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.
3.7. Молочная кислота
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.
