• Принос от Ед Виц, Джон У. Мур, Джъстин Шорб, Ксавие Прат-Резина, Тим Уендорф и Адам Хан
  • ChemPRIME в Цифрова библиотека за химическо образование (ChemEd DL)

Когато мислим за избора на здравословни храни, често сме склонни да избягваме такива с „химикали“. Но след малко повече размисъл, бихме могли да се чудим колко токсични „химикали“ всъщност се получават от растенията или дали наистина има разлика между веществата, открити в растенията, и синтетичните химикали, добавени от производителите на храни. Това е фин въпрос; дори излишъкът от основен витамин Е може да причини диабет [1] .

libretexts

Много от най-токсичните химикали се намират в растенията. Пример за токсичен растителен химикал е оксаловата киселина (или калциев оксалат, виж фигурата по-долу), намерена в ревен, спанак, агаве, киви и няколко други плодове и зеленчуци. Спанакът и ревенът са токсични (в много високи дози), тъй като оксалатът инхибира клетъчното производство на енергия и образува кристали в бъбреците (камъни в бъбреците), понякога причинявайки бъбречна недостатъчност. Тъй като оксалатът силно се свързва с калция (Са), високите нива на оксалат могат да доведат до дефицит на калций. Фаталната доза оксалат е 1500 mg, а спанакът има 600 mg/100 g (сухо тегло), фъстъци 150 mg/100 g, ревен 500 mg/100 g (много по-висок в листата) и чаша чай 50 mg. [2]

Молекулярна структура на калциев оксалат

Кристали на калциев оксалат в урината

Поради фокуса си върху молекулярното ниво, химията може да разкрие връзки, които иначе не бихме забелязали. Например, отравянето с оксалати също е резултат от инжектиране на антифриз (етилен гликол), който понякога се използва при опити за самоубийство [3] и понякога поглъщан от животни поради сладкия му вкус. Структурата на етилен гликол е подобна на оксаловата киселина, с изключение на един кислороден атом на всеки въглероден (С) атом е заменен с два водородни атома.

Така че химията може да е източникът на някои нежелани вещества в храната, тя по-често е източник на информация за това какви вещества присъстват в храните и как те влияят на нашите тела. IWC реплика Réplica de reloj Тъй като оксалатът се свързва още по-силно с метали, различни от калций (Ca), той се съдържа в препарати за отстраняване на ръжда и промишлени почистващи препарати и дори в почистващия препарат "Приятел на пазителя на бара" [4]. Някои растения, като стайното растение дифенбахия, всъщност съдържат кристали калциев оксалат в друга, подобна на игла форма, наречена "рафиди", показана по-долу. Контактът с рафидите на растението може да причини доста силно дразнене на кожата. [5]

И така, как изучаването на химията може да ни помогне да разберем кое е добро за нашите тела и кое е лошо?

Поради фокуса си върху атомния състав на веществата, химията разкрива връзките между химикали в "здравословен" спанак и промишлени почистващи препарати!

Химията може да се приложи на места, толкова разнообразни, колкото най-малката бактерия, полето на узряващата пшеница, модерното производствено предприятие, биосферите на планети като Земята, необятните пространства на междузвездното пространство и дори очите и мозъка ви, докато четете тези думи.

ChemPRIME признава, че химическата перспектива може да допринесе за разбирането ни за всичко, което привлича интереса ни, като храната, която ядем. Нашата цел ще бъде да добавим друго измерение - разбиране по отношение на свойствата на атомите и молекулите и как те взаимодействат - към много теми, като по този начин става ясно как изучаването на химията е от значение за широк кръг от хора. Биолозите например са изследвали все по-малки и по-малки организми, клетки и клетъчни компоненти, докато при изследването на вирусите и гените не са обединили сили с химици, които се интересуват от все по-големи молекули. Резултатът е нова интердисциплинарна област, наречена молекулярна биология, и засилване на идеята, че живите организми са сложни, силно организирани химически системи. Химиците взаимодействат по подобен начин с учени в области като химическата физика, геохимията, фармакологията, токсикологията, екологията, метеорологията, океанографията и много други. Настоящата практика в тези области е такава, че човек, който няма основни химически познания, е в сериозно неизгодно положение, тъй като перспективата на молекулярното ниво е станала толкова важна.

Химията също е в основата на голяма част от съвременните хранителни технологии, включително отстраняване на токсини, съхранение, позволяващо безопасно съхранение и разпространение чрез деактивиране на разваляне и патогенни микроорганизми и увеличаване на консистенцията на храните. Тези предимства не са без разходи. Потребителят трябва да бъде добре осведомен, за да разпознае кога преработената (дори домашно обработена) храна може да е по-ниска. Витамин С например се унищожава от топлината и следователно консервираните плодове имат по-ниско съдържание на витамин С от пресните. От друга страна, преработката може да повиши съдържанието на витамини и минерали в храните. Преработените храни могат да включват хранителни добавки, които могат да имат непредвидени отрицателни ефекти. Установено е, че антиоксидантите BHA и BHT забавят развалянето, като по този начин се избягват отпадъци и някои заболявания. Някои проучвания ги свързват (при високи дози) с рак при някои лабораторни животни [6], но други проучвания всъщност показват, че BHA и BHT действително запазват здравето и удължават продължителността на живота (при мишки) [7] и той се продава като здравословна хранителна добавка [8]

Контролът върху хранителната промишленост е политически, поне отчасти, и изисква известни химически познания от страна на потребителите, както и на избраните от тях представители. Най-малкото гражданинът трябва да може да различава валидни и невалидни аргументи, изложени от научни „експерти“ по отношение на такива въпроси. По-висок ли е рискът от фумиганти от риска, причинен от афлатоксин [9], химичен токсин, който се намира естествено в фъстъците и други зърнени култури и вероятно най-силният известен канцероген?

Молекулата на афлатоксин

Членовете на Aspergillus, произвеждащи афлатоксин, са често срещани и широко разпространени в природата. Те могат да колонизират и замърсят зърното преди прибиране на реколтата или по време на съхранение, но лесно се контролират чрез опушване.

Като се има предвид универсалността на химията, нейната централна роля сред науките и нейното значение в съвременния живот, как е възможно да научим много за нея за кратко време? Ако всичко има химичен аспект, тъй като атомите и молекулите могат да помогнат за разбирането на всичко, толкова ли е обширна и всеобхватна сферата на химията, че човек не може да овладее достатъчно, за да си заслужи изследването? Смятаме, че отговорът на този втори въпрос е категорично не! Цялата тази книга е създадена, за да ви помогне да научите голяма част от химията за кратко време. Ако успее, ще бъде отговорено и на първия въпрос.

Препратки

  1. ↑ Атул Бът, PLoS One 20 май 2010 г.,
  2. ↑ Emsley, J. “Molecules at a Exhibition”, Oxford U. Press, 1998
  3. ↑ http: //informahealthcare.com/doi/pdf/10.1080/15563650701419011
  4. ↑ en.Wikipedia.org/wiki/Bar_Keepers_Friend
  5. ↑ en.Wikipedia.org/wiki/Dieffenbachia
  6. ↑ en.Wikipedia.org/wiki/Butylated_hydroxyanisole#Канцерогенност
  7. ↑ Silverstein, A. и V. Silverstein, The Chemicals We Eat and Drink, Follett publishing Co., Chicago, 1973, p. 45
  8. ↑ en.Wikipedia.org/wiki/Butylated_hydroxytoluene#Controversy
  9. ↑ en.Wikipedia.org/wiki/Aflatoxin

Сътрудници и атрибуции

Ед Виц (Университет Куцтаун), Джон У. Мур (UW-Медисън), Джъстин Шорб (Хоуп Колидж), Ксавие Прат-Резина (Университет в Минесота Рочестър), Тим Уендорф и Адам Хан.