Детская энциклопедия




Меню сайта




Реклама











Химия пищи

Замечательная лаборатория — кухня! Сколь­ко чудесных химических превращений совер­шается в ней!

Вы хотели налить себе стакан молока, но, оставленное в теплом месте, оно скисло, и вы съедаете уже простоквашу. Вы с наслажде­нием вдыхаете аромат свежеиспеченного хлеба, покрытого аппетитной корочкой. Но ведь хлеб — это уже совсем не то, что мука, из которой он был испечен. Вы хотели поджарить яичницу, но зазевались, и яичница на сковородке подго­рела. А вот варится суп. Мясо в нем потеряло прежнюю окраску, оно стало серым и легко распадается на отдельные волоконца.

Пока человек не умел добывать огонь, он пользовался растительной и животной пищей в том виде, в каком находил ее в природе,— питался сырым мясом и сырыми плодами. А теперь едва ли кто-нибудь возьмется пере­числить все кушанья, какие умеют готовить люди.

Из каких же веществ состоит все это богат­ство современной кулинарии? Что происходит с пищей при ее приготовлении, а затем и в на­шем организме?

Человеку для питания нужны прежде всего три вида веществ — углеводы, жиры и белки. Продукты питания и состоят из этих веществ. Сало и масло — это жиры; в кар­тофеле, овощах и хлебе много углеводов; мясо, рыба, яйца богаты белками.

Всякий знает, что, кроме этих веществ, человеку нужны еще вода и соли. И то и другое также содержится в нашей пище. На­пример, в каждых 100 г капусты — 90 г воды. Но, кроме того, воду человек употребляет и отдельно, а соль добавляет в пищу. Известно также , что наш организм нуждается еще в мик­роскопических количествах так называемых витаминов (см. т. 4 ДЭ, ст. «Витамины»).

Поговорим же о главных составных частях нашей пищи — об углеводах, жирах и белках.

Начнем с ... киселя! Чтобы его сварить, нужен крахмал. Это белое мучнистое вещества называют иногда картофельной мукой. Крах­мал разбалтывают в воде и выливают, помеши­вая, в горячий фруктовый сироп, который сразу начинает густеть. Вот этот крахмал и есть глав­ный представитель углеводов, необходимых нашему организму.

«Как же это может быть,— спросите вы недоуменно,— ведь кисель мы едим сравнитель­но редко, а углеводы нужны организму посто­янно?» Крахмал мы употребляем обычно не в чистом виде, а в составе различных продуктов. Его много в растительной пище — в клубнях и корнях, плодах и зернах. Каждые 100 г картофеля

доставляют организму около 20 г крахмала, 100 г пшеничной муки — около 70 г крахмала.

Чтобы убедиться в том, что крахмал в этих продуктах есть, проделаем опыт. Изотрите на терке две-три хорошо промытые картофелины. Затем заверните картофель в реденькую тря­почку и разминайте пальцами в воде до тех пор, пока не перестанет образовываться муть. Воде дайте отстояться. Вы заметите на дне ка­стрюли белый осадок, Слейте с него воду. Это и есть крахмал.

Йодную настойку разбавьте водой и кап­ните этим раствором в сваренный вами крах­мальный клейстер. Жидкость сразу же окра­сится в ярко-синий цвет. Разбавьте клейстер в 10—20 раз водой. Он и после этого от йода посинеет. Давайте теперь искать крахмал с помощью йодной настойки в различных про­дуктах.

Капните раствор на свежий срез картофеля, на кусочек вареного картофеля, на срез неспе­лого яблока, на ломтик белого хлеба и даже на пудру. Всюду, оказывается, есть крахмал. Но синевы не получится, если капнуть йод­ным раствором на ломтик сала, кусочек мяса, на поваренную соль или на щепочку.

Крахмал — сложное вещество, он состоит из трех видов атомов: углерода, водорода и кис­лорода. Вы уже вспомнили, что из этих трех видов атомов состоит и клетчатка. Сходство по составу крахмала и клетчатки прямо-таки разительное! У них даже одна и та же формула (С6Н1005)n, и в молекуле крахмала, как и в моле­куле клетчатки, таких групп — С6Н10O6— тыся­чи. Почему же крахмал и клетчатка разные вещества? Причина в том, что звенья С6Н10O6 в молекуле клетчатки соединены в одну длин­ную цепь, а в молекуле крахмала разветвлены. Поэтому крахмал не образует волокон, а клет­чатка не служит продуктом питания.

В природе крахмал находится в виде зерен в растительных клетках. Зерна эти можно ви­деть под микроскопом. Каждое из них — это скопление громадного числа молекул. Когда вы терли картофель, то разрывали оболочки клеток, зерна освобождались, отмывались и осаждались на дно.

Заметили ли вы, что на срезе клубня карто­феля окраска йода появляется не сразу? Это потому, что зерна крахмала там защищены обо­лочкой. А в вареном картофеле клетки набухают от воды, оболочки лопаются и йод беспрепят­ственно попадает к крахмалу.

В поисках крахмала капнем, кстати, йодом себе на руку. Да зачем капать? Мы и так знаем, что от йода наша кожа не синеет. Сколько крахмала мы поедаем в виде хлеба, картофеля, овощей, но в составе наших тканей его нет. Что же происходит с молекулой крахмала, когда она с пищей попадает в наш организм?

Как аппетитно выглядит жареный карто­фель! При одном его виде, особенно если вы проголодались, «текут слюнки». И они текут недаром: для них сейчас найдется дело.

При пережевывании во рту пища обильно смачивается слюной. В ней есть особое веще­ство — фермент амилаза. Большие моле­кулы крахмала могут разлагаться молекулами воды на более мелкие части, а амилаза помогает им в этом.

Разложение молекул крахмала на все более и более мелкие части продолжается и дальше — в желудке и кишечнике (под влиянием других ферментов), пока он в конце концов не превратится в глюкозу С6Н12O6. Ее много в винограде, она и придает ему сладкий вкус. Поэтому глюкозу часто называют виноград­ным сахаром.

Наш организм крахмал непосредственно не усваивает, так как его крупные молекулы не могут всасываться в кровь через стенки кишеч­ника. Маленькие же, растворимые в воде моле­кулы глюкозы легко проникают в кровенос­ные сосуды и доставляются током крови ко всем тканям организма. Там глюкоза окисляется поступающим с кровью кислородом и превра­щается в углекислый газ и воду. При этом выде­ляется теплота. Она дает организму жизнен­ную энергию и поддерживает определенную температуру тела. Значит, крахмал — это как бы топливо нашего организма. Теперь понятно, почему слабому больному для укрепления сил врачи прописывают глюкозу.

Замечательное явление! Если крахмал полностью превращается в глюкозу, то глю­козы получается больше, чем было крахмала. Каждое звено С8Н10O5 превращается в молекулу глюкозы С6Н12О6. Сравните эти формулы. Между ними разница на молекулу воды Н2O. Пре­вращение крахмала в глюкозу к тому и сводит­ся, что к каждому звену С6Н10O5 присоединяется молекула Н2O. Эту реакцию изображают так:

 

(С6Н10О5)n + nН2О = nC6Н12О6

                  крахмал       вода       глюкоза

Разложение вещества водой называется гидролизом. При гидролизе крахмала, прежде чем появится глюкоза, образуется много промежуточных веществ, молекулы которых мельче молекул крахмала, но еще крупнее моле­кул глюкозы. Это так называемые декст­рины.

Почему не едят сырую картошку, а предва­рительно варят или жарят ее? Почему не пита­ются непосредственно мукой, а пекут из нее хлеб? Да потому, что при варке, жарении и печении крахмал уже начинает подвергаться гид­ролизу — из него образуются декстрины. А в нашем организме они быстрее и легче превра­щаются в глюкозу, чем сам крахмал.

Декстрины клейки. Из них образуется твер­дая корочка на жареном картофеле или пече­ном хлебе. Их появлением объясняется и клей­кость крахмального клейстера. Накрахмален­ный воротничок под горячим утюгом стано­вится твердым потому, что крахмал превра­щается в декстрины.

Вернемся снова к нашей «химической лабо­ратории» — домашней кухне. Чтобы испечь хлеб или пирог, муку смешивают с водой, добав­ляют дрожжи и сильно месят. После этого тесто ставят в теплое место и дают ему «подой­ти». Понаблюдайте за ним в это время. Тесто понемногу поднимается, на нем лопаются ка­кие-то пузырьки. Поднесите к тесту горящую спичку. Она гаснет, как в углекислом газе. Да это и есть углекислый газ. В тесте под влия­нием фермента дрожжей идет брожение. В нем накапливается углекислый газ, который подни­мает тесто и даже выходит наружу. От этого хлеб при печении становится пористым. Такой хлеб лучше переваривается в организме.

Но ведь при брожении образуется спирт. Вы сможете обнаружить и его. Понюхайте под­нявшееся и уже перестоявшее тесто: оно пах­нет спиртом.

К углеводам, которые идут нам в пищу, кроме крахмала и глюкозы, относится еще сахароза, или свекловичный сахар. Сахар сначала был найден в соке сахарного тростника, и Европа долго не знала его, так как тростник произрастал только в тропических странах. Но вот в XVIII в. сахар был найден в свекле. Казалось бы, чего проще: потереть свеклу, выжать сок, выпарить его — и сахар готов. Но он еще долго не давался в руки химикам. Сколько было неудач, прежде чем начали работать заводы по извлечению сахара из сахар­ной свеклы! Сейчас эти заводы вырабатывают во всех странах миллионы тонн сахара еже­годно.

Сахар не только лакомство, он очень пита­телен. Молекула его несложна — С12Н22O11. В организме человека она разлагается на мо­лекулу глюкозы и молекулу фруктозы:

 

С12Н22О11+ Н2О =С6Н12О6 + С6Н12О6.

     Сахароза              глюкоза            фруктоза

 

Глюкоза и фруктоза имеют одинаковые формулы, но отличаются друг от друга строе­нием молекул. Дальнейшие превращения глюко­зы в организме нам известны. Такова судьба и фруктозы.

Если вас спросить, что слаще — мед или сахар, вы, вероятно, назовете мед. А знаете, почему он слаще сахара? Мед — это смесь глюкозы и фруктозы, а фруктоза слаще сахара.

Углеводы на наш стол поставляет природа. Зеленый лист растения — вот та замечательная фабрика, которая изготовляет их. На него пада­ет световой луч. За счет световой энергии между водой, поступающей в лист из земли, и угле­кислым газом, поглощаемым из воздуха, про­исходит химическая реакция:

6С02+5Н2O=С6Н10О5+6O2.

Образуются крахмал и кислород. Вот куда идет углекислый газ, усваиваемый растениями, и вот откуда берется кислород, выделяемый растением в атмосферу.

Углекислого газа и воды вокруг нас много. Не попытаться ли искусственно приготовить углеводы для нашей пищи? Образование угле­водов в листе идет под действием особого ката­лизатора — зеленого хлорофилла, кото­рый как бы ловит световой луч и его энергию обращает в химическую. Однако в лаборатории этот синтез так просто не идет. Все же нашему знаменитому химику А. М. Бутлерову удалось (правда, другим путем) искусственно получить сахаристое вещество. Крахмал вне зеленого листа пока не получили, но нет сомнения, что и такую задачу ученые смогут решить. И тогда реакция углекислого газа с водой в лаборато­рии, а затем и на заводе будет давать углеводы к нашему столу.

Теперь о жирах. Их известно много. Одни из них твердые; это преимущественно жиры животные — баранье и свиное сало, ко­ровье масло. Другие — жидкие; это в основ­ном растительные масла. Они содержатся в се­менах конопли, льна, подсолнечника и т. д.

Молекулы жиров, как и молекулы углево­дов, состоят из атомов углерода, водорода и кислорода. При гидролизе они распадаются на молекулы глицерина и «жирных кислот». Стеарин, из которого когда-то делали свечи,— это и есть смесь «жирных кислот».

Переваривание жиров в организме начинает­ся лишь при выходе пищи из желудка в тонкие кишки, так как ни слюна, ни желудочный сок на них не действуют. Под действием фермента тонких кишок — липазы — жиры разлага­ются водой на глицерин и кислоты, которые и всасываются через стенки кишечника; затем из этих веществ в организме снова образуются жиры. При окислении жиров в тканях вы­деляется больше теплоты, чем при окислении углеводов. Таким образом, жиры более кало­рийное «топливо» для нас.

Углеводы и жиры могут частично заменять друг друга в пище. На севере, где скудна расти­тельность и низка температура, человек потреб­ляет преимущественно жирную пищу, а на юге, богатом растительностью, где организму не приходится тратить столько тепла, человек больше питается овощами и фруктами.

Твердые животные жиры в большом коли­честве используются в мыловарении. Откуда же взять столько жиров? Решить эту задачу помогла химия. Химики превращают жидкие растительные жиры в твердые.

Оказалось, что если в жидком растительном масле размешать мелкий порошок металла нике­ля, а затем пропускать при нагревании водо­род, то водород присоединяется к маслу и образуется твердый жир. Никель служит ката­лизатором этой реакции гидрогенизации. Одни сорта гидрогенизированного жира используются в производстве мыла, другие — для получения маргарина. Сейчас мыло все больше готовят из синтетических веществ, и в скором времени жиры уже не будут расходоваться на непище­вые цели.

Маргарин готовят, сильно перемешивая смесь животных и гидрогенизированных жиров с молоком. Для большей полноценности к нему добавляют витамины. Он очень хорошо усваи­вается организмом и по питательности не усту­пает обычным жирам.

Белки — очень сложные органические вещества. В состав их молекул, кроме атомов углерода, водорода и кислорода, входят еще атомы азота и других элементов. Так как белки входят в состав всех живых клеток, то мы не­избежно употребляем их в пищу, питаемся ли мы растительной или животной пищей.

Однако главными «поставщиками» белков для нас служат мясо, рыба, яйца, хлеб. Бел­ков в этих продуктах примерно: 21 % (в мясе), 18% (в рыбе), 13% (в сухом хлебе).

Белки — это прежде всего «строительный материал» тканей организма. Один ученый сказал, что клеточки организма — это печки, построенные из белка, в которых горят жиры и углеводы. Но и белки тоже подвергаются изменениям в нашем организме. Они как бы «изнашиваются», сгорают и требуют замены. Беспрерывное обновление клеток организма идет за счет белков пищи.

Белки невозможно заменить углеводами или жирами, как те заменяют друг друга. При отсут­ствии их в пище человек начинает худеть, так как расход их перестает восполняться. При длительном белковом голодании может насту­пить полное истощение и смерть.

Сложные молекулы белков под действием ферментов — пепсина и трипсина — в пищеварительном тракте подвергаются гид­ролизу. Получаются более простые вещества —аминокислоты. Они всасываются в кровь, и из них уже организм строит свои соб­ственные белки.

Посмотрим теперь, что же происходит с бел­ками в нашей кухонной лаборатории. Белок яйца на сковороде свернулся, но он, конечно, сохранил свои питательные свойства. Свер­нувшиеся белки мяса мы наблюдаем в виде хлопьев на поверхности супа. Чтобы суп имел более красивый вид, хозяйки удаляют их. Но следует ли это делать, ведь с белковыми хлопьями суп будет питательней.

Если дома при варке супа хотят иметь вкус­ное мясо, посоветуйте опускать его в кипящую, а не в холодную воду. Белки мяса при этом свернутся и закроют выход из мяса в суп дру­гим белкам и вкусовым веществам. Мясо ста­нет вкусным, но бульон будет не особенно приятным. Наоборот, если хотят получить на­варистый бульон, то мясо следует опускать в холодную воду. Белки и вкусовые вещества мяса при этом будут переходить в бульон, и суп будет вкусным.

Знание свойств белков объяснит нам еще одно явление. Когда речь шла о выпечке хлеба, не возник ли у вас вопрос: «Почему хлеб остается пористым даже после того, как углекислый газ улетучился из него?»

Возьмите немного муки, заверните в редень­кую тряпочку и отмойте крахмал. На тряпочке останется белок — клейковина. Он недаром так назван, вы даже на ощупь можете убедиться в его клейкости. Теперь уже ответ ясен: клейковина образует вокруг пузырьков углекислого га­за прочную пленочку, которая остается и после того, как углекислый газ вырвется наружу.

Есть простой способ распознавания белко­вых веществ по их запаху при горении. Но мы познакомимся с более совершенным химиче­ским способом.

Разбавьте белок куриного яйца водой, до­бавьте раствор щелочи, затем несколько капель раствора медного купороса и слегка нагрейте. Появляется фиолетовая окраска. Теперь, зная эту реакцию, пускайтесь с нею в исследования по вашей «лаборатории». Прокипятите кусочек мяса или возьмите немного супу и испытайте его при помощи щелочи и медного купороса.

Испытайте клейковину, кусочек рыбы. По­кипятите со щелочью шерсть или волосы и про­верьте, дадут ли они фиолетовое окрашивание. Или другой способ. Прибавьте к разбавлен­ному водой белку несколько капель концентри­рованной азотной кислоты, и вы заметите белый постепенно желтеющий осадок. Желтые пятна на руках у тех, кто неаккуратно обращается с азотной кислотой,— результат реакции кис­лоты с белками кожного покрова.

В заключение нашей экскурсии по домашней лаборатории займемся исследованием молока. Это — замечательное сочетание всех необходи­мых для питания человека веществ, о которых мы только что говорили. Недаром только одним молоком матери питается начинающий жизнь ребенок. В каждых 100 г молока содержится примерно по 4 г углеводов и жиров и 5 г бел­ков; есть в нем и витамины.

Когда молоко долго стоит, оно покрывается слоем сливок. Это всплывают наверх мельчай­шие капельки жира. С виду сливки как будто не похожи на жир. Но если их сбить, то полу­чится сливочное масло. Снимите сливки с мо­лока ложечкой. Добавьте к снятому молоку несколько капель уксуса. На ваших глазах произойдет створаживание молока. Это свер­тывается белок — казеин. Отделите тво­рожную массу от сыворотки и проделайте с белком ту или иную известную вам цветную реакцию.

Сыворотка представляет собой раствор в во­де углевода — молочного сахара — и некоторого количества солей. Молочный са­хар очень похож на обычный и легко усваива­ется молодым организмом. Именно молочный сахар, а не крахмал представляет здесь класс углеводов.

Скисание молока часто происходит без до­бавки уксуса, под действием образующейся в самом молоке кислоты. В воздухе всегда но­сятся так называемые молочнокислые бакте­рии. Попадая в молоко, эти бактерии вызывают брожение молочного сахара. При этом образу­ется молочная кислота, под дей­ствием которой и свертывается казеин.

Если молоко долго стояло и вы боитесь, что оно может свернуться при кипячении, добавьте в него немножко питьевой соды. Она нейтрализует кислоту, и молоко можно безбоязненно кипятить.

Теперь, когда вы сядете за обед или завтрак, можете о многом поразмыслить. Подумайте, из чего приготовлено каждое ваше блюдо, и представьте себе всю цепь химических пре­вращений потребляемых вами веществ.





 
 
----------------------------------------------------
Календарь
«  Сентябрь 2017  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930

Реклама
  • http://attikarus.ru/ru/stati-r/221-gelkoyt цветной Гелькоут.

  • Новые статьи
    Каталог статей
    Как подготовить ребенка к школе
    Освоение навыков чтения
    Природные материалы на уроках труда

    Статистика






     
    Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
    2013 © 2017