Павел Кучер - Магам земли не нужны

Не самокритики ради, но торжества истины для… Вплоть до середины XIX века, что для такой древней науки, как химия — буквально "вчера", все природные явления жестко делили на те, что относятся к "царству минералов" и принадлежащие "органическому царству". Легко догадаться, что и естественные науки (химия, физика, даже астрономия) — делились на "мертвые" и "живые" категории. Физикам — сильно подгадил тот факт, что первые успешные опыты по действию электричества производил врач и анатом Гальвани. Основоположники электротехники его считали "чужаком". У химиков — неистово боролись между собой "механицисты" с "виталистами". Первые (как Ломоносов и Лавуазье) считали, что мир подчиняется единым законам. "Виталисты" (от латинского слова vita — "жизнь") — доказывали, что существует ещё совершенно особенная "жизненная сила", без влияния которой, искусственное получение соединений, из которых состоят живые организмы — принципиально невозможно. Равно, как невозможно искусственное воспроизведение "в пробирке" свойственных живым организмам физиологических процессов.

Смеяться тут совершенно не над чем, так как "виталисты" — доказывали свои тезисы опытным путем и опыты эти часто были весьма убедительными. Например, считалось невозможным добыть из сахара продукты брожжения без использования живых организмов (дрожжей) или контакта сахаров с живыми организмами (пчелами). "Виталистом" до самого конца оставался даже великий Пастер. Ферменты (кстати, термин предложенный Пастером) как очень специфические катализаторы химических реакций, в отсутствии самих живых существ, открыли поздно. Через два года после смерти самого Пастера, в 1897 году (одновременно с открытием электрона!) — Бухнер опубликовал первую работу "Спиртовое брожение без дрожжевых клеток", где экспериментально доказал, что "вполне бесклеточный" дрожжевой сок (по определению "мертвый") — сам по себе осуществляет спиртовое брожение так же, как и живые дрожжевые клетки. В 1907 году за эту работу он получил Нобелевскую премию. А сами ферменты, как очищенные от любых посторонних примесей вещества — впервые выделили только в 1926 году. Очень уж тонкая химия…

Опять же, справедливости ради, надо признать экспериментальную дотошность и общую серьезность аргументации "виталистов". "Органические" катализаторы (к которым относятся ферменты) — на 4–6 порядков (в десятки тысяч и даже миллионы раз) "производительнее", чем "неорганические". В имеющем комнатную температуру водном растворе каждая молекула фермента способна выполнять миллионы операций "каталитического обмена" в секунду. Легче всего проиллюстрировать это явление на примере внешнего пищеварения пауков. Впрыснув в свою жертву буквально несколько микрограммов слюны, паук, через считанные десятки минут — получает вместо пойманного насекомого хитиновый мешок, наполненный питательным бульоном. Все клеточные оболочки внутренних органов его ферменты разрушают с легкостью.

При этом, "сами по себе", ферменты не тратятся. Они продолжает свою разрушительную активность очень долго. Вот почему так болезненно опасны укусы пауков. Даже для людей и животных, многократно больших самого насекомого. Попав в кровоток, "термоядерный катализатор" может критично нарушить работу жизненно важных органов или вызвать парлич нервной системы, хотя судмедэкспертиза — обычно даже не выявляет присутствия "поражающего фактора". Очень уж ничтожна его концентрация. Не случайно открытие ферментов совпало по времени с разработкой сверхчувствительных методов анализа.

Самим паукам, как уже сказано, такая высокая "поражающая способность" вышла боком. После начала процесса "внешнего пищеварения" ни как-то отрегулировать его ход, ни остановить — уже нельзя. В результате, харч получается сильно на любителя. Аналогично, от высокой активности своих биокатализаторов — регулярно страдают пчелы. Как ни старайся, полностью очистить "сырой" нектар, закладываемый в восковые ячейки, от пищеварительных ферментов нельзя. Даже следовые их количества — продолжают работать. И результат печален. Мед в сотах имеет довольно ограниченный срок хранения. Он постепенно меняет химический состав. Разлагается, становится так называемым "пьяным"… Сахара, прямо в герметично запечатанных сотах — самопроизвольно превращаются в этиловый спирт.

Что пчелам — горе, людям — радость. Древнейшим медовым питьём, которое узнали наши предки, был так называемый "ставленный мёд". В русских летописях он впервые упомянут в IX веке, а в истории известен много тысячелетий. Дорогой и долгий в приготовлении — "ставленный мёд" считался лучшим из напитков, его вкушали князья и бояре, его подносили важным гостям, им угощали на пирах. Сырой мед — заливали в дубовые бочки, герметично закупоривали и "ставили на выдержку" в прохладном месте. Часто, для верности — топили в водоемах. На двадцать, тридцать или сорок лет. Без участия дрожжей, одним ферментным катализом, большая часть сахаров, за счет присутствия в меде "следового" количества пчелиных пищеварительных ферментов — превращалась в крепкий этиловый спирт. До открытия технологии дистилляции, это был единственный способ получения высокоградусного спиртного.

Гибнущим с голодухи последним неандертальцам такая высокая химия была, разумеется, недоступна. Природный пищеварительный аппарат человека расчитан на тщательное пережевывание еды и попутное смачивание её частичек слюной, по "силе" и составу ферментов — далекой от идеала. Помочь в переваривании преимущественно растительного сырья — такой вариант кормления вовсе не мог. Он и на мясе работал так себе. Достаточно глянуть в музее на могучие челюсти черепов древнейших людей. Жевать им — приходилось много. Прокормиться привычным образом — они так и не сумели. Выход, тем не менее, нашли.

Кроме "холодного" ферментного катализа, могучим средством ускорения химических реакций в водных растворах является повышение температуры процесса. Согласно эмпирическому правилу Вант-Гоффа — "рост температуры на каждые 10 градусов увеличивает скорость гомогенной элементарной реакции в два-четыре раза". Обычно — втрое. Понятно, что правило действует только в отношении воды и жидких водных растворов. Тем не менее — годится примерно для 90–95 % всей "промышленной химии".

Практически это означает, что подняв температуру в котле с водой на 100 градусов — мы ускорим ход химических реакций примерно в 60 тысяч раз. Бросив туда почти несъедобные продукты — можем разложить их на вполне удобоваримые ингридиенты. Мясо, кожу и жилы — превратить в белковый бульон. Содержащие сырой крахмал части растений, в кашу или крахмальный кисель. В приемлимые сроки и без каких-нибудь дефицитных ферментов. Результат, между прочим, парадоксальный и противоречащий некоторым очень важным "теоретическим" постулатам… Дело в том, что число столкновений молекул за единицу времени (важнейший параметр, лимитирующий скорость реакции) — возрастает пропорционально квадратному корню абсолютной температуры реакционной среды. И при нагреве с нуля градусов Цельсия до температуры кипения воды, "по теории" — оно должно увеличиться, ну, максимум, в 1,2 раза… Ха!