М’ясо, хімія та мікроби
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Як відомо, м’ясо поставляють нам домашні тварини – корови, вівці, свині. Поїдаючи корм, вони переробляють його в білкові речовини, які у вигляді м’яса відкладаються в їх тканинах. Недарма домашніх тварин називають «живими фабриками» м’яса! Але «живі фабрики» тільки тоді успішно працюють і дають нам багато м’яса, коли самі отримують вдосталь поживних і різноманітних кормів. І перш за все багато рослинних білків, так як тільки з них в тілі тварин утворюється м’ясо. Створювати ж білок, а стало бути, м’ясо з простих речовин (азоту, вуглецю, кисню, водню, сірки та інших) тварини не здатні. Виходить як би зачароване коло. Щоб тварини давали нам білок, їх білком і треба годувати! А рослин, що містять білок, не так багато. Це горох, соя, боби – і майже все. Як же бути? Як вибратися з цього зачарованого кола?
І тут тваринники згадали про маленьких невидимих помічників людини! Ви, мабуть, здогадуєтеся, про яких помічників йдеться? Про мікроорганізми. Багато століть і тисячоліть минуло з тих пір, як людина приручила деяких мікробів і змусила їх служити собі. З їх допомогою ми готуємо хліб, квасимо молоко, зброджуємо виноградний сік…
Величезну неоціненну роботу виконують ці маленькі хіміки-невидимки! Часом доводиться дивуватися, що людина, озброєна всією складною технікою нашого часу, не здатна зробити те, що вміють робити мікроби, бактерії.
Виявилося, що деякі домашні тварини – насамперед жуйні – теж користуються послугами мікробів. У шлунку корів, овець і кіз знайшли собі притулок цікаві бактерії. Як би в подяку за те, що тварини надали їм житло, бактерії допомагають їм засвоювати їжу і створювати білкові речовини. Але перш ніж розповісти, як все це відбувається, треба згадати про одне наукове відкриття…
ДОЛЯ ОДНОГО ВІДКРИТТЯ
Це було у 1824 році. У лабораторії знаменитого тоді шведського хіміка Берцеліуса практикував молодий німецький лікар Фрідріх Велер. Скромний, нікому не відомий молодий чоловік вирішив закинути свою спеціальність лікаря і стати хіміком.
Займаючись різними хімічними дослідами, він отримав одного разу з двох простих хімічних сполук – ціаністого калію і сульфату амонію – нову кристалічну речовину, яка хімікам була відомою під назвою «карбамід», або ще інакше – «сечовина».
Ви, може, скажете: «Ну і що? Хіба мало нових речовин отримують хіміки в своїх лабораторіях?»
Так, і все ж не так! Справа в тому, що речовина, яку отримав Велер, досі була відома тільки як речовина, що виробляється в організмі людини або тварин. У лабораторній колбі її ще жодного разу не вдавалося отримати.
На цій підставі хіміки того часу вважали, що сечовина та інші подібні їй речовини створюються виключно в організмі живих істот і тільки під впливом якоїсь особливої і таємничої «життєвої сили».
І раптом вперше в історії органічна речовина – сечовина – була отримана в колбі хіміка! Не можна сказати, щоб відкриття Велера було зустрінуте з великим ентузіазмом. Але спростувати відкриття Велера ніхто не зміг, і віра в казкову «життєву силу» остаточно похитнулася.
Довгий час нова речовина – карбамід – не знаходила собі корисного застосування. І тільки через ряд років карбамід (сечовину) стали використовувати як добриво. Адже він майже наполовину складається з азоту, а азот, як відомо, є одним з найважливіших поживних речовин для рослин. І тепер карбамід не втратив свого значення. Це чудове азотне добриво.
ХІМІКАМ ДОПОМАГАЮТЬ МІКРОБИ
На заводах хіміки навчилися виробляти карбамід – з чого б ви думали? – З азоту повітря і вуглекислоти, але використовувати його як слід не змогли. І тут їм прийшли на допомогу мікроби – ті самі бактерії, що мешкають в шлунку жуйних тварин. Виявилося, що вони здатні розкладати карбамід та з його складових частин (з аміаку) створювати білкові речовини.
Всього кілька годин живуть бактерії, але, загинувши, перетравлюються в шлунку тварини разом із створеним ними білком.
Тварини засвоюють білок, що припасли для них бактерії, і перетворюють його в м’ясо. Вчені підрахували, що кожен грам карбаміду в організмі тварин перетворюється на два з половиною грама білка. А з двох з половиною грамів білка виходить більш десяти грамів м’яса. Непоганий результат, чи не так?
ЩО ПІДКАЗАВ КАРБАМІД?
Стали застосовувати карбамід для підгодовування тварин, а він підказав вченим ще дещо нове. Справді, в шлунку жуйних тварин бактерії розкладають карбамід на складові частини і вже потім переробляють їх в білок. Так чому ж не дати тваринам відразу ці прості хімічні речовини, що містять азот? Тим самим «робота» бактерій буде тільки полегшена, чи не так?
Перевірили, і виявилося, що можна! Взяти, наприклад, кукурудзяний силос. Він містить багато крохмалю, а при заквашуванні в ньому утворюється близько двох відсотків молочної і оцтової кислот. Кислоти сприяють кращому перетравленню корму. Та ось біда: кукурудзяний силос містить мало білка. Але варто додати до кукурудзяного силосу аміачної води – все вирішується якнайкраще.
Що таке аміачна вода, ви, напевно, знаєте. Це нашатирний спирт – розчин аміаку у воді. Яку ж роль відіграє аміачна вода? Аміак, що міститься в ній з’єднується з молочною та оцтовою кислотами силосу і утворює солі – молочнокислий і оцтовокислий амоній. Ці солі є хорошою добавкою до кукурудзяного корму, і бактерії від них не відмовляються.
Вчені встановили, що додавання 10 літрів аміачної води (при вмісті 25 відсотків аміаку) на кожну тонну силосу збільшує вміст білка в силосі на 6-8 кілограмів. Ось як допомагає хімія в отриманні м’яса!
Автор: І. Вольпер.