческая цивилизация зиждется с самого своего рождения. Основной рецепт до смешного прост: растереть в порошок пригоршню-другую семян, развести водой до состояния вязкой пасты, раскатать и печь на медленном огне, например просто на горячем камне возле очага. Так делают бездрожжевые лепешки, до сих пор повсеместно распространенные в мире: чапати, наан, тортильи, лаваш, питу и т. п.

На Западе лучше всего знакомы с квасным хлебом, а для него нужен еще один ингредиент. Дрожжи — это микроорганизм, одноклеточные грибы, недалеко отстоящие от поганок, вырастающих на гниющем валежнике. Добавленные в тесто, дрожжи выдыхают углекислый газ, от которого образуются пузырьки, и готовый хлеб становится легким и пышным. Почти весь дрожжевой хлеб в мире сегодня заквашивают на дрожжах одного вида Saccharomyces cerevisiae. Хорошо, если у вас хватит предусмотрительности сохранить на развод колонию этих организмов, столь важных и на свой манер работающих на нас столь же упорно, как быки или лошади, прежде чем в хаосе апокалипсиса они сгинут навсегда. Найти сухие пакетики дрожжей можно в супермаркете, однако они не будут храниться бессрочно. А вот как, если придется, подступиться к задаче заново выделить культуру хлебопекарных дрожжей?

Дрожжи, необходимые для выпекания хлеба, как и другие бактерии брожения, в природе живут на зернах злаков, а значит, и в муке. Фокус в том, чтобы распознать этих полезных козявок среди многих других, потенциально вредных. Для этого вам придется стать немного микробиологом и запустить процесс селекции, благоприятный для нужных вам организмов. Ниже дается руководство, как изолировать микроорганизмы, нужные для выпекания квасного хлеба, появившегося около 3500 лет назад в Древнем Египте и поныне популярного в небольших домашних пекарнях.

Смешайте стакан муки (лучше всего взять цельнозерновую) и полстакана или чуть больше воды, накройте емкость и поставьте в теплое место. Через 12 часов проверьте, не появились ли признаки роста бактерий и брожения, например пузырьки газа. Если таких признаков нет, перемешайте и оставьте еще на полдня. Когда брожение начнется, выплесните половину культуры и добавьте вместо нее свежую питательную смесь, приготовленную в той же пропорции, далее таким же образом доливайте ее по два раза в день. Вы дадите культуре достаточно питательных веществ для размножения и с каждым разом будете удваивать территорию для расселения микроорганизмов. Примерно через неделю у вас в чашке образуется приятно пахнущая культура, стабильно растущая и пенящаяся после каждого доливания, словно радующееся кормежке домашнее животное. Тогда можно будет взять часть этого теста на закваску для хлеба.

Повторяя раз за разом эту процедуру, вы, в сущности, создаете простейший микробиологический селекционный регламент — допускаете только те дикие культуры, которые могут питаться углеводами муки и быстрое деление клеток которых происходит при температуре около 20–30 °C. Получившаяся закваска — это не чистая культура одного вида, а сбалансированное сообщество молочнокислых бактерий, способных расщеплять сложные молекулы-хранилища в клетках зерна, и дрожжей, которые питаются отходами жизнедеятельности этих бактерий и выделяют углекислый газ, поднимающий опару. Такая взаимная поддержка двух разных видов называется симбиозом, она довольно обычна в биологии: от азотофиксирующих бактерий, живущих в корневой системе бобовых, до бактерий-помощников, населяющих наш пищеварительный тракт и облегчающих нам усвоение пищи. Молочнокислые бактерии выделяют еще и молочную кислоту (так же как это происходит при сбраживании йогурта) — она придает квасному хлебу приятный кисловатый привкус и заодно не позволяет проникать в культуру посторонним микробам, делая симбиотическое сообщество закваски идеально устойчивым и непроницаемым для чужаков.

Учтите, для квасного хлеба годится не любая мука: чтобы получить вязкое тесто, способное удерживать пузырьки углекислого газа, выдохнутого растущими дрожжами, нужен глютен. В пшеничном зерне глютена много, и потому из пшеничной муки получается восхитительно мелкоячеистый хлеб. А вот в ячменной муке глютена почти нет. Впрочем, для ячменя есть куда более заманчивое применение.

Дрожжи, размножающиеся в насыщенной кислородом среде — например, в тесте, — умеют расщеплять молекулы питательных веществ до углекислого газа (так же, как при метаболизме в организме человека). Но если дрожжи размножать при ограниченном поступлении кислорода, они лишь частично разлагают сахара, а вместо углекислого газа выделяют этанол (алкоголь), на этом и основано пивоварение. Бражники радуются алкоголю со дня его изобретения, но помимо этого у него есть еще море применений, и в интересах возрождения цивилизации вам стоит озаботиться его дистилляцией. Концентрированный этанол — отличное полностью сгорающее топливо (для спиртовой горелки или автомобилей на биотопливе), консервант и антисептик. А еще это прекрасный растворитель, в том числе для многих веществ, нерастворимых в воде, который помогает, например, экстрагировать химические соединения из растений для парфюмерии или фармакопеи. Если алкоголь некоторое время подержать на воздухе, он превратится в уксус, в чем убеждается каждый любитель вина, когда бутылка несколько дней простоит открытой. В жидкости поселяются новые бактерии, перерабатывающие этанол в уксусную кислоту: всем известный столовый уксус — это ее 5–10-процентный водный раствор, более крепкие растворы применяются для маринования.

В отличие от смешанного сообщества микроорганизмов в хлебной закваске чистая культура дрожжей, используемая в пивоварении, не может расщеплять молекулы сложных углеводов зерна, поэтому их сначала нужно превратить в поддающиеся сбраживанию сахара. Биологическая функция этих сложных углеводов — служить источником энергии для прорастающего растения, пока оно не зазеленеет. В какой-то момент в зерне активируются собственные механизмы их расщепления. Зерна ячменя (строго говоря, любого злака) погружают в воду и на неделю оставляют в теплом влажном месте прорастать, чтобы углеводы разложились до доступных сахаров (углеводная молекула — это длинная цепь сахарных блоков, связанных воедино). Потом зерна высушивают и немного поджаривают в сушильне, задавая цвет и вкус будущего сусла. Затем солод размельчают, разводят горячей водой, чтобы растворились все сахара, и процеживают, получая сладковатое сусло. Сусло кипятят, чтобы выпарить воду, повысить концентрацию сахаров и стерилизовать состав, расчистив территорию для бродильных микроорганизмов, которые добавляют после кипячения. На последнем этапе сусло остужают, заквасив дрожжами из прежнего завода, и оставляют бродить примерно на неделю.

Как можно скорее вам нужно добыть где-нибудь в супермаркете такой чрезвычайно полезный предмет, как бутылка пива: на ее дне вы найдете осадок живых дрожжей — ценную фауну, которую необходимо сохранить для потомства. Впрочем, дрожжи, пригодные для пивоварения, легко найти в окружающей среде, их культуру можно изолировать методом вроде описанного выше. Строго говоря, чистая дрожжевая культура, используемая сегодня в хлебопекарной промышленности, происходит от клеток, взятых когда-то из пены пивной закваски, и ее изолировали, применив такие микробиологические инструменты, как чашка Петри и микроскоп, с которыми вы познакомитесь в главе 7. В следующий раз, когда будете навеселе, помните, что ваш мозг слегка отравлен и ослаблен экскрементами одноклеточных грибов. Ваше здоровье!

Практически любой источник сахара (или углеводов, разобранных на сахара) можно сбродить в алкогольный напиток: мед, виноград, зерно, яблоки и рис превращаются соответственно в медовуху, вино, пиво, сидр и саке. Но вне зависимости от сырья брожение дает концентрацию алкоголя примерно в 12 %, после чего клетки дрожжей, по сути, отравляются собственными этаноловыми отходами. Процесс очистки алкоголя до высокой концентрации путем сепарации этанола от воды и других составляющих мутной браги называется дистилляцией и тоже известен с поистине древних времен.

Как и экстрагирование соли из морской воды, сепарация алкоголя из водянистой браги основана на разнице в свойствах двух компонентов: в данном случае на том, что температура кипения этанола ниже, чем у воды. Дистиллировать спирт вы можете с помощью аппарата не сложнее того, на котором выкуривают свой самогон монгольские кочевники. Котел с брагой ставится на огонь, сверху на рейке устанавливается емкость для сбора, а над ними обоими — конический сосуд с холодной водой, и все это сверху покрывается общим кожухом. Брага кипит, этанол испаряется первым, его пар конденсируется на коническом днище сосуда с водой и стекает по нему в среднюю посудину. В современных лабораториях этот прототип воссоздают в виде системы специальных стеклянных емкостей, термометра — следить, чтобы температура пара не превысила 78 °C (точка кипения этанола), — и газовой горелки с регулируемой подачей воздуха. Производительность процесса можно повысить, применив ректификационную колонну — вертикальный цилиндр, начиненный стеклянными шариками. Проходя через него, испаряющаяся брага конденсируется и заново испаряется раз за разом, с каждым шагом повышая концентрацию алкоголя, затем готовый спирт собирают посредством охладителя с водной рубашкой.

Оглавление книги


Генерация: 0.333. Запросов К БД/Cache: 3 / 1