Хімія на кухні  

Хімія на кухні
Міцне місце в нашому побуті займає тепер хімія. Вона пере білизну і чистить кухонне начиння, фарбує стіни і доводить до блиску підлоги, обновляє килими й одяг і допомагає доглядати за рослинами. Але ж усе це – звільнення від багатьох турбот, заощаджені години, які можна присвятити улюбленій справі чи відпочинку. Товари побутової хімії стають усе більш популярними, розширюються області їхнього застосування, росте річний обсяг їхнього виробництва.
Говорячи про те, що робить хімія для нашої зручності роботи на кухні, необхідно насамперед віддати данину полімерам. Їх роль у сучасному житті просто неможливо переоцінити. Давайте заглянемо в сучасну квартиру. Тут усе, починаючи із синтетичного дверного дзвоника і блискучої білої дверної ручки, і, кінчаючи пластмасовими плитами і кольоровим огородженням зі склопластику на балконі, зв'язане з ними. На підлогах — синтетичні килими, на вікнах — портьєри із синтетичної тканини. На кухні — стіл і табуретки з полімерів, холодильник зі стінками з органічного скла, пластмасовий посуд і багато чого іншого.
Кожній господарці приємно, коли на кухні в неї все блищить. Віддавна для миття посуду використовують кальциновану соду (Na2CO3). Але кальцинована сода дуже потрібна промисловості, а для побутових нестатків хіміки запропонували інші препарати, що одержують усе більше визнання. Наприклад, один з них — порошок «Трона». Його виробляє Слов'янське виробниче об'єднання «Химпром». До складу «Трони» входять та ж кальцинована сода і сода харчова (NaHCO3). Вона чудово очищує кухонне начиння та водночас є кращим засобом для зм'якшення води при пранні бавовняних тканин. Порошок цей не залишає подряпин на поверхні скла і порцеляни, він не містить добавок, що шкідливо впливають на шкіру й організм людини. Однак останнім часом ринок заполонили порошкові і гелеві синтетичні органічні миючі засоби, що належать, як правило, до групи детергентів. Такими є, наприклад, «Bref», «Domestos» і «Fairy».
Крім цього хімія допомагає нам видаляти шумовиння зі стінок каструль та чайників, чистити вироби з металів, без неї не можна обійтися при митті ванн і раковин.
Наприклад, для видалення шумовиння, промисловість побутової хімії випускає спеціальний засіб – «Адипинка». Порошок розчиняють у гарячій воді і розчин заливають у ємність, що очищається. І через дві години шумовиння наче й не було. Препарат для видалення шумовиння випускає Северодонецьке виробниче об'єднання «Азот».


Щавлева кислота


Щавлева кислота Н2С2О4 дійсно була спочатку отримана з зелених листів щавлю. Але там вона міститься у вигляді калієвої солі — оксалату калію: К2С2О4. Крім щавлю, солі цієї кислоти містять і шпинат, і ревінь, і конюшина, і навіть помідори. Шведський хімік Карл Шееле в 1784 році встановив, що невідома речовина, раніше виділена із соку щавлю і лісової травички кислиці («заячої капусти») німецьким хіміком і аптекарем Иоганном Виглебом, — це кислота, і дав їй назву «щавлева».
У молекулі щавлевої кислоти дві карбоксильні групи, її формулу можна зобразити так: НООС-СООН. Виходить, щавлева кислота двухосновна. Ця кислота середньої сили.
Щавлева кислота утворює білі кристали, добре розчинні в гарячій воді і схожі на цукор (раніш у неї була ще назва «цукрова сіль»). Але зовнішній вигляд оманний: кислота ця досить отрутна. Якщо її одержують кристалізацією з водяного розчину, то звичайно в осад випадає гідрат наступного складу: Н2С2О4 • 2 Н2О.
Для чого потрібна в господарстві ця кислота? Більш за все вона використовується при фарбуванні тканин, там її застосовують як протравлення, що створює кисле середовище.
Щавлева кислота є в складі багатьох препаратів побутової хімії, що призначені для видалення іржі з металевих чи емальованих поверхонь. Справа в тім, що оксалати-іони С2О42– утворюють безбарвні, міцні і добре розчинні комплекси з катіонами заліза.


Лимонна кислота


Лимонна кислота міститься не тільки в лимонах, але й у земляниці, смородині, ананасах та інших фруктах, а також у молоці та в крові. Лимонна кислота — трьохосновна. Формула її така: (НООССН2)2С(ОН)СООН. Солі лимонної кислоти називаються цитратами.
Лимонна кислота утворює великі безбарвні і прозорі кристали, розчинні у воді, в етиловому спирті. На смак вона дуже кисла.
Найчастіше лимонну кислоту використовують як смакову речовину, щоб додати потрібний смак напоям чи кондитерським виробам.
Ще одне застосування лимонної кислоти придумав німецький хімік Юстус Либих. «Порошок Либиха» застосовувався дуже широко для готування житнього тіста. До його складу входить харчова (питна) сода — гідрокарбонат натрію NaHCO3 і лимонна кислота. Дія цього порошку, як і інших замінників дріжджів, полягала в тому, щоб при легкому нагріванні виділявся газоподібний диоксид вуглецю, що розпушує тісто:





Можна використовувати лимонну кислоту так само, як щавлеву, — для виведення плям від чорнила й іржі на білизні (треба тільки приготувати з неї кашку) та металевих поверхнях. Солі — цитрати заліза — теж безбарвні, міцні і добре розчинні у воді.
Цукор


Сахароза (бурячний чи очеретяний цукор) С12Н22О11 являє собою безбарвну кристалічну речовину з температурою плавління 160˚С. Добре розчиняється у воді. У значній кількості міститься в цукровому буряку й у стеблах цукрового очерету, а також у багатьох плодах і овочах. Одержують сахарозу з цукрового буряка чи цукрового очерету. Сахароза не дає реакцій, характерних для альдегідів (серебрянного дзеркала) і не є відновлювачем.
Сахароза має праве обертання площини коливань поляризованого променя. При гідролізі, наприклад, при нагріванні з водяним розчином кислоти, сахароза розпадається на α,D-глюкозу і β,D-фруктозу, що у молекулі сахарози з'єднані кисневим містком за рахунок обох глікозидних гідроксилів.
Майже немає жодної людини у світі, яка б не знала що таке цукор (сахароза) та навіщо він потрібен. Цукор знаходить надзвичайно широке застосування в харчовій промисловості і, насамперед, у виробництві кондитерських виробів.
Цукор грає дуже важливу роль у працездатності і здоров'ї людини. Це пояснюється тим, що глюкоза, яка входить до складу молекули сахарози, є центральним метаболітом більшості біохімічних реакцій, котрі відбуваються в організмі людини.


Синтетична їжа


Одержання нашої їжі тісно пов'язано з хімічними перетвореннями речовин. Академік А.Н. Бах писав, що виробництво печеного хліба — найважливіше хімічне виробництво у світі.
Сучасна їжа одержує близько 2500 нехарчових добавок – ароматичні речовини, згущувачи, піноутворювачи, консерванти, антисептики. Більшість з них дають хіміки. Це складні ефіри, кислоти, солі. З незапам'ятних часів до ковбаси додають нітрати. Без них вона буде сірою, непривабливою. Один з компонентів запаху сиру — фенілоцтова кислота (C6H6–CH2–COOH). Цукор має білий колір завдяки синьці.
Консерванти у виробництві їжі пригнічують дію шкідливих організмів. Так, при переробці фруктів і ягід використовується універсальний консервант – сірчистий ангідрид ( діоксид сірки SO2). Для стерилізації консервів застосовують сорбінову кислоту (2,4-гексадієнова кислота: CH3CH=CHCH=CHCOOH). Очищення олії ведуть за допомогою лугів. А при витягу олії з насіння застосовують бензин (суміш вуглеводнів різної будівлі з довжиною ланцюга переважно C4–C12). Синтетичними барвниками підфарбовують харчові продукти. Звичайно, усі добавки до їжі проходять ретельну перевірку.
Поки основну їжу людині дає Земля — рослинний і тваринний світ, але цілком можливо, що швидке суперництво з природною їжею почне синтетична.
На думку А.Н. Несміянова, біологи повинні вишукувати білки у своїй області, хіміки — у своїй. Білок у харчовому тракті розпадається на амінокислоти, з яких він побудований. А амінокислоти можна одержувати синтетичним шляхом, зокрема з метану. Є й інший шлях одержання білка — із дріжджів. Дріжджі роблять білок із сільськогосподарської сировини, з парафінів нафти.
Дріжджові організми ростуть дуже швидко, приблизно через кожні п'ять годин їх вага подвоюється, а це значить, що вони синтезують білок у кілька тисяч разів швидше, ніж тварини. Кілограм нафти може дати кілограм дріжджів.
Глибоко переконаний у безмежних можливостях науки, Д.І. Менделєєв писав: «...Еще возможно, что из угля, с его по­мощью сделают, произведут питательные вещества, потому что в угле все для этого начала содержатся». Це дало привід деяким сучасникам Менделєєва вважати його фантазером і мрійником. Але не пройшло і півстоліття, як хіміки навчилися виготовляти з продуктів переробки вугля штучні жири.
Наприкінці другої світової війни німецькі хіміки одержали з вугілля, води і повітря замінник вершкової олії. І по зовнішньому вигляді, і по запаху, і по смаку вона була схожа на звичайну олію, яка зовсім не псувалася. Але виявилась шкідливою. Справа в тім, що одержати зовсім чистими вихідні речовини — жирні кислоти — не вдалося. Звідси і виникла небезпека застосування таких недосконалих продуктів.
Виробництво кормового білка на основі вуглеводнів нафти чи вугілля зв'язано з мікробіологічним процесом. Він заснований на використанні мікроорганізмів. Людство почало використовувати мікроорганізми для одержання сиру, хлібного тіста, вина й інших продуктів ще тисячі років тому. Але таємниці світу мікроорганізмів цілком не розкриті дотепер.
Здатність мікроорганізмів окислювати вуглеводні нафти була доведена в 1925 році нашим співвітчизником мікробіологом і фізіологом рослин В.О. Таусоном. Зараз гігантська синтетична енергія мікроорганізмів широко використовується для виробництва кормового білка. Він призначений для тваринництва. Але якщо дріжджовий білок у присутності спеціальних ферментів піддати гідролізу, то отриманий гідролизат, що містить суміш амінокислот, може бути основою для кулінарії.
Амінокислоти синтезуються у світі десятками тисяч тонн. З них отримані вже перші зразки синтетичної їжі.
Наприклад, із синтетичного білка виготовляють штучне м'ясо. Білок роздрібнюють у розчиннику і для формування ниток під тиском пропускають через багатоканальний мундштук. Тонкі волокна, що утворилися, опускають у спеціальний розчин, в якому відбувається коагуляція, згортання. Потім продукт змішують із тваринним чи рослинним жиром, додають йому потрібний смак і колір. І, нарешті, використовуючи яєчний білок, волокна при підвищеній температурі з'єднують у грудку. При цьому одержують не сиру, а уже зварену «яловичину», «свинину», «птаха» і навіть «рибу». Штучне м'ясо можна різати, сушити, консервувати.
Аналогічним способом виготовляють штучні макарони, сири. Дріжджі, отримані мікробіологічним шляхом з вуглеводнів нафти, вже випробувані при випічці хліба і виробництві сосисок. Створені синтетичні рисові та гречані крупи. Вони містять білка в три рази більше природних круп.
Шлях синтетичній їжі відкритий. Безсумнівно, її значення в харчуванні людей буде зростати.