«Энциклопедия диеты: Трактат о вопросах питания, Том 1»

Существует предел количества любого вещества, которое может удерживаться в растворе при данной температуре.

Chemical meaning of solution

У студента, вероятно, возникнет вопрос, химически ли соединилось растворённое в воде вещество или оно просто смешалось. Растворение — это, по сути, процесс, занимающий промежуточное положение между смешиванием сухих веществ и образованием химических соединений. Химик считает, что вода не образует соединения с растворённым веществом, если он может путём выпаривания воды вернуть вещество в его первоначальную форму.

ВАЖНОСТЬ РАСТВОРЕНИЯ ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА ПО ПИТАНИЮ

Растворение очень важно при изучении продуктов питания и питания человека. Усвоены могут быть только те вещества, которые способны растворяться. Многие вещества, не растворяющиеся в чистой воде, растворяются в воде, содержащей другие растворённые компоненты. Кровь — это вода, содержащая множество растворённых веществ. Соли крови удерживают в растворе другие пищевые элементы, многие из которых не растворились бы, если бы кровь не содержала этих солей. Основная задача пищеварительных соков — перевести пищу в растворимую форму, чтобы она могла поступить в кровообращение путём всасывания; в противном случае она прошла бы через пищеварительный тракт практически без изменений.

Milk as an example of both "Solution" and "Mixture"

Мы должны научиться тщательно различать химическое растворение и простое смешивание веществ с водой. Хороший пример — молоко. Помимо воды, молоко содержит преимущественно жир, сахар и казеин. Сахар действительно растворён в воде. Жир и казеин представляют собой мелкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии. Если молоко постоит некоторое время, частицы жира поднимутся наверх в виде сливок. Если оно постоит достаточно долго, частицы казеина слипнутся и осядут на дно, оставив посередине воду с растворённым сахаром или сыворотку.

ВАЖНОСТЬ ВОДЫ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА

Proportion of water and solids in the human body

Вода, составляющая около шестидесяти шести процентов человеческого тела, является, безусловно, самым важным веществом в нём. Она составляет большую часть сыворотки крови, а также всех тканей и органов. Если бы нормальное человеческое тело весом 150 фунтов поместили в печь и тщательно высушили, осталось бы только около 50 фунтов твёрдого вещества, а всё остальное — вода. Доля воды в животных и растительных веществах также очень велика. Поскольку вода также является заметным фактором во всех продуктах питания — либо в химическом соединении, либо в растворе с другими механически смешанными элементами, — очевидно, что вода является важным фактором в науке о питании.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДЫ В ОРГАНИЗМЕ

Использование воды в организме можно грубо разделить на три группы:

1. Вода в небольших количествах входит в состав собственно химического состава тела.

Как мы заметим при обсуждении углеводов, вода химически соединяется с тростниковым сахаром, когда он переваривается и превращается в глюкозу. (См. Урок IV, «Тростниковый сахар», стр. 112).

2. Вода составляет часть тканей и действует как растворитель в жидкостях организма.

What blood carries in solution

В этой функции вода не изменяется химически, а лишь смешивается с другими веществами; так, кровь — это, по сути, вода с растворёнными в ней глюкозой, пептоном и т. д., несущая вместе с собой красные кровяные тельца и жировые глобулы.

3. Вода является важнейшим фактором в пищеварении, усвоении пищи и выведении отходов.

Drinking with meals

Поскольку тело почти на две трети состоит из воды, следует, что рацион должен состоять примерно на 66 процентов из влаги. Старая теория диетологов о том, что во время еды нельзя пить воду, основывалась на гипотезе, что вода разбавляет желудочный сок и что эта разбавленная форма желудочного сока ослабляет его пищеварительную способность. Практика доказала, что этот тезис неверен. Вода — великий универсальный растворитель, а соляная кислота желудка — лишь помощник в растворении или подготовке пищи к пищеварению.

Вода также является ценным агентом в выведении ядов из организма.

Value of water to blood

Обильное употребление воды поддерживает в крови необходимый уровень влаги, а избыток, выводимый через почки, уносит яды, которые в противном случае оставались бы в организме, нанося значительный вред здоровью. Поэтому мало опасности в том, чтобы пить слишком много чистой воды, но следует проявлять большую осторожность, чтобы она была чистой или, по крайней мере, свободной от извести и минеральных отложений. Лучшая вода — это чистая вода, свободная от всех минеральных веществ.

Если приём пищи состоит из водянистой пищи, такой как свежие овощи, салаты и т. д., то питьё воды становится ненужным; но если приём пищи состоит преимущественно из твёрдых продуктов, то следует выпить количество воды, достаточное для того, чтобы составить 66 процентов от общего объёма. Если воды выпито больше, чем необходимо для этой цели, излишек выйдет, и желудок удержит только необходимое количество; но если влаги недостаточно, желудок призывает на помощь избыток соляной кислоты, сила которой имеет тенденцию кристаллизовать атом крахмала (особенно крахмала злаков), тем самым вызывая образование «кровяного кристалла», который является одной из первопричин ревматизма, подагры, люмбаго, артериосклероза (затвердевания артерий) и всех расстройств, вызванных застоем в капиллярной и артериальной системах. Самое распространённое расстройство среди цивилизованных людей — брожение соляной кислоты. Обильное питьё воды во время еды — логичное средство от этого расстройства.

Надлежащее количество чистой, не содержащей минералов воды, принятое с пищей, во многом поможет устранить причины суперацидности и длинную череду недугов, которые следуют за этим расстройством. (См. «Таблицу», Урок I, стр. 9).

В этой работе я буду постоянно ссылаться на эти различные виды использования воды, особенно как растворителя (помощника пищеварению), а также как лечебного и исцеляющего средства.

Man's source of water

В последние несколько лет гигиенистами были выдвинуты теории о том, что человек должен получать запас воды исключительно из соков фруктов, а не пить грунтовые воды, загрязнённые минеральными веществами. Хотя может быть правдой, что вода в некоторых местностях, например в щелочных пустынях, непригодна для питья, автор считает, что пропагандисты теории о том, что человек — не пьющее животное, никогда не работали тяжёлый день в поле во время жатвы. В сухих ветрах западных равнин вода испаряется с поверхности тела со скоростью двенадцать или пятнадцать фунтов в день. Теория получения запаса воды исключительно из фруктов не выдержала бы проверки такими фактами.

АЗОТ И СОЕДИНЕНИЯ АЗОТА

Sources of nitrogen

Мы узнали, что воздух состоит преимущественно из кислорода и азота. Они не соединены так, как кислород и водород в воде, а просто смешаны, причём четыре пятых смеси составляет азот. Азот также встречается в природе в составе большого числа веществ. Он находится в нитратах, таких как селитра или нитрат калия (KNO3) и чилийская селитра или нитрат натрия (NaNO3). Он также встречается в форме аммиака, который является соединением азота и водорода с формулой NH3, и существует в этой форме в ограниченном количестве в воздухе. В большинстве продуктов питания, особенно животного происхождения, азот встречается в химическом соединении.

Properties of nitrogen

Азот — это бесцветный, безвкусный, не имеющий запаха газ, который не горит и не соединяется легко с кислородом или любым другим элементом, за исключением очень высоких температур, а также при формировании живых растений или в жизни животных. Подобно тому как азот не поддерживает горение, он также не поддерживает жизнь. Животное погибло бы, будучи запертым в резервуаре с азотом, не из-за каких-либо активных ядовитых свойств азота, а из-за отсутствия кислорода.

Compounds of nitrogen

Когда соединение, содержащее углерод, водород и азот, нагревают в закрытом сосуде, так что воздух исключён и оно не может гореть, азот выходит из соединения не как азот, а в сочетании с водородом, образуя аммиак. Почти все животные вещества содержат углерод, водород, кислород и азот, и многие из них выделяют аммиак при нагревании, как описано выше.

Why ammonia is used in making artificial ice

Аммиак записывается химиками как NH3, или одна часть азотного газа на три части водорода. Это бесцветный прозрачный газ с очень проникающим, характерным запахом. В концентрированной форме он вызывает удушье. Он лишь немногим более чем вдвое легче воздуха. Он легко переводится в жидкую форму под давлением и при охлаждении. Когда давление с сжиженного аммиака снимается, он очень быстро переходит обратно в газообразную форму, и при этом поглощает тепло. Исследователи воспользовались этими фактами и применяют жидкий аммиак в производстве искусственного льда.

Хотя воздух — это просто смесь кислорода и азота, это не доказывает, что эти два элемента не могут соединяться. На самом деле они соединяются в пяти различных пропорциях, образуя пять различных веществ. Они приведены ниже, чтобы проиллюстрировать, как из одних и тех же вещей можно сформировать разные вещества, просто комбинируя их в разных пропорциях. Этот пример также приводится для того, чтобы внушить практикующему врачу огромное значение дозирования питательных элементов в диете, чтобы пациент не был перекормлен одними элементами при недокорме другими. Абсолютно необходимо, чтобы знать, какой эффект вещество окажет в лаборатории или в организме, знать не только то, из чего оно состоит, но и с какими веществами и в каких пропорциях оно соединено.

Nitrous oxidN2O Nitric oxidNO or N2O2 Nitrogen trioxidN2O3 Nitrogen peroxidNO2 or N2O4 Nitrogen pentoxid N2O5

Чтобы дополнительно проиллюстрировать чудеса химических соединений, мы приводим свойства двух из этих соединений кислорода и азота:

Properties and uses of nitrous oxid

Закись азота (N2O) бесцветна, прозрачна и имеет слегка сладковатый вкус. При вдыхании она вызывает своего рода опьянение, которое проявляется в форме истерического смеха, поэтому её обычно называют «веселящим газом». При вдыхании в больших количествах она вызывает потерю сознания и нечувствительность к боли. Поэтому она используется во многих хирургических операциях, особенно стоматологами при удалении зубов.

Перекись азота (NO2) — это красновато-бурый газ. Он имеет крайне неприятный запах и очень ядовит.

Composition of nitric acid

В результате окисления азот животных веществ превращается в азотную кислоту (HNO3). Более того, безмолвное, непрерывное действие мельчайших живых организмов в клетке всегда стремится превратить отходы жизнедеятельности животных в соединения, близкие к азотной кислоте. Эта кислота, как показывает её химическая формула, образуется путём соединения трёх элементов, которые мы только что изучили, а именно: водорода, азота и кислорода. Чистая азотная кислота — это бесцветная жидкость. При воздействии воздуха она выделяет бесцветные раздражающие пары. Концентрированная азотная кислота бурно воздействует на многие вещества, особенно животного и растительного происхождения, разлагая их очень быстро. Азотная кислота обжигает плоть, разъедает одежду, разрушает древесину и растворяет металлы. Это одно из самых активных химических веществ.

Соединения азота, встречающиеся в пище, очень многочисленны и имеют сложный состав. Они будут обсуждаться в Уроках III и IV, на страницах 99 и 125 соответственно.

ХЛОР

Sources of chlorin

Хлор, хотя и широко распространён в природе, не встречается в очень больших количествах по сравнению с кислородом и водородом. Он находится главным образом в соединении с элементом натрием, в виде поваренной соли или хлорида натрия, который обозначается символом NaCl.

Properties of chlorin

Хлор — это зеленовато-жёлтый газ. Он имеет неприятный запах и воздействует на проходы горла и носа, вызывая раздражение и воспаление. Возникающее ощущение очень похоже на простуду. При вдыхании в концентрированной форме, то есть не разбавленным большим количеством воздуха, он вызвал бы смерть. Он намного тяжелее воздуха, легко соединяется с другими веществами и обладает свойством отбеливания или разрушения цветов.

СОЛЯНАЯ КИСЛОТА

Подобно тому как водород горит в воздухе, он горит и в хлоре. Горение водорода в воздухе или кислороде — это, как мы видели, просто соединение водорода и кислорода, продуктом которого является вода в форме пара, а потому невидимая. Когда водород горит в хлоре, действие состоит в соединении двух газов, продуктом которого является соляная кислота (HCl), образующая облака в воздухе. Два газа, водород и хлор, можно смешать и оставить стоять вместе на неопределённое время в темноте, и никакой реакции не произойдёт. Если же смесь поместить в комнату, освещённую солнцем, но где солнце не светит прямо на неё, соединение происходит постепенно; но если позволить солнцу светить прямо на смесь в течение мгновения, происходит взрыв, что является результатом соединения двух газов. Тот же результат может быть вызван поднесением пламени или искры к смеси. В этом случае свет вызывает химическое действие. Искусство фотографии зависит от того факта, что свет обладает способностью вызывать химические изменения.

Importance and preparation of hydrochloric acid

Я рассмотрю здесь соляную кислоту несколько подробнее, потому что она очень важна в пищеварении, являясь основной жидкостью, составляющей желудочный сок. Соляная кислота всегда производится путём обработки поваренной соли (страдающим от кислотного брожения следует исключить употребление соли и соды) при высокой температуре серной кислотой. Этот продукт выделяется в виде газа, который, растворяясь в воде, образует соляную кислоту, при этом в результате процесса остаётся сульфат натрия. Химик описывает происходящее действие, записывая так называемое химическое уравнение следующим образом:

2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2HCl (Хлорид натрия + Серная кислота = Сульфат натрия + Соляная кислота)

Читатель заметит, что справа от знака «=» столько же частей каждого элемента, сколько и слева. Две части поваренной соли дают по две части натрия (Na) и хлора (Cl). Натрий появляется как Na в сульфате натрия, а хлор как Cl в двух частях соляной кислоты.

Этот метод выражения химического действия с помощью таких уравнений может поначалу несколько сбивать с толку тех, кто не изучал химию, но лучше, чтобы все такие лица ознакомились с ними, чтобы они могли получить дополнительную пользу от понимания общих терминов химии.

Соляная кислота отдаёт свой водород при контакте с определёнными металлами, такими как железо, цинк и т. д., и принимает эти металлические элементы вместо водорода. Так, цинк и соляная кислота дают хлорид цинка и водород.

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 (Цинк + Соляная кислота = Хлорид цинка + Водород)

КИСЛОТЫ, ОСНОВАНИЯ, НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ, СОЛИ

Мы уже обсудили ряд веществ, называемых кислотами. Необходимо выяснить, почему химики называют их кислотами. Что общего, например, между тяжёлой маслянистой жидкостью — серной кислотой — и бесцветным газом — соляной кислотой? Невозможно понять природу их общих свойств, не изучив класс веществ, называемых щелочами или основаниями.

Кислоты и основания обладают способностью разрушать характерные свойства друг друга. Когда кислота вступает в контакт с основанием в надлежащих пропорциях, характерные свойства как кислоты, так и основания разрушаются. Говорят, что они нейтрализуют друг друга.

Наиболее распространёнными кислотами являются серная, соляная и азотная. Среди наиболее распространённых оснований — каустическая сода, едкое кали и известь. Удобный способ распознать, обладает ли вещество кислотными или основными свойствами, — это использование определённых изменений цвета. Лакмус — это красящее вещество, которое обычно имеет синий цвет. Если раствор, окрашенный лакмусом в синий цвет, обработать каплей или двумя кислоты, цвет изменится на красный. Если красный раствор обработать несколькими каплями раствора основания, синий цвет восстановится.

Многие вещества меняют цвет в зависимости от того, являются ли растворы, в которых они присутствуют, кислыми или щелочными. Настой краснокочанной капусты, например, меняет цвет при обработке кислотой и восстанавливает свой цвет при повторной обработке щелочью.

Formation of common salt

То, что происходит в химическом смысле в этом процессе нейтрализации, хорошо иллюстрируется образованием поваренной соли из соляной кислоты и каустической соды, также называемой гидроксидом натрия. Когда эти два вещества растворяются в воде и растворы смешиваются, химическое действие выглядит следующим образом:

HCl + NaOH = H2O + NaCl (Соляная кислота + Каустическая сода = Вода + Поваренная соль)

Сильная соляная кислота с её резким запахом и кислым вкусом и едкая щёлочь с её столь же характерными свойствами — оба исчезли, и на их месте мы находим не что иное, как поваренную соль, растворённую в воде. Другими очень распространёнными формами нейтрализации являются уксус (уксусная кислота C2H4O2) и сода, или кислое молоко (молочная кислота C3H6O3) и сода. Когда хлеб «кислый», мы имеем в виду, что не хватило соды для нейтрализации кислоты.

ПРИНЦИПЫ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ЩЕЛОЧЕЙ

Если бы мы провели много экспериментов по нейтрализации щелочей кислотами, мы бы открыли следующие общие правила:

1. Все кислоты содержат водород.

2. Все щелочи содержат кислород и водород в равных пропорциях.

3. Когда эти вещества реагируют, водород кислоты соединяется с водородом основания или щёлочи, образуя воду (H2O).

4. Металл основания всегда замещает водород кислоты.

2KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O (Гидроксид калия + Серная кислота = Сульфат калия + Вода)

(В приведённом выше уравнении калий (K) гидроксида калия замещает водород (H) в серной кислоте.)

5. Остальные элементы исходных соединений объединяются, образуя новое вещество, которое не является ни кислотой, ни щёлочью, но называется солью.

Здесь приведены названия нескольких распространённых кислот, оснований и солей, а также их химические формулы, так как многие из них будут важны при изучении этой работы.

Кислоты

HClHydrochloric (in gastric juice) HNO3Nitric H2SO4Sulfuric C2H4O2Acetic (vinegar) C6H8O7 Citric (lemon juice)

Основания

NaOHSodium hydroxid (caustic soda) KOHPotassium hydroxid (caustic potash) Ca(OH)2 Calcium hydroxid (slaked lime) NH4OHAmmonium hydroxid

(Аммиачный газ, растворённый в воде, образует эту щёлочь.) Уравнение для этого выглядит следующим образом:

NH3 + H2O = NH4OH (Аммиачный газ + Вода = Гидроксид аммония)

Соли

NaClSodium chlorid (table salt) KNO3Potassium nitrate (salt-peter) CuSO4Copper sulfate (blue vitriol) Ca3(PO4)2Calcium phosphate (normal) (The mineral of bones)

Фтор, бром, йод — эти три элемента во многих отношениях подобны хлору. Первый — газ, второй — тяжёлая красновато-бурая жидкость при обычной температуре, а третий — тёмное сероватое кристаллическое твёрдое вещество. Все эти элементы образуют кислоты точно так же, как хлор образует соляную кислоту. Эти кислоты образуют соли, и эти различные соли существуют в небольших количествах в организме человека.

Минеральная сера — этот элемент не имеет особого значения или пользы для организма, так как он нерастворим и не может быть переварен. Однако соединения серы многочисленны и важны. Серная кислота, иногда называемая купоросным маслом, является одним из самых активных известных химических веществ и особенно разрушительна для живых тканей, так как она соединяется с водой в ткани настолько быстро, что обугливает или сжигает её.

При сжигании серы на воздухе образуется диоксид серы (SO2), который используется для целей фумигации или уничтожения предполагаемых болезнетворных микробов. Этот SO2, растворённый в воде, даёт H2SO3 — сернистую кислоту. При окислении её добавляется ещё одна часть кислорода, образуя H2SO4. Все три этих соединения ядовиты и вредны.

Сероводород (H2S) — это ядовитый газ с неприятным запахом. Он образуется при разложении определённых пищевых веществ, таких как яйца. Иногда этот газ встречается при кишечном брожении.

Сероуглерод (CS2) широко используется для уничтожения насекомых. Соли серной кислоты, или сульфаты, довольно важны, и многие из них ядовиты. Глауберова соль (сульфат натрия Na2SO4) и английская соль (сульфат магния MgSO4) широко используются медицинской профессией в качестве слабительных. Эти яды заставляют кишечник действовать бурно в попытке выбросить раздражающие вещества.

Растительная сера в организме человека — я упомянул здесь ряд соединений серы, которые являются чужеродными или вредными для животной жизни. В удивительном контрасте с этим находится тот факт, что сера является важным компонентом человеческого тела и в определённых сложных соединениях с азотом и другими элементами образует мозг, нервы и многие другие ткани тела.

Фосфор — этот элемент полезен в производстве обычных спичек, потому что он обладает способностью воспламеняться от трения. Однако вещи, представляющие интерес для специалиста по питанию, — это соли фосфорной кислоты. Они в значительной степени входят в состав костей, а в некоторой степени — в нервы и другие органы тела.

Кремний — это элемент, который в соединении с кислородом составляет большую часть горных пород и песка твёрдой земли. Он образует раковину некоторых морских животных. В организме человека он содержится в зубах и костях в очень малых количествах.

Металлы — металлы при соединении с кислородом и водородом образуют основания почти всех веществ, изученных в этом уроке. Когда они взаимодействуют с кислотами, они образуют соли. Именно эти соли металлов представляют для нас наибольший интерес. Соли обычных металлов, таких как медь, олово, свинец и железо, не входят в состав человеческого тела, и многие из них являются решительно ядовитыми, особенно соли меди, свинца, ртути и мышьяка.

Importance of metals to digestive juices

Металлы, соли которых содержатся в организме, — это натрий, калий, кальций и магний. Эти металлы в своём элементарном состоянии редко встречаются вне химической лаборатории, но мы можем судить об их важности, если вспомним, что пищеварительные соки содержат эти металлы. Зубы и все костные вещества образованы из этих соединений, и способность всех жидкостей организма переносить пищевой материал в растворе зависит от определённого процента этих металлических солей. Изучение минералов или минеральных солей, содержащихся в пище, вместе с их использованием в организме, составляет важный подраздел химии питания.

Железо — железо упоминается отдельно от других металлов, потому что оно не только даёт соли, которые встречаются в небольших количествах в организме, но и потому, что, подобно сере, оно входит в состав сложных азотистых частей тела, образуя часть самой живой субстанции.

Iron in patent medicines

Это органическое железо, как его иногда называют, встречается главным образом в красных кровяных тельцах. Патентные лекарства, которые эксплуатируются из-за содержащегося в них железа, являются мошенничеством, насколько это касается питания организма. Популярный обман вызван общим убеждением, что все соединения, содержащие одни и те же элементы, одинаковы в своём использовании. Можно с таким же успехом проглотить железные опилки, как и пытаться построить красные кровяные тельца из минерального раствора железа.

УРОК III

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

УГЛЕРОД

В этом уроке я рассмотрю углерод и соединения углерода, которые являются основой всех продуктов питания и живой материи. Я уделю мало внимания теориям и техническим деталям, но обсужу предмет с научной и практической точек зрения.

Древесина, плоть и другие продукты растительной или животной жизни чернеют при нагревании до достаточно высокой температуры. Это почернение обусловлено присутствием углерода. Если такие вещества нагреваются при обильном доступе воздуха, углерод соединяется с кислородом и образует бесцветный газ; то есть углерод сгорает.

Sources of carbon

Основная форма, в которой углерод встречается в природе, — это соединение с другими элементами. Он встречается не только во всех живых существах, но и в их ископаемых остатках, как, например, в угле. Все продукты растительной жизни содержат углерод, водород и кислород. Среди наиболее распространённых из них — сахар, крахмал, древесина и т. д. Большинство продуктов животной жизни содержат углерод, водород, кислород и азот. Среди них — альбумин, фибрин, казеин и т. д.

Углерод встречается в атмосфере в форме диоксида углерода или углекислого газа. Он также находится в земле в форме солей угольной кислоты или карбонатов, таких как известняк, мрамор и мел.

Various forms of carbon

Чистый элемент, углерод, встречается в природе в форме алмазов, которые являются чистым кристаллизованным углеродом. Маленькие алмазы теперь производятся искусственно в электрических печах. Кристаллизованный углерод также встречается в природе в форме графита, из которого делают карандаши. Древесный уголь, сажа и кокс — это формы аморфного углерода, которые содержат очень малый процент примесей.

Properties of carbon

Несмотря на заметную разницу в их внешнем виде, различные формы углерода имеют некоторые общие свойства. Они нерастворимы во всех известных жидкостях. Они безвкусны, не имеют запаха и неплавки при обычной температуре. При нагревании без доступа воздуха они остаются неизменными, если только температура не очень высока, в этом случае они соединяются с кислородом и потребляются, образуя диоксид углерода.

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ УГЛЕРОДА

ДИОКСИД УГЛЕРОДА (CO2)

Основным соединением углерода и кислорода является диоксид углерода, часто называемый углекислым газом. Этот газ всегда присутствует в воздухе. Он выходит из земли во многих местах, особенно в окрестностях вулканов. Им естественным образом насыщены многие минеральные воды.

How carbon dioxid enters the air

Диоксид углерода постоянно образуется в результате многих естественных процессов. Каждое животное, которое дышит, выделяет диоксид углерода из своих лёгких. Этот газ также образуется всякий раз, когда сгорают обычные горючие материалы. Естественные процессы разложения как растительной, так и животной материи стремятся превратить содержащийся в них углерод в диоксид углерода, который выбрасывается и поглощается воздухом. Процесс спиртового брожения и подобные процессы также приводят к образованию этого газа. Когда фрукты созревают, падают и гниют, сахар, который содержат все фруктовые соки, превращается в спирт и диоксид углерода.

СВЯЗЬ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА С ЖИЗНЬЮ

Action of plants upon carbon dioxid

Диоксид углерода является важным фактором в жизненной активности земли. Листья растений поглощают диоксид углерода из воздуха, и с помощью химической активности зелёного красящего вещества, или хлорофилла, растение обладает способностью соединять диоксид углерода с водой и с минеральными солями, которые были поглощены из земли корнями растения. Солнечный свет необходим для этого действия, особенно при производстве крахмала.

Это образование пищевого материала в растениях путём соединения простых химических веществ, таких как диоксид углерода и вода, является одним из фундаментальных жизненных процессов. Животные не обладают этой способностью использовать простые или неорганические химические соединения, поэтому они должны принимать свои пищевые вещества в более сложных формах, которые были созданы силой солнечного света, действующего на растение.

The wonderful carbon cycle

Я уже объяснил, как диоксид углерода может попадать в воздух. Таким образом, мы видим, что диоксид углерода, который извлекается из воздуха в результате роста растений, постоянно восполняется в результате горения, и таким образом завершается «углеродный цикл». Это одна из самых прекрасных адаптаций в природе. Если бы растение не удаляло диоксид углерода из воздуха, он вскоре накопился бы в таких количествах, что стал бы вредным для жизни, и, с другой стороны, если бы этот газ не возвращался в воздух в результате горения, дыхания животных и разложения растений, растительный мир вскоре остался бы без диоксида углерода, который так же необходим для жизни растений, как кислород воздуха для жизни животных.

МОНООКСИД УГЛЕРОДА (CO)

Это соединение образуется, когда вещество, содержащее углерод, сгорает при недостаточном притоке воздуха, как, например, когда тяга частично перекрыта в печи.

Properties of carbon monoxid

Монооксид углерода — это бесцветный газ. Он горит синим пламенем, образуя диоксид углерода. Синее пламя, играющее над углями угольного огня, — это горящий монооксид углерода. Этот газ чрезвычайно ядовит. Диоксид углерода (CO2) не ядовит. Ядовитые свойства светильного газа обусловлены монооксидом углерода, который он содержит.

ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ УГЛЕРОДА

Соединения углерода, рассмотренные до сих пор, были упомянуты для иллюстрации нескольких более простых или неорганических форм углерода. Теперь мы начнём изучение органической химии, или соединений углерода, которые обычно встречаются только в растительных и животных веществах.

Combining power of carbon

Углерод обладает удивительными способностями к соединению с другими химическими элементами и может соединяться с одними и теми же элементами в тысячах различных пропорций. Это свойство углерода образовывать так много различных соединений считается одним из фундаментальных фактов химии, от которого зависит жизнь. Например:

Carbon and hydrogen compounds

Кислород может соединяться с водородом только в двух пропорциях — перекись водорода (H2O2) и вода (H2O), — в то время как углерод и водород могут соединяться более чем в сотне различных соединений. Более простыми из них являются ацетилен (C2H2) и болотный газ или метан (CH4), который является рудничным газом в шахтах.

Соединения, содержащие углерод, водород и кислород, исчисляются тысячами. Очень многие вещества, образующиеся в растениях, содержат эти три элемента, такие как фруктовые кислоты, спирт, сахар и жиры.

КЛАССИФИКАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ УГЛЕРОДА

В этой работе будут рассмотрены лишь несколько наиболее важных групп органических или образованных жизнью соединений углерода, а именно:

a) Углеводороды

b) Спирты

c) Глицерин

d) Альдегиды и эфиры

e) Органические кислоты

f) Углеводы

g) Жиры

a) УГЛЕВОДОРОДЫ

Uses of hydrocarbons in industrial chemistry

Углеводороды — это соединения двух элементов: углерода и водорода. Эти соединения очень важны в промышленной химии. Они встречаются в нефти, каменноугольной смоле и т. д., которые изначально образовались из разлагающихся и окаменевающих масс растений. Бензин, бензол, нафта, ацетилен, метан и т. д. — вот некоторые из промышленных форм, под которыми углеводороды известны в торговле.

Coal-tar products

Отрасли промышленности, основанные на химии этих углеводородов, очень сложны и интересны. Каменноугольная смола даёт путём повторной дистилляции и химической реакции тысячи соединений, многие из которых находят важное промышленное применение. Красители из каменноугольной смолы очень многочисленны и обладают удивительной красящей способностью. Они широко использовались при искусственном окрашивании промышленных продуктов питания. Федеральный закон о чистых продуктах питания пытался запретить это. Фактически, именно пагубное воздействие и широкое использование этих ядов стимулировали принятие «Закона о пищевых продуктах и лекарствах». Ещё одним интересным продуктом промышленности каменноугольной смолы является сахарин. Сахарин не имеет никакой пищевой ценности, но он в 280 раз слаще тростникового сахара и поэтому используется в качестве заменителя для подслащивания некоторых готовых продуктов питания.

b) СПИРТЫ

Varieties of alcohol

Для обычного ума термин «спирт» относится только к опьяняющему элементу в ликёрах. Для химика спирт имеет гораздо более широкое значение. Существует много разновидностей спиртов, из которых этиловый спирт (C2H5.HO), содержащийся в ликёрах, является лишь одним примером. Другой формой спирта, которая довольно хорошо известна, является древесный или метиловый спирт (CH3.OH).

Formation of higher alcohols

Существуют также высшие спирты, то есть те, которые имеют более сложные химические формулы, такие как бутиловый спирт. При брожении зерна или фруктов для получения спиртных напитков образуется небольшое количество различных высших спиртов. Эти высшие спирты более опьяняющие и более вредные для человеческого организма, чем этиловый спирт, и должны быть отделены от последнего путём тщательной дистилляции. Ядовитое свойство «зелёного» виски и дешёвых ликёров обычно обусловлено присутствием высших спиртов.

Спирт не существует в нормальных, свежих растительных или животных веществах, за исключением очень малых количеств. Он образуется из сахара путём брожения. Это брожение обусловлено микроскопическим дрожжевым грибком.

c) ГЛИЦЕРИН

Другой формой спирта является глицерин (C3H8O3). Он представляет особый интерес для химика-пищевика, потому что входит в состав всех жиров.

d) АЛЬДЕГИДЫ И ЭФИРЫ

How formed

Это соединения, содержащие углерод, водород и кислород, и они тесно связаны со спиртами. Фактически, они образуются из спиртов путём процесса окисления, поэтому содержат немного большую пропорцию кислорода, чем родственный спирт.

Uses of formaldehyde

Примером альдегида, с которым многие знакомы, является формальдегид, который используется в лабораториях для консервации животных тканей для препарирования. Этот формальдегид является очень сильным бактерицидным средством; то есть он ядовит для бактерий или микробов. По этой причине он используется как консервант молока — использование, которое запрещено «Законом о пищевых продуктах и лекарствах», потому что формальдегид также ядовит для человеческого организма.

Uses of ether

Этиловый эфир, который используется как анестетик или для вызова нечувствительности к боли, послужит иллюстрацией этой группы соединений. При анализе продуктов питания в химических лабораториях эфир обычно используется для растворения жиров.

e) ОРГАНИЧЕСКИЕ КИСЛОТЫ

Properties of organic acids

Следует помнить, что кислоты изучались во втором уроке. Было установлено, что общими свойствами кислот являются кислый вкус, способность соединяться со щелочами при образовании солей, и что все кислоты содержат водород. Эти же свойства, которые изучались во втором уроке в отношении минеральных кислот, таких как соляная и серная, применимы и к органическим кислотам. Однако органические кислоты как класс не такие сильные или активные, как минеральные кислоты.

Все органические кислоты являются соединениями углерода, водорода и кислорода, так же как спирты и эфиры, причём главное различие между этими соединениями и кислотами заключается в том, что кислоты содержат большую пропорцию кислорода. Одной из самых простых органических кислот является муравьиная кислота (HCO.OH). Эта кислота является активным началом в жале красного муравья, а также крапивы. Она вызывает волдыри при попадании на кожу.

Process of making acetic acid

Неочищенная уксусная кислота (C2H4O2) очень хорошо известна всем под названием уксус. Уксусную кислоту можно получить путём дистилляции древесины. Если бы её можно было производить достаточно дёшево, уксус, сделанный из древесины, был бы столь же полезным, как лучшие яблочные уксусы, но, поскольку это дорогой процесс производства, искушение фальсификатора продуктов питания состоит в том, чтобы сделать уксус из серной кислоты, которая намного дешевле мягкой уксусной кислоты, но намного вреднее при попадании в организм.

Муравьиная и уксусная кислоты являются примерами ряда органических кислот, известных как жирные кислоты. Другими членами ряда являются —

Propionic acid C3H6O2 Butyric "C4H8O2 Palmitic "C16H32O2 Stearic "C18H36O2

Process of making soap

Эти жирные кислоты очень важны для специалиста по питанию, так как они соединяются с глицерином, образуя жиры. При соединении со щелочами при определённой температуре они образуют мыло. Возможно, некоторые из наших старших студентов помнят мыловаренный котёл на ферме дома, в котором шкварки и другие жирные фрагменты животного варились с щёлоком или едким кали для получения домашнего мыла. Химическое действие, которое происходило, было соединением этих жирных кислот с едким кали или щёлоком. Глицерин высвобождался и оставался на дне котла в виде мягкого мыла. Ссылка на эти кислоты будет сделана снова в Уроке IV, где изучение жиров будет рассмотрено подробно. (См. «Жиры и масла» в Уроке IV, «Химия продуктов питания», стр. 122).

Oxalic acid

Существуют некоторые другие формы органических кислот, которые не относятся к жирному ряду; то есть они не содержат тех же общих пропорций углерода и водорода. Одной из них является щавелевая кислота (C2H2O4), которая встречается в некоторых растениях, таких как щавель, и является активным ядом. Щавелевая кислота используется в домашнем хозяйстве для удаления ржавчины с ткани.

Lactic, malic and tartaric acids

Молочная кислота (C3H6O3) — это кислота кислого молока. Яблочная кислота (C4H6O5) встречается во многих фруктах, таких как яблоки, абрикосы, смородина, груши, сливы, чернослив и т. д. Винная кислота (C4H6O6) встречается главным образом в винограде. Она является одним из составных элементов осадка, обнаруженного в винных бочках, и является активным началом в винном камне. Последний является калиевой солью винной кислоты.

Citric acid

Лимонная кислота (C6H8O7) — одна из самых важных органических кислот с точки зрения химика-пищевика. Она является активным началом цитрусовых, таких как грейпфруты, лимоны, лаймы, апельсины и т. д. Лимоны содержат до пяти процентов этой кислоты. Лимонная кислота часто используется для приготовления лимонада, и если используется чистая лимонная кислота, то произведённый продукт равен оригиналу, за исключением сентиментальной точки зрения обладания подлинным. Опасность заключается, как и в случае с фальсифицированным уксусом, в том, что у производителя может возникнуть искушение использовать более дешёвые минеральные кислоты вместо лимонной.

Другие вышеназванные группы органических соединений, которые образованы из трёх элементов: углерода, водорода и кислорода — (f) углеводы и (g) жиры — очень важны для химика-пищевика. Они будут рассмотрены подробно в Уроке IV. См. страницы 107–125.

ОРГАНИЧЕСКИЕ АЗОТИСТЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Если к трём элементам — углероду, водороду и кислороду — добавить элемент азот, это ещё больше увеличит число возможных соединений, которые могут быть сформированы на основе удивительного атома углерода. С этим дополнительным азотным фактором получается новое и особое качество.

The elements that make life possible

Главная характеристика элемента азота — легкость, с которой его соединения меняют свою химическую форму. Как выражаются химики, «соединения азота очень нестабильны». Почти все взрывчатые вещества являются азотистыми соединениями. Когда этот элемент, азот, соединяется с удивительным разнообразием соединений, образуемых углеродом, мы получаем не только огромное количество тесно связанных, но при этом различных веществ, но и соединения, которые легко переходят из одной формы в другую. С химической точки зрения, это те отличительные качества или условия, которые необходимы для того, чтобы сделать возможными жизненные процессы. Протоплазма, являющаяся основой всей жизни, образуется путем тесного смешивания ряда сложных химических соединений, главными элементами которых являются углерод, водород, кислород и азот.

Importance of nitrogenous compounds

Органические соединения, содержащие азот, очень многочисленны и весьма интересны. Поскольку все ткани и вещества животного организма содержат азот как необходимый элемент, мы можем понять, почему эта группа соединений имеет огромное значение для исследователя в области науки о питании.

Некоторые азотистые соединения, которые не являются доступными питательными веществами, и многие из которых ядовиты или вредны для жизни животных, будут рассмотрены в Уроке IX в разделе «Алкалоиды и наркотики». (См. том II, стр. 349.) Основные питательные вещества, а также протеиды или соединения, содержащие доступный пищевой азот, будут рассмотрены в Уроке IV.

УРОК IV

ХИМИЯ ПИЩИ

Four general classes of food

Химия углеродных соединений и общий состав растительных и животных веществ были обсуждены в Уроке III. Теперь мы готовы перейти к химии пищи. Химия пищевых веществ будет рассмотрена в рамках общепринятых разделов: углеводы, жиры, протеиды и минеральные соли. (См. «Классификация органических углеродных соединений», Урок III, стр. 89.)

Classes vs. groups of related compounds

В обычно публикуемых таблицах пищевой ценности и анализах вышеуказанные термины используются с минимальными пояснениями и воспринимаются обычным человеком с крайне скудным пониманием. Когда человек читает, что пища состоит из глюкозы, лимонной кислоты или глобулина, он, скорее всего, придет в замешательство, не будучи в состоянии понять, как пища в одном случае может называться состоящей из углеводов, протеидов и жиров, а в другом — из иных веществ. Объяснение заключается в том, что первая классификация относится не к конкретным химическим веществам, а к группам родственных соединений, обладающих общими свойствами.

The different methods of analyzing food

Существует еще один способ представления химического состава пищи, а именно — указание химических элементов, которые она содержит. Следует вспомнить, что связь между химическими элементами и химическими соединениями была объяснена в первом уроке. В качестве примера я возьму анализ молока. Сначала мы скажем, что молоко содержит определенный процент белков, углеводов и жиров. Затем мы могли бы сказать, что протеид молока частично состоит из казеина и частично из альбумина, и что альбумин содержит определенные проценты кислорода, серы и т. д.; также что основным углеводом в молоке является молочный сахар, который, в свою очередь, состоит из углерода, водорода и кислорода. Или же мы могли бы рассмотреть молоко как единое целое, не разделяя его на группы, и указать процентное содержание каждого химического элемента в молоке. Таким образом, углерод протеида, молочного сахара и жира рассматривался бы вместе, показывая определенный процент углерода в молоке в целом.

УГЛЕВОДЫ

Слово «углевод» означает «углерод, соединенный с водой»; то есть элемент углерод соединен с водородом и кислородом, которые присутствуют в углеводном соединении в той же пропорции, в какой они существуют в воде.

Углеводы тесно связаны химически с альдегидами и спиртами, насколько это касается их состава (см. «Альдегиды и эфиры», Урок III, стр. 93), но это не означает, что они оказывают одинаковое физиологическое воздействие на животный организм.

КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛЕВОДОВ

Углеводы делятся химиками на три класса, известные как

a Моносахариды

b Дисахариды

c Полисахариды

Основные подгруппы, встречающиеся в этих классах углеводных продуктов, приведены в следующей таблице, расположенной в порядке их важности:

MonosaccharidsDisaccharidsPolysaccharids 1 Glucose or grape-sugar1 Cane-sugar 1 Starch (formerly called dextrose) 2 Pentoses2 Maltose2 Glycogen (of which there are several) 3 Lactose3 Cellulose 3 Levulose 4 Gums 4 Galactose 5 Inulin

a МОНОСАХАРИДЫ

1 ГЛЮКОЗА ИЛИ ВИНОГРАДНЫЙ САХАР (C6H12O6)

Глюкоза или виноградный сахар — самый важный сахар, известный с точки зрения физиологической химии. Этот сахар в норме содержится в значительных количествах в крови человека и абсолютно необходим для жизненного процесса, что представляет собой забавный контраст с популярным представлением о термине «глюкоза» как о чем-то вредном или ядовитом.

Sources of glucose

Глюкоза содержится в меде и почти во всех фруктах, зернах и сладостях. (О «Сладостях» см. Урок VIII, том II, стр. 324). Она может поступать в организм человека непосредственно из таких фруктов или может образовываться в результате переваривания других углеводов.

Чистая глюкоза кристаллизуется и напоминает тростниковый сахар, но не такая сладкая. Глюкоза, продаваемая в торговле в виде сиропа, является продуктом, изготовленным из кукурузы или других крахмалов, и будет рассмотрена более подробно в разделе «Крахмал». (См. «Полисахариды», стр. 114).

2 ПЕНТОЗЫ (C5H10O5)

Sources of pentoses

Пентозы образуют группу сахаров, химическая формула которых содержит пять атомов углерода. Каждую отдельную пентозу химик мог бы изучить детально, но пентозы не представляют особого интереса для специалиста по науке о питании. Однако они существуют в грубых частях растений, таких как стебли и листья, и имеют значительное значение в кормлении животных. С точки зрения питания человека мы запомним, что углеводы зеленых растений содержат процент этих пентоз, но поскольку они никогда не извлекаются из растения отдельно, как другие сахара, мы должны рассматривать их физиологическое воздействие в конкретном растении, а не отдельно.

3 ЛЕВУЛОЗА (C6H12O6)

Это сахар-компаньон глюкозы, существующий во многих фруктах. Левулозу часто называют «фруктовым сахаром». Состав левулозы точно такой же, как у глюкозы, но атомы соединены по-разному.

Левулозу, для всех практических целей, можно считать эквивалентом глюкозы в организме человека. Она слаще глюкозы и больше напоминает тростниковый сахар.

4 ГАЛАКТОЗА (C6H12O6)

Галактоза, имеющая тот же состав, что и левулоза, является еще одним сахаром-компаньоном глюкозы и образуется при переваривании лактозы или молочного сахара.

b ДИСАХАРИДЫ

1 ТРОСТНИКОВЫЙ САХАР (C12H22O11)

Подобно тому, как существуют три моносахаридных сахара, каждый из которых содержит шесть атомов углерода, существуют и три дисахаридных сахара, каждый из которых содержит двенадцать атомов углерода. Первый из них — тростниковый сахар. В промышленных масштабах его производят либо из сахарного тростника, либо из сахарной свеклы, и он идентичен по химическому составу независимо от источника.

Тростниковый сахар при переваривании в организме человека или искусственным путем соединяется с водой и образует глюкозу и левулозу, как показано в следующем уравнении:

C12H22O11 + H2O = C6H12O6 + C6H12O6 Тростниковый сахар + Вода = Глюкоза + Левулоза

2 МАЛЬТОЗА (C12H22O11)

Maltose—how formed

Мальтоза — второй представитель группы дисахаридов, имеющий тот же состав, что и два других. Мальтоза получила свое название от солода. Она образуется из крахмала зерновых в процессе пищеварения, который может происходить в организме животного или в процессе соложения. Мальтозу, как и тростниковый сахар, можно далее расщепить до моносахаридных сахаров, но при таком переваривании, вместо образования двух отдельных простых сахаров, она полностью превращается в глюкозу.

Читатель теперь поймет значение терминов «моносахарид», «дисахарид» и «полисахарид». МОНО, что означает «один», — это простейшая форма углеводов. Дисахариды (ДИ, означающее «два») расщепляются, образуя два простых сахара. Полисахариды (ПОЛИ, означающее «много») — это сложные соединения, которые образуют много простых сахаров.

3 ЛАКТОЗА (C12H22O11)

Лактоза содержится в молоке и имеет ту же формулу, что и тростниковый сахар. Молоко содержит около пяти процентов этого сахара.

При переваривании лактоза соединяется с водой, как и тростниковый сахар, но вместо глюкозы и левулозы она дает глюкозу и галактозу.

c ПОЛИСАХАРИДЫ

1 КРАХМАЛ

Химическая формула крахмала и других полисахаридов записывается как (C6H10O5)n. Это означает, что пропорция элементов соответствует приведенным цифрам, но количество атомов, которые, как предполагается, соединены, во много раз больше пяти и точно не известно. Это чисто теоретический момент, не имеющий практического значения, за исключением того, что он показывает, что полисахарид способен перевариваться или расщепляться на множество простых углеводных соединений.

Sources of starch

Крахмал — самый распространенный из известных углеводов. Он является основным компонентом всех злаков и содержится в больших количествах в зеленых фруктах и клубнеплодных растениях. Крахмал встречается в виде мелких гранул, размер которых сильно варьируется в разных продуктах.

Potato starch

Картофель состоит преимущественно из крахмала и воды. Крахмальные зерна картофеля можно почти различить невооруженным глазом. Эти крахмальные гранулы — не атомы или молекулы в химическом смысле, а небольшие вместилища, в которых крахмал откладывался растущим растением. При варке или кипячении в воде эти крахмальные зерна разбухают, превращаясь в кашицеобразную, пастообразную или студенистую массу; при приготовлении на сухом жару, пока они не начинают коричневеть, они превращаются в соединение, относящееся к группе камедей, известное как декстрин.

Solubility of starch

Крахмал не растворяется в воде, как сахара. Если крахмал обработать пищеварительными соками, такими как слюна, или определенными кислотами, он проходит сложный процесс пищеварения, в котором сначала превращается в растворимый крахмал, затем в различные формы декстрина или камедей и, наконец, в мальтозу или солодовый сахар.

How corn-starch is changed into glucose

Кукурузный крахмал, обработанный слабой серной кислотой, превращается в глюкозу. Обычная глюкоза или кукурузный сироп не полностью превращаются в процессе этой обработки в чистую глюкозу, а содержат некоторое количество мальтозы и других камедеподобных соединений; следовательно, они не кристаллизуются и не гранулируются в чистый сахар. После того как кислота превратила крахмал в глюкозу, она (кислота) нейтрализуется щелочью. Таким образом образуется сырое соединение, которое оседает на дно резервуара и из которого можно легко отделить глюкозу. Коммерческая глюкоза в настоящее время очень широко используется в производстве различных пищевых продуктов, особенно кондитерских изделий. Чистая глюкоза — это полезный продукт питания, но существует некоторая опасность, что коммерческий продукт может (из-за небрежности при производстве или использования дешевой и нечистой кислоты) содержать различные минеральные яды. Правительственное тестирование глюкозы и аналогичных промышленных продуктов, по мнению автора, столь же необходимо, как и правительственная инспекция продуктов мясокомбинатов.

How starch is changed into maltose

Подобно тому, как глюкозу можно производить из крахмала, обработанного разбавленными кислотами, мальтозу можно получить, обрабатывая крахмал солодом. Пивоварение зависит от химических изменений, вызываемых в крахмале солодом. Для этой цели обычно используется ячмень. Ячмень проращивают в теплом влажном помещении, и начинается процесс переваривания крахмала, необходимый для роста молодых ростков ячменя. Это превращает крахмал в мальтозу. Пищеварительный принцип, развивающийся в ячменном солоде, можно использовать для соложения других злаков, смешивая их с пророщенным ячменем.

Maltose in foods

Если этот процесс соложения остановить в нужное время, а сахар растворить и извлечь, образуется продукт, состоящий преимущественно из сахара мальтозы. Это основа солодового экстракта, солодового меда и многих подобных продуктов, представленных на рынке, которые, как утверждают производители, обладают удивительными диетическими и лечебными свойствами.

2 ГЛИКОГЕН

Glycogen—how formed and where stored

Гликоген обычно называют животным крахмалом. Он существует в печени в небольших количествах. Все углеводы перевариваются в пищеварительном канале и всасываются в кровь в виде простых сахаров группы глюкозы. Когда эти сахара достигают печени, они снова превращаются в сложный углевод, очень похожий по составу на крахмал. Этот гликоген, или животный крахмал, хранится в печени до тех пор, пока организм не будет нуждаться в нем, после чего он превращается в глюкозу и возвращается в организм в виде энергии. (См. «Метаболизм углеводов», Урок VI, стр. 202).

3 ЦЕЛЛЮЛОЗА

Cellulose—its purpose, source, and importance

Целлюлоза, с точки зрения питания человека, не является пищевым продуктом, будучи нерастворимой в пищеварительных соках, но она очень важна для пищеварения и питания другими продуктами. Ее главная цель — возбуждать перистальтику желудка и кишечника. Все растительные продукты в своей естественной форме содержат некоторое количество целлюлозы, хотя процент ее очень мал в таких зерновых, как рис и ячмень. Отруби пшеницы или кукурузы — это преимущественно целлюлоза. Древесина почти чистая целлюлоза.

Целлюлоза может быть переварена сильными кислотами до простых углеводов, так же как и крахмал. Сахар можно производить из древесины или тряпья, но этот процесс пока слишком дорог для коммерческого применения. Некоторые из нас могут дожить до того времени, когда основная пища человечества будет производиться из древесных отходов и макулатуры. Бактерии обладают способностью переваривать целлюлозу. Бактериальное действие или ферментация в кишечнике человека может привести к перевариванию небольшого количества целлюлозы, но это количество не имеет значения с точки зрения питания.

4 КАМЕДИ

Камеди включают группу довольно сложных углеводов, которые являются промежуточными между крахмалами и сахарами. Из растений получают много разновидностей камедей, которые имеют различное коммерческое применение на рынке, например, гуммиарабик.

Я уже говорил об образовании декстрина из крахмала. Декстрин не обладает какими-либо особыми диетическими качествами, которых нет у крахмала. По сути, это крахмал, остановленный на промежуточной стадии пищеварения.

Pectins in fruits

Пектины — это группа камедеподобных веществ, обнаруженных во фруктах, особенно в зеленых фруктах, которые находятся в процессе превращения в сахар. Эти пектины составляют основу фруктовых желе. Зеленый виноград, как знает каждая хозяйка, дает лучшее желе, чем спелый. Это происходит потому, что пектины в спелом винограде превратились в сахар. Пектины во фруктах в большинстве случаев вполне полезны, хотя было бы разумнее употреблять все фрукты в зрелом состоянии, после того как Природа завершила свою работу.

5 ИНУЛИН

Инулин — это соединение, тесно связанное с крахмалом, и при переваривании кислотами дает левулозу, точно так же, как крахмал дает глюкозу. Он не представляет особого интереса для химика-пищевика, так как содержится в крахмале лишь в очень малых количествах и не имеет выраженной диетической ценности.

ЖИРЫ И МАСЛА

Composition and formation of fats and oils

Жиры и масла в пищевых продуктах, будь то растительного или животного происхождения, содержат элементы углерод, водород и кислород. Эти жиры образуются путем соединения жирных кислот с глицерином, который относится к группе спиртов. Конкретный жир, который образуется, берет свое название от кислоты, входящей в его состав; так, стеариновая кислота соединяется с глицерином, образуя жир стеарин.

В следующей таблице приведены названия нескольких наиболее распространенных жирных кислот и соответствующих им жиров:

Stearic acid ... ... Stearin Palmitic acid ... ...Palmitin Oleic acid ... ...Olein Butyric acid ... ...Butyrin

Distinction between tallow and lard

Жир из любого источника обычно содержит несколько таких химических соединений. Обычные животные жиры, такие как сало и свиной жир, образуются преимущественно из двух жиров — стеарина и олеина. Различные пропорции этих жиров определяют температуру плавления или твердость смешанного продукта. Олеин при обычной температуре является жидкостью, в то время как стеарин — твердым веществом. Причина, по которой сало является более твердым жиром, чем свиной жир или сливочное масло, заключается в том, что оно содержит больший процент стеарина.