Мясо во льдах: зачем ученым 100-летние консервы барона Толля
Где искать остров-призрак?
"…Воскресенье, 9 сентября. Штиль! Ледяной барьер в устье фиорда неподвижен. Вчера утром мы укрылись в бухте у северного мыса ото льдов, надвигавшихся к северному берегу со стороны острова Наблюдений. Оттуда я направился на берег в поисках удобного места для устройства склада, который сегодня заложили на высоте 5 метров над уровнем моря. Здесь я велел зарыть ящик с 48 банками консервированных щей, запаянный ящик с 6 килограммами сухарей, запаянный железный ящик с 6 килограммами овсянки, запаянный ящик, содержащий около 1,6 килограмма сахару, 4 килограмма шоколада, 7 плиток и 1 кирпичик чаю. Яма была... обозначена деревянным крестом", - писал в дневнике в 1900 году руководитель Русской полярной экспедиции барон Эдуард Толль.
Эдуард Толль - российский геолог, географ, палеонтолог, исследователь Арктики. Родился в 1858 году в Ревеле, в 1902 году пропал без вести в районе Новосибирских островов. К этому времени Толль был уже весьма авторитетным исследователем. Он заложил основы науки о формировании ископаемых льдов, собрал более 2,5 тыс. образцов останков древних животных. Его полярные экспедиции Академия наук назвала "истинным географическим подвигом".
Но ученому не давала покоя загадочная Земля Санникова, очертания которой он вроде бы сумел разглядеть в 1886 году во время одной из полярных экспедиций. У Толля была идея, что, возможно, это даже не остров, а целый континент - Арктида.
Земля Санникова - гипотетический остров в Северном Ледовитом океане. Впервые о нем сообщил в 1810 году купец-зверопромышленник Яков Санников. Предполагалось, что это достаточно крупный остров с высокими горами. Найти его так и не удалось.
Толль убедил власти организовать полноценную экспедицию для исследования океана к северу от Новосибирских островов. Аргументы приводил из области геополитики: мол, американцы уже высадились на острове Врангеля, австрийцы - на архипелаге, который назвали Землей Франца-Иосифа. А как же мы? Но в голове у барона был в первую очередь остров-призрак: "Раз наступить ногой и умереть!".
Проект получил название "Русская полярная экспедиция". Толлю дали хорошо оснащенную шхуну "Заря". В июне 1900 года судно покинуло Петербург - провожали полярников всем городом. Огибая северные земли, "Заря" вошла в неизвестный залив, позднее названный Толлем в честь географа-натуралиста Александра Миддендорфа, и попала в ледяную ловушку. Но ученые продолжали исследования - на суше и в судовых лабораториях. На случай, если кто-то не успеет вернуться на судно из-за погоды, на берегу заложили продуктовый склад.
Льды отступили лишь через десять месяцев, шхуна отправилась дальше и первой из российских судов достигла мыса Челюскина - самой северной точки континентальной Евразии. Еще через год походная группа во главе с Толлем перебралась на байдарках на остров Беннетта, откуда через месяц их должна была забрать "Заря". Однако судно не пробилось сквозь льды.
В 1903 году Академия наук организовала экспедицию для спасения остававшихся на острове полярников. Руководил операцией Александр Колчак, один из ближайших помощников Толля.
Александр Колчак - адмирал, военный и политический деятель, ученый-океанограф. Занимался исследованиями Тихого и Северного Ледовитого океанов. Участвовал в Русско-японской и Первой мировой войне. Один из лидеров Белого движения. В ноябре 1918 года был объявлен "Верховным правителем России". В январе 1920-го расстрелян большевиками. Фигура очень неоднозначная: сейчас одни делают из него героя-спасителя (см. фильм "Адмирал"), другие вспоминают ужасы колчаковского террора в Поволжье, на Урале и в Сибири.
Найти удалось лишь пустые патроны, разложенную на снегу медвежью шкуру, сложенную из бревен плавника избушку и самое ценное - дневники Толля. Землю Санникова искали еще долго. Некоторые исследователи считают, что она состояла из ископаемого льда, поверх которого лежал слой грунта. Лед растаял, и таинственный остров исчез.
Съедобны ли столетние щи?
В 1973 году газета "Комсомольская правда" организовала полярную экспедицию, чтобы найти продуктовый "клад" Толля. Он ждал своего часа примерно в 15 километрах от мыса Депо (полуостров Таймыр) на глубине всего лишь 1,3 метра, но земля, подверженная вечной мерзлоте, обладает феноменальной твердостью и напоминает бетон. Долбили ее несколько дней.
"За ужином попробовали сухари 1900 года. Они оказались прекрасными. Восемь сухарей аккуратно завернули, перевязали и спрятали в специальную коробку, чтобы доставить в Москву, - описывал события полярник Дмитрий Шпаро. - На маленьких тарелочках лежала каша. Она оказалась прекрасной: со своей законной, чуть заметной горчинкой, тающая во рту, точно хорошая шоколадная конфета". На следующий год, заручившись поддержкой Министерства пищевой промышленности, экспедиция вновь отправилась на Таймыр, чтобы пополнить схрон свежими продуктами.
Сейчас, в 2017 году, эксперимент продолжается. В нем участвуют 12 институтов, в том числе НИИ проблем хранения Росрезерва - единственная научная организация в России, которая занимается исследованиями в области длительного хранения еды. Даже здание этого института изначально было складом пищевой соли.
- Энтузиастами бывают люди только двух профессий. Это артисты и научные работники, - говорит Сергей Белецкий, зам. заведующего лабораторией технологий длительного хранения продовольственных товаров и хлебопродуктов, когда мы случайно узнаем, что формально он в отпуске, но все равно находится на рабочем месте.
В лаборатории, как сбившиеся в стаю пингвины, стоят походные рюкзаки. В шкафу развешаны пуховые спальники, напоминающие об августовской экспедиции на Таймыр. Сейчас ученые завершают испытания привезенных оттуда продуктов.
- Наше время чем-то напоминает конец XIX - начало XX века, когда северные земли и моря активно осваивались. C 1898 по 1915 год состоялось не меньше десятка экспедиций, прежде такого не бывало. Затем последовала пауза - походы на Северный полюс возобновились только в 1937 году. Ну, а сейчас в России существует проект по развитию Арктики и Северного морского пути, и сотрудники нашего института являются его участниками.
Белецкий достает из морозильной камеры коробку, в которой лежат "Щи с мясом и кашею" 117-летней давности. Эта еда предназначалась для армии, но пробную партию испытывали на путешественниках и участниках экспедиций. Производились щи в Петербурге по методу Николя Аппера - французского кондитера, который в 1804 году, собственно, и изобрел консервы.
Из статьи "Апперовы консервы", Энциклопедический словарь Брокгаузы и Ефрона, СПб., 1890-1907: "Аппер рекомендует для сохранения мясных и растительных припасов положить приготовленные припасы в белые жестянки, герметически закрыть их и кипятить в соленой воде от 1/2 часа до 4 часов, смотря по величине жестянки, и, нагрев несколько более 100°C., оставить их в таком виде сохраняться. <…> Произведенные опыты доказали, что в течение 8 месяцев прекрасно сохранились: мясо с подливкой, крепкий бульон, молоко, зеленый горошек, бобы, вишни, абрикосы. <…> Дальнейшие опыты показали преимущества консервов Аппера, очень распространенных в морских путешествиях и даже в домашнем хозяйстве, где особенно много употребляют мясные консервы. Прием Аппера основывается на уничтожении зародышей гниения, бактерий и т.п. организмов. До тех пор думали, что кислород спертого воздуха причинял порчу консервов, а что продолжительное кипение и влияние органического вещества обращали его в угольную кислоту, - воззрение неправильное. Долгое кипение необходимо для уничтожения бактерий, и потому чем больше масса сохраняемых веществ, тем дольше их следует кипятить".
Кажется, что этикетка просто стилизована под старину - сама банка чистая, блестящая, чуть тронутая ржавчиной на ребрах. Удивительно! Сейчас это единственные в мире пригодные для еды консервы старше ста лет. Еще шесть таких же баночек остались в хранилище на Таймыре.
- Эти щи можно есть? - спрашиваю я.
- Когда склад Толля раскопали, содержимое привезли в Министерство заготовок, устроили дегустацию. Попробовали - оказалось очень вкусно и съедобно. В 2004 году мы сами ели эти щи, и по пятибалльной шкале их вкусовые свойства соответствовали хорошей четверке. Потребительские свойства - форма и вид - тоже были на высоте. Микробиологический анализ обнаружил в консервах Толля 11 культур микроорганизмов, но при этом в них не было психротрофной микрофлоры, строгих термофилов и анаэробов. То есть консервы оказались промышленно стерильны. Лабораторные анализы показали, что продукты сохранили питательность и полезные вещества.
Что чует электронный нос
Сергей показывает комнату, где проходит дегустация продуктов, попавших в лабораторию. Она похожа на обычную кухню в российской квартире.
- Мы измеряем цвет, консистенцию, вкус, запах и другие параметры. Чтобы уменьшить влияние человеческого фактора, к тестированию продуктов привлекают приборы. У нас есть так называемый электронный нос, который нюхает еду и передает данные, по которым мы определяем степень ее свежести. Мы создали два режима для работы с гречкой и рисом, и почти научили нос нюхать зерно, муку и мясные продукты.
- Как он это делает?
- Помещаем продукт в пробирку с резиновой пробкой, прогреваем до определенной температуры. Обычная игла протыкает пробочку, загоняя туда технический воздух. Запах поступает по каналу к электронному анализатору, который фиксирует оксиды серы, азота, фосфора и углерода. Как раз они-то обычно и выделяются при порче продуктов. Электронный нос чувствительнее человеческого в сто раз, поэтому он замечает изменения на самых ранних стадиях.
Также в лаборатории есть структурометр, который исследует реологические свойства продуктов, то есть их способность к деформации. В этот прибор можно вставить челюсть наподобие человеческой и проверить продукт на разжевываемость.
Поскольку терять эксперта при дегустации никто не хочет, в первую очередь продукты проходят микробиологический анализ, выявляющий, есть ли в них опасные бактерии, а во вторую - физико-химические исследования для определения состава, энергетической ценности, наличия примесей, токсичности, кислотности. Важное место занимает оценка состояния упаковки. Например, измеряется уровень олова в консервных банках.
- Шесть лет назад экспедиция привезла образцы какао 2004 года закладки, - вспоминает Белецкий. - Герметичность бидона, в котором лежали продукты, была нарушена, упаковка промокла, из-за чего в порошок попала вода. Выглядел он как обычно, только вот микробиологический анализ показал, что в нем есть сальмонелла. Патогенная флора присутствует везде, но развиваться начинает только при определенной влажности и температуре. Тогда, видимо, все совпало.
В 2010 году на хранение впервые заложили семена злаковых культур. Белецкий показывает рентгеновский снимок с ровными рядами зернышек:
- Хлеб из таймырского зерна не имел посторонних привкусов и запахов. Мы его распробовали, и он оказался очень вкусным - вкуснее, чем тот, что испекли из зерен, хранившихся на московской широте. Мы, будучи экспертами, это почувствовали. Но вы бы, возможно, не уловили разницу.
Чем чай лучше колбасы
Получается, что для длительного хранения лучше всего подходят консервы, а также пищевые концентраты - обезвоженные или частично обезвоженные продукты, продукты с низким содержанием влаги. За последние 42 года ученые успели заложить в схрон и испытать более 80 продуктов: кондитерские изделия, муку, крупы, бакалею, алкоголь, закваски и даже нефтепродукты. В этом году на складе остались детское, энергетическое и спортивное питание, протеины, аминокислоты, CD- и flash-носители.
- Толль складывал продукты в жестяные ящики с гречишной крупой, которая служила и абсорбентом, и буфером. Все было хорошо запаяно, так что удары или влага не могли повлиять на состояние продуктов. Мы же помещаем образцы в обычную 25-литровую молочную флягу. Рядом кладем термометры. За эти годы максимальная была ноль градусов, минимальная минус 37,5, - рассказывает Белецкий. - Муку лучше хранить в холодильнике, если влажность позволяет, а еще лучше в морозилке. Ну, так таймырский эксперимент показал!
Топленое коровье масло прогоркло, сгущенка стала комкообразной, сырокопченая колбаса чуть пожелтела на срезе из-за окисления жиров. В большинстве случаев гнилостные изменения связаны с некачественным сырьем и технологическими нарушениями при готовке. Но главное: остальные десятки килограмм спрятанных в вечную мерзлоту продуктов остались съедобными
- По результатам таймырского эксперимента мы разделили все продукты на три группы. К первой относятся те немногие, что при низких температурах улучшают свои потребительские качества, - Белецкий поворачивается к морозильнику и достает с нижней полки баночку с чаем 1980 года выпуска. - Например, чай и водка становятся вкуснее.
Чай исследовали дополнительно - выяснилось, что при минусовых температурах в чайном листе образуются микротрещины, отчего его экстрактивная способность возрастает и напиток заваривается быстрее. С водкой тоже понятно: в условиях низких температур происходит распад сивушных масел, и крепкий алкоголь становится более насыщенным и приятным на вкус. Вторая группа - самая обширная. К ней относятся продукты, которые не улучшают свои свойства, но могут долго храниться без изменений. Как, например, макаронные изделия и крупы. Третью группу образуют паштеты, колбасы, рыбные консервы. Все измельченное, с большим содержанием влаги очень плохо сохраняется при отрицательных температурах.
- В 2010 году я вынул из закладки шпроты 1980 года, - вспоминает Белецкий. - На вид они были, мягко говоря, не очень: цвет и консистенция подкачали. Но если кушать захочется, все пригодится. На дегустации ими никто не отравился.
В 1974-1975 годах сотрудники Научно-исследовательского вычислительного центра АН СССР проверяли питательную ценность консервов Толля на растущих крысах-самцах. Одна группа грызунов ела как обычно, "продуктовая корзина" другой по составу и калорийности соответствовала контрольной, но почти вся состояла из исследуемых консервов. Самцы из первой группы полностью уничтожали порции, а вот их коллеги оставляли нетронутыми до 20-50% обеда. В ходе эксперимента ни одно животное не пострадало.
Зачем рыть мерзлую землю?
- И все же хочется понять, для чего нужны эти исследования? - спрашиваю я Сергея Уланина, директора НИИ проблем хранения Росрезерва.
- Надо создать такие ГОСТы, чтобы техника, еда, предметы, которые планируется использовать в арктических условиях, были наивысшего качества. Ведь там не до шуток - оплошность может стоить жизни. Первые трагедии на Севере происходили из-за того, что люди не знали, как ведут себя вещества в условиях длительных низких температур: брали канистры с топливом, запаянные оловом, которое при минус 33 начинает сыпаться.
- Почему бы не создать такие же условия здесь, в московской лаборатории? Или, может, сделать похожий склад в Подмосковье и не ездить так далеко?
- В Подмосковье глубина промерзания почвы не больше полутора метров. И то если зима морозная. Полностью воссоздать эти условия в холодильной камере практически нереально. Там, на Таймыре, температуры постоянно колеблются, изменяется влажность воздуха.
В России до сих пор вечной мерзлотой сковано более 65% территории, отрицательные температуры проникают в глубь земли на полтора километра. Однако глобальное потепление может привлечь в северные земли переселенцев, считает директор НИИ:
- Стремительное развитие арктических зон и Северного морского пути началось: люди туда уже поехали, и со временем их число будет только расти. А у нас появится повод сделать там склады нормального размера. Чтобы было понятнее: есть товары, которые потребляются сейчас, а есть неприкосновенный запас - он хранится долго, к нему прибегают только в чрезвычайных ситуациях. Мы уже накопили некоторые знания и представляем, как создать естественный холодильник. Большой опыт в этом деле у Норвегии: на одном из островов Шпицбергена находится Всемирное зернохранилище. В случае катастрофы или биотерроризма любой из видов растений можно будет восстановить. Было бы неплохо сделать что-то подобное в России. Но пока планы другие: построить дистанционно управляемое хранилище - такое же, как склад Толля, но поближе к центру страны. Таким местом может стать Воркута.
Уланин всматривается в большую физическую карту России, которая висит в его кабинете напротив рабочего стола. Наверное, мысленно измеряет расстояние от Воркуты до мыса Депо или до Москвы.
- Есть такая шутка, - улыбается он. - Прораб показывает заказчику объект - широченный колодец. Тот, удивляясь, заглядывает в него, а потом переворачивает со словами: "Здесь должен быть маяк!" Вот и у нас так. Надо перевернуть чертеж и поэтапно углубляться. Мы будем рыть и продолжать изучать возможности, которые открывает перед нами вечная мерзлота.
P.S.
После 1973 года было еще пять экспедиций к продуктовому складу Толля: в 1974, 1980, 2004, 2010 и 2016-м. Следующий визит на Таймыр запланирован через 18 лет. Закончится эксперимент в 2050-м. Но несколько баночек консервов 1900 года останутся в схроне на неопределенный срок - потомки решат, что с ними делать.
Илья Козырев, руководитель направления технологии предубойной подготовки, первичной переработки и оценки качества сырья ВНИИ мясной промышленности им. В.М. Горбатова:
- Данные, полученные в результате таймырского эксперимента, имеют глобальную цель - хранение продуктов питания под эгидой Росрезерва, чтобы в случае глобальных бедствий и конфликтов извлечь продуктовые запасы и накормить население. Если бы проблема логистики в условиях Крайнего Севера была решена, часть запасов можно было заложить в вечную мерзлоту уже сейчас. Мы уже выяснили, что в условиях вечной мерзлоты некоторые консервы и колбасы хранятся хорошо. Поэтому в 2016-м заложили и другие продукты мясной промышленности, например сухой продукт переработки крови - альбумин. В 2025 году лет будем смотреть, как он повел себя в условиях неконтролируемых низких температур.
Владимир Леденев, руководитель отдела технологии спиртового производства ВНИИ пищевой биотехнологии, начальник экспедиции:
- Зерно - важнейший товар как для ежедневного потребления, так и для запасания. Можно хранить его в естественных условиях - на элеваторах, например, но это требует больших затрат, и, главное, семенной фонд рано или поздно портится. А вот образцы зерна, пролежавшие в закладке с 1979 года, прекрасно взошли и ничем не отличаются от свежего посевного материала. Зерно сохранило не только потребительские свойства, но и воспроизводимость. В следующем году мы попробуем получить из этих образцов колосья.