Химия по жизни. Как устроен наш быт, отношения, предметы и вещи с точки зрения химических реакций, атомов и молекул - Кейт Бибердорф

Но если вы принимаете во внимание все эти факторы, то я уверена, что у вас получится выбрать подходящее чистящее средство. А еще я очень надеюсь, что мои попытки запугать вас не прошли даром и вы никогда не будете смешивать два чистящих средства.

Мы наконец-то избавились от ваших (и моих!) домашних хлопот, так что давайте перейдем к тому, что точно доставит нам много радости – счастливому часу!

11. Счастливый час[11] – самый лучший час. В баре

Когда я только решила написать книгу о химии в повседневной жизни, то уже знала, что посвящу одну главу счастливому часу. Однако сейчас, когда я пишу, все бары закрыты из-за пандемии COVID-19. Тем не менее не существует лучше способа закончить свой день, чем в баре с друзьями, рассказывая друг другу смешные истории и заказывая дешевые напитки. В жаркую погоду в Техасе я обычно заказываю кесо[12] с замороженной «Маргаритой», а на свиданиях выпиваю бокал (или два) вина. Мой муж всегда заказывает виски, а затем освежающее пиво. По правде говоря, я не могу дождаться момента, когда жизнь вернется в нормальное русло. Но знаете что? Не важно, какой коктейль вы пьете, так как для создания буквально каждого из них использовалась химия. Давайте начнем с самого основного.

Спирт – это общее название молекулы, в которой атом кислорода связан с атомом водорода и атомом углерода. Например, формула молекулы спирта может выглядеть так: C – O – H. Скажем, метанол – это спирт, так как он имеет молекулярную формулу CH3OH. Этанол – это тоже спирт, и его молекулярная формула выглядит вот так: CH3CH2OH. (Не выделенные атомы водорода связаны с атомами углерода, а не с атомом кислорода.)

В зависимости от темы нашего разговора под спиртом могут подразумеваться несколько разных молекул. Например, в кабинете врача под словом «спирт» имеется в виду медицинский (изопропиловый спирт, или изопропанол). В Азии спирт может использоваться в качестве топлива (метиловый спирт, или метанол). В «Маргарите» спирт – это молекула, которая приводит в состояние опьянения (этиловый спирт, или этанол). В этой главе я буду рассказывать об этаноле.

Ох, мой дорогой, милый этанол… Именно то, как он реагирует и образовывает связи с молекулами в нашем мозгу, объясняет его популярность. Почему после тяжелого трудового дня коллеги идут пропустить по стаканчику, почему алкоголь пьют на первых свиданиях или после расставания. Но процесс его производства не менее интересен и, возможно, не менее удивителен, чем то, почему мы получаем от него такое удовольствие.

Историки практически уверены в том, что люди начали делать вино из винограда еще в 6000 году до нашей эры, а ферментировали фрукты они еще в эпоху неолита. Существует даже гипотеза «пьяной обезьяны», в которой влечение нашего организма к этанолу объясняется действиями наших далеких предков: давным-давно они ели перебродившие (ферментированные) фрукты с большим содержанием этанола, из-за чего у них выработалась зависимость. Другими словами, нам очень нравится вкус и запах яблок или бананов (не из-за того, что это яблоки и бананы, а из-за содержащихся в них полезных веществ); то же самое и с этанолом, который в какой-то момент времени ассоциировался у нашего вида с полезными веществами.

С давних времен люди экспериментируют с ферментацией и отделением молекул этанола от фруктов и овощей, встречающихся в природе. И у нас имеется сильная научная база по этой теме.

Вино, как правило, производится в три этапа. На первом виноград собирается с лоз, а затем давится, чтобы выделился сок. Устройства, выполняющие эту работу, действуют деликатно: они применяют достаточное давление, чтобы разорвать кожицу и выдавить виноградный сок (сусло), но недостаточное для того, чтобы раздавить косточки. Затем из сусла удаляются стебли, так как они имеют неприятный горький вкус. Оставшаяся часть на 12–27 % состоит из сахаров, на 1 % из кислот, а все остальное занимает вода. После сусло помещают в определенную емкость (с кожурой или без), и наступает следующий этап, самый важный в виноделии: ферментация (или процесс брожения).

Ферментация – это анаэробный (не требующий кислорода) процесс, в результате которого образуется молекула этанола. Но если во время этого процесса будет присутствовать кислород, то глюкоза начнет образовывать аденозинтрифосфат (как мы уже узнали из главы о фитнесе), а не этанол.

Когда этот процесс происходит без участия кислорода, то дрожжи и сахар вступают в реакцию, образуя этанол. Я уверена, что вы знакомы с этим процессом, если когда-нибудь выпекали хлеб с нуля. Сначала вам нужно активировать дрожжи, оставив их в подслащенной воде. За это время они расщепляют молекулы глюкозы на более мелкие, включая углекислый газ. Именно поэтому спустя какое-то время вы увидите светло-коричневую пену на поверхности воды.

При производстве вина происходит экзотермическая реакция (то есть выделяет тепло), превращающая глюкозу (сахар) и дрожжи в этанол и углекислый газ. Этот процесс показан ниже:

глюкоза + дрожжи → этанол + углекислый газ

Получаемый продукт, чистый этанол, обладает горьким вкусом и чрезвычайно огнеопасен. Если кто-нибудь попытается убедить вас выпить горящий шот, то вежливо откажитесь и отойдите подальше от пламени. Горящий спирт может поджечь не только все здание, но и опалить ваше лицо – вы и глазом моргнуть не успеете.

Но если не поджигать этанол и оставить его ферментироваться дальше, то он превратится в уксусную кислоту (чистящее средство). Какая гадость, да? Именно поэтому виноделам важно остановить процесс ферментации в определенный момент. Иначе вино будет обладать кисловато-уксусным вкусом.

Вкус вина также зависит и от типа дрожжей. Некоторые виноделы используют дрожжи, уже присутствующие на кожице винограда; другие предпочитают использовать дрожжевую закваску.

Закваска представляет собой гигантскую чашу с размножающимися хорошими грибками. Одноклеточные бактерии взаимодействуют с сахарами в сусле и выделяют углекислый газ. В ходе этого процесса образуется наш любимый этанол.

Обычно дрожжевые закваски хранятся в холодном месте и могут быть активными спустя долгое количество времени. Есть истории о старых итальянских бабушках, тайком проносивших свои закваски на трансатлантические корабли и передающих их следующему поколению. И хотя дрожжевые закваски чаще всего используются для хлеба, их можно использовать и для производства алкоголя.

Красные вина ферментируются (другими словами, дрожжи вступают в реакцию с сахарами сусла, производя этанол и углекислый газ) в период от четырех дней до двух недель. Только затем из настойки удаляется виноградная кожица. После этого настойка продолжает ферментироваться еще