После того как А. М Бутлеров создал теорию строения вещества, а Д. И Менделеев дал таблицу элементов — этих '«строительных» материалов химии — у химиков открылись неограниченные возможности для возведения «сооружений» особой сложности.
Все это еще более сблизило пути развития химии и пищевых производств. В этой главе мы не будем говорить о роли химии, в частности биологической химии в процессах питания и обмена веществ. Оставим в стороне и вопрос о роли химии в сельском хозяйстве. Мы только приведем несколько примеров того, как неразрывно, нога в ногу шагают химия и пищевая технология, расскажем о некоторых любопытных химических добавках к пище, о чудесах и секретах химического синтеза пищевых продуктов. В отличие от других разделов химической технологии органических веществ, особенность пищевой технологии заключается в том, что во всех ее отраслях наиболее широко применяются биологические катализаторы — ферменты. Виноделие, спиртокурение, пивоварение, производство уксуса, простокваши, соления, квашения и прежде всего хлебопечение основаны на процессах ферментации.
Академик А. И. Бах сказал: «Производство печеного хлеба — величайшее химическое производство в мире…». В чем, собственно, химизм хлебопечения? Это превращение крахмала в сахар путем так называемого ферментативного гидролиза и затем сбраживание полученного сахара, В производстве ржаного хлеба наряду со спиртовым брожением происходит и молочнокислое брожение, в результате которого хлеб и приобретает специфический кислый привкус и аромат. Характерный запах ржаной хлебной корки ощущается благодаря присутствию изовалерианового альдегида, получающегося при брожении ржаного теста. Соление огурцов и помидоров, квашение капусты и перца основаны также на процессах молочнокислого брожения. На сложных химических процессах основана выработка патоки, целого ряда витаминов, пищевых кислот, душистых веществ.
Следует сказать, что в упомянутых процессах добавление непищевых средств выполняет как бы преходящую роль. Они способствуют преобразованию вещества, его выделению, кристаллизации или очистке, но сами почти никогда в его состав не входят. Пожалуй, многие из вас даже и не подозревают, что в производстве сахара, например, принимают участие известь и углекислый газ, а в производстве соков и вина принимает участие сернистый ангидрид.
В последние годы в капиталистических странах в области производства продуктов питания все шире практикуется включение в пищу химических (непищевых) добавок. С точки зрения наших специалистов, за рубежом этим часто злоупотребляют.
Все отрасли пищевой промышленности неразрывно связаны с развитием химии. Уровень развития биохимии в большинстве отраслей пищевой промышленности характеризует и уровень развития отрасли.
Как мы уже сказали, основные технологические процессы винодельческой, хлебопекарной, пивоваренной, табачной, пищекислотной, соковой, квасоваренной, спиртовой промышленности построены на биохимических процессах. Вот почему совершенствование биохимических процессов и в соответствии с этим осуществление мер по совершенствованию всей технологии производства — главная задача ученых и работников промышленности. Работники ряда производств постоянно заняты селекцией — подбором высокоактивных рас и штаммов дрожжей. Ведь от этого зависят выход и качество вина, пива; выход, пористость и вкусовые качества хлеба. На этом участке достигнуты серьезные результаты: наши отечественные дрожжи по своей «работоспособности» отвечают возросшим требованиям технологии.
Примером могут служить выведенные работниками Киевского завода шампанских вин в содружестве с Академией наук УССР дрожжи расы К-Р, которые хорошо осуществляют функции сбраживания в условиях непрерывного процесса шампанизации вина; благодаря этому процесс производства шампанского сократился на 96 часов. Для нужд народного хозяйства расходуются десятки и сотни тысяч тонн пищевых жиров, в том числе значительная доля для производства моющих средств и олифы. Между тем в производстве моющих средств значительное количество пищевых жиров (при существующем уровне техники — до 30 процентов) можно заменить синтетическими жирными кислотами и спиртами. Это высвободило бы весьма значительное количество ценных жиров для продовольственных целей.
На технические цели, например на производство клеящих средств, также расходуется большое количество (многие тысячи тонн!) пищевого крахмала и декстрина. И тут на помощь приходит химия! Еще в 1962 году некоторые заводы начали применять для наклейки этикеток взамен крахмала и декстрина синтетический материал — полиакриламид. В настоящее время большинство заводов — винодельческих, пиво-безалкогольных, шампанских вин, консервных и т. п. — переходят на синтетические клеящие средства. Так, синтетический клей АТ-1, состоящий из смолы МФ-17 (мочевина с формальдегидом) с добавлением КМЦ (карбоксиметилцеллюлозы), находит все более широкое применение.