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

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.