Аркадий Курамшин - Жизнь замечательных веществ

При готовке варенья и других кондитерских изделий из фруктов и ягод мы должны нагреть плодоягодное сырье для того, чтобы из клеток сырья выделился пектин, сок, представляющий собой в первую очередь воду, и вещества, обеспечивающие аромат. Также к смеси добавляют сахар (строго говоря, с химической точки зрения надо добавлять его уже после первичного нагрева ягод и фруктов, но есть куча рецептов, в которых сырье еще и отстаивается с сахаром от получаса до ночи). Смесь, содержащая уже все, что надо, должна нагреваться до точки гелеобразования, которая для джемов и желе составляет около 103–105 °C (в промышленности обычно готовят джемы при более низкой температуре, ускоряя гелеобразование и выкипание воды за счет создания разрежения специальными насосами). При охлаждении образуется трехмерная сетка из молекул пектина, и джем или варенье застывают до соответствующей консистенции. Звучит просто, но для того чтобы сделать варенье, которое радовало бы и язык (в желудке, однако, нет вкусовых рецепторов), и глаз, нужно набить руку, выдерживая при этом правильный баланс всех ингредиентов.

Разные фрукты содержат различное количество пектина, причем по мере созревания содержание пектина понижается. Больше всего пектина в недозрелых фруктах, а когда фрукт становится слаще, ферменты пектиназа и пектинэстераза начинают работу по разрушению пектина, и плод становится мягче и дряблее. Задача плода обеспечить воспроизводство растения, а из дряблого плода, сами понимаете, семечкам выпадать много проще, чем из упругого и богатого пектином.

Яблоки, смородина и цитрусовые отличаются высоким содержанием пектина, в то время как более мягкие земляника, вишня и абрикосы с персиками обычно содержат мало пектина. Именно поэтому при промышленном получении джемов из персиков или земляники увеличивают содержание пектина в смеси, либо добавляя плоды других видов с высоким содержанием пектина, либо закачивая в варку уже готовый пектин в порошкообразном виде или в виде раствора. Коммерчески доступный пектин обычно полают из отходов переработки яблок или цитрусовых – соответственно из сердцевинок или кожурок.

Помимо изготовления кондитерских изделий пектин применяется еще много где. Так, помимо загустителя в пищевой промышленности (добавка Е-440), пектин применяется в фармацевтике. Его способность к гелеобразованию лежит в основе его применения в изготовлении свеч для лечения геморроя (пектин ускоряет коагуляцию крови) или в качестве вещества для изготовления некоторых таблеток. Он также может использоваться для профилактики отравления солями тяжелых металлов (именно по этой причине химикам и химико-технологам, работающим с тяжелыми металлами, рекомендовано пить чай с мармеладом).

Итак, когда вы в следующий раз будете пить чай с вареньем, вспомните замечательное вещество пектин и его химические свойства, которые существенно снижают риск поставить трудно отстирываемое пятно на вашу любимую рубашку или блузку.

Каждый хоть раз ощущал на себе действие молочной кислоты. Эта та самая боль в мышцах после долгих физических нагрузок, к которым ваш организм непривычен, – перетренировка в спортзале, день с лопатой на огороде или просто слишком долгая пешая прогулка человека, вдруг оставшегося без автомобиля. Однако молочная кислота не просто щекочет наши мышцы, говоря нам о том, что мы несколько хилы, – она снабжает наше тело энергией.

Молочную кислоту (2-гидроксипропановую кислоту), которую в виртуальном виде можно найти практически в любых биологических тканях и жидкостях, впервые была выделена из скисшего молока в 1780 году шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле, более известным своими достижениями в области открытия химических элементов, в том числе и кислорода, равно как и тем, что последней записью в его лабораторном журнале была запись о вкусе синильной кислоты (было такое дело среди химиков: для описания свойств нового вещества мало было указать его цвет, температуры плавления и кипения, надо было обязательно указывать вкус и запах, и как раз после смерти Шееле эта традиция прекратилась). Одна из наиболее важных ролей, которую молочная кислота играет в организме, – обеспечение мускульной ткани энергией в ходе интенсивных физических нагрузок.

Позвоночные могут запасать энергию в форме полисахарида гликогена (благодаря исключительной близости структуры и свойств его называют еще «животным крахмалом»), который образуется в результате поликонденсации молекул глюкозы (поясняю: полимер из низкомолекулярного соединения можно получить двумя путями – полимеризацией, когда все низкомолекулярное соединение переходит в полимер, и поликонденсацией, когда из низкомолекулярного соединения кроме полимера получается еще один тип малых молекул – в биохимической поликонденсации, равно как и при получении технических полимеров «спутником» поликонденсационных полимеров чаще всего является вода). В организме животных гликоген в основном локализован в мышцах и печени, причем в печени его больше (именно поэтому печенка имеет слегка сладковатый привкус).

Для высвобождения энергии гликоген гидролизуется до глюкозы (этот процесс гидролиза является процессом обратным по отношению к поликонденсации глюкозы в гликоген), после чего глюкоза в несколько стадий превращается в пировиноградную кислоту. При нормальном аэробном (протекающем в присутствии достаточных количеств кислорода) дыхании пировиноградная кислота расходуется в цикле Кребса, на завершающей стадии которого образуется элементарная единица биохимической энергии – молекула АТФ, углекислый газ и вода.

Для аэробного дыхания нужен кислород, однако во время интенсивных физических нагрузок кислород расходуется организмом быстрее, чем он может достигнуть мышечной ткани. В этом случае включается «резервный» канал производства энергии и без поступления кислорода пировиноградная кислота превращается в молочную, при этом также образуя АТФ. КПД такого процесса добычи энергии клеткой ниже, но он протекает гораздо быстрее. Строго говоря, «молочнокислое дыхание» происходит в клетках всегда, но становится доминирующей формой образования АТФ только тогда, когда в ткани не поступает достаточное количество кислорода.