Кажется, я немного приучила вас к тому, что сложные вещи можно объяснять совсем простыми словами. Я довольно долго именно так и писала — разбирала непростые процессы так, чтобы они были понятны даже человеку, который никогда не открывал учебник по химии или микробиологии.

И, похоже, за этой простотой кое-кто мог забыть, что за ней вообще-то стоит.

Поэтому я решила на некоторое время писать немного иначе — так, как сама люблю воспринимать информацию: подробно, последовательно, с нормальной научной терминологией и с объяснением не только того, что происходит, но и почему.

Не пугайтесь, я никуда не ухожу из простого и понятного языка и обязательно к нему вернусь. Просто иногда, особенно для тех, кто впервые попадает на мои страницы, наверное, стоит напомнить, что за всеми моими простыми объяснениями стоит не только многолетняя практика сыроделия, но и вполне определённое профессиональное образование.

Так что несколько ближайших текстов будут немного другими.

Попробуем посмотреть на привычные вещи чуть глубже.

В современной дискуссии о питании всё чаще встречается своеобразная форма химического редукционизма: пищевой продукт рассматривается как совокупность содержащихся в нём молекул, а свойства продукта и его воздействие на организм предлагается объяснять свойствами отдельных химических соединений. Такая логика кажется убедительной именно потому, что опирается на научно корректные факты: действительно, пища состоит из химических веществ, а любое вещество, независимо от его происхождения, характеризуется определённым молекулярным строением. Однако переход от этого утверждения к выводу о полном тождестве пищевых систем уже не является научным.

Проблема заключается в том, что химический состав и организация вещества — не одно и то же. Более того, организация вещества на различных уровнях определяет свойства системы не в меньшей степени, чем присутствие тех или иных химических компонентов. Для пищевых продуктов это особенно существенно, поскольку здесь мы имеем дело не с простой смесью соединений, а со сложными многофазными системами, в которых химические, физико-химические, биохимические и микробиологические процессы протекают одновременно и взаимно влияют друг на друга.

Именно поэтому понятие пищевой матрицы принципиально важно для понимания того, что происходит с продуктом как при его изготовлении и созревании, так и после поступления в организм.

Пищевую матрицу нельзя свести к перечню ингредиентов или химических соединений. Она представляет собой структурно организованную систему, в которой белки, липиды, углеводы, вода, минеральные компоненты и низкомолекулярные соединения находятся не просто в определённых количественных соотношениях, но и в определённом физическом состоянии, пространственной организации и характере взаимодействия друг с другом. В результате свойства каждого отдельного компонента оказываются связаны со свойствами всей системы.

Для специалиста по пищевой технологии это обстоятельство не является чем-то неожиданным. Практически любой технологический процесс представляет собой управление системой, а не механическое смешивание веществ. Температура, время, кислотность, активность воды, концентрация растворённых веществ, скорость изменения параметров среды, механическое воздействие и последовательность технологических операций способны изменять структуру системы и, следовательно, её конечные свойства даже тогда, когда элементный или молекулярный состав изменяется незначительно.

В сыроделии это видно особенно отчётливо.

Молоко, с которого начинается процесс, уже является сложной дисперсной биологической системой. Казеиновые мицеллы, сывороточные белки, жировые глобулы, минеральная фаза, лактоза, растворённые соли и вода существуют в определённой организации, которая формировалась в биологической системе организма животного. При переработке молока эта организация начинает изменяться под воздействием температуры, кислотности, ферментативной активности, ионного состава среды и механических воздействий.

При внесении молочнокислых микроорганизмов к физико-химическим процессам добавляется биохимический уровень. Микроорганизмы используют доступные субстраты, осуществляют метаболические превращения и изменяют химические параметры среды. Изменение кислотности, в свою очередь, влияет на состояние белковой и минеральной фаз, а это уже изменяет физические свойства формирующегося сырного сгустка.

Таким образом, причинно-следственная цепочка в сыроделии не выглядит как последовательное добавление отдельных веществ:

Реальный процесс представляет собой взаимосвязанную систему.

Изменение метаболической активности микрофлоры изменяет состав среды; изменение среды влияет на белковую и минеральную системы; изменение структуры сгустка определяет характер синерезиса и распределение влаги; содержание и распределение влаги создают определённые условия для дальнейшего развития микроорганизмов и активности ферментов. По мере созревания протеолиз и липолиз приводят к дальнейшему изменению химического состава, но одновременно изменяется и сама структура продукта.

Иными словами, химический состав продукта является результатом происходящих процессов, но не исчерпывает описание этих процессов.

Это принципиальное различие между составом и системой.

Я особенно хорошо понимаю эту разницу благодаря своему технологическому образованию. В процессе обучения и профессиональной подготовки мне приходилось работать не только с общей и органической химией, но и с физической химией, химией процессов и технологией полимерных материалов. В технологии резины, как и в пищевой технологии, недостаточно знать перечень исходных компонентов. Необходимо понимать кинетику и условия протекания процессов, фазовое состояние системы, межмолекулярные взаимодействия, изменение структуры материала и связь между технологическими параметрами и конечными свойствами.

Разумеется, резина и сыр относятся к принципиально различным системам. Резина является техническим материалом, тогда как сыр представляет собой пищевой продукт, формирование которого связано не только с химическими и физико-химическими превращениями, но и с активностью живых организмов и ферментативных систем.

Однако именно это различие позволяет хорошо увидеть границу между химией процесса и биохимией.

В химической технологии мы можем управлять химическими превращениями вещества, изменяя температуру, давление, концентрацию компонентов, катализаторы, время реакции и другие параметры. В биохимической системе к этому добавляется качественно иной уровень организации: химические реакции встроены в метаболические пути живых организмов и регулируются ферментативными системами.

Поэтому биохимия не является просто «химией пищевых веществ». Она рассматривает химические превращения в контексте живой системы, где отдельная реакция является частью сети взаимосвязанных процессов.

Это особенно важно при рассмотрении пищевого продукта после его употребления. Пища не переносит свою исходную матрицу в организм в неизменном виде. В процессе пищеварения структура продукта постепенно разрушается и перестраивается: белки подвергаются протеолизу, липиды — гидролизу, углеводы — ферментативному расщеплению. На каждом этапе доступность субстратов определяется не только их химической природой, но и физическим состоянием пищевого продукта, взаимодействием компонентов и скоростью высвобождения отдельных соединений.

Следовательно, биологический эффект невозможно корректно вывести исключительно из наличия или отсутствия конкретной молекулы в составе исходного продукта.

Это не означает, что химические свойства отдельных соединений не имеют значения. Напротив, они являются фундаментом всей системы. Невозможно изучать биохимию, не зная химии, так же как невозможно понимать пищевую технологию, игнорируя физическую химию.

Но фундамент не является всем зданием.

На уровне химии мы рассматриваем строение и свойства отдельных соединений и их реакции. На уровне физической химии — состояние и поведение материальных систем, фазовые равновесия, термодинамику, кинетику, межфазные явления. На уровне биохимии — химические превращения, встроенные в функционирование живых систем. На уровне пищевой технологии мы рассматриваем, как управляем этими процессами для формирования конкретного продукта. А на уровне пищевой матрицы все эти явления оказываются объединены в структурированную систему, свойства которой нельзя полностью восстановить простым сложением свойств её отдельных компонентов.

Именно поэтому утверждение «это та же самая молекула» может быть химически совершенно правильным и одновременно недостаточным для ответа на вопрос о пищевом продукте.

Если две молекулы действительно имеют идентичное химическое строение, их происхождение само по себе не превращает одну из них в другую молекулу. Но из этого не следует, что продукты, содержащие эту молекулу, являются идентичными пищевыми системами.

Для такого вывода необходимо рассматривать как минимум концентрацию вещества, форму его присутствия, окружающую матрицу, взаимодействие с другими компонентами, условия высвобождения и последующую судьбу в пищеварительной системе.

Именно на этом уровне становится очевидным, почему разговор о пище, сведённый к отдельным названиям молекул, неизбежно теряет значительную часть информации.

Пища существует одновременно на нескольких уровнях организации.

И если мы опускаемся до уровня отдельной молекулы, мы получаем более детальное описание этой молекулы — но не обязательно более полное описание продукта.

В этом, пожалуй, и состоит одна из самых распространённых ошибок современного разговора о питании: точность измерения отдельного параметра ошибочно принимается за полноту понимания всей системы.

А между тем именно сложность организации системы определяет её поведение.

И поэтому вопрос о пище нельзя закончить вопросом:

Для специалиста это только начало.

Следующий вопрос должен звучать иначе:

Только тогда химия превращается в биохимию, а перечень компонентов — в понимание пищевого продукта.

Лосенкова Юлия

эксперт аутентичного сыроделия