On the digestibility of whole grain bread

Abstract

In No. 182 of the "Proceedings of the TSIK" of 18/VIII 1921 was printed an article by I. Ivanovich under the title: "From a pood of grain-two poods of bread (one of the means to be satiated in the days of hunger)". The article was written about P. A. Zarin's experiments with baking bread from whole grain.

Full Text

В № 182 „Известий ТЦИК“ от 18/VIII 1921 г. напечатана статья И. Ивановича под заглавием: „Из пуда зерна—два пуда хлеба (одно из средств быть сытым в дни голода).“ Статья написана по поводу опытов П. А. Зарина с выпечкой хлеба из цельного зерна. Процесс хлебопечения при этом таков: зерно замачивается втечение 24-30 часов, затем разминается в ступке, или пропускается через мясорубку, а при приготовлении хлеба в большом масштабе давится зернодробилками; затем раздавленное зерно смешивается с водой, в которой оно замачивалось, полученное тесто заквашивают дрожжами или опарой, и, когда тесто поднимется, из него формуются хлебы, которые ставятся в печь. При таком способе приготовления хлеба получается до 100% припека. Помимо того, так как здесь утилизируется все зерно с богатыми белковыми веществами оболочками, а также заменяющими мясо „алколоидами“ (П. А. Зарин, как мне известно, разумеет под „алкологдами“ фермент цереалин), то зерновой хлеб содержит в 1 ½ раза более питательных веществ по сравнению с обыкновенным. Если же принять во внимание еще припек, то в сумме, по мнению Зарина, один пуд зернового хлеба равняется по питательности 3 пудам обыкновенного.

Этот вывод дает автору статьи повод рисовать радужные перспективы революции в деле народного питания. В самом деле, тем же самым количеством зерна, напр. 240 милл-ми пудов, можно прокормить не 35 милл. едоков, а 70 милл. Здесь, кстати, автор ошибся в вычислениях: так как из пуда зерна получается продукт, равный по питательности трем пудам обыкновенного хлеба, то 240 милл. пудов можно накормить не 70, а 105 милл. едоков. Такие же воздушные замки строил и сам изобретатель этого хлеба, Зарин-отец, который в брошюре, выпущенной в 187 6 г. (1), обещал Военному Министерству сбережение 50 мил. рублей, или 4 ½ мил. пудов „чистого Божьего дара, называемого зерном“.

Я-бы не решился выступить в Обществе Врачей с докладом по этому вопросу, старому и всем нам известному, но в упомянутой статье меня смутили следующие строки: „и это (т. е. приготовление хлеба из цельного зерна) от маленького начала, от маленького опыта, который должен разрастись во всероссийском масштабе в великое дело, повергающее в прах Царь-Голод, наш недостаток в хлебе, дающий новые достатки и сотни миллионов пудов хлеба“. Вот, опасаясь этого „опыта во всероссийском масштабе“, я и счел своим донгом сообщить литературные данные по вопросу о питательности подобных сортов хлеба. А что мои опасения не так уже неосновательны, показывает то, что хлебом Зарина уже заинтересовались в Центре, и в № 205 „Известий В ЦИК“ помещены в заметке о нем между прочим следующие строки: „Приготовленный по этому способу хлеб не черствеет втечение месяца и по питательности превышает обыкновенный хлеб на 50%. Врачи, исследовавшие выпеченный по системе Зарина хлеб, нашли в составе его те питательные элементы, которые исчезают при перемоле зерна; благодаря этому, хлеб Зарина делает совершенно излишним потребность в мясе. 

В чем же здесь дело? На чем основаны заманчивые перспективы, рисуемые в цитированных статьях? Для выяснения этого вопроса придется несколько остановиться на строении хлебного зерна и его химическом составе.                                                                                                                        

Зерно ржи (также и пшеницы) имеет такое строение: снаружи оно одето оболочками, из которых наружная (pericarpium) состоит из 3 слоев,—1) эпидермиса, состоящего из нескольких рядов продольных, таблице образных, толстостенных, светло-буроватых полых клеток, 2) слоя поперечных, с четкообразными утолщениями, клеток и, наконец, 3) слоя мешковидных, вытянутых в длину клеток. Внутренняя оболочка (perispermium) состоит из слоя поперечных стекловидных клеток и пигментного слоя, оболочкам причисляют таже гиалиновый слой, или эндоплевр, и эмбриональный, или клеберный слой, названный так вследствие ошибочного предположения, что в клетках его отлагается клебер.

Только что указанные оболочки защищают самую важную часть зерна—мучнистое тело (эндосперм), состоящее из крупных, безцветных, тонкостенных клеток, заложенных в сети волоконец, идущих из глубины бороздки зерна в мучнистое тело. В этих клетках находятся различной величины крахмальные зерна и клейковина, или клебер. В нижнем конце зерна находится зародыш с зачатком будущего растения.

Химический состав зерна таков: оно содержит белки, разделяющиеся на нерастворимые в воде—клейковину и растворимые— растительный альбумин. Количество белков возрастает от центра к периферии; кроме того, много белков находится в зародыше. Главная составная часть зерна—углеводы и из них важнейшая — крахмал. Кроме крахмала, в муке имеется декстрин и сахар (мальтоза), образующиеся из крахмала под влиянием фермента диастаза, или цереалина (по Mégе-Моuriés). Главная составная часть оболочек зерна—клетчатка.

В среднем зерно ржи содержит: воды 13,37%, азотистых веществ—11,19% (из них до 4% амидных соединений), жира— 1,68%, сахара 1,9%, декстрина и камеди—4,6%, крахмала— 63,8%, золы—2,24%, клетчатки—2,06%.

В оболочках зерна содержится 25% азотистых веществ по отношению к цельному зерну, 45% жира, 93% клетчатки, 16% других углеводов и 64% золы, или, иначе говоря, в оболочках содержится ¼ всех белков, находящихся в зерне, % всего жира и почти вся клетчатка. Оболочки зерна удаляются при помоле муки в различной степени: при выработке пеклеванной муки, последней получается не более 50% веса зерна, при выработке обдирной муки получается 85% муки; мука грубого помола содержит все оболочки, так как при помоле ее удаляется всего около 6% усика и примесей. Как только химический анализ показал, что с удаляемыми отрубями теряется много питательных веществ, явилось понятное стремление сохранить эти вещества,—появились различные сорта хлеба, содержащие больше? или меньшее количество отрубей.

Еще Liebig высказался против удаления отрубей, указывая, что таким образом теряются питательные соли. Millon и Mège-Mouriés советуют прибавлять отруби к муке при выпечке хлеба. В Лондоне было основано даже целое Общество под названием „Breadreform leage“, рекомендовавшее хлеб из цельного зерна без наружных оболочек, которых теряется при помоле около 6%. К этого рода сортам хлеба принадлежит хлеб Grahamʹa из крупно смолотой ржи, пшеницы и маиса, пумперниккель—из грубо размельченного цельного зерна, финляндский хлеб (сепик); в сущности такого же сорта и наш черный хлеб в настоящее время.

Существенное изменение в дело печения хлеба внес способ приготовления хлеба из цельного зерна. Здесь, прежде всего, устранен мукомольный процесс, как самостоятельный; далее, в хлебе дается большая или меньшая часть,—смотря по способу приготовления хлеба,—оболочек; наконец, предварительным замачиванием зерна создаются условия для ферментативных процессов, т. е. превращения крахмала в сахар.

Зерновой хлеб имеет свою историю. Впервые хлебопечение из цельного зерна появилось в конце 60-х годов в Париже и было предложено A. Sézill'eм. В его способе пшеничное зерно промывалось втечение ½ ч. водой., затем в 2 вращающихся цилиндрах подвергалось шелушению, причем освобождалось от наружной оболочки и пигментного слоя, потом замачивалось с закваской втечение 7 — 8 час., снова раздавливалось между пальцами, и из раздавленной массы приготовлялось тесто, из которого выпекался хлеб. В дело шло все зерно за исключением 4—5% древесной оболочки. Припека получалось 33%. Хлеб был грубый, невкусный. По способу Sézill’a пробовало приготовлять хлеб наше Главное Интендантское Управление, но хлеб получался несъедобный. Наконец, опыты выпечки хлеба по Sézil Fio были сделаны также в Херсоне и Варшаве.

В 1875 г., как уже упомянуто, появился хлеб Зарина. Этим хлебом Интендантство тоже пробовало кормить, в виде опыта, солдат. В Москве испытание этого хлеба производилось над кормилицами Воспитательного Дома. В 1876 г. в Москве были открыты 2 пекарни, в следующем году открылась пекарня в Саратове. Однако хлеб Зарина, вследствие неудовлетворительных вкусовых качеств и плохой усвояемости (вызывал поносы), распространения не получил, и пекарни закрылись. Между тем, в связи с изобретением технологом Головиным и поручиком Зыковым особых машин типа мясорубки, техника хлебопечения по способу Зарина улучшилась.

В 1892 г. зерновой хлеб хорошего качества выпустила Рижская фабрика Гелинке. По способу Гелинке процесс приготовления шел так образом: зерно сначала тщательно сортировалось, затем замачивалось в воде 50 — 53°С втечение 2—-4 ч: далее разбухшее зерно раздавливалось в машине, похожей на машину Головина и Зыкова, смешивалось с закваской и оставлялось на ржаного хлеба. В 1894 г. в 8—10 часов для брожения, после чего, по прибавлении тмина и соли, из него делались булки, которые сажались в печь на 2 часа. Хлеб Гелинке отличался ароматичностью и имел вкус хорошего Гелинке перешло в Германию к Гамбургской фирме Pfropfe Штутгарте он был удостоен на Выставке булочного, кондитерского и кулинарного промыслов серебряной медали, на Выставке во Франкфурте на М.—золотой медали, а в 1893 году в Петербурге от Съезда Врачей Гелинке был выдан почетный диплом. Производство зернового хлеба по способу В 1900 году О. Schüler взял патент на свой способ выпечки зернового хлеба. Способ Sсhіller’а состоял в следующем: размоченное зерно обдиралось и раздавливалось между вальцами, затем при помощи сит и центррфуги из него удалялись оболочки, и последние еще раз раздавливались, почему получалось довольно тонкое тесто.

Далее, в Германии и в др. странах был патентован еще один сорт хлеба из цельного зерна E. Simon’oм (Simonsbrod). Хлебопечение по этому способу послужило образцом для Юрьевской фабрики, открытой в 1912 г. Гроссом и Эшольцом. Фабрика была оборудована великолепно, машины были частью паровые, частию электрические. Зерно очищалось от песка, пыли, соломы, обдиралось, цельные очищенные зерна промывались водой и затем замачивались втечение 12 ч., причем в зерне развивались ферментативные процессы; затем зерно током воздуха высушивалось и раздавливалось. Из образовавшегося теста делались булки, укладывавшиеся затем на противнях, разделенных на продолговатые 4-угольные ячейки, окруженные двойными стенками, между которыми наливалась вода. Самые булки обильно смачивались водой, покрывались азбестовым листом, также смоченным водой, и сажались в печь на 13 часов. Караваи выпускались весом по 3 фунта. Этот сорт хлеба назывался pain normal. По заявлению фабрикантов, отпечатанному на прилагавшемся к каждому караваю хлеба листу оберточной бумаги, это—„наиболее здоровый хлеб в мире; он дает силу и крепость, кровь и кости и является лучшим хлебом для одержимых сахарной болезнью“.

Наконец, в 1910 г. Finkler предложил свой способ приготовления муки из отрубей (2); отруби смешиваются с водой, содержащей 1% поваренной соли и известь, затем перемалываются на вальцах, вращающихся с различной скоростью и в то же время перемещающихся по оси; полученная однородная масса высупивается на вальцовой сушилке, с которой надает, как бумага, и потом перемалывается; высушивание, впрочем необязательно,—можно и влажную массу смешивать с мукой и приготовлять таким образом тесто. Finkler назвал полученную по его способу муку Finalmehl, т.е. конечной мукой, какую только можно получить из зерна. Финальная мука содержит 18% белковых веществ, 3% жира, 45—55% крахмала, 7 —12% клетчатки. 7% золы. Для хлебопечения финальную муку прибавляют к чистой ржаной в количестве 25—30%. По Czadek’y (2) финальную муку следует прибавлять к обыкновенной ржаной муке в количестве 15—20%; хлеб отличается от обыкновенного ржаного хлеба только иным оттенком цвета,—до буроватого при более высокой прибавке финальной муки. Stoklasa в своей книге „Хлеб будущего“ указывает на громадное значение для питания финальной муки, как содержащей много усвояемого белка, различных энзим, фосфора, серы, хлора, фтора, калия, натрия, магния, кальция, железа. Очень хорош финальный хлеб для диабетиков; в отдельных случаях будто-бы при употреблении его удавалось доводить выделение сахара до нуля (2).

При доказательстве целесообразности выпечки подобного рода отрубистых и зерновых хлебов логическая цепь слагается обыкновенно из следующих звеньев: в хлебе нужно дать возможно более питательных веществ, извлекаемых из зерна; удаляемые из муки отруби содержат в себе ценные для питания белки; следовательно, нужно печь хлеб из муки, в которой сохранены отруби, или даже из цельного зерна.

Но эта логическая цепь неполна, в ней не достает весьма важного звена, а именно, отношения организма человека к такому хлебу, не принимается в расчет усвояемость последнего. Ведь белки, находящиеся в оболочке зерен, заключены в клетках, стенки которых состоят из клетчатки, не поддающейся действию пищеварительных соков. Мало того, как ненужный балласт, клетчатка раздражает кишечник и усиливает перистальтику; богатая клетчаткой пища остается в кишечнике слишком короткое время, следовательно, условия всасывания при этом ухудшаются Таким образом, клетчатка не только сама не усваивается, но и понижает усвояемость других элементов пищи.

Но, может быть, тот минус, который обусловливается присутствием клетчатки, уничтожается плюсом, который дается с отрубями, и в результате все же получается известный плюс? Чтобы решить этот вопрос, необходимо обратиться к данным опытов, касающихся усвояемости как отрубистых, так и зерновых хлебов,

Poggiale (3) проводил порции отрубей последовательно через желудочно-кишечный тракт 2 собак и 1 что из 13,4% азотистых веществ, находящихся усваивалось всего 3,5%.

Meyer (4) брал для опытов над самим сорта хлеба: 1) Horsford-Liebig’oвский ленный на соде с кислым фосфорнокислым кали 2) Мюнхенский хлеб (смесь ржаной и низких муки, на дрожжах), 3) пшеничную булку.

Rubner исследовал усвояемость различных сортов хлеба из пшеничной муки различного размола.

Правда, при тонком размоле кишечник, по Rubnеr’у, перерабатывает значительную часть отрубей, но при грубом размоле клейковинный белок остается в клеберных клетках, стенки которых не поддаются действию пищеварительных соков. В общем, по заключению Rubner’а, там, где отруби могут пойти на корм скота, там не следует пользоваться ими для приготовления хлеба: домашние животные усваивают их несравненно лучше, чем человек.

Ratау (6), евший несколько дней хлеб Graham’a, нашел, при исследовании кала, много зерен, не изменивших своего наружного вида и гистологического строения.

Все опыты производились над одними и теми же суб’ектами (солдатами), привычными к черному хлебу. Wicke (8), производя опыты над собой с усвояемостью черного хлеба, содержащего оболочки и несодержащего их, нашел неусвоенными в   %%.

Такие же, в общем, результаты вояемостью различных сортов хлеба, производившихся ом, Lehmann’ом, Рудневым, Добросмысловым, Скоробогачей, Чекалевым, Бучинским, Girard’ом и др.

Посмотрим теперь, какова усвояемость зерновых хлебов.

Мне неизвестно об исследованиях первого зернового хлеба, Sézіllʹя.

Хлеб Зарина исследовался тотчас же после его появления Дементьевым (10). Последний сравнивал усвояемость этого хлеба с усвояемостью ржаного отрубистого хлеба, который получался из пекарни Измайловского полка (хлеб Зарина он получал из пекарни 3-й роты того же полка, которую, в виде опыта, кормили этим хлебом втечение целого месяца). Опыты были поставлены следующим образом: 2 человека получали сначала булку и определенное количество мяса 1-го сорта, сливочного масла и сахара, затем булка была заменяема зерновым хлебом в таком количестве, которое, по содержанию азота, соответствовало булке; следующие 2 чел. получали сначала ситный хлеб с прибавлением крутых яиц, сливочного масла и сахара, затем ситный хлеб был заменяем зерновым; наконец, еще 2 чел. получали солдатский хлеб, тоже с яйцами, маслом и сахаром, затем солдатский хлеб был заменяем зерновым, а один из последних суб’ектов был снова переводим на солдатский хлеб. Количество пищи определялось самими, находившимися под опытом, лицами по их вкусу и привычке. Результаты опытов были таковы; когда человек получал мясо с булкой,—с калом выделялось в день в среднем 3,1% твердых веществ, и азота не усваивалось всего 9% когда же булка была заменяема зерновым хлебом, то с калом выделялось уже 11% твердых веществ и 13,5% азота, при ситном хлеба соответств. цифры получились—4,1% твердых веществ и 11,5% азота; при замене ситного хлеба зерновым—9,1% твердых веществ и 16,2% азота; наконец, из третьей группы находившихся под опытом лиц служитель лаборатории выделял при солдатском хлебе 5,7% твердых веществ и 17,9% азота, при зерновом хлебе—8,9% твердых веществ и 24,2% азота: когда же зерновой хлеб был заменен снова солдатским, то твердых веществ выделялось с калом 8,3%, а азота — 20,4%.

Добавим, что как солдатский хлеб; так и зерновой в опытах Дементьева были совершенно тождественны по составу. Именно, зерновой хлеб состоял, в среднем из 6 анализов, из 48,29% воды, 51,71% твердых веществ и 7,92% белков, а солдатский хлеб из 47,49% воды, 52,5% твердых веществ и 8,028%— азотистых. Клетчатка Дементьевым не определялась, но, несомненно, количество ее было одно и тоже, так как солдатский хлеб приготовлялся из неотсеянной муки. За то внешний вид хлебов различался резко: хлеб Зарина представлял настоящую мозаику, так как масса зерен была не раздавлена совершенно, а только разбухла.

Гефтлер отмечает, кроме того, что зерновой хлеб механически раздражает стенки желудочно-кишечного канала и вызывает ы ускоренное прохождение через него пищи, почему способствует понижению усвояемости всего азота пищи. По опытам Lehmann’а, из зернового хлеба усвоено было азота 64,70%, сух. вещ.— 81,35%; в заключение своей работы этот автор подчеркивает, что зерновой хлеб по усвояемости стоит ниже плохого солдатского хлеба и приближается к северо-германскому крестьянскому хлебу (Schrotbrot).

Рlagge и Lebbin (13) параллельно с хлебом Гелинке исследовали и др. сорта хлеба. По их исследованиям оказалось, что усвоение питательных начал в хлебе идет параллельно с извлечением отрубей,—что степень тонкости размола оказывает незначительное влияние, и что отруби в их питательном значении далеко переоцениваются. При этих же опытах оказалось, что выделяемое ежедневно количество испражнений ростет с содержанием количества отрубей, а в одном опыте, с хлебом из тонко перемолотых отрубей, количество выделенного кала было даже больше, чем количество с’еденного хлеба.

Таким образом, усвояемость азота оказалась очень низкая по сравнению с др. сортами хлеба и, между прочим, с хлебом Гелинке (64,7 и 65,86%, по Lehmann’y и Гефтлеру). Хуже шло усвоение и сухого вещества по сравнению с данными Lehmann’а и Гефтлера. По словам Экземплярского, исключительное питание „нормальным хлебом" вызывает более частые послабления и иногда боли в животе. Правда, хлеб этот вкусен, не кисел, достаточно порозен, но—дорог (8 коп, фунт.). Там, где потребность азота удовлетворяется из других источников, он может быть рекомендован. Следовательно, „pain normal” может служить пищей богатых классов, а не бедных. Преимущества его—хорошая очистка зерна от пыли, сора и проч, и безусловная опрятность при приготовлении.

Что касается хлеба из финальной муки, то, к сожалению, я не имею под рукою работ Czadek’a и Stoklasa и не могу привести более подробных данных об усвояемости этого хлеба. Судя по реферату проф. Никитинского (2), хлеб этот по усвояемости равноценен обыкновенному ржаному хлебу.

Finkler достиг, повидимому, наилучших результатов в направлении использования отрубей, по сравнению с другими; но все-таки хлеб с 30% его муки содержит вдвое больше клетчатки (5,3%), чем обыкновенный, а следовательно, и усвояемость его должна быть соответственно хуже. Кроме того, приготовление финальной муки так сложно, что вряд-ли она может получить широкое распространение.

Опыты с выпечкой хлеба из цельного зерна (Vollkornbrot) в большом масштабе производились в Германии, Австрии и особенно в Дании, где приготовляется исключительно зерновой хлеб. Hindhede считает, что этот хлеб, а также уменьшение скота, спасли Данию от голода и даже от повышения смертности—благодаря витаминам, находящимся в отрубях, и упрекает немецких гигиенистов, в частности Rubner'a, что они не настаивали на проведении выпечки Vollkornbrot’a в Германии (16). В своем ответе Rubner (17) указывает на неточность статистических данных, приводимых Hindhede: Prinzing, оперируя с тем же статистическим материалом, констатировал повышение смертности от туберкулеза; далее, то, что Hindhede называет зерновым хлебом, соответствует обыкновенному мучному с 80% выхода муки, а данные об усвояемости, приводимые этим автором, аналогичны результатам опытов Plagge и Lebbin’a; что касается, наконец, витаминов, то при сметанной пище витамины хлеба, по Rubner'y, не имеют никакого значения. Неблагоприятный отзыв об усвояемости Vollkornbrot’a мы находим и у других авторов (18).

Какую же оценку, после всего сказанного, можно дать хлебу Зарина, с его примитивным, по сравнению с другими способами выпечки зернового хлеба, процессом производства? Простой расчет покажет нам, какой хлеб питательнее—3арина, или обыкновенный черный хлеб.

Обыкновенный черный хлеб с 13 фун. припека на пуд дает в среднем, 870 калорий брутто или 770 калорий нетто. В хлебе Зарина припека, т. е. воды, 1 пуд, или в каждом пуде хлеба содержится 20 фун. искусственно прибавленной воды,—на 10 фун. больше, чем в обыкновенном хлебе. Следовательно, и калорий он даст на 25% меньше,—если-бы даже усвояемость его была одинакова. Но что касается усвояемости, то из опытов Дементьева мы видим, что, при употреблении этого хлеба, с калом теряется около 25% вводимого азота, т. е. весь азот оболочек, тогда как из солдатского хлеба, при одинаковом составе, теряется лишь 18% азота, на 7% меньше. Если мы, кроме того, примем в расчет еще меньшую усвояемость углеводов—на 7% по опытам, напр., Plagge и Lebbin’a, то общее понижение усвояемости будет равно, при пересчете на калории, 60 калориям. Если мы прибавим сюда уменьшение питательности па 20%, т. е. на 192 кал., вследствие избытка воды, то окажется, что хлеб Зарина даст всего 518 калорий вместо 770.

Таким образом, хлеб Зарина на 30% менее питателен чем обыкновенный мучной хлеб (солдатский), а не в 2—3 раза более питателен, как указывается в цитированной статье.