Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay
  Все выпуски  

Алкоголь и человек: доступно о сложном


Ученые предлагают выпить за науку

gzt.ru,   АНДРЕА СЕЛЛА, специалист по неорганической химии университетского колледжа Лондона, МАРК БАЛЧИН

 

Что может увидеть человек, разглядывающий содержимое пивного бокала

В Лондоне начался Большой британский пивной фестиваль. Что представляет собой пиво с научной точки зрения? Какова его история? Этими вопросами задалась The Daily Telegraph и нашла ответы.

Человек, в одиночестве потягивающий пиво, всегда был любимой темой создателей комиксов и карикатур. Он сидит в баре (галстук съехал набок, пристальный взгляд обращен на дно кружки) и думает о судьбах человечества. Пристально изучая процессы, происходящие в кружке, вы столкнетесь с микрокосмом окружающей вас вселенной.

Дрожжи— друг человека

Может быть, собака и является лучшим другом человека, но у нас есть и другой друг, который сопровождал нас с не менее давних времен и, возможно, внес куда больший вклад в счастье и благосостояние людей, чем четвероногие братья. Этим загадочным другом являются дрожжи — saccharomyces cerevisiae. Они не столь приятны на ощупь, но благодаря обманчиво простому превращению сахаров в алкоголь и двуокись углерода между человеком и дрожжами возникли отношения, напоминающие симбиоз. Открытие ферментации, совершенное несколько тысячелетий назад, положило начало двум процессам, которые лежат в основе всего, что, с нашей точки зрения, делает человека человеком, — процессам выпечки и брожения.

Для многих людей, особенно в уюте домашней обстановки, процесс потребления пива начинается со знакомого звука открывающейся бутылки или банки.

Если быстро взглянуть внутрь бутылки, то можно заметить внутри маленькое облачко, которое исчезнет через несколько секунд. Это результат очень быстрой декомпрессии небольшого объема газа в горлышке бутылки. Поскольку все случается очень быстро, то нагревания, то есть передачи энергии, не происходит. А происходит то, что метеорологи называют адиабатическим охлаждением: температура падает ниже -30 градусов, что заставляет водяной пар внутри газа сконденсироваться.

Те, кто имел несчастье испытать взрывоподобную декомпрессию в самолете, знают о жутковатом облаке, появление которого сопровождается громким хлопком. Но в атмосфере Земли адиабатическое охлаждение происходит всякий раз, когда вверх поднимается теплый воздух. Газ расширяется, не нагревая при этом окружающий воздух, а затем охлаждается, создавая облака. Однако на небе, из-за того что процесс охлаждения идет очень медленно, вокруг крошечных частичек пыли, называемых центрами конденсации, начинается формирование капель воды — стадия нуклеации. В понимании этих процессов лежит ключ к тайнам климата на планете.

Но в бутылке нет частичек пыли — их давно уже смыло пиво. Образование капель — спонтанный процесс, вызванный резким падением температуры, однако облако все-таки вполне реально.

Как сохранить пузырек

Когда пиво наливают в стакан, сразу же образуются пузырьки и пена. Пиво, особенно светлое, газируется сильнее для растворения таких маленьких молекул. Дело в том, что происходит химическая реакция, в ходе которой СО2 взаимодействует с молекулами воды, в результате чего появляется слабая, но ощутимая на вкус углекислота. Ученый Джозеф Пристли показал, как в результате брожения получается двуокись углерода, от которой гаснет свеча и умирает мышь. Но он также признал утоляющие жажду качества воды, через которую пропущен углекислый газ. Однако присутствие этой слабой кислотности — факт, о котором нам всем стоит задуматься. Увеличение объема СО2 медленно, но верно повышает кислотность наших океанов, и это явление несет огромную угрозу для экосистем и цепочек питания морских обитателей.

До тех пор пока пиво остается в банке или бутылке, система находится в равновесии. Но когда давление падает, газ начинает выходить из жидкости в форме пузырьков.

За ними интересно наблюдать. В высоком стеклянном бокале (а еще лучше в глиняной немецкой пивной кружке) сразу становится заметно, что пузырьки поднимаются один за другим, целой колонной, создавая красивые волнистые линии на стенках бокала. И это не случайно. Бесконечно малый пузырек требует бесконечно большого давления. Этот парадокс предполагает, что в пиве не должно быть пузырьков. Однако в реальности стекло не бывает идеально гладким, и на микроскопическом уровне можно обнаружить маленькие трещины, которые остаются заполненными воздухом, даже когда пиво налито в стакан, и позволяют начать процесс нуклеации, из-за чего появляются и растут пузырьки.

Когда пузырь вырастает до определенного размера, он отрывается от поверхности, освобождая место для следующего пузыря, который вырастет там. Некоторые пивные стаканы специально сделаны неровными у основания, чтобы сохранять поток пузырьков в течение длительного времени.

Главное — алкоголь

Если вы пьете ирландское пиво, или стаут, картина с пузырьками будет совершенно другой. Там миллионы пузырей образуют пену, в которой они неистово кружатся. Посмотрите на них внимательно — могут ли такие пузырьки опускаться вниз? Несколько лет назад профессор Дик Зеар в Стэнфордском университете с помощью высокоскоростной камеры показал, что это действительно так. Пузыри азота в Guinness формируются в таком количестве, что они способны выталкивать большое количество жидкости вверх, вызывая ее подъем со дна на поверхность в центре стакана, что сопровождается также движением вниз по краям, отсюда и возникает такой эффект. Когда жидкость успокаивается, пузырьки делают то, что им положено, то есть превращаются в пенку на поверхности. Чтобы добиться этого в баночном пиве, пивовары кладут внутрь пустую пластиковую сферу, в которой содержится маленькая дырочка. Когда мы открываем банку, давление падает, и сфера выпускает сильный поток крохотных пузырьков, что создает такой же эффект.

Пузырьки, без сомнения, являются одним из основных компонентов сложного комплекса раздражителей, ответственного за нашу реакцию на пищу. От размера и количества пузырьков напрямую зависит, будет ли текстура пива ощущаться как мягкая или хрусткая. На это влияют количество и природа газа, а также молекулы в растворе. Именно белки в пиве формируют пену: молекулы покачиваются на поверхности, как айсберги, одним концом в жидкости, другим они проникают в газообразную внутренность пузырей. Покрывая всю поверхность, они стабилизируют пузырьки, помогая удерживать самые летучие и тонкие молекулы вкуса, которые в противном случае разлетелись бы между глотками. Без пены пиво было бы действительно выдохшимся.

Оставим пока пузырьки и пену. Почему мы постоянно возвращаемся к пиву? Быть может, нас привлекает алкоголь? Это маленькая молекула (два атома углерода, один атом кислорода и несколько атомов водорода), однако именно она из-за своих фармакологических свойств имеет для многих сакральный статус. В нашем обществе алкоголь сопровождает почти все ритуалы, приуроченные к каким-либо событиям. Для других обществ он — табу. Однако для микробиолога он является всего лишь продуктом выделения дрожжей, который образуется при легком окислении дисахарида мальтозы в двуокись углерода. Но не позволяйте таким фразам вызывать у вас отвращение. В конце концов, пиво, как сказал о нем британский поэт Джон Драйден, — "сок, который делает британцев смелыми". Пейте до дна.

От шумеров до ЕС

Хотя считается, что брожение было открыто приблизительно за 5,4 тыс. лет до Рождества Христова, первое упоминание о потреблении пива относится к 4000 году до н.э.: на шумерской табличке изображены люди, пьющие пиво через соломинки из общей чаши. 2 тыс. лет спустя впервые появились законы, регулирующие производство пива, а напиток был привезен из Вавилона в Египет. Несмотря на изначальное мнение римлян о том, что пиво — напиток только для варваров, его популярность в Римской империи росла. Легионы принесли его в Северную Европу, однако германцы уже были далеко впереди римлян в этом деле, поскольку варили непрозрачный скоропортящийся напиток без пены уже в 800 году до н.э.

К 1300 году н.э. сформировался международный рынок пива. Император Священной Римской империи Сигизмунд установил налоги на этот продукт.

Мифический король Фландрии Гамбринус стал святым покровителем пива, о нем говорили, что он изобрел пиво, сделанное из солода и хмеля.

Немецкий закон о чистоте пива 1516 года гласил, что все пиво, производимое и потребляемое на территории Германии, должно производиться исключительно из ячменя, хмеля и чистой воды. Эти постановления выполнялись до 1987 года, когда данные ограничения вошли в конфликт с правилами Евросоюза. Введение в употребление металлических бочонков в 1964 году способствовало более эффективному хранению пива. До этого, если партия пива прокисала, причиной могли признать порчу, наведенную "пивными ведьмами", последнюю из которых казнили, как предполагается, в 1591 году.

The Daily Telegraph (с)


В избранное