Главным другом и помощником человека в грибном царстве следует признать дрожжи. Они имеют две фазы жизнедеятельности – аэробную и анаэробную. В аэробной фазе, когда вокруг создается кислородосодержащая среда, дрожжи активно размножаются. Доступ к кислороду прекращен, дрожжи начинают активно метаболизировать – поедать простые сахара и выделять этиловый спирт и углекислый газ. Оба эти метаболита людям очень пригодились – в частности, CO2 помогает насыщать тесто углекислым газом, делая хлеб пышным и мягким.

1. ХЛЕБ

Для хлебопечения используются чистые культуры дрожжей в виде высушенных гранул или влажных брикетов. Дикие дрожжи присутствуют в любой муке. И если тесту, состоящему из муки и воды, дать постоять несколько часов, то оно начнет бродить. Не так сильно, как требуется для хлебопечения – ведь дрожжей в муке мало. Однако если маленькую колонию подкармливать мукой неделю-другую, то на закваске уже можно печь хлеб. Собственно, люди так и поступали столетиями. Лишь когда наука доказала, что дрожжи – это грибы, стало можно выделять чистые культуры, проводить в лабораториях селекцию и массово производить хлеб.

2. СПИРТНЫЕ НАПИТКИ

Встреча с дрожжами как производителем алкоголя состоялась намного раньше, чем изобрели дрожжевое тесто. Напитки, сделанные из сладких фруктов или меда в древние времена, мы называем пивом. Но настоящее пиво сейчас – все-таки зерновой напиток. Чтобы получить спирт из зерна, пришлось сделать еще один шаг. Злаковые запасают энергию в семени в виде крахмала (смеси полисахаридов) – то есть сахаров сложной структуры. Перерабатывать эти огромные молекулы в этанол дрожжи не умеют. Поэтому возник солод: высушенные пророщенные семена. Во время проращивания начинается «распаковка» крахмальной энергетический кладовой, и вырабатываются ферменты (амилазы), умеющие резать полисахариды на короткие молекулы, или моносахара.

 Ставший обязательным в пиве хмель был не только ароматической добавкой, но и источником диких дрожжей, которые любят селиться на шишечках (равно как и на сладких сливах и виноградинах – помните белый налет на них?). Теперь на дикие дрожжи мало кто полагается. Но вот в пиве типа «эль» используются те же пекарские дрожжи, и брожение происходит при комнатной температуре на поверхности сусла. А вот обычный светлый лагер – напиток низового брожения. Этот тип брожения проходит при температуре всего +5 градусов Цельсия.

3. КЕФИР

Кефир изначально производился с помощью кефирного гриба. Некоторые даже культивируют эту живую субстанцию у себя дома, сквашивая им молоко. Однако, известно, что это не гриб, а так называемая зооглея: симбиотическое сообщество молочнокислых бактерий и дрожжей. Бактерии отвечают за кисломолочное брожение, а дрожжи – за преобразование молочного сахара (дисахарида лактозы) в алкоголь и углекислый газ. Таким образом, и здесь не обошлось без грибов. Присутствие дрожжей вносит большой вклад в оригинальный кефирный вкус, который заметно отличается от простокваш и ацидофилинов. Содержание алкоголя в кефире невелико – менее 1%. Однако, если открытой упаковке дать постоять несколько дней, то получится что-то вроде очень легкого пива.

4. БИОТОПЛИВО

Бразилия известна популярностью этилового спирта как моторного топлива. Его используют или как добавки к бензину, или заливают в баки в чистом виде. В принципе, спирт как топливо – очень хорошо. При сжигании этанол практически не выделяет посторонних примесей и не наполняет атмосферу дополнительным углеродом. Он лишь возращает ей CO2, который «вдохнули» растения. Производство бензина – это химический процесс – то есть высокие температуры, давление, катализаторы, неэкологичность. А вот брожение сырья происходит при комнатной температуре и с помощью, конечно же, дрожжей. Нагрев появляется лишь при дистилляции. В общем, налицо все выгоды – особенно если в стране выращивают большие урожаи культур, содержащих простые сахара. В Бразилии это, конечно же, сахарный тростник. Но поклонники биотоплива надеются, что однажды падет следующая крепость. Как известно, строительным материалом растительных клеток является целлюлоза. Это тоже полисахарид. Если его разложить на простые сахара, то появился бы безумный объем дешевого сырья для биотоплива: отходы деревообработки, сено, жмых – то есть биомасса. Такая технология, кстати, была в СССР, где делали гидролизный спирт. Но она коммерчески нерентабельна и сомнительна с точки зрения экологии. Вот бы найти дешевый и чистый способ гидролиза опилок!

5. ЛИМОННАЯ КИСЛОТА

Мы называем грибами торчащие из земли плодовые тела. Под землей тянется паутина связывающих их живых нитей-гифов, составляющих мицелий. Его мы называем грибницей. У одноклеточных дрожжей нет ни плодовых тел, ни мицелия. А вот у плесневых грибов мицелий есть, из-за чего их колонии напоминают пушок, или свалявшуюся паутину. Роль рода плесневых грибов Аспергилл в жизни человечества неоднозначна. Одни являются возбудителями некоторых кожных заболеваний. Другие используются в азиатской кухне – например, для приготовления соевого соуса. Но главный друг и помощник человека из этого рода грибов – Aspergillus Niger. Гриб тоже поедает сахар из сахаросодержащих субстанций, но выдает не спирт, а лимонную кислоту. Сейчас на долю этой биотехнологии приходится до 99% производимой в мире лимонной кислоты. Лимоны тут теперь не нужны.

6. ДЕЛИКАТЕСНЫЕ СЫРЫ

Сыры с плесенью известны с давних времен. Например, рокфор. Характерный пикантный вкус сыру из овечьего молока придает голубая плесень Penicilllium Roqueforti. Это представитель пеницилл – плесневых грибов аскомицетов («аск» – особая сумка, в которой хранятся споры гриба). Когда рокфор стали производить, его засеивали перемолотым заплесневелым хлебом. А хлеб держали во влажных пещерах, чтобы он «посинел». То есть «благородная плесень» – не что иное, как кухонный вредитель, заставляющий нас выкидывать испорченный хлеб. В наше время никто сыр плесневелым хлебом не заправляет; давно выведены чистые культуры и производимые промышленным способом штаммы. Среди пеницилл есть и другие грибы для сыроварения. Пример – Penicillium camemberti – «изюминка» знаменитого камамбера.

7. ПЕНИЦИЛЛИН И ДРУГИЕ ЛЕКАРСТВА

Первым в мире антибиотиком – препаратом для лечения бактериальных инфекций – стал пенициллин, выделенный из плесневых грибов вышеупомянутого рода. Путь к антибиотикам был долгим. Целебные свойства плесени были известны издавна, и есть сведения, что в незапамятные времена раны лечили заплесневевшим хлебом. Подходы к обнаружению действующего вещества были уже в XIX столетии. Но только в 1928 году англичанин Александр Флеминг сумел получить пенициллин. Препарат в чистом виде был выделен в 1940 году, а уже в ходе Второй Мировой войны спас множество жизней, очищая раны и зараженную кровь от смертоносных возбудителей. В наше время часть антибиотиков синтезируется химическим способом, но пенициллин вовсе не утратил значения. К слову, грибы используют в фармацевтике далеко не только для создания антибактериальных препаратов. Упомянем гигантский дождевик Calvatia gigantea – единственный в нашем обзоре «настоящий» гриб со шляпкой и ножкой, который можно сорвать. Он выделяет кальвацин. Его применяют при лечении онкозаболеваний.

8. ИСКУССТВЕННОЕ «МЯСО»

Крошечный гриб-аскомицет Fusarium venenatum был обнаружен в почве графства Бэкингемшир (Великобритания) в 1967 году. Гриб идеально подошел для производства микопротеина: питательного вещества из грибного белка. Кроме того, гифы мицелия – нити грибницы – по длине и ширине похожи на волокна мышечной ткани животных. Темой занялась английская компания Quorn, начавшая продавать большой ассортимент веганских продуктов, имитирующих вкус и текстуру куриного или говяжьего мяса. Изделия превзошли даже популярные соевые аналоги. Исследование 2020 года показало, что микопротеин как спортивное питание обеспечивает в два раза больший рост мышц по сравнению с молочным белком.

9. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ФЕРМЕНТЫ

Число химических веществ для промышленности и биомедицины, получаемых с помощью грибов, с трудом поддается исчислению. Например, есть грибы, из которых получают натуральные красители для пищевых продуктов или тканей. А, например, ферменты целлюлаза и ксиланаза умеют гидролизировать целлюлозу, то есть, дробить ее на легкие сахара. Разумеется, при этом целлюлоза – например, в хлопковых волокнах – постепенно разрушается. Целлюлозу и ксиланазу содержит гриб Trichoderma (Триходерма). Если в емкость с этим грибом поместить жесткие хлопковые джинсы, то они приобретут «вареный» вид (stone-washed), а ткань станет немного мягче.

10.ДРОЖЖЕВЫЕ РОБОТЫ

В наш век новых биотехнологий открываются новые возможности. С их помощью можно «перепрограммировать» те же дрожжи, чтобы вместо этанола они производили какой-нибудь другой полезный метаболит. Специалисты Brigham and Women’s Hospital (США) смогли создать то, что назвали Y-robot – от английского слова yeast, «дрожжи». Эта лекарственная грибная клетка способна не просто выделять молекулу, обладающую противовоспалительными свойствами, но и делать это именно в той части организма, где обнаружатся признаки воспаления. Другой вариант использования генно-модифицированных дрожжей (в данном случае вида Yarrowia lipolytica) исследуется в знаменитом Массачусетском технологическом институте (MIT) в тех же Штатах. Здесь методом генной модификации «научили» дрожжи перерабатывать сахара в жиры, тем самым открывая путь новому виду биотоплива.

Наука подошла к тому, чтобы использовать дрожжи, плесень и другие грибы как идеальные реакторы, которые смогут производить любое полезное вещество природным путем, минуя все недостатки химического производства.