Тайная жизнь домашних микробов: все о бактериях, грибках и вирусах

Есть один параметр, которым мы до сих пор пренебрегали, – я о показателе рН, выражаемом одним числом от 0 до 14. Понять его, к сожалению, не очень просто, но он чрезвычайно важен, ибо указывает на качество жидкости: кислотная она или щелочная. Знаете что, давайте сейчас немного позанимаемся химией, а потом вернемся к нашей теме.

Итак, вы, конечно, знаете, что молекула воды называется Н₂О. В переводе с химического это означает, что молекула состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода и выглядит примерно так: Н – О – Н.

В стакане с водопроводной водой в плотном взаимодействии друг с другом находится огромное количество таких молекул, они и образуют жидкость. Однако атомы в молекуле воды стремятся разъединиться между собой, причем специфическим образом: на Н⁺ и ОН^—. Плюс и минус означают здесь электрический заряд, и заряженные таким образом частицы называются ионами. Вообще-то разнозаряженные частицы друг к другу притягиваются (и, значит, должны снова и снова образовывать молекулу Н₂О), но ионы очень непостоянны и все время мечутся туда и обратно… если в стакане воды ионы Н⁺ и ОН^— находятся в равном количестве, то мы говорим, что рН там нейтральное. Значение рН в таком случае будет 7. Пожалуйста, не спрашивайте почему, это на самом деле сложно, и если я вам сейчас начну объяснять, то вы заскучаете, отложите книгу в сторону и потом никому ее не порекомендуете, а издательство будет мной недовольно. Давайте лучше добавим в воду кислоты и посмотрим, что из этого выйдет.

Очень простая с химической точки зрения соляная кислота[12] (HCl), состоящая из одного атома водорода и еще одного атома – хлора (Cl). Такая молекула тоже делится, подобно молекуле воды, но не на Н⁺ и ОН^—, а, соответственно, на Н⁺ и Cl^—. Смотрите-ка, химия не такая уж сложная штука, вполне даже все логично…

Предположим, у нас в стакане воды поначалу было 100 молекул воды (на самом деле значительно больше, но давайте разберемся на маленьких числах, с большими мы запутаемся). Если мы теперь в воду добавим, скажем, 10 молекул соляной кислоты HCl, у нас получится следующая ситуация: в стакане будет 10 ионов Cl^— (но они нас пока не интересуют, поскольку показатель рН отражает лишь соотношение между ионами ОН^— и ионами Н⁺), 100 ионов ОН^— (это прежнее количество) и – вы следите за подсчетами? – в общей сложности 110 ионов Н⁺! Когда ионов Н⁺ больше, чем ионов ОН^—, показатель рН меньше семи, и тогда мы говорим – это кислая среда.

Итак, кислота – это вещество, насыщающее воду ионами Н⁺. А что же тогда есть щелочь? Очень просто. Это вещество, которое делает, так сказать, наоборот, то есть добавляет в воду ионы ОН^—. Если в воде ионов ОН^— больше, чем ионов Н⁺, то среда будет называться щелочной. Теперь с этим можно немного поиграть: давайте добавим в нашу уже ставшую кислотной воду 10 молекул какой-нибудь щелочи, например едкого натра (NaOH). Тут мне уже не надо пояснять, что его молекула распадается на ион натрия Na⁺ и ион ОН^—? И мы можем снова рассчитать, что получится: теперь у нас 110 ионов Н⁺ и 110 ионов ОН^—, то есть одинаковое количество. Жидкость опять стала нейтральной, и, следовательно, показатель рН снова 7. Что у нас еще есть? 10 ионов Na⁺ и 10 ионов Cl^—, соединяясь, дают NaCl, больше известный в обиходе как поваренная соль. То есть смешивая такие две, в сущности, опасные субстанции, как соляная кислота и едкий натр, мы их обоюдно нейтрализуем и получаем безвредную смесь. На что только химия не способна!

Но вернемся к значению рН и консервированию. Многие бактерии предпочитают нейтральную среду; если среда, в которой они растут, становится слишком кислотной или слишком щелочной, они умирают. Плесневые грибы выживают при несколько более низких значениях рН, что может быть вам известно, если вы когда-нибудь находили на кухонной полке лимон (у него рН от 2 до 3 единиц) с зеленовато-белесым слоем плесени. Это интересный нюанс: лимоны не гниют – тогда бы бактерии разлагались, – а плесневеют. Получается, что добавление в продукт кислоты будет сдерживать рост микроорганизмов и, следовательно, порчу продукта, что и используется в маринованных огурцах и селедке! А можно обойтись и меньшими усилиями: использовать (хорошие) микроорганизмы, которым «позволено» быть в белокочанной капусте или в молоке. Они сами образуют кислоты (в данном случае молочную кислоту). Этот метод применяют для таких облагораживаемых микроорганизмами блюд, как кислая капуста и йогурт – это их и подкисляет, и заодно предохраняет от порчи, ведь потенциальные «возбудители» порчи плохо переносят кислую среду. Консервация такого рода – это химия или биология? Ответ на этот вопрос оставляю на ваше усмотрение.