Автор Тема: Химия и пища  (Прочитано 8178 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Николай Григорьевич Зуб

  • Administrator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 30 793
  • Репутация: +156/-0
  • Пол: Мужской
    • E-mail
Химия и пища
« : Сентября 12, 2015, 18:58 »
Много веков прошло с тех пор, как человек научился получать и применять огонь, готовить хлеб и вино, окрашивать ткани, выплавлять металлы из руд… Двести с лишним лет тому назад М. В. Ломоносов в своем знаменитом «Слове о пользе химии» специально обращал внимание на то, «сколько в приготовлении приятных пищей и напитков химия нам способствует». По давно установившейся традиции технологию пищевых производств относят к химической технологии. В XVIII веке молекулы веществ, получаемых химиками, состояли самое большее из 10—15 атомов. Это были довольно несложные «постройки» селитры, соды, кислот. В начале XIX века «строительная» техника химиков позволила делать уже «многоэтажные» молекулы — красителей, лекарств, взрывчатых веществ. Это были «постройки» уже из 100 атомов и более.
После того как А. М Бутлеров создал теорию строения вещества, а Д. И Менделеев дал таблицу элементов — этих '«строительных» материалов химии — у химиков открылись неограниченные возможности для возведения «сооружений» особой сложности.
Все это еще более сблизило пути развития химии и пищевых производств. В этой главе мы не будем говорить о роли химии, в частности биологической химии в процессах питания и обмена веществ. Оставим в стороне и вопрос о роли химии в сельском хозяйстве. Мы только приведем несколько примеров того, как неразрывно, нога в ногу шагают химия и пищевая технология, расскажем о некоторых любопытных химических добавках к пище, о чудесах и секретах химического синтеза пищевых продуктов. В отличие от других разделов химической технологии органических веществ, особенность пищевой технологии заключается в том, что во всех ее отраслях наиболее широко применяются биологические катализаторы — ферменты. Виноделие, спиртокурение, пивоварение, производство уксуса, простокваши, соления, квашения и прежде всего хлебопечение основаны на процессах ферментации.
Академик А. И. Бах сказал: «Производство печеного хлеба — величайшее химическое производство в мире…». В чем, собственно, химизм хлебопечения? Это превращение крахмала в сахар путем так называемого ферментативного гидролиза и затем сбраживание полученного сахара, В производстве ржаного хлеба наряду со спиртовым брожением происходит и молочнокислое брожение, в результате которого хлеб и приобретает специфический кислый привкус и аромат. Характерный запах ржаной хлебной корки ощущается благодаря присутствию изовалерианового альдегида, получающегося при брожении ржаного теста. Соление огурцов и помидоров, квашение капусты и перца основаны также на процессах молочнокислого брожения. На сложных химических процессах основана выработка патоки, целого ряда витаминов, пищевых кислот, душистых веществ.
Следует сказать, что в упомянутых процессах добавление непищевых средств выполняет как бы преходящую роль. Они способствуют преобразованию вещества, его выделению, кристаллизации или очистке, но сами почти никогда в его состав не входят. Пожалуй, многие из вас даже и не подозревают, что в производстве сахара, например, принимают участие известь и углекислый газ, а в производстве соков и вина принимает участие сернистый ангидрид.
В последние годы в капиталистических странах в области производства продуктов питания все шире практикуется включение в пищу химических (непищевых) добавок. С точки зрения наших специалистов, за рубежом этим часто злоупотребляют.
http://sigaretty.ru/knigi/2/16-1.html

Оффлайн Олег

  • Moderator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 7 208
  • Репутация: +0/-0
  • Пол: Мужской
Re: Химия и пища
« Ответ #1 : Сентября 12, 2015, 21:15 »
Регулярно публикуемые страшилки, наводят на несведущих ужас одним только словом "химия".


Тем не менее, эти перепуганные, сами активно используют такие более или менее очищенные химические вещества, как хлорид натрия (поваренная соль) и сахароза (тростниковый сахар).
А некоторые еще и осваивают химическое производство на дому, устраивая примитивные химические реакторы для ферментативного гидролиза сахарозы и не менее примитивные перегонные кубы для отгона получившегося этилового спирта, который и употребляют с немалым удовольствием. :)

Оффлайн Сергей Заикин

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 5 908
  • Репутация: +0/-0
Re: Химия и пища
« Ответ #2 : Сентября 13, 2015, 08:21 »
В начале XIX века «строительная» техника химиков позволила делать уже «многоэтажные» молекулы — красителей, лекарств, взрывчатых веществ. Это были «постройки» уже из 100 атомов и более.
После того как А. М Бутлеров создал теорию строения вещества, а Д. И Менделеев дал таблицу элементов — этих '«строительных» материалов химии — у химиков открылись неограниченные возможности для возведения «сооружений» особой сложности.


В отличие от других разделов химической технологии органических веществ, особенность пищевой технологии заключается в том, что во всех ее отраслях наиболее широко применяются биологические катализаторы — ферменты. Виноделие, спиртокурение, пивоварение, производство уксуса, простокваши, соления, квашения и прежде всего хлебопечение основаны на процессах ферментации.



Ферменты не являются пищей, они лишь помогают разлагать пищу на отдельные молекулы.


Цитировать
Открытие ферментов произошло в 1814 году, благодаря превращению [/size]крахмала[/color][/size] в сахар. Такое превращение случилось в результате воздействия фермента амилазы, выделенного из проростков ячменя.[/size]В 1836 году был открыт фермент, названный в последствии пепсином. Он вырабатывается в нашем желудке самостоятельно, и при помощи соляной кислоты активно расщепляет белки. Пепсин активно используется и в сыроварении. А в дрожжевой трансформации спиртовое брожение вызывает фермент под названием зимаза.По химической структуре ферменты относятся к классу белков. Это биокатализаторы, осуществляющие превращение веществ в организме. Ферменты по своему назначению делятся на 6 групп: лиазы, гидролазы, оксидоредуктазы, трансферазы, изомеразы и лигазы.В 1926 году энзимы были впервые выделены из живых клеток и получены в кристаллическом виде. Таким образом, появилась возможность использовать их в составе медицинских препаратов для улучшения способности организма к перевариванию пищи.Сегодня науке известно большое количество всевозможных ферментов, некоторые из которых выпускаются фармацевтической промышленностью в качестве медикаментов и БАДов.Большой востребованностью сегодня пользуется панкреатин, извлекаемый из поджелудочной железы крупного рогатого скота, бромелайн (ананасовый энзим), папаин, полученный их экзотического фрукта папайи. А в жирных продуктах растительного происхождения, например, в авокадо, и в поджелудочной железе животных и человека содержится фермент липаза, участвующий в расщеплении жиров.

Источник - http://edaplus.info/food-components/enzymes.html


В общем виде соотношение между пищей и химией (вынесенное в заголовок), на мой взгляд, выглядит следующим образом.
Пища это материал, который перерабатывается в процессе пищеварения.
Ферменты это "средства производства", используемые организмом для расщепления веществ, составляющих пищу, на отдельные молекулы.
Химия это наука о веществах, их составе и строении, их свойствах, зависящих от состава и строения, их превращениях, ведущих к изменению состава.
Соотносить пищу с наукой представляется бессмысленным, видимо, автор заметки под "химией" имел в виду продукт искусственного происхождения (продукт химической промышленности). Если так, то проблему логично переименовать на - "естественная и искусственная пища". Или что-то в этом роде.
Хотелось бы получить разъяснение автора заметки, какую проблему он предлагает к обсуждению.

Оффлайн Олег

  • Moderator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 7 208
  • Репутация: +0/-0
  • Пол: Мужской
Re: Химия и пища
« Ответ #3 : Сентября 13, 2015, 10:56 »

Ферменты это "средства производства", используемые организмом для расщепления веществ, составляющих пищу, на отдельные молекулы.
Молекула белка и так является отдельной молекулой, поэтому вся фраза не имеет смысла.
Правильно так: ферменты способствуют химическим реакциям расщепления сложных молекул пищи на более простые, которые могут всасываться в ЖКТ.

Оффлайн Arkadiy

  • Moderator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 26 587
  • Репутация: +0/-0
  • Пол: Мужской
  • к.т.н. (органическая химия) Профессор РАЕ
Re: Химия и пища
« Ответ #4 : Сентября 13, 2015, 11:15 »
Обычная кастрюля или сковородка - тоже химический реактор, в котором происходят различные химические реакции, типа денатурация и гидролиз белков, окисление жиров, деструкция углеводов. Повышенная температура  способствует ускорению всех реакции, в том числе и катализируемых ферментами.
 Всё это приводит к тому, что пища, прошедшая тепловую обработку становится легче и полнее усваиваемой, при этом происходит ее стерилизация, что делает пищу безопасной, так как такая  термообработка убивает всю микрофлору и в том числе патогенную.
« Последнее редактирование: Сентября 13, 2015, 11:22 от Arkadiy »

Оффлайн Сергей Заикин

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 5 908
  • Репутация: +0/-0
Re: Химия и пища
« Ответ #5 : Сентября 13, 2015, 13:59 »
Обычная кастрюля или сковородка - тоже химический реактор, в котором происходят различные химические реакции
И тем более в самом ЖКТ происходят многочисленные химические реакции.
Непонятно, что имел в виду Николай Зуб, делая такой заголовок "Химия и пища".

Оффлайн Олег

  • Moderator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 7 208
  • Репутация: +0/-0
  • Пол: Мужской
Re: Химия и пища
« Ответ #6 : Сентября 13, 2015, 14:26 »
Обычная кастрюля или сковородка - тоже химический реактор, в котором происходят различные химические реакции
И тем более в самом ЖКТ происходят многочисленные химические реакции.
Непонятно, что имел в виду Николай Зуб, делая такой заголовок "Химия и пища".
Возможно, Николай почитал про "молекулярную кухню".

Оффлайн Сергей Заикин

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 5 908
  • Репутация: +0/-0
Re: Химия и пища
« Ответ #7 : Сентября 13, 2015, 15:09 »

Ферменты это "средства производства", используемые организмом для расщепления веществ, составляющих пищу, на отдельные молекулы.
Молекула белка и так является отдельной молекулой, поэтому вся фраза не имеет смысла.
Правильно так: ферменты способствуют химическим реакциям расщепления сложных молекул пищи на более простые, которые могут всасываться в ЖКТ.
Если Вы не поняли смысла моей фразы, то это не значит, что у нее нет смысла.
Ферменты это именно "средства производства", "инструмент", "станок", с помощью которого организм расщепляет пищу на отдельные молекулы. Можно эту же фразу сказать не на политэкономическом языке, а на компьютерном. Белки выполняют роль "процессора" - осуществителя некоего процесса, или некой функции.
В организме человека, например, насчитывается порядка 5 миллионов типов белков и практически каждый из них выполняет свою функцию. Для сравнения, в современных компьютерах насчитывается всего порядка 150 типов команд (функций), а если убрать дублирующие, то останется около 30-ти оригинальных функций.


В Вашей фразе, претендующей на правильность, ферменты способствуют химическим реакциям, однако вряд ли химические реакции можно считать объектами, обладающими хоть какими-то элементами субъектности. Такими объектами, обладающими в живых организмах зачатками субъектности как раз и становятся белки, в частности ферменты. Белки как раз и являются теми "демонами Максвелла" или "гомункулусами", которые непосредственно осуществляют все химические, логические, электрические и прочие процессы в организме.
В организме же все процессы управляемые, вот белки и становятся "управляющими" низшего звена.

Оффлайн Олег

  • Moderator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 7 208
  • Репутация: +0/-0
  • Пол: Мужской
Re: Химия и пища
« Ответ #8 : Сентября 13, 2015, 16:03 »

Ферменты это "средства производства", используемые организмом для расщепления веществ, составляющих пищу, на отдельные молекулы.
Молекула белка и так является отдельной молекулой, поэтому вся фраза не имеет смысла.
Правильно так: ферменты способствуют химическим реакциям расщепления сложных молекул пищи на более простые, которые могут всасываться в ЖКТ.
Если Вы не поняли смысла моей фразы, то это не значит, что у нее нет смысла.
Ферменты это именно "средства производства", "инструмент", "станок", с помощью которого организм расщепляет пищу на отдельные молекулы. Можно эту же фразу сказать не на политэкономическом языке, а на компьютерном. Белки выполняют роль "процессора" - осуществителя некоего процесса, или некой функции.
В организме человека, например, насчитывается порядка 5 миллионов типов белков и практически каждый из них выполняет свою функцию. Для сравнения, в современных компьютерах насчитывается всего порядка 150 типов команд (функций), а если убрать дублирующие, то останется около 30-ти оригинальных функций.


В Вашей фразе, претендующей на правильность, ферменты способствуют химическим реакциям, однако вряд ли химические реакции можно считать объектами, обладающими хоть какими-то элементами субъектности. Такими объектами, обладающими в живых организмах зачатками субъектности как раз и становятся белки, в частности ферменты. Белки как раз и являются теми "демонами Максвелла" или "гомункулусами", которые непосредственно осуществляют все химические, логические, электрические и прочие процессы в организме.
В организме же все процессы управляемые, вот белки и становятся "управляющими" низшего звена.

Заикин, ну что можно сделать с тем, что вы не понимаете химию?

Роль фермента/энзима/катализатора - понизить потенциальный барьер реакции. Это означает, что ускорятся как минимум две реакции - прямая и обратная.

С инструментами так не получается - молотком можно разбить камень, но нельзя склеить, фрезой можно срезать металл, но нельзя нарастить, сверлом можно сделать дырку, но нельзя залепить.
Это касается и всех остальных реакций при участии белков, которые вы называете "процессорами". Возможно в непонимании этого и кроется причина того, что ищут какую-то негэгтропию в живом, которой там нет, и говорят о каких-то "демонах Максвелла", которых там тоже нет.


Вас наверное очень удивит, но те же ферменты есть не только в желудке, но и во всех частях организма. И если вам надо переделать келлоидный рубец в нормальную ткань не за многие годы, а за недели, то надо уколоть рядом лидазу.

Оффлайн Arkadiy

  • Moderator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 26 587
  • Репутация: +0/-0
  • Пол: Мужской
  • к.т.н. (органическая химия) Профессор РАЕ
Re: Химия и пища
« Ответ #9 : Сентября 13, 2015, 22:24 »
Обычная кастрюля или сковородка - тоже химический реактор, в котором происходят различные химические реакции
И тем более в самом ЖКТ происходят многочисленные химические реакции.
Непонятно, что имел в виду Николай Зуб, делая такой заголовок "Химия и пища".
Реакции проходят везде и в ЖКТ и дальше в тканях организма. В ЖКТ крупные молекулы белков, жиры, сахара, расщепляются на более простые - аминокислоты, короткие пептиды, жирные кислоты, моносахариды, которые могут всасываются через стенки кишечника и желудка и попадают в кровь.
Дальше кровь разносит эти вещества по тканям и клеткам организма, где тоже реакции проходят, как дальнейшего расщепления , так и синтеза новых веществ, присущих конкретному организму

Оффлайн Сергей Заикин

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 5 908
  • Репутация: +0/-0
Re: Химия и пища
« Ответ #10 : Сентября 14, 2015, 07:01 »

Роль фермента/энзима/катализатора - понизить потенциальный барьер реакции. Это означает, что ускорятся как минимум две реакции - прямая и обратная.

В организма нет барьеров в прямом смысле этого слова. Также как нет и "демонов", "инструментов" и прочих объектов. Все это метафоры из обыденного языка, которые позволяют понять суть происходящих процессов.
К Вашей метафоре есть вопросы. Что конкретно понижают энзимы? Какой физический параметр? Как энзимы это делают?


Для своей метафоры поясню - энзимы являются инструментом, поскольку они отрывают часть одной молекулы, переносят эту часть в пространстве и присоединяют к другой молекуле для дальнейшей транспортировке или для дальнейшего преобразования.
Химическая реакция, если говорить простым языком - это отделение либо соединение частей молекул либо атомов. В живом организме эти отделения и присоединения организованные, управляемые, а это значит, что должны быть какие-то объекты, которые осуществляют происходящее отделение и присоединение молекул. Этими объектами являются тоже молекулы, больше просто некому. Молекулы, которые осуществляют отделение, транспортировку, присоединение других молекул, логично назвать инструментом.

Оффлайн Сергей Заикин

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 5 908
  • Репутация: +0/-0
Re: Химия и пища
« Ответ #11 : Сентября 14, 2015, 07:13 »

Реакции проходят везде и в ЖКТ и дальше в тканях организма. В ЖКТ крупные молекулы белков, жиры, сахара, расщепляются на более простые - аминокислоты, короткие пептиды, жирные кислоты, моносахариды, которые могут всасываются через стенки кишечника и желудка и попадают в кровь.
Дальше кровь разносит эти вещества по тканям и клеткам организма, где тоже реакции проходят, как дальнейшего расщепления , так и синтеза новых веществ, присущих конкретному организму
Совершенно верно - в живом организме постоянно идут химические реакции, которые представляют собой отделение молекул и их частей в одном месте, транспортировку и присоединение их в другом месте и к другим молекулам. 
Вещество пищи разделяется на простые молекулы, которые разносятся по всему организму и используются организмом как строительный материал для построения своих молекул, клеток, тканей и органов.
Все это происходит организовано, управляемо, каждая молекула строится индивидуально.
В отличие от химических реакций, происходящих в неживой природе или пробирке химика.

Оффлайн Олег

  • Moderator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 7 208
  • Репутация: +0/-0
  • Пол: Мужской
Re: Химия и пища
« Ответ #12 : Сентября 14, 2015, 08:08 »

Роль фермента/энзима/катализатора - понизить потенциальный барьер реакции. Это означает, что ускорятся как минимум две реакции - прямая и обратная.

В организма нет барьеров в прямом смысле этого слова. Также как нет и "демонов", "инструментов" и прочих объектов. Все это метафоры из обыденного языка, которые позволяют понять суть происходящих процессов.
К Вашей метафоре есть вопросы. Что конкретно понижают энзимы? Какой физический параметр? Как энзимы это делают?

У меня написано про потенциальный барьер реакции, а не организма. Не заметили?
Конкретно этот барьер и понижают энзимы. Способы разные, но в общем случае - это образование промежуточного соединения у которого нужная функциональная группа или разрываемая связь становится более доступной геометрически и/или энергетически (что и есть понижение потенциального барьера). После протекания целевой реакции энзим отделяется от промежуточное соединение и готов вступить в реакцию со следующей молекулой.

Цитировать
Для своей метафоры поясню - энзимы являются инструментом, поскольку они отрывают часть одной молекулы, переносят эту часть в пространстве и присоединяют к другой молекуле для дальнейшей транспортировке или для дальнейшего преобразования.
Химическая реакция, если говорить простым языком - это отделение либо соединение частей молекул либо атомов. В живом организме эти отделения и присоединения организованные, управляемые, а это значит, что должны быть какие-то объекты, которые осуществляют происходящее отделение и присоединение молекул. Этими объектами являются тоже молекулы, больше просто некому. Молекулы, которые осуществляют отделение, транспортировку, присоединение других молекул, логично назвать инструментом.

"Отрывают, переносят и присоединяют" - это тоже метафоры. И делают это не энзимы, а разные РНК. Впрочем, это не важно. Главное, что все это не делается целенаправленно, а происходит по обычным химическим законам, то есть хаотически.

Оффлайн Олег

  • Moderator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 7 208
  • Репутация: +0/-0
  • Пол: Мужской
Re: Химия и пища
« Ответ #13 : Сентября 14, 2015, 08:11 »
Все это происходит организовано, управляемо, каждая молекула строится индивидуально.
В отличие от химических реакций, происходящих в неживой природе или пробирке химика.


Вам это только кажется. На самом деле организованности в росте организма не больше, чем в росте снежинки. То есть нет вовсе. Есть химические законы.

Оффлайн Сергей Заикин

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 5 908
  • Репутация: +0/-0
Re: Химия и пища
« Ответ #14 : Сентября 14, 2015, 08:45 »
У меня написано про потенциальный барьер реакции, а не организма. Не заметили?
Конкретно этот барьер и понижают энзимы. Способы разные, но в общем случае - это образование промежуточного соединения у которого нужная функциональная группа или разрываемая связь становится более доступной геометрически и/или энергетически (что и есть понижение потенциального барьера). После протекания целевой реакции энзим отделяется от промежуточное соединение и готов вступить в реакцию со следующей молекулой.

"Отрывают, переносят и присоединяют" - это тоже метафоры. И делают это не энзимы, а разные РНК. Впрочем, это не важно. Главное, что все это не делается целенаправленно, а происходит по обычным химическим законам, то есть хаотически.
Ваша метафора - "барьер" - фактически осталась не объясненной. Вы просто перешли на мои метафоры (разрывают, отделяют, транспортируют, соединяют и т.д.), что вполне объяснимо, поскольку именно эти процессы и происходят в ходе химических реакций.
Если Вы все же хотите пояснить свою метафору "барьер", то в деталях изложите, что такое "связь", "доступная энергетически", и чем она отличается от "разрываемой связи"?