Джордж Зейдан - Ингредиенты. Странные химические свойства того, что мы едим, пьем и наносим на кожу

Формальдегид был впервые использован для бальзамирования трупа в 1899 году, и это тело все еще не разложилось.

Прежде чем сохранение еды стало наукой, оно было искусством. Нужно было найти золотую середину между Бертой и Вильгельминой: сохранить достаточно правильных форм жизни, чтобы пища оставалась съедобной, но не слишком много, чтобы она не испортилась. Такая цель непременно предполагает изменение продуктов в достаточной степени, чтобы остановить или замедлить жизнь в клетках или сделать их непригодными для нежеланных микробов, но не настолько, чтобы они превратились в музейные экспонаты. Чтобы увидеть некоторые странные и удивительные способы сохранения еды, придуманные людьми, нам всего лишь нужно добраться до огромного склада, где царит свободная торговля, – супермаркета. Некоторые техники: свежие фрукты и овощи охлаждают, чтобы замедлить движение молекул и, соответственно, гниение. Заморозка – это экстремальная версия того же способа. Другие методы сложны и в значительной степени невидимы. Так, для сохранения молока и апельсинового сока используется технология под названием «манотермосоникация» [54]  Манотермосоникация – это одновременное применение высокого давления, высокой температуры и громких разрушительных звуковых волн. Это похоже на ситуацию, когда противный парень приглашает вас на свидание в середине занятия по бикрам-йоге. – Прим. авт. . Однако большинство способов, используемых для сохранения продуктов в современных супермаркетах, стары и невероятно – почти таинственно – эффективны. Главным среди них является сушка.

Люди сушат еду тысячелетиями, и, вероятно, они начали делать это еще до того, как научились готовить. В супермаркете полно очевидно сухих продуктов, таких как мука, какао, сухое молоко, картофельные чипсы, начос, овощи, крупы, орехи и т. д. Но там также много еды, которая кажется влажной, но на самом деле таковой не является. Варенье, патока, кукурузный сироп, сгущенное молоко, сливочное масло и мед на самом деле гораздо суше, чем обычно считается. Сушка – это удаление воды, поэтому давайте поговорим о Н 2О. Если раньше вы особо не задумывались о воде, то эта тема может показаться… банальной.

Повседневной. Химик даже может посчитать это скучным. В отличие от большинства химических веществ, о которых любят говорить в интернете, прозрачная вода, не имеющая ни цвета, ни вкуса, ни запаха, может показаться не заслуживающей внимания. Вы можете оставить ее на несколько лет, и она не изменится. Она почти безопасна (если, конечно, вы в ней не утонули) и не слишком коррозионна. И все же, несмотря на эти унылые характеристики, вода необходима для всех известных форм жизни.

Прежде чем мы пойдем дальше, я попрошу вас выбросить из головы все ассоциации, которые возникают у вас со словом «вода»: ручьи, реки, ледники, моча, океаны, дождь. Все они не только не помогут лучше понять написанное, но и будут активно препятствовать этому, потому что вы будете думать о воде как о жидкости. Вы наверняка уже видели эту иллюстрацию:

Ее задача показать, сколько воды в вашем теле. К сожалению, ее скрытый смысл в том, что вода наполняет вас, словно кружку. Но если вы посмотрите на ее поведение в живых существах в масштабе отдельных белков или ДНК, то поймете, что этот рисунок очень далек от истины.

Представьте себе собрание крошечных роботов, напоминающих по форме локоть, каждый из которых оснащен двумя маленькими магнитами, притягивающими или отталкивающими других роботов. Каждый из них обладает способностью отрезать одну треть от другого и прикреплять эту часть на себя или с легкостью терять треть тела ради своих собратьев. Две эти способности позволяют роботам, число которых в наперстке превышает количество звезд во Вселенной, формировать, разрушать и снова образовывать расширенные трехмерные сети, состоящие из триллионов машин, миллиарды раз в секунду.

Невероятно, да?

Когда вы перестаете думать о воде как об абсолютно пустой жидкости и начинаете воспринимать ее как (по большей части) доброжелательную, гиперактивную, но нечувствительную механическую цивилизацию, вам становится проще понять, почему она так необходима клеточным механизмам (и бактериям, намеренным испортить нашу еду) для нормальной работы.

Магнитоподобное поведение воды не является уникальным [55]  Как ни странно, хотя отдельные молекулы ведут себя так, словно они являются магнитными, стакан воды не обладает способностью притягивать. (Попробуйте поводить магнитом у воды – ничего не произойдет.) Молекулы воды ведут себя как маленькие магниты из-за электрических полей, создаваемых их ядрами и электронами. Знаю, это странно. Вините во всем физику. – Прим. авт. . На самом деле большинство молекул ведут себя так, словно в них встроены крошечные магниты [56]  Молекула воды является диполем, идеализированной системой, служащей для приближенного описания поля, создаваемого более сложными системами зарядов, а также для приближенного описания действия внешнего поля на такие системы. – Прим. науч. ред. . Полярные молекулы, как называют их химики, могут взаимодействовать друг с другом гораздо активнее, чем с неполярными (без выраженного магнитоподобного поведения). Если вам это не совсем понятно, не беспокойтесь. Если говорить простым языком, то вода и ДНК притягиваются друг к другу так сильно, что последняя фактически покрыта несколькими слоями молекул H 2O.

А теперь пришло время изменить ваш взгляд на мир. Представьте, что человеческое тело покрыто слоем воды: гладкой, блестящей, скользкой поверхностью. Не на молекулярном уровне. Представьте миллиарды крошечных роботов, которые свободно прикрепляются к цепи ДНК в один слой. Затем визуализируйте второй слой малюсеньких роботов, прикрепляющихся к первому. А теперь третий. Вот так вода увлажняет ДНК. Они похожи на подвижный рой пчел, облепляющий шляпу пчеловода, у которого находится пчелиная матка. Насекомые постоянно отлетают и снова садятся, но сохраняют форму головного убора.

Как человек под пчелами, структура ДНК проглядывает под одним или двумя слоями молекул воды. Это означает, что белки, которые должны считывать генетический код (например, копировать его, когда клетка делится, или устранять повреждения), могут распознавать основную последовательность без необходимости полностью присоединяться к ней . Поскольку молекулы воды способны относительно легко образовывать и разрушать соединения, белки, считывающие наследственную информацию, могут перемещаться вдоль слоя воды в форме ДНК, окружающего настоящие макромолекулы. При этом они не тратят энергию на то, чтобы останавливаться и связываться с ней самой.