Загадки современной химии. Правда и домыслы

В 1992 году я еще раз слушал Полинга. После того, как Полинг признался в том, что страдает раком предстательной железы, какая-то смелая душа робко спросила, почему же 18 граммов витамина С в сутки не уберегли его от рака. Не задумавшись ни на секунду, девяностодвухлетний Полинг отпарировал, что, если бы не принимал витамин, то рак давно свел бы его в могилу. Кто будет спорить?

Опьяняющая наука вина

Я очень хорошо наловчился превращать воду в вино. Стоит налить бесцветный раствор сульфата железа в бокал, на дне которого лежит немного тиоцианата калия, как жидкость в бокале тотчас окрашивается в рубиновый цвет, превращаясь в «вино». Это интересная демонстрация образования кроваво-красного комплекса между ионами железа и тиоцианата. Но эта химия не идет ни в какое сравнение с интереснейшими химическими процессами образования настоящего вина.

Я не энофил. Честно говоря, я не получаю большого удовольствия от пригубливания вина, но я искренне нахожу пьянящей науку виноделия. Насколько же сложна эта наука! Мы пытаемся постичь детали брожения, второго старейшего процесса, обузданного людьми (первым был огонь) в течение тысяч лет. Но он упрямо отказывается делиться с нами всеми своими тайнами. Вот что нам известно о брожении. Виноградины – это маленькие химические фабрики, которые используют двуокись углерода воздуха и питательные вещества почвы для производства целого множества сахаров, кислот и многочисленных «полифенолов». Кроме того, виноградины – это очень гостеприимная среда для плесеней и бактерий, обитающих в воздухе и в земле. Для того, чтобы сделать вино, надо просто раздавить виноград, позволить находящейся в нем плесени превратить сахара в спирт, а затем дать жидкости отстояться некоторое время, в течение которого бактерии выделяют ферменты, катализирующие водоворот реакций, превращающих составные части винограда в тысячи соединений, которые, в конечном счете, определяют аромат и вкус вина. Хранят вино в дубовых бочках, и сложность букета усиливается веществами, экстрагируемыми из древесины.

Так как состав винограда зависит от разнообразия семян, качества почвы, интенсивности солнечного освещения, количества осадков, средней температуры воздуха, длительности вызревания и даже от географической широты, на которой растет виноград, разнообразие вина даже теоретически можно считать бесконечным. Имеют значение самые мелкие различия. Например, если виноград растет в тени, а не на открытом солнце, то в нем может увеличиться содержание 3-изобутил-2-метоксипиразина, вещества, придающего вину неприятный вкус, напоминающий вкус стручкового перца. Эту проблему можно решить, подстригая листья, чтобы они не загораживали гроздья винограда от солнца.

Любая попытка понять сложности производства вина для того, чтобы улучшить его качество, должна с самого начала основываться на понимании того, какие вещества отвечают за вкус и аромат вина. Для этого надо иметь хорошую химическую лабораторию и чувствительный вкус. Для начала вино пропускают через хроматографическую колонку, заряженную различными сорбентами, которые, находясь на разных уровнях колонки, по-разному связывают фракции вина, которые затем поступают в коллектор в разное время. Фракции подвергают качественному и количественному анализу с помощью масс-спектрометрии и ядерного магнитного резонанса. Эти методы позволяют выявить молекулярное строение выделенных фракций.

Группа ученых технологического университета в Мюнхене под руководством специалиста по химии пищевых продуктов Томаса Хофмана подвергла такому анализу одно итальянское вино, а затем опытные дегустаторы оценили вкус различных фракций. Выяснилось, что вкус вина определяют около сорока пяти соединений, а аромат – тридцать летучих веществ. Исследователи пришли к выводу о том, что существуют около шестидесяти основных молекул, определяющих аромат и вкус. Если смешать эти соединения в нужных пропорциях, то можно получить вкус и аромат практически любого вина. Разница в концентрациях этих компонентов заставляет одно вино иметь вкус мерло, а другое – вкус каберне совиньона.

Калифорнийское предприятие «Ава-Вайнери» исследует возможность использования собранной информации для производства синтетического вина без винограда. Идея заключается в том, что смешивание нужных химических соединений в правильных пропорциях позволит избавиться от дорогостоящего процесса выращивания винограда и брожения сока. Как и следовало ожидать, эта новость вызвала ярость любителей вина, которые пришли в ужас от самой мысли о синтетическом вине, запах которого описывают, как запах «надувной акулы в плавательном бассейне», а послевкусие, как «привкус старого пластикового пакета».