Сахар

.

В 1854 году коммодор Мэтью Кэлбрейт Перри прибыл со своей эскадрой в Токийский залив, чтобы под угрозой войны вынудить японское правительство подписать договор, положивший начало дипломатическим и торговым отношениям с Японией. До этого события Япония сохраняла строгую – практически ксенофобскую – изоляцию, но прибытие Перри и его эскадры переломило ситуацию и заставило японцев учиться общаться с миром, с которым у них было очень мало общего.


Насколько Япония отличалась от Запада – от части света, которую она многие века практически игнорировала? Скажем, подобно большинству из нас, японцы время от времени позволяли себе расслабиться при помощи порции алкоголя, и этот алкоголь изготавливался при помощи дрожжей. Но субстрат – основа напитка – отличался от того, который использовали в Европе и в Новом Свете. Gaijin – что буквально значит «чужие люди», иностранцы, – использовали фрукты или злаки типа ячменя. В Японии использовался особый злак – рис.
Дрожжи питаются сахаром – но в природе существует множество различных типов сахаров, и не все из них дрожжам по вкусу. Дрожжи вида S. cerevisiae готовы переваривать простые сахара, содержащиеся в большинстве фруктов[75]. Со злаками дело обстоит сложнее: их сахара заключены внутри полимеров – гигантских молекулярных структур, в которых молекула сахара выступает базовым элементом вроде кирпичика Lego. Один из таких полимеров – это крахмал, другой – целлюлоза, которая содержится в древесине. Дрожжи не могут разорвать Lego-конструкции, то есть не способны добраться до более простых элементов сахаров, чтобы питаться ими.
Существование пива и саке доказывает, что и азиатская и западная культуры смогли разрешить эту проблему. Но тысячу лет назад эти культуры прибегли к совершенно разным подходам, которые, впрочем, повели их по параллельным дорогам. Эти дороги говорят нам не столько о культурных различиях, сколько о значимости для человека процесса приготовления алкоголя, а также о самой молекуле сахара. Дело в том, что, поскольку людям хотелось получить выпивку – а им действительно очень, очень этого хотелось, – им пришлось найти способ расщеплять крахмал.
Полвека спустя после прибытия Перри в Японию одному молодому химику чуть было не удалось подарить западному миру азиатскую технологию. Пока он пытался это сделать, он узнал о сахаре много нового. И оказался близок к тому, чтобы перевернуть мир алкоголя с ног на голову.
Этого химика звали Йокичи Такамине, он родился в японском городе Такаока в тот же год, когда Перри впервые прибыл в Йокогаму[76]. Отец Такамине был врачом и работал на правителя (назовем его мэром) города Кага. Он проявлял необычный для того времени интерес к западному миру – например, знал голландский язык[77]. Семья матери Такамине владела предприятием по производству саке[78]. Открытие западного мира, которое произошло благодаря Перри, вдохновило мэра Каги на то, чтобы отправить делегацию из подростков и молодежи в «открытый» портовый город Нагасаки, чтобы они получше узнали gaijin – чужестранцев. Так двенадцатилетний Такамине отправился в чужие края за 600 миль от дома, чтобы жить там в европейских семьях и учить английский язык. Он окончил недавно основанный Токийский университет, а затем поехал в Шотландию по программе обмена, спонсируемой японским правительством[79]. Благодаря этому международному опыту Такамине в то время оказался одним из самых лучших знатоков Запада среди японской молодежи.
Вернувшись в 1883 году в Токио, он получил работу в Министерстве сельского хозяйства и торговли. Ему предстояло найти способы индустриализировать и расширить самобытную японскую промышленность, чтобы вывести ее на международный рынок, и эту работу он решил начать с саке. Почему его заинтересовал именно этот продукт – никто толком не знает. В Токийском университете химию ему преподавал профессор, которого больше интересовала неорганическая химия и которому не было никакого дела до ферментов и вызываемого ими брожения[80]. У Такамине была возможность прочесть изданную в 1881 году книгу Р. В. Аткинсона «Химия изготовления Саке»[81] – один из первых научных трудов на тему алкоголя. Но нам неизвестно, читал ли он эту книгу. Одним из лекторов Токийского университета был немецкий химик Оскар Коршельт, написавший в 1878 году статью «О саке» («Über sake»), но, по всей видимости, он не был преподавателем Такамине[82].
Возможно, интерес Такамине возник благодаря опыту семьи его матери в производстве саке, а еще из-за того, что саке – это один из пищевых продуктов, который является характерной частью японской культуры. На местном языке саке называли nihonshu. Его делают из риса, что тоже выделяет его из общего ряда. (В Японии рис называют gohan, что буквально означает «еда».) Но еще более важно то, что для изготовления саке, помимо дрожжей, требуется еще один ингредиент – грибок под названием кодзи.
Кодзи – это ключевой элемент японской кухни: с его помощью готовятся саке, соевый соус, мисо (паста из ферментированной сои, которая составляет основу для одноименного супа), рисовый уксус и соевый сыр тофу[83]. Технически кодзи – это плесневый грибок вида Aspergillus oryzae. Если вы разбираетесь в инфекционных заболеваниях, этот факт может вас, мягко говоря, встревожить – ведь большинство представителей рода Aspergillus весьма опасны. Например, вид Aspergillus fumigatus – грибок, обитающий на различных растениях, – может вызывать у человека болезнь под названием аспергиллез, который проявляется тяжелыми аллергическими реакциями, пневмонией, а иногда возникновением аспергиллом – кровоточащих сферических образований в легких[84]. Некоторые из грибов рода Aspergillus производят афлатоксины – чрезвычайно опасные яды, вызывающие поражения печени, почек, легких. Инфицированные таким грибком злаки (чаще всего кукуруза) становятся токсичными и канцерогенными[85]. Иными словами, некоторые из родственников кодзи – настоящие чудовища.
Впрочем, сам кодзи – очень милый зверек. Как и дрожжи, это прирученный микроорганизм, ставший центральным компонентом чрезвычайно важного процесса – как в культурном, так и в экономическом смысле. Как и дрожжи, долгое время он представлял собой загадку для человека. Впервые упоминания о нем встречаются в китайских летописях 300-х годов до нашей эры и в японских летописях, датируемых 725 годом[86]. Спустя сто лет – то есть около тысячи лет назад – изготовление и продажа кодзи были в Японии весьма прибыльным бизнесом[87]. Предприятия под названием moyashi продавали в Японии грибок A. oryzae начиная с XIII века[88].
Несмотря на кажущуюся простоту действия, кодзи действительно совершает маленькое чудо: он превращает крахмал в сахар. Такамине не знал, как это происходит, – тогда никому это не было известно, – но он, вероятно, догадывался, что разгадка этой тайны поможет ему разбогатеть.
Сахар – это самое важное вещество на Земле.
Вы скажете, что этого звания больше заслуживает вода. Понимаю. Вода действительно незаменима, чтобы растворять и переносить другие молекулы из одного места в другое – как внутри нашего тела, так и в окружающей нас природе. Благодаря воде химические вещества сталкиваются друг с другом, и в результате происходит много интересного. Но присудить воде награду «Лучшая молекула» – все равно что присудить бумаге награду «Лучшая книга». Вода – это средство, своего рода фон. А сахар – это топливо. Это бензин в наших баках – молекула, в которой запасена энергия, необходимая нам – живым существам, – чтобы оставаться живыми.
(И, в отличие от настоящего бензина, сахар растворим в воде, благодаря чему он легко перемещается внутри нашего тела.)
По сути, сахар – это жизненная сила, энергия. Она хранится в связях, удерживающих атомы внутри молекулы вместе. Сахар – это углевод, то есть он состоит из атомов углерода, выстроенных в форме пяти– или шестиугольников, в вершинах которых к углероду прикреплены атомы водорода и кислорода. То, что наш мозг воспринимает сладкое как «вкусное», объясняется тем, что в ходе эволюции мы научились связывать вкус этих молекул с получением большого количества калорий без особых усилий. «Сладость» – это механизм вознаграждения мозга за поедание богатой энергией пищи.
С точки зрения пищи, благодаря сладости нектар и плоды растений выступают приманкой, привлекающей животных, которые затем распространяют их пыльцу и семена. Мед богат сахаром, потому что он является пищей для пчелиных деток, а деткам требуется много энергии.
Самые простые молекулы сахаров – это моносахариды. Молекула глюкозы представляет собой кольцо из шести атомов углерода. Молекула фруктозы состоит из пяти атомов углерода. Если соединить их вместе, то получится сахароза – привычный нам сахар для чая и кофе. Дрожжи могут питаться всеми этими сахарами, а также некоторыми более экзотичными разновидностями – например, галактозой или такими дисахаридами, как мальтоза и мелибиоза[89]… В общем, идея понятна.
Кроме того, молекулы углеводов могут соединяться и комбинироваться, образовывая плоские и пространственные структуры. Все мы слышали о генетическом материале ДНК – это молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты, основу которой составляет моносахарид рибоза[90].
Расположите молекулы глюкозы в одной плоскости[91],[92],[93], сложите вместе несколько таких «простыней», и вы получите молекулу самого распространенного в мире органического вещества[94] – целлюлозы, которая является сверхпрочным строительным материалом для растений. Глюкоза – это кирпич, целлюлоза – это стена. Но если глюкоза является основным источником энергии для большинства живых организмов на Земле, то целлюлоза совершенно неудобоварима почти для всех, за исключением малой горстки живых существ. И эта живность – исключительно микроорганизмы – небольшое количество бактерий и еще меньшее количество грибов. Они вырабатывают ферменты, расщепляющие целлюлозу до кирпичиков – растворимых сахаров и их уже используют в качестве питания. Дрожжи в число поедателей целлюлозы не входят. Интересно, что некоторые большие животные научились переваривать целлюлозу. Например, коровы: у них большие многокамерные желудки, в которых живут разные микроорганизмы – в их задачу входит выработка ферментов для расщепления целлюлозы. Прибегают к помощи микроорганизмов и термиты[95]. А вот из кроликов целлюлоза выходит непереваренной, как и из нас, людей. Правда, чтобы получше переварить свой корм, кролики едят свои какашки[96] и пытаются переваривать целлюлозу по несколько раз. (Правда, она все равно до конца не разлагается.)
А вот и самая классная часть: если соединить кирпичики глюкозы под слегка измененным углом, то получится совершенно другое вещество. Вместо жесткой неудобоваримой целлюлозы образуется амилоза, более известная как крахмал[97]. Еще увеличим угол – и синтезируем амилопектин, еще один распространенный строительный материал растений.
Посмотрите, как изящно природа распоряжается этими кирпичиками Lego – она использует их снова и снова, в качестве источника энергии и в качестве строительного материала. Вот почему сахар так важен.
И тут мы сталкиваемся с проблемой: дрожжи не могут питаться крахмалом. Без простых сахаров не будет никакого брожения, а без брожения не будет и алкоголя. Однако эти маленькие проныры способны научить нас нескольким фокусам. Помните тех собак, которые согласились быть игривыми и ласковыми в обмен на халявное мясо и теплое местечко у очага? Дрожжи тоже научились кувыркаться и бегать за палочкой – лишь бы добраться до сахаров, которые они не могут получить самостоятельно. Мы научились расщеплять сложные полимеры сахаров, содержащихся в злаках, чтобы накормить ими грибок. Мы приручили дрожжи, а дрожжи приручили нас.
Конечно, это не было предусмотрено природой. Для получения алкоголя мы могли бы довольствоваться простыми сахарами – на самом деле почти во всем мире так и происходит. Легче всего получить простые сахара из сахарной свеклы, как это делал мэтр Биджо в Лилле, или из обнаруженной нами в Новом Свете травы под названием сахарный тростник. Если подвергнуть брожению мелассу – черную патоку, побочный продукт сахарного производства, – и перегнать получившуюся брагу, то получится ром[98]; те же манипуляции с соком сахарного тростника дадут нам более изысканный и более странный напиток под названием «ром агриколь»[99].
Если у вас есть мед, можно использовать и его – тогда получится медовуха[100]. В нашем распоряжении есть и множество других, более экзотичных источников простых сахаров. Начиная с XIII века (или даже раньше) жители степей Центральной Азии готовят из лошадиного молока кумыс (в лошадином молоке содержится больше лактозы[101] – молочного сахара, чем в молоке коров или коз)[102]. В Судане в этих же целях применяют молоко верблюдов[103]. Во многих культурах в качестве питательной среды используются соки деревьев; на Западе это в первую очередь клен, а в Африке – соки плодов и ствола финиковой пальмы. В этих жидкостях содержится умопомрачительное количество сахара – 60–70 %[104] – и множество разных видов дрожжей[105]. В Гане пальмовое вино называют ашанти, нсафуфуо или эуэ. Нигерийцы зовут его огогоро, южноафриканцы – убусулу. Сок пальмового дерева на открытом воздухе сразу начинает бродить – благодаря содержащимся в нем диким дрожжам, молочнокислым бактериям и другим микроорганизмам. Процесс занимает меньше одного дня, а получаемый продукт разливается в бутыли из тыквы или многоразовые фляги. Его подают в местных барах, а можно купить его у придорожных продавцов. Дикие дрожжи образуют на поверхности напитка мерзкие хлопья и сгустки. Благодаря бактериям, вырабатывающим молочную и уксусную кислоты, в напитке присутствуют ноты прокисшего молока и уксуса, а также оттенки вкусов яиц и крокодильего жира[106].
В пустынях Северной и Южной Америк растет агава (которая, вопреки распространенному мнению, не является кактусом). Из одного растения можно получить от 50 до 250 галлонов[107] насыщенного глюкозой, фруктозой и сахарозой сока[108]. Если дать перебродить этому соку, то получится пульке – напиток со сладковатым дрожжевым вкусом, славящийся своей препротивной вязкой консистенцией: в ходе брожения работающие в связке с дрожжами бактерии образуют так называемую биопленку – что-то среднее между слизью и салом[109].
Главный углевод агавы – это пищевое волокно под названием инулин. Если срезать листья и запечь оставшуюся сердцевину – так называемую piña, – инулин распадется на молекулы фруктозы, прекрасной пищи для дрожжей[110]. Если дать добытому из сердцевины сиропу забродить, а затем перегнать его, – получится текила.
(Но не всегда. Формально для изготовления текилы необходимо использовать голубую агаву – Agave tequiliana, исп. Agave azul, и готовить ее можно только в окрестностях мексиканского города Текила. Оказывается, «Текила» – это напиток географического указания, как «Коньяк» или «Бурбон». Согласно установленным законодательно стандартам приготовления, производители текилы обязаны придерживаться определенной рецептуры и находиться в определенном регионе. А если вы захотите проделать все то же самое в другой местности – возьмите сорт агавы Agave patatorum, и вы получите мескаль. Добавьте при дистилляции какой-нибудь фрукт и жареного цыпленка – и вы получите прекрасный в своей странности крепкий напиток рацилла.)
К этому моменту вы уже задаетесь навязчивым вопросом – а почему нельзя просто использовать фрукты? И действительно, почти все так и делают. В начале освоения Америки колонизаторы отправляли в бродильные чаны практически все, что попадалось им на глаза, – тыкву, клен, хурму и особенно яблоки. Сидр был самым главным объединяющим напитком – до тех пор, пока немецкие и голландские эмигранты не вспомнили о своих унаследованных традициях пивоварения и не добрались до Пенсильвании – идеального места для выращивания ячменя[111].
Давайте представим себе идеальную основу для изготовления выпивки. Нам нужны дикие растущие повсюду фрукты с высоким содержанием сахара. Хорошо, если они обладают каким-нибудь интересным вкусом или им нетрудно придать интересный вкус. Их должно быть легко собирать, и они должны хорошо поддаваться брожению.
Конечно же, в поисках такого фрукта мы обязательно наткнемся на виноград.
Одна из функций, выполняемых сахарами в природе, – это хранение и перемещение углерода в живых существах. Когда биологи и любители научной фантастики говорят об «углеродных формах жизни», они имеют в виду как раз эту функцию сахаров. К примеру, в помидорах углерод хранится в основном в форме сахарозы. Что касается винограда, то в нем углерод хранится в составе простых сахаров – моносахаридов. Эти ягоды на четверть состоят из сахаров, половина которых приходится на долю глюкозы. Но природа разнообразна, и не везде сахара играют первую скрипку. В яблоках, например, запас углерода хранится в значительной мере в виде сахарных спиртов[112]. А, скажем, авокадо, подобно животным, запасает углерод в виде жира.
Впрочем, виноград славен не только содержанием сахара. Мы чувствуем его вкус за счет летучих веществ; они исключительно легко испаряются, и именно поэтому мы можем воспринимать их вкус и аромат. В большинстве фруктов – например, в яблоках – вырабатываются разные летучие компоненты, чаще всего в форме так называемых сложных эфиров. А виноград? «В нем эфиров почти нет», – говорит Пол Босс, молекулярный билолог-ботаник из Государственного объединения научных и прикладных исследований в городе Аделаиде в Южной Австралии.
Для виноделов это хорошая новость. Происходящие во время брожения химические процессы уничтожили бы любые эфиры, вырабатываемые внутри виноградных ягод. Но уникальность винограда в том, что в нем образуются молекулы, способные стать эфирами при превращении сока в вино. «Подозреваю, что именно поэтому древние люди, пробуя получить алкоголь из всего, до чего можно дотянуться, не остановили свой выбор на помидорах», – говорит Босс.
В распоряжении людей, заселивших когда-то плодородные и хорошо орошаемые земли вблизи рек Тигра и Евфрата, было множество различных плодов – оливки, инжир, финики. Но из всех этих давно известных источников сахара виноград был богат им больше всех, причем сахар в нем содержится в простых растворимых формах, пригодных для переработки дрожжами. На самом деле, если вы живете на одном месте достаточно долго для того, чтобы начать собирать урожай винограда, вам будет довольно сложно избежать виноделия[113]. В одомашненном винограде – том, что мы выращиваем сейчас, – есть все нужные молекулы, его ягоды имеют оптимальный размер, а сок достигает нужного уровня показателя брикс[114] (Везде, где распространена культура употребления вина, доминирует единственный сорт винограда: Vitis vinifera – виноград культурный[115]. Винодел Яан Хорнси в своей книге «Химия и биология виноделия» предполагает, что причиной тому – характер местности. В Северной и Южной Америке и на востоке Азии горные цепи в основном тянутся с севера на юг, пишет Хорнси, но в Европе и Западной Азии они идут с востока на запад. Поэтому, когда в ледниковый период зоны обледенения начали распространяться в сторону юга, винограду пришлось, что называется, пуститься в бега – перебраться из Америки и Китая на территории с более дружелюбным климатом. Убежище удалось найти в Евразии – благодаря удачному микроклимату некоторых ее регионов виноград смог затаиться там в ожидании потепления, и было это примерно 8000 лет назад. Дождаться потепления смог только вид Vitis vinifera.
В Северной и Центральной Америке произрастает 30 видов Vitis, в Китае – еще около 30 видов. Но в Евразии есть только Vitis vinifera. Именно там этот вид и родился[116]. Любое вино – будь то «Пино-нуар», «Шираз», «Вионье» или любое другое указанное на этикетке название, независимо от цвета и географического происхождения, – все оно произведено из винограда одного и того же вида[117], который, возможно, зародился где-то в горах Закавказья, пролегающих между Черным и Каспийским морями, на месте современной Грузии[118], а затем распространился на юг – в сторону территорий Плодородного полумесяца[119] и Египта. (В ходе недавних генетических исследований было выявлено не менее двух эпизодов одомашнивания винограда – аналогично многочисленным моментам приручения человеком диких животных на заре развития цивилизации. Один из таких эпизодов, вероятно, произошел в горах Закавказья, а другой – в западной части Средиземноморья. Средиземноморский виноград дал начало развитию многочисленных европейских сортов – ботаники называют такие сорта культурными.)[120]
И как же винограду удалось завоевать лидирующее положение среди растений, пригодных для изготовления выпивки? Во-первых, его легко выращивать. Виноград растет там, где больше ничего расти не может, – на почвах, не пригодных для других растений. Его побеги могут взбираться по стеблям и стволам других растений – включая кусты и деревья. Виноград растет большими лозами, которым не страшно подрезание[121].
Химический состав винограда тоже уникален. Большинство фруктов состоит из мякоти, или, как говорят ботаники, мезокарпия. В основном эта мясистая часть плодов состоит из глюкозы и фруктозы, а также из виннокаменной и яблочной кислот – смеси, вполне дружелюбной по отношению к дрожжам[122]. Большая часть вкуса винограда обеспечивается летучими ароматическими компонентами – так называемыми терпенами, в том числе гераниолом, пахнущим геранью, и линалоолом, имеющим пряно-цветочный аромат. Многие растения вырабатывают терпены и распространяют их в виде запаха, но в большинстве случаев они хранят их внутри специальных структур. Например, на листьях перечной мяты и в кожуре цитрусовых есть особые железы, которые вырабатывают эфирные масла. Что касается винограда, то он накапливает все эти вкусно пахнущие химические вещества прямо в мякоти – откуда они прямиком попадают в вино[123].
Сок винограда практически бесцветен, но в кожуре содержатся растительные пигменты под названием антоцианы. (Если шкурки винограда оставить в соке, то вино получится красным.) Эти пигменты, в свою очередь, богаты танинами – крупными вяжущими полимерами. Кроме того, в кожуре есть компоненты, содержащие фенолы, – об этом мы подробнее поговорим позже, а пока полезно узнать, что эти вещества имеют запах угольной смолы или нефти и виноделы используют их для определения зрелости винограда.
Итак, дикий виноград представляет собой интересный букет вкусов и ароматов[124], которые способны сообщить о созревании ягод. Пока виноград зреет, его мелкие зеленые ягоды имеют кислый вкус. Затем наступает стадия, которую виноделы называют veraison, – тогда ягоды становятся более мягкими и приобретают красноватый цвет. Наконец они увеличиваются в размерах и накапливают сахар – этот эволюционный фокус не позволяет животным съедать плоды раньше времени и распространять семена до того, как они созрели. Незрелые семена распространять не имеет смысла, а их зрелость наступает в тот момент, когда плоды становятся максимально сладкими и привлекательными для птиц и других ценителей ягод[125].
Что ж, это кажется идеальным механизмом, не так ли? Но в ходе одомашнивания виноград стал еще лучше. Люди заставили виноград вида V. vinifera пересмотреть взаимоотношения полов. В дикой природе виноград имеет разделение по половому признаку. Птицы, насекомые или летучие мыши – или ветер – переносят пыльцу с цветков растений мужского пола на цветки растений женского пола, на которых потом появятся ягоды. Но из-за такого разделения нам сложнее развивать желаемые признаки – например, получать крупные зеленовато-белые ягоды вместо мелких черно-красных. Ведь тогда нам нужно держать женские лозы отдельно от мужских, и при каждом новом скрещивании мы рискуем потерять желаемый признак.
Какое же было найдено решение? Оно заключалось в том, чтобы сделать каждое растение гермафродитом. В диких виноградниках растут женские и мужские растения. Как и животные, эти растения противоположного пола размножаются, обмениваясь друг с другом генетическим материалом. Такой способ размножения помогает как можно шире распространить гены и обеспечить разнообразие внутри видов. Если вам нужно эволюционировать и адаптироваться – то это прекрасный подход. Но с точки зрения тех, кто пытается выращивать вас и развивать в вас какой-нибудь желаемый признак, – данный способ размножения несет множество проблем. В этом случае такие произвольные изменения никому не нужны.
Поэтому важной частью одомашнивания становится замена своенравного механизма полового размножения другим механизмом, который можно контролировать. При разведении агрономы прививают побеги мужского растения к лозе женского пола, выбирая при этом растения с желаемыми характеристиками. И в конце концов получается порода растений, которые могут «заниматься сексом» сами с собой. Вместо полового размножения развивается механизм клонирования[126]. Вот откуда взялись разные сорта винограда, каждый из которых приспособлен к потребностям виноделов. Все они принадлежат к виду V. vinifera, но только лишь в одном регионе Франции – скажем, в Верхнем Медоке (Haut-Médoc) – произрастает огромное множество разнообразных сортов. К примеру, в каберне-совиньон содержится мало сахара, но много танинов, и это хорошо для выдержки. С сортом мерло все наоборот, что тоже имеет свои плюсы. Каберне-фран вызревает раньше, пти вердо – позже, и в нем высоко содержание и танинов, и сахара[127].
Критический ум может прийти к мысли, что существование всех этих сортов означает, что виноград вовсе не был изначально таким уж идеальным сырьем для изготовления выпивки, как мы привыкли думать. Ведь если он настолько хорош, зачем понадобилось выводить столько его версий под разные нужды? Именно такой наименее радужный взгляд на виноград предложил Шон Майлз, генетик Университета Далхаузи в Новой Шотландии (Канада). «Во времена повсеместного одомашнивания оказалось, что на землях Плодородного полумесяца самым сочным фруктом был виноград, – говорит Майлз. – Если бы колыбелью цивилизации и центром первичного культурного развития была Меланезия[128], вполне возможно, что сегодня мы бы потягивали перебродивший сок кокосовых орехов, полученный из множества выведенных сортов кокосовой пальмы с различными свойствами». Так что, может быть, в винограде и нет ничего особенного?
«Эти сорта застыли во времени и пространстве, а патогены вокруг них продолжают эволюционировать, и виноградарям приходится идти на поклон к химическим корпорациям, – говорит Майлз. – Не нужно сажать старые сорта. Мы должны выращивать новые. Нам нужно нащупать новые комбинации генов, которые будут лучше старых».
После защиты докторской Майлз занимался исследованиями в Колумбийском университете, где изучал геном винограда и выступал сторонником распространения новых видов с улучшенными характеристиками, ведь это происходит с любыми другими фруктами и овощами, которые выращиваются в промышленных масштабах. Но эксперименты Майлза с геномом винограда сошли на нет. Получение нового сорта занимает много времени, и Майлзу не удалось найти финансирование на выведение винограда с более богатым вкусом и более устойчивого к болезням. Европейским и калифорнийским виноделам нужен все тот же десяток знакомых нам по этикеткам видов – Майлз называет их консерватизм «виноградным расизмом». В результате ему пришлось бросить эту работу. «Сейчас я веду яблочную игру, – рассказывает он. – В следующем году мы, возможно, получим новый сорт, и если он окажется удачным – мы сорвем большой куш».
В 1884 году Йокичи Такамине прибыл в Соединенные Штаты Америки на всемирную выставку в Новом Орлеане. В те годы всемирные выставки были чем-то вроде временных тематических парков – комбинацией из музеев естественной истории, художественных галерей и выставочных площадей, и каждая такая выставка продолжалась несколько месяцев. Для тех времен это было что-то невообразимое.
Такамине снял квартирку во Французском квартале[129], где встретил Кэролин Хитч – прекрасную светловолосую шестнадцатилетнюю дочь домовладельца, отставного полковника армии Федерации. Хотя Такамине был вдвое старше Кэролин, дело дошло до помолвки. Возможно, здесь пахло скандалом, но Такамине, хоть и выглядел экзотическим пришельцем, не торопил события и к тому же хорошо говорил по-английски.
На той выставке он узнал о существовании фосфатного удобрения – сравнительно свежего новшества, которое уже привело к небывалому росту урожайности. По окончании выставки он отправился в Чарлстон, штат Южная Каролина, чтобы побольше узнать о действии фосфатов, а затем, вернувшись домой, основал Великую Японскую Компанию по производству химических удобрений[130]. Спустя два года Такамине возвратился в Новый Орлеан богатым человеком. Он женился на Кэролин и увез ее в Токио[131].
Все это время Такамине не прекращал изучения кодзи. Он пытался найти способ усовершенствовать процесс брожения: ускорить его и извлечь «диастазу» – или что там использовали дрожжи, чтобы превратить крахмал в сахар. Что Такамине удалось, так это найти способ выращивать плесень кодзи не на рисе, а на пшеничных отрубях, которые до того момента считались никчемным мусором[132]. Новый продукт он в свою честь назвал «такакодзи». Такамине также научился использовать алкоголь для выделения активного ингредиента в виде экстракта, а затем превращать этот экстракт в сухой порошок[133]. Ему удалось выделить расщепляющие крахмал ферменты, хотя тогда никто еще не знал, что это вообще такое[134].
В те времена ученые, как правило, не задумывались о коммерческом использовании результатов своей работы, но Такамине был одним из исключений. Он запатентовал в США свою технологию выращивания кодзи и, что более важно, свой способ использования этой технологии для получения этилового спирта. Его метод позволял получить результат всего через 48 часов, в то время как процесс осахаривания ячменя занимает несколько дней. Солод используется для производства односолодового виски, солодового ликера (так в США называют крепкое пиво) и даже солодового молочного коктейля. Традиционный процесс получения солода – осолаживания – тысячи лет был основной технологией получения этого важного ингредиента.
Полученный Такамине экстракт давал больше сахара на единицу массы, чем образовывалось при осолаживании, а это означало больше прибыли для пивоваров и производителей дистиллятов[135]. На руках у Такамине теперь были первые англоязычные патенты на биотехнологию.
Наступил момент, который мог изменить все. Такамине нашел то, что все искали многие годы, – более дешевый и быстрый способ превращения зернового крахмала в пригодный для брожения сахар. Оставалось лишь научиться использовать эту технологию в промышленных масштабах. В 1890 году Такамине выпал такой шанс. Его тесть прислал телеграмму, в которой сообщал, что крупнейший американский конгломерат по производству дистиллированного алкоголя приглашает его приехать в Чикаго и попробовать изготовить виски без солода[136]. Это означало масштабное переселение его растущей семьи из Японии обратно в США – на Средний Запад. И в этом был еще один плюс: хотя компания Такамине по производству удобрений процветала, о его жене Кэролин этого сказать было нельзя. «Свекровь Кэролин не выносила ее, – рассказывает Джоан Беннет, исследователь Aspergillus в Ратгерском университете, которая в свободное время увлекается изучением биографии Такамине[137]. – Кэролин была очень несчастна. Может быть, именно поэтому семья была рада вернуться в США»[138].
Такамине, Кэролин и их двое детей переехали в Чикаго, и Такамине построил демонстрационную установку для своего процесса. В 1891 году его пригласили в крупный алкогольный конгломерат Whiskey Trust. Он должен был переехать в город Пеорию и построить там настоящую промышленную установку для производства алкоголя без солода. Газета Chicago Daily Tribune в своем репортаже из Пеории сообщала: «Базирующаяся в этом городе крупная компания по производству алкоголя и кормов для скота, которая контролирует производство виски по всему миру, взяла на вооружение новую технологию, которая может оказаться настоящей золотой жилой». Такамине была обещана пятая часть прибылей, которую компания получит в результате внедрения его разработок[139].
Такамине оказался на пороге нового алкогольного мира. Да вот только старый мир еще не был готов сдавать позиции.
В небольшом городке Мьюир-оф-Орд на севере Шотландии есть собственная железнодорожная станция. Что же касается обычных дорог, то они там на удивление широкие, очень подходящие для больших грузовиков. Оно и не удивительно – ведь через этот город лежит путь на полуостров Блэк-Айл, который, несмотря на свое зловещее название («Черный остров»), является одним из главных регионов Шотландии по выращиванию ячменя.
Еще в 1838 году в Мьюир-оф-Орд появилась своя винокурня.
Сегодня это унылое квадратное здание, принадлежащее международной алкогольной корпорации Diageo. Рядом есть небольшое деревянное строение с остроконечными крышами, в котором находится крошечный магазин. Я читал, что этот магазинчик очень популярен, и, думаю, в нем есть своя атмосфера. Но точно этого сказать не могу, потому что, когда я одним хмурым пятничным вечером приехал к винокурне Glen Ord, ее ворота были наглухо закрыты, двери заперты и свет в окнах не горел. Но это не страшно. Я никогда не пробовал их виски – The Singleton of Glen Ord. Большая часть этого виски поступает в купаж знаменитого виски Johnnie Walker[140], а остальное в основном продается в Малайзии и Таиланде. Вот что пишет об этом виски один искушенный блоггер: «Этот виски достаточно приятен, и только. В нем нет характерных черт, которые позволили бы назвать его отличным или ужасным»[141].
В Glen Ord большее значение имеет другое здание, расположенное на противоположной стороне парковки. Это солодовня Glen Ord, разместившаяся в модернистском строении в виде двух соединенных кубов. Это одна из четырех расположенных в Шотландии фабрик, где Diageo превращает ячмень из крахмалосодержащего зерна в сахаросодержащий солод – готовое сырье для виски. Здесь ежедневно работают одиннадцать человек, и за год солодовня перерабатывает 38 000 тонн ячменя. Каждый день сюда из разных уголков Шотландии приезжают семь-восемь грузовиков с зерном, а затем они разъезжаются по перегонным заводам корпорации Diageo, расположенным по всей стране.
Раньше винокурни сами солодили ячмень в собственных солодовнях. Это гарантировало истинность названия «односолодовый виски». Крыша в виде ступенчатой пирамиды, по которой мы сегодня узнаем винокурню, на самом деле является крышей «токовой солодовни», куда рабочий-солодовник приносит ячмень, затем увлажняет его, переворачивая при помощи специального инструмента, похожего на ручной плуг. Влажные зерна начинают прорастать, выделяя при этом тепло; тогда солодовник останавливает этот процесс, просушивая, а точнее – слегка поджаривая ячмень (иногда в качестве топлива используется торф или торфяной мох), чтобы превратить его в солод. Но сегодня мало кто этим занимается. Токовая солодовня – это прекрасный пережиток прошлого. Содержать ее весьма накладно, гораздо дешевле воспользоваться продукцией таких централизованных фабрик, как Glen Ord. Учитывая нынешний огромный спрос на односолодовый виски, даже если винокурня обзаведется токовой солодовней площадью с футбольное поле, она не сможет покрыть собственные потребности в солоде. В солодовне на переработку 10–12 тонн ячменя уйдет пять-шесть дней, а среднему перегонному заводу по производству виски этого хватит только на одну-единственную партию.
Соложение – это превращение ячменного крахмала в сахар, который затем идет на приготовление пива или крепкого алкоголя (по сути, виски – это дистиллят пива)[142]. Именно этот процесс Такамине надеялся упразднить.
Пивовары и производители виски любят ячмень, потому что он прост в обращении. Другие злаки тоже могут быть превращены в солод, но в пшенице, например, образуется меньше ферментов, расщепляющих крахмал. В овсе содержится слишком много белка и жира. Кукурузу, чтобы расщепить крахмал, перед осолаживанием нужно сильно нагреть, и содержащиеся в ней масла из-за этого так и норовят прогоркнуть[143], [144]. Так что ячмень – это идеальное сырье.
Несмотря на пятничный вечер, руководитель производства Glen Ord Дэниел Кэнт все еще на работе. Его темные волосы коротко подстрижены, на лице нет ни одной морщинки, и он одет в оранжевую куртку со светоотражателями. Для меня Кэнт принес жилет такого же цвета, ведь мы собираемся отправиться прямо на действующую фабрику – туда, где на человека работают механизмы, придуманные природой сто миллионов лет назад.
У дебаркадера стоит самосвал с поднятым кузовом, мощной струей высыпая ячмень через трубу в заднем борту прямо в отверстие в бетонном полу. Кэнт подставляет руку под струю зерна и отправляет небольшую его горсть себе в рот, знаком предлагая мне сделать то же самое. Я тоже пробую ячмень; он похож на сухие хлопья для завтрака – не слишком сладкий. Скорее Grape Nuts, чем Lucky Charms. «А теперь посмотрите сюда», – говорит Кэнт. Он зажимает одно зернышко между большим и указательным пальцами и пытается ногтем большого пальца раздавить его оболочку, но безуспешно – такая она твердая.
На подземном уровне зерно оказывается на конвейерной ленте и проходит через магнитный сепаратор (магнитное поле в нем задерживает мелкие детали сельхозтехники, монеты и любые другие металлические предметы, которые могли случайно оказаться на тысячелетних шотландских пашнях). После этого ячмень отправляется в одно из двадцати пяти зернохранилищ, каждое из которых вмещает до 200 тонн зерна.
В самом помещении шумно: зерно с шуршанием проходит по окружающим нас пересекающимся трубам, этот звук отражается от стен и металлических сетчатых полов фабрики. Из-за этого шума нам с Кэнтом приходится почти кричать, чтобы слышать друг друга.
Такому оборудованию при переработке сырья приходится справляться с определенными проблемами. «На перегонных установках все значительно легче, – говорит Кэнт. – Это просто перемещение жидкости. С зерном все не так». Миллионы твердых частиц иногда ведут себя как жидкость, а иногда – как песок или щебень, и тогда вместо ровного потока образуются маленькие беспорядочные лавины и заторы. Вместо клапанов и насосов в трубах устанавливаются турбинные колеса, лопасти и конвейерные ленты, при этом зерно постоянно норовит образовать пробку. Когда в воздухе распространяется пыль, она ведет себя как взрывчатый газ – любая искра может зажечь летающую в воздухе частицу, а с нее огонь перекинется на соседние, и тогда образуется стремительная трехмерная экзотермическая волна – огненный врыв. Поэтому помещение солодовни Glen Ord напичкано воздухоочистительным оборудованием, словно хорошая столярная мастерская. (Когда зерно становится мокрым, все эти проблемы отступают, зато тогда вам нужно будет заставить двигаться неповоротливую клейкую массу.)
Чтобы попасть туда, где, собственно, происходит соложение, Кэнт отодвигает огромную красную металлическую дверь. За ней находится что-то вроде котельной военного судна года этак 1964-го. Мы поднимаемся по крутым ступенькам на самый верхний уровень, где вагонетки сбрасывают сухой ячмень в восемнадцать широких резервуаров с водой – так называемых замочных чанов, в каждом из которых можно свободно утопить небольшой автомобиль. Сквозь решетку пола я вижу верхние грани восемнадцати цилиндрических металлических баков, каждый размером с автоцистерну. Вдоль их краев установлены зубья шестеренок – так и представляется, как их вертит какой-нибудь горемычный раб древнего Метрополиса. Все эти баки заполнены медленно вращающейся массой влажного ячменя.
Над баками в местах пересечения балок тут и там видны пучки зеленой травы – если туда попадают зерна ячменя, они пускают ростки. «Здесь мы замачиваем наш ячмень», – говорит Кэнт. При поступлении на фабрику в зернах ячменя содержится около 13 % влаги – это значит, что он достаточно сухой, чтобы годами храниться в зернохранилищах. Через пару суток после попадания в бак содержание воды в зернах повышается до 48 %. Именно такой уровень влажности нужен, чтобы запустить механизм прорастания семян, то есть цепочку химических реакций, превращающих крахмал в сахар.
Как и все злаки, ячмень – это трава, семена которой люди употребляют в пищу. В семени содержится зародыш, в нем есть все питательные вещества для рождения новой жизни, а также биохимический двигатель, запускающий процесс роста и развития. Это настоящая бомба будущей жизни, и если бросить ее в смесь воды, воздуха и земли – она сдетонирует, и появится новое растение. Но если нам нужен алкоголь, нам интересна не боевая часть этой бомбы – не зародыш, который должен превратиться в растение, – а его оболочка. Ведь эти семена битком набиты крахмалом.
Зерно ячменя имеет вытянутую форму – типа тушки тунца. Пока зерно находится в колосе, его «головка» направлена внутрь к стеблю, а на конце – там, где у тунца был бы мозг, – находится зародыш с будущим ростком. За ним расположена перегородка под названием скутеллум, или щиток зародыша, – из него получаются листья[145]. А почти все остальное пространство внутри зерна занимает богатый крахмалом эндосперм, или мучнистое ядро, – еда для зародыша (так же как желток яйца обеспечивает питанием развивающегося птенца). Эндосперм окружен тройным алейроновым слоем, состоящим из вырабатывающих ферменты клеток, и все вместе находится внутри зерновой пленки – оболочки из твердой целлюлозы. Вот почему ноготь Кэнта не нанес зерну почти никакого урона: целлюлоза – очень прочный материал.
Все эти манипуляции с ячменем – замачивание его, а затем высушивание – призваны заставить зародыш внутри зерна думать, что настала пора расти. Тогда запускается цепь химических преобразований: начинается выработка фитогормона под названием гибберел-ловая кислота, который поступает в алейроновый слой и дает его клеткам сигнал на производство ферментов – амилазы, расщепляющей крахмал, и протеазы, способной расщепить белковую оболочку, в которую заключен этот крахмал. Для нас амилаза – ключевой компонент, ведь она способна расщепить крахмал, содержащийся в чем угодно, а не только в ячмене: в кукурузе (главном компоненте американского бурбона), в сладком картофеле – батате, и даже в рисе, который добавляют при изготовлении некоторых сортов пива.
По металлической лестнице мы с Кэнтом поднимаемся к одному из способных вращаться цилиндров. Он нажимает пару кнопок на панели управления, чтобы убедиться, что аппарат остановлен и не начнет вращаться, когда наши головы будут находиться внутри. Затем мы спускаемся к квадратной металлической дверце на боку цилиндра, и Кэнт открывает ее. Наружу вырывается свежий зерновой запах, похожий на тот, который витает над полями Среднего Запада в начале осени. Это хороший знак – если бы зерно было слишком мокрым, то запах был бы скорее яблочный, как во время брожения.
Он зачерпывает пригоршню зерна из бака. Теперь зерно легко разломить ногтем. Внутри можно увидеть свернутый ярко-белый проросток. Именно здесь начинается превращение крахмала в сахар. «Нам нужно, чтобы ферменты расщепили крахмал и белок, но мы не собираемся выращивать из этих зерен растения», – говорит Кэнт. Иными словами, надо, чтобы семя произвело сахар, но не потребляло его. Кэнт сдавливает зернышко между пальцами, и оно рассыпается на мягкие белые крупинки. «На ощупь это должно напоминать сахарную глазурь», – говорит он. Содержимое зерна размазывается по пальцам тонким белым слоем.
На этом этапе Кэнт должен снова высушить ячмень – иначе он может быть поражен плесенью и грибком. Это грозит токсичностью, и к тому же плесневый привкус сохранится в продукте и окажется в купленной вами бутылке. А еще дело в том, что все эти почитаемые пивоварами темные цвета и уровни обжарки – «шоколадный солод» и прочее – образуются именно в результате нагрева. Так что Кэнт обжигает зерна до сухого состояния за счет избыточного тепла расположенной неподалеку перегонной установкой или же при помощи нефтяной печи. «Можно еще добавить фенол, – говорит Кант, – в торфе его полно»[146].
Торф играет значительную роль в производстве виски[147]. Он образуется, когда смесь сфагнового мха и других растений оказывается под водой – в болотистых местах. Остатки растений без доступа кислорода оказываются недоступными для бактерий, которые обычно перерабатывают погибшую растительность. Так что эти остатки накапливаются в болотах и превращаются в отличное топливо – на Британских островах торф долгое время был одним из основных источников энергии. Его выкапывали, высушивали в форме брикетов и отправляли в печь. У торфяного дыма есть специфический аромат, который ему придают содержащиеся во мхе фенольные соединения. Любители этого аромата и вкуса, который он придает виски, называют его «землистым» или «йодистым». Те же, кому он не нравится, склонны сравнивать его со вкусом старого пластыря. В Glen Ord еженедельно сжигается 38 тонн торфа – во дворе насыпана огромная гора этих брикетов. Каждый производитель виски хочет отличаться от конкурентов долей фенола в своем продукте. В Glen Ord делают партию с содержанием 100 частиц на миллион (это много), а затем смешивают ее с солодом, обжаренным без участия торфа, – чтобы снизить концентрацию фенола до требуемого каждым производителем уровня.
Мы возвращаемся в офис, и Кэнт показывает мне холодильник, наполненный баночками, похожими на пластиковые упаковки сметаны. На этикетках – надписи типа «доставлено Malt-Cragganmore», а внутри – образцы солодов, отправленных из Glen Ord в разные винокурни. Кэнт берет одну из баночек – это тестовая партия самого нового солодового штамма, который называется Concerto. Эта партия приготовлена на торфе. Кэнт предлагает мне сделать третью на сегодня пробу.
Солод хрустит на зубах, как японский рисовый крекер, а по сладости находится где-то между хлопьями Cheerios и сладкой овсянкой. Торфяные фенолы ощущаются довольно явственно – они дают больничный привкус, который вам понравится, если вы любитель торфа.
Это и есть готовый солод, который ждет своего часа, чтобы стать виски.
Для изготовления саке используется около 40 разновидностей риса – в угоду маньякам классификации назовем его «рис посевной», Oryza sativa[148], – каждая из которых имеет свои характерные черты. Например, упомянутый мною в прошлой главе производитель саке Хироси Акияма назвал сорт Yamadanishiki весьма капризным. Он растет только в горах, поэтому выращивать и собирать его очень тяжело, ведь крупная сельхозтехника не может карабкаться по склонам. Колос вырастает высоким, созревание происходит поздно, а это значит, что прежде, чем урожай будет собран, его могут погубить ураганы. Но Yamadanishiki стоит затрачиваемых на него усилий, потому что этот сорт риса – как и все лучшие сорта для сбраживания – дает крупные зерна с высоким содержанием крахмала и низким содержанием белка.
Рисовое зерно имеет плотную жесткую оболочку, а прямо под ней находится зародышевый слой – вместе они образуют то, что мы называем отрубями, именно за счет них нешлифованный рис имеет бурый цвет. Для производителей саке отруби представляют большую проблему – белки и жиры привносят в напиток множество лишних вкусов и цветов, и еще они мешают росту дрожжей[149].
Поэтому оболочка снимается, и не только она. Этот процесс называется «шлифовка» – рис попадает на вращающийся валик со сверхтвердым покрытием из карбида кремния, который снимает шелуху, производящий ферменты алейроновый слой, а еще небольшой слой крахмала с сердцевины зерна. Шлифованный рис обрабатывается паром – именно на этой стадии на фабриках по производству саке возникает самый, на мой взгляд, умиротворяющий запах в мире – густой, сладкий ореховый аромат. Затем рис немного остужают… и тут возникает действительно серьезная проблема. Пропаривание размягчает крахмал – «клейстеризует» его, – но не расщепляет.
На заре эры саке, чтобы разрушить крахмал, люди жевали рис, а затем выплевывали его. Человеческая слюна содержит амилазу – фермент, который расщепляет крахмал; одна из функций слюны состоит в том, чтобы начать расщеплять пищу задолго до того, как она попадет к нам в желудок. Коренные южноамериканцы тем же способом готовили напиток под названием чича – замечательный пример параллельности развития цивилизаций. Маниок или кукурузная мука пережевываются до состояния маленьких комочков, которые перед брожением высушивают на солнце[150].
Пережевывание не относится к перспективным масштабируемым методам решения проблемы расщепления крахмала[151]. Поэтому в конце концов для приготовления алкогольных напитков из риса было найдено еще более чудное решение этой задачи. Речь о кодзи.
Как и в случае с дрожжами, до конца XIX века никто не знал, что это такое, – если быть точными, до 1876 года[152]. Дрожжи были первыми живыми организмами, чей геном был секвенирован – то есть расшифрован. Это произошло в 1996 году[153], а очередь кодзи настала лишь в 2005 году[154]. Спецы по генам смогли определить, что эти микроорганизмы появились на Земле 20 миллионов лет назад[155], и при этом они являются незаменимой частью современного высокотехнологичного процесса. Они вырабатывают десять видов протеолитических ферментов – настоящее сокровище для производителей соевого соуса и мисо-пасты, ведь эти ферменты способны расщепить богатые белком соевые бобы. А еще они производят три разных типа α-амилазы[156] – именно этим ферментам производители саке поручают осахаривание риса.
Есть в кодзи и такие гены, из-за которых отдельные их родственники несут смертельную опасность. Генетически кодзи на 99,5 % совпадают с выделяющим афлатоксин A. flavus. При этом сам A. oryzae совершенно безопасен[157]. «Гены, которые могут производить негативный эффект, были практически полностью подавлены», – рассказывает Масаюки Масида, глава исследовательской группы, занимающейся биоинженерией молекулярных систем в Национальном институте перспективной промышленной науки и технологии. Он был главным исследователем во время секвенирования A. oryzae. «В применяемых в алкогольной отрасли штаммах некоторые из потенциально опасных генов были полностью уничтожены», – говорит Масида. Но его работа практически не пролила света на вопрос, как – и когда – люди смогли приручить эту плесень.
Для биолога-эволюциониста Антониса Рокаса разрешение этой загадки долгое время было главной целью. Когда в 2007 году он впервые организовал лабораторию в Университете Вандербильта[158], то попросил своих знакомых из Японии прислать ему образцы кодзи с разных фабрик по производству саке. Рокас хотел изучать эволюцию и считал, что одомашнивание – это просто ее ускоренная версия, управляемая человеком. «Мне кажется, что многие из наших представлений об эволюции основаны на примерах из жизни животных и растений, – говорит Рокас. – Это вовсе не делает их ошибочными, но микробиология способна рассказать об эволюции гораздо больше».
Рокас посмотрел на одомашнивание с другой стороны. В процессе отбора по определенным признакам при одомашнивании выбираются совокупности генов, или генотипы. В генах зашифрован состав определенных белков, обеспечивающих проявление у организма тех или иных признаков. Это могут быть темные волосы у человека, или более крупный плод у растения, или (в случае одомашненных микробов) менее горькое пиво, или быстрее поднимающееся тесто для хлеба, или более эффективная выработка пенициллина.
Но гены – это не волки-одиночки, они объединены в цепочки и упакованы в структуры под названием хромосомы. Рокас предположил, что, когда в процессе одомашнивания выбирается ген, отвечающий за определенный признак, вместе с ним выбираются и соседние гены. Вы, безусловно, выберете гены, которые расщепляют крахмал в рисе, но вместе с ними вы получите и другие гены, которые находятся в одной хромосоме с нужными вам. «Если через несколько тысяч лет посмотреть на участки хромосом с выбираемым геном – обеспечивающим нужные нам признаки, – мы увидим, что они почти перестали меняться», – говорит Рокас.
Иными словами, в хромосомах одомашненных организмов будут участки, не меняющиеся в ходе эволюции – в отличие от их диких предков. Эти кусочки хромосом оказываются замершими во времени. Рокас вместе со своей группой разложили геном A. oryzae и сравнили его с геномом его токсичного собрата A. flavus. Затем они занялись поиском этих застывших участков – того, что биологи называют консервативными последовательностями генов[159].
И они их нашли. Было обнаружено около 150 фрагментов ДНК, которые у A. flavus имели нормальную вариативность, а у A. oryzae были пугающе стабильными. Что еще более примечательно, гены этих застывших участков были идеальными кандидатами на одомашнивание. «Многие из этих генов имеют отношение к метаболизму, что на интуитивном уровне вполне понятно, – рассказывает Рокас. – Если вы занимаетесь бизнесом, для которого требуется расщеплять рисовый крахмал, метаболизм для вас будет очень важной характеристикой». Одним из самых стабильных оказался ген, отвечающий за образование глутаминазы – фермента, который превращает аминокислоту L-глютамин в глютаминовую кислоту. Это вещество отвечает за образование знакомого вам глутамата натрия – «усилителя вкуса», который передает так называемый «умами», или «пятый вкус» – мясистый вкус высокобелковой пищи. Это один из ключевых компонентов соевого соуса, мисо-пасты и, конечно, саке.
По мнению Филипа Харпера – единственного рожденного на западе toji, или мастера по изготовлению саке, – при производстве саке самое важное – это понимание кодзи. Его влияние на целую культуру делает его чем-то большим, чем простой микроорганизм. Крупные производители саке заражают свой рис грибком кодзи в «бродильных агрегатах» – специальных огромных баках. Один такой бак фабрики Takara Sake, что в нескольких кварталах от моего дома в Калифорнии, представляет собой стальной шестигранник высотой в два этажа, в котором зараз перерабатывается до шести тонн риса. Но на фабрике Харпера заражение грибком происходит традиционным способом: рис раскладывается тонким слоем, а затем его посыпают спорами кодзи из жестянки с сетчатой крышкой. Эти крошечные желто-коричневатые частицы – смесь из шести разных штаммов, которые он покупает у трех разных производителей. Когда грибок кодзи распространяет свои щупальца по всей партии риса, запах в помещении меняется: вместо уютного домашнего аромата рисового пудинга появляется запах, больше напоминающий аромат жареных каштанов или, если подождать еще подольше, земляной запах грибов. Зараженный рис теперь тоже называют кодзи, он становится более сладким и на вкус напоминает попкорн. Из полупрозрачного и почти опалового он становится ярко-белым.
Дело в том, что «когда вы делаете вино, вы сразу отталкиваетесь от винограда, – объясняет Харпер. – А при производстве саке вы начинаете с пропаренного риса и через пару дней получаете вместо него рис-кодзи – совершенно иную сущность. Происходит радикальная трансформация, и это еще до того, как приходит пора задуматься о брожении».
Если бы ячмень можно было подвергнуть такой процедуре кодзи-превращения, то мы могли бы вообще обойтись без соложения, ведь довольно просто ускорить традиционные процессы, воспользовавшись ферментами, которые производит кодзи. В наше время их можно купить, но в конце XIX века это было невозможно. Именно в этом и заключалась суть предложения Такамине: в расщеплении крахмала без соложения.
Как по-вашему, кто не пришел в восторг от этой идеи? Правильно – производители солода. Они развернули кампанию против проекта Такамине еще до того, как он начал работать над внедрением технологии в промышленных масштабах[160]. В начале октября 1891 года Такамине понес свою первую потерю: ночью на его предприятии случился пожар. Это было… подозрительно. Вот что об этом написала газета Peoria Transcript:

Произошедший вчера ночью пожар в солодовенном цеху на Манхэттене чудом не разрушил близлежащие здания. Сигнал поступил на пожарную станцию № 6, и когда пожарные прибыли на место пожара, огонь, хоть и довольно сильный, был ограничен одним небольшим строением. При благоприятных обстоятельствах его можно было легко погасить. Пожарные размотали шланг, но расстояние до ближайшего гидранта было так велико, что пришлось ждать пожарную команду № 4, чтобы присоединить их шланг и дотянуться до гидранта. Однако когда вода была включена, пожарные обнаружили, к своему раздражению, что в гидранте нет давления[161].

Хм, интересно…
Такамине попытался восстановить цех и в конце концов организовал перегонное производство, в котором ячмень осахаривался при помощи така-кодзи. Ему пришлось усердно трудиться три года, но в итоге он смог перерабатывать 3000 бушелей[162] кукурузы в день. На рынок вышел его напиток – дешевый бессолодовый виски под названием Bonzai[163]. Но этот продукт не завоевал популярности, и в конце концов партнерство Такамине с Whiskey Trust расстроилось. Бизнес перерос в длинную судебную тяжбу, которая высосала из Такамине все его деньги. Кэролин была вынуждена продать коллекцию предметов искусства. Чтобы выжить, им с Такамине пришлось обратиться за деньгами к своим семьям[164].
В 1894 году Whiskey Trust разорвал контракт с Такамине[165]. Японец еще несколько десятилетий продолжал попытки убедить отрасль в выгоде замещения соложения на осахаривание плесенью така-кодзи, но ему так и не удалось снова поставить свой бизнес на ноги. Соложение остается основным способом получения ферментов, которые превращают крахмал в пригодный для брожения сахар.
Но давайте представим, что бы было, если бы ему удалось продвинуть свою технологию. Тогда солодовня в Мьюир-оф-Орд оказалась бы не у дел – как и все другие солодовни. Рынок темного крепкого алкоголя завоевали бы новые сорта ячменя и вообще новые для отрасли виды зернового сырья. Азиатский рынок виски – сегодня столь прибыльный – мог бы начать свое бурное развитие на 150 лет раньше, а исследования в области ферментов могли принять совершенно иной – более коммерческий – оборот.
Но не стоит сильно переживать за Такамине. Он потерпел неудачу в производстве алкоголя, но он не был неудачником. Такамине сосредоточился на фармацевтическом бизнесе: занялся продвижением своей диастатической вытяжки Taka-Diastase в качестве средства от диспепсии – расстройства пищеварения. Как пишет Джоан Беннет, «он фактически создал „Алка-Зельтцер“ 1890-х». Успех был настолько велик, что фармацевтическая компания Parke-Davis из Детройта выкупила права на производство и продажу[166] препарата, поставив Такамине руководить своей нью-йоркской лабораторией, где он должен был заняться изучением еще одного чудо-вещества, которое никому пока не удавалось получить: эпинефрина. Считалось, что это снадобье способно едва ли не оживлять мертвых, запуская остановившееся сердце. Кроме того, ожидалось, что оно будет избавлять от аллергии и обеспечивать прилив энергии. Но как его синтезировать – никто не знал.
Поэтому Такамине посетил лабораторию биохимика Джона Джейкоба Абеля в Университете Джона Хопкинса, а также пригласил поработать в своей нью-йоркской лаборатории молодого химика по имени Кейзо Уенака. Такамине объединил методы Абеля со своими познаниями о выделении химических веществ, и в 1900 году Уенака, работая ночью в лаборатории, смог получить искомый продукт в кристаллическом виде.
Такамине запатентовал новое вещество под именем «адреналин», а в 1901 году от своего лица опубликовал две посвященные ему работы, практически не упоминая о вкладе Уенаки. В конце концов один из конкурентов Parke-Davis оспорил эксклюзивность прав этой фармацевтической корпорации на производство и продажу эпинефрина, утверждая, что Абель первым смог выделить это вещество. Кроме того, было подвергнуто сомнению право патентовать вещество, существующее в природе. Впрочем, в 1911 году это право было подтверждено судьей Лернедом Хэндом, что определило дальнейшее развитие фармацевтики и биотехнологии[167].
Благодаря адреналину и препарату Taka-Diastase Такамине снова стал богатым человеком. Вместе с Кэролин они отстроили на Манхэттене пятиэтажный особняк, первые два этажа которого оформили в традиционном японском стиле[168]. Такамине основал несколько компаний в Японии и в Соединенных Штатах, принял участие в основании японского эквивалента Национального научного фонда США, а в 1909 году организовал и оплатил доставку 2000 саженцев сакуры, которые до сих пор украшают набережные реки Потомак в Вашингтоне, округ Колумбия[169]. Спустя много лет после смерти Йокичи Такамине в Японии начали выпускать детские книги и снимать биографические фильмы о его жизни и деятельности.
Как ни странно, мечты Такамине о бессолодовом будущем алкогольной промышленности в некотором роде сбылись без его участия. Кукурузный сироп – этот страшный сон активистов борьбы с ожирением – чаще всего производится при помощи ферментов, полученных из пресловутого грибка A. oryzae. Известно, что при изготовлении крафтовых[170] сортов пива – так называемых премиальных марок – используется в два раза больше солода, чем при производстве массового продукта национальных брендов. Однако некоторые традиционные пивоварни допускают возможность использования солода в меньшем количестве. В значительно меньшем.
Например, японские пивовары делают пиво под названием хаппосю[171]. Взимаемый с пивоваров налог зависит от количества солода в их пиве. Поэтому они нашли способ снизить налоговое бремя, используя вместо солода пивное сусло – содержащее ячменный экстракт сладкое вещество, которое может быть превращено в пиво путем брожения при помощи синтетических ферментов. Если выпарить воду, получится порошок, который можно добавить в воду при варке пива. Технически количество солода в этом случае окажется меньше.
Дешевый пивообразный напиток оказался весьма популярен. Каждый крупный производитель пива в Японии имеет в своем ассортименте такой продукт. Некоторые даже поняли, что, раз им не нужен солод, то им не нужен и ячмень – сгодится любой источник сахара, например горох (возможно, это не более странно, чем добавление компанией Budweiser риса в качестве дополнительного зерна).
Тем временем датская пивоварня Harboes начала продвигать на рынке марку жаждоутоляющего лагера под названием Clim8, славного тем, что при его производстве в атмосферу выбрасывается на 8 % меньше углекислоты, чем при изготовлении обычного пива. Фокус в том, что это пиво готовится без солода. Harboes варит свое пиво из несоложеного ячменя, расщепляя крахмал при помощи ферментов, которые закупает у корпорации Novozyme.
Не важно, откуда берется сахар, – главное, чтобы он был расщеплен на простые Lego-кирпичики пригодных в пищу дрожжам моносахаридов. Дрожжи рады принять еду из рук добрых человеческих существ (насколько понятие радости вообще применимо к микроорганизмам), и им не важно, готовится ли эта еда при помощи промышленной технологии – соложения – или биологического процесса преобразования, который происходит благодаря плесени кодзи.
Вообще-то, давайте лучше заменим слово «рады» на «сыты». Сытые дрожжи отвечают на нашу доброту процессом брожения – то есть готовят для нас выпивку.

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.