Дело в химии. Как все устроено?

Ключевой момент: из того факта, что рафинированный сахар с химической и с пищевой точек зрения эквивалентен коричневому, не следует, что мы можем поглощать его в промышленных количествах. Чрезмерное потребление сахара заметно влияет на наше здоровье и увеличивает риск возникновения диабета и сердечно-сосудистых заболеваний. Именно поэтому следует обращать внимание на еду, в которой много сахара, – сладкие напитки и кондитерские изделия.

Осторожность надо бы соблюдать и с продуктами, на которых написано «без добавления сахара» или «содержит только фруктовые сахара». Ведь можно подумать, что эта еда здоровая, однако она может быть так же вредна: влияние оказывает только концентрация, а не происхождение сахара, и домашнее варенье может содержать столько же сахара, что и магазинное.

Под конец я хотел бы рассказать о липидах, или жирах. В противоположность тому, что думают многие, жиры необходимы для нашего существования. Они не только служат запасниками для энергии, но и играют множество важнейших ролей в физиологии. Некоторые из них представляют собой важнейшие гормоны, другие служат главными составляющими клеточной мембраны: это отнюдь не мало! Липиды могут быть образованы из разных молекул, но все должны обладать одним главным свойством: не растворяться в воде. Если бы они растворялись – увы, жизнь бы не возникла. Мы еще поговорим об этом в лекции 4.

Если ограничиться только питательными свойствами жиров, то можно сказать, что самыми распространенными липидами служат триглицериды. Они представляют собой молекулу глицерина, соединяющую вместе три молекулы жирной кислоты: четвертая молекула, глицерин, удерживает вместе длинные цепочки из множества атомов углерода.

Очень важно понять различие между насыщенными жирными кислотами и ненасыщенными жирными кислотами.

Я уверен, что многие из вас уже слышали эти термины, однако что они означают? Термин «ненасыщенный» в химии имеет уникальное, особое значение: он подразумевает, что молекула содержит одну или несколько двойных групп углерод-углерод. Следующий рисунок поможет понять принцип. Каждый атом углерода может образовать четыре химических связи. Пропан (C3H8), распространенный в быту газ, представляет собой насыщенный углеводород, и его молекулы состоят из трех атомов углерода, соединенных между собой атомами водорода. А конкретно вот так: внешний атом углерода связан с тремя атомами водорода и одним углерода. Внутренний атом углерода связан с внешними атомами углерода и двумя водорода. Последний атом углерода всегда связан с центральным углерода и тремя водорода. А пропен (пропилен), наоборот, – углеводород ненасыщенный, потому что один из трех атомов углерода образует двойную связь с ближайшим углеродом. Тот факт, что каждый атом углерода в органической молекуле образует четыре связи и что в большинстве случаев это связи с водородом, позволяет создавать упрощенные схемы-формулы органических соединений.

Цепи можно изображать в виде зигзагов, в которых вершины соответствуют атомам углерода, а атомы водорода просто опущены. Поскольку углерод всегда образует четыре связи, достаточно сосчитать только количество нарисованных связей, а недостающие будут соответствовать связям с водородом. К тому же на самом деле расположение атомов в пространстве имеет весьма строгую геометрию, хотя в этой книге мы больше внимания уделим четкости структуры, чем геометрии. Атомы углерода с двойными связями имеют плоскую геометрию, и все связанные с ними атомы расположены в одной плоскости, образуя угол в 120° в соединении С-С. А атомы углерода, связанные одиночными связями, образуют тетраэдр с углами, равными 109,5°. В форме клина мы изображаем одиночную связь, которая не лежит в плоскости листа, но направлена прямо к читателю, а штрихом – связь, которая расположена прямо на плоскости листа, как можно убедиться, сравнив ее с трехмерной фигурой.

Вернемся же к нашим насыщенным и ненасыщенным углеводородам, стараясь не вдаваться слишком в детали. Знайте, что эта, казалось бы, небольшая разница меняет полностью химическую реакцию. Например, насыщенные углеводороды химически более стабильны и плавятся при более высоких температурах, чем ненасыщенные. Простым способом понять, состоит масло из насыщенных или ненасыщенных жирных кислот, служит проверка его состояния при комнатной температуре – жидкое оно или твердое. Например, оливковое масло жидкое, как и большинство растительных масел, оно богато ненасыщенными жирными кислотами, а кокосовое и сливочное масла, содержащие много насыщенных жирных кислот, – твердые. Маргарин – случай особый, потому что его производят, промышленным образом превращая ненасыщенные жирные кислоты и насыщенные посредством процесса «гидрогенизации», применяемого для изготовления так называемых гидрогенизированных жиров.