Этилен

Этилен

Жители Британских островов, как известно, увлекающиеся люди. Поставив в своё время пол мира под свой контроль, они не забывали и о простых радостях жизни. О яблоках, например. В середине-конце 19 века и начале 20го яблочная селекция достигла своего пика, но для знатока селекция и сорта – это не единственное разнообразие. Быть знатоком – это не только хрустеть любимым сортом и знать парочку других, но и для каждого сорта наблюдать развитие вкуса и текстуры яблока в процессе его созревания и хранения. Мы часто не задумываемся, что фрукт – это живой организм со сложной биохимией и со своими гормонами. Даже фрукт уже сорванный с растения. Один из простейших гормонов по строению, один из самых важных и поэтому самых изученных – это гормон созревания растений этилен (C₂H₄). Этилен – главный помощник всей фруктовой дистрибьюции. Вы собираете бананы пока они ещё твёрдые и легко транспортируемые, но зелёные, вяжущие и несъедобные в сыром виде, отправляете их за десять тысяч километров в любую точку мира. Дальше либо ждёте пока под действием естественно выделяемого гормона созревания они дозреют, станут мягкими и ароматными, либо если вам нужно продать их прямо сейчас создаёте искусственно этиленовую атмосферу.

Этилен (этен по ИЮПАК)

Этилен, на самом деле, это растительный гормон с широким действием, он регулирует рост растения, опадание листвы, раскрытие цветка. Но интересен он для нас именно как гормон созревания фруктов.

Фрукты – это единственная еда, которая и задумывалась природой как еда. Это способ растения распространять свои семена по широкой территории. Но только при условии, что фрукт будет съеден распространителями в тот момент, когда семена уже готовы прорасти. И растение это регулирует с помощью созревания. Биохимия этого процесса сложна, но проявляется очевидно. Изменение цвета за счёт распада хлорофилла до цветных пигментов антоцианов и каротеноидов, распад безвкусных полисахаридов до сладких сахаров, накопление ароматических соединений, распад пектинов клеточных стенок с наблюдаемым размягчением фрукта.

В широкой группе растений данные процессы могут происходить во фрукте даже после того, как он был сорван с растения и прекратился доступ питательных веществ. В этих фруктах уже достаточно накопилось исходных веществ, чтобы запустить созревание. И это созревание вызывается гормоном этиленом. В научной литературе такие фрукты называются климактерическими, это яблоки, бананы, помидоры и т.д.

Для другой группы фруктов созревание возможно только на ветке при доступе к питательным веществам растения. Эта группа включает в себя ананасы, цитрусовые. После съема они уже не дозревают.

Этилен – это газ, невидимый, с очень слабым собственным запахом, поэтому в домашней обстановке процессы созревания выглядят немного мистично – вы кладёте банан на полку и ждёте неделю пока он дозреет, положите в закрытый пакет и ждать нужно меньше. Всё потому, что этилен работает по принципу положительной обратной связи – он выделяется самим фруктом и действует как гормон на этот же фрукт, бананы выделяют много этилена, в этом они почти чемпионы. При повреждениях, недостатке воды и других стрессах выделение этилена увеличивается. Говорят, что этот факт был известен еще в Древнем Египте, когда для созревания инжира несколько фруктов надрезались на ветках.
По химическому строению этилен – это простейший алкен и одно из самых распространённых химических веществ, вообще производимых в мире, конкурируя с серной кислотой. Конечно, не ради созревания фруктов. Например, как мономер полиэтилена. 

Капсаицин

Капсаицин

Возможно, он повышает концентрацию эндорфинов в мозгу, что приводит к приятному расслабленному чувству. Возможно, он вызывает потоотделение, дающее прохладу, что так необходимо в жарком климате. А может быть это просто привычка или даже эволюционная черта, выработавшаяся за много поколений сосуществования человека, микробов, быстро размножающихся в тропическом и субтропическом климате, и специй, помогающих человеку бороться с этими микробами. Скорее всего, все факторы верны, но всё равно любовь части человечества к капсаицину представляется довольно странной с биологической точки зрения. Капсаицин – алкалоид, содержащийся в чили-перце, группе растений рода Capsicum, вещество с явно выраженным раздражающим действием на слизистые рта и носа (и других слизистых).

Действие этого алкалоида направлено на млекопитающих, он содержится в плоде растения, семена которого распространяются птицами. Птицы, поедая фрукт, не перемалывают семена. Семена, пройдя целыми через пищеварительный тракт птицы, имеют возможность прорасти вдали от материнского растения – что в конечном счёте и нужно чили. Млекопитающие же своими зубами иногда перемалывают семена, так что цель растения – не дать съесть себя млекопитающим и остаться привлекательным и безвредным для птиц. Растения, как известно, решают свои задачи химическим путём и в данном случае решение довольно необычное. В природе встречается оно нечасто, ещё одним известным примером, кроме капсаицина, является аллил изотиоционат – действующее вещество в растениях семейства Brassicacea – горчица, васаби. Решением растений стал относительно безвредный, но неприятный для врага механизм – воздействие через тепло-болевые рецепторы.

У млекопитающих температура внешней среды контролируется целой группой рецепторов, настроенных на разный диапазон температур. Один из типов рецепторов активируется при температуре выше 43°С. Тепловые рецепторы не совсем избирательны и при интенсивном воздействии они действуют как ноцицепторы, т.е. регистрируют боль. В итоге при длительном воздействии температуры выше 43°С чувствуются жжение, боль  и естественное желание избавить организм от этого воздействия.  Капсаицин является агонистом этого типа рецепторов, т.е. он, взаимодействуя с тепловыми рецепторами, вызывает такой же эффект, как и повышение температуры, читай – жжение и боль. Соответственно, животное стремится избегать воздействия этого вещества. При этом, капсаицин не является ядом и никаким образом не вредит при его употреблении внутрь Правда, с оговоркой – при интенсивном воздействии запускаются внутренние механизмы ответа организма, из-за своей интенсивности способные нанести вред самому организму.

Тепло-болевые рецепторы, на которые действует капсаицин, работают через группу ионных каналов TRPV (transient receptor potential vanilloid). 

Человек – млекопитающее, и механизм действия капсаицина абсолютно такой же. Человек не стремится изменить его действие каким-либо видом обработки – теплом, химическими превращениями. Нет, именно это жжение и даже боль, это то, что мы ищем от чили.

Здесь я хочу сделать несколько ремарок для честности. Во-первых, хотя описанное выше кажется довольно логичным, это всё-таки не вся правда, а, возможно, только маленькая часть правды. Возможно, более опасным врагом растения чили являются плесневые грибы и капсаицин является химическим оружием в первую очередь не против млекопитающих. Это не отменяет действия на тепловые рецепторы, но, возможно, это действие лишь побочный механизм для растения. Во-вторых, в растении содержится целая группа сходных веществ, проявляющих это свойство, шесть обнаружено на настоящий момент – капсаицин, дигидрокапсаицин, нордигидрокаспацин и т.д. Они имеют родственную химическую структуру и механизмы действия, но немного различаются по интенсивности. Есть упоминание, что они различаются и по типу жжения, но мне представляется это маловероятным, полагаю, что это тоже связано с интенсивностью.

Капсаицин

Говоря об интенсивности капсаицина нужно упомянуть шкалу Сковилла, в единицах которой измеряют жгучесть разных видов и сортов чили. И, как заведено в человеческом обществе, меряются у кого чили жгучее. Tекущий победитель Trinidad Moruga Scorpion. Шкала эта была придумана химиком Уилбером Сковиллом в начале 20 века основываясь на физиологическом тестировании испытуемыми разведённых образцов чили разной концентрации в сахарном растворе. Более поздние лабораторные методы определения концентрации капсаицина в целом подтвердили правильность оценок. Так вот, по этой шкале субъективное восприятие остроты Trinidad Moruga Scorpion в 30 раз сильнее, например, кайенского перца, а чистый капсаицин в 300 раз сильнее кайенского перца.

Известный факт употребления чили-перца – чем больше ты его употребляешь на регулярной основе, тем более острую пищу тебе хочется. Привыкание наступает как на физиологическом, так и на психологическом уровнях. Так что не бойтесь острой еды – она не принесёт вреда организму, а откроет ещё одну грань сенсорного восприятия. Пусть даже такую странную – через боль и жжение.

Лимонные ароматы

Лимонные ароматы

Какое растение вам представляется, когда заходит речь об аромате лимона?

Лимон -  Citrus limon, самый известный цитрус на нашем столе? Сок лимона или кожура?

А мне представляется лимонное сорго вида Cymbopogon citratus (другое название -  лемонграсс). На мой взгляд, у этой травы, хорошо известной по тайской кухне, наиболее пронзительный лимонный аромат, стабильный, без выраженных побочных нот. А аромат лимона (кожуры) содержит пряные, травяные, обще-цитрусовые и  иногда тимьяновые ноты, в зависимости от сорта.

Цитраль – терпеновый альдегид – ответственен за характерный лимонный аромат.

Как химическое вещество существует в двух пространственно-изомерных формах. В данном случае, это не оптическая изомерия, а другой тип – E-Z изомерия, связанная с расположением групп по отношению к двойной связи.

Разные изомеры цитраля пахнут немного по-разному, E-изомер, ещё называемый гераниаль, – это как раз пронзительный лимонный аромат, Z-изомер (нераль) – уже имеет сосновые и фруктовые ноты. Однако, в природе цитраль встречается в виде смеси изомеров и эти различия не так важны.

В лимонном сорго как раз цитраль составляет 70-80% эфирного масла. В лимоне цитраль содержится в малой концентрации, несколько процентов. Однако, как считается, именно цитраль отличает лимонный аромат от всех остальных цитрусовых. Основные компоненты аромата лимона – лимонен (R-изомер), бергамотен, пинен содержатся и в других цитрусовых – апельсине, мандарине.

цитраль

Так что, почувствовав яркий лимонный аромат, так популярный сейчас в качестве ароматизатора, знайте – это цитраль. Если, конечно, это не geranyl nitrile – искусственно синтезированный азотный аналог цитраля со схожим ароматом и с устойчивостью к действию мощных химических компонентов отбеливателя. Но это уже не про еду.

В литературе и интернете ещё часто упоминается цитронеллаль как обладающий лимонным ароматом. Цитронеллаль – главный компонент цитронеллы (Cymbopogon nardus) и один из главных компонентов каффир-лайма (Citrus hystrix) -  ещё одного столпа тайской кулинарии. Цитронеллаль имеет какие-то лимонные ноты, но отличия каффир-лайма и лемонграсса очевидны. Для меня это совершенно отдельный ароматический компонент – аромат каффир-лайма.  И совместное использование этих ароматизаторов в тайских блюдах подтверждает мою теорию.

цитронеллаль (S-изомер)