О натуральных террористах и майонезе

Продолжаем публикацию серии статей флейвориста, руководителя отдела разработок пищевых добавок Сергея Белкова о популярных мифах о еде и продуктах питания.

Допустим, чисто гипотетически, что нам надо устроить диверсию, например распылить токсичное вещество или устроить взрыв на территории закрытого предприятия. Как это сделать, если технически пронести на территорию орудие преступления невозможно? А автоматизированная система охраны четко контролирует наличие запрещенных веществ?

В кинематографе и литературе эта проблема очень часто решается просто и логично. Для достижения требуемого результата используются безобидные вещества, каждое из которых по отдельности безопасно, но при смешивании которых образуется токсичный газ или происходит взрыв. Преимущества такого подхода очевидны: риск обнаружения и угроза жизни исполнителя в результате неосторожного обращения минимальны, а уже запущенную химическую реакцию, в отличие от таймера, остановить практически невозможно.

Всё, что надо потенциальному злоумышленнику, — обеспечить смешение нужных веществ в нужном месте в нужное время.

Натуральные террористы

Идея такого устройства не нова, и придумана она не писателями и кинематографистами. И вообще не человеком. Авторство принадлежит эволюции.

До взрывов, конечно, дело доходит не часто, но в производстве химического оружия природе нет равных.

Использование химических средств для отпугивания или уничтожения вредителей, конкурентов и врагов широко распространено в живой природе. Если среди представителей животного мира, обладающих внушительными физическими средствами защиты и нападения, не часто встретишь чистых «химиков», таких как скунс или ядовитые лягушки, то среди растений использование разного рода фунгицидов, антибиотиков, инсектицидов, гербицидов и просто ядов является скорее правилом, нежели исключением.

В условиях естественного отбора физически беззащитному растению остается защищаться с помощью химии. Каждый делает это по-своему.

Важно понимать, что любое вещество, биохимический путь синтеза которого закреплен эволюцией, служит для выживания растения. Это выживание далеко не всегда заключается в желании сделать свои плоды съедобными для других организмов. Обычно всё с точностью до наоборот: растение старается обеспечить себя защитой, сделав себя и свои семена минимально съедобными и максимально защищенными.

Клюква накачивает свои ягоды бензойной кислотой до такой степени, что они становятся непригодной средой для обитания микроорганизмов. Вещества, составляющие основу аромата яблок, груш, бананов, апельсинов, почти всех фруктов, может быть, и обладают приятным запахом для нас, но для растения выполняют совсем другую функцию. Они ядовиты для многих насекомых или обладают сильной антимикробной активностью. Кофеин, тот самый, который нам нравится в кофе, с позиции насекомого является сильным ядом, фактически, инсектицидом.

Химическое оружие растения в равной степени может быть направлено и на другие растения. Капля никотина не просто убивает лошадь. Никотин, содержащийся в почве, на которой произрастает табак, существенно замедляет рост других растений.

Так же, как у нашего теоретического злоумышленника, у всех методов химической защиты есть важный недостаток. Смысл не столько в том, чтобы отравить всех врагов, — важно при этом еще уцелеть самому. Если вещество токсично, то оно будет токсично и для самого растения, поэтому вместе со схемой синтеза вредного соединения приходится придумывать схему защиты. Если создание такой защиты стало возможно один раз, то пройдет совсем немного по эволюционным меркам времени, и естественный отбор внесет свои коррективы в биохимию видов, против которых изначально велась борьба. Эволюционная гонка никогда не прекращается на молекулярном уровне: если где-то появляется новый яд, то обязательно появится новое противоядие, а значит, будет новый яд, и т.д.

Оптимальный выход для любого натурального террориста — создать такое вещество, которое будет убивать всех и против которого нет противоядия. Для этого не надо синтезировать и хранить этот яд, это опасно и не нужно. Достаточно разработать способ, позволяющий оперативно запустить синтез химиката в случае опасности.

Эфирное масло горчицы

Кто-то, возможно, уже слышал про вещество аллилизотиоцианат (АИТЦ), известный также под названием «аллилгорчичное масло». Иногда его называют просто «горчичное масло», хотя чаще последний термин относится к обычному жирному маслу. Название, конечно, не случайно. В эфирном масле горчицы этого вещества может содержаться от 80 до 95%.

Если вы хоть раз в жизни ели горчицу, или хрен, или васаби, или хотя бы раз вам ставили горчичники — то знайте, всем незабываемым ощущениям вы обязаны АИТЦ, именно он обладает такой яркой раздражающей способностью. Именно его, а не горчицу как таковую, мы употребляем в пищу, несмотря на ядовитость и вредность.

АИТЦ является лакриматором и токсичен для многих, если не всех, живых организмов. Он не только надежно убивает большинство микроорганизмов (иногда используется в качестве консерванта), он токсичен для животных и растений. Идеальное химическое оружие. Если бы не одно «но». Для самой горчицы он так же опасен, как и для других представителей живого мира.

Возникает резонный вопрос — а как же тогда растение научилось вырабатывать и применять токсин, но не страдать от него? Ответ прост: горчица не просто террорист, она — умный террорист, который не хранит готовый яд, рискуя случайно отравиться или попасть в полицию, а хранит отдельные его компоненты.

Строго говоря, эфирное масло горчицы вообще не содержит АИТЦ. В химическом составе ни горчицы, ни хрена нет такого компонента. Вместо этого есть глюкозинолат синигрин и фермент мирозиназа, которые хранятся отдельно друг от друга, безопасные и безвредные. Безопасные ровно до момента их смешения, в ходе которого фермент (реакция протекает в водной среде) «отрезает» от си-нигрина глюкозу, давая в итоге изо-тиоцианат или нитрил.

Данный механизм обеспечивает защитой не только горчицу, но и еще целый ряд растений. Животное или насекомое, решившееся вдруг оценить вкусовые и питательные свойства горчицы, повреждает ткани, что приводит к смешению двух безобидных веществ и образованию токсичного изотиоцианата. Вредитель, если выживает, надолго теряет желание вредить, а растение при этом остается по сути невредимым.

Интересно, что этот же механизм является способом «зачистки» территории от нежелательных конкурентов (других растений) и микроорганизмов. Горчица — растение однолетнее, в отслуживших свое и разлагающихся в ожидании зимы стеблях и листьях синигрин приходит во взаимодействие с мирозиназой, выделяя по знакомой нам схеме АИТЦ, «стерилизуя» почву и расчищая место для новых всходов.

Как уже было сказано, изотиоцианаты очень ядовиты. Стратегий защиты от них не существует. Единственный возможный способ — не допустить их образования. Некоторые насекомые, как заправские химики, научились запускать трансформацию глюкозинолатов по пути образования менее ядовитых нитрилов. Другие пошли дальше. Известный вредитель, гусеница капустной моли, научилась нейтрализовать исходный глюкозинолат. Специальный фермент гусеницы быстро отрезает от него сульфогруппу с образованием оксима. Это всё равно, что уничтожить один из двух необходимых для создания яда компонентов, — в результате синтез изотиоцианата становится невозможен. Это означает для гусеницы не только большое количество безопасной пищи, но и полное отсутствие конкурентов на нее.

При чем же тут майонез?

Тот же самый механизм образования АИТЦ лежит в основе вкуса многих привычных продуктов.

Теперь должно быть понятно, почему горчичный порошок сам по себе не пахнет, а начинает источать нужный запах только после добавления воды, и не сразу. Почему горчичники жгутся только после того, как их намочили? В горчичном порошке отсутствует АИТЦ, для его образования нужны синигрин, мирозиназа, вода и время. Всё происходит точно так же, как в живой природе, замачивание порошка приводит к химическому превращению глюкозинолата.

Наличие только горчичного порошка и воды не дает стабильного результата. В зависимости от партии горчицы, от условий хранения горчичного порошка и содержания в нем синигри-на, от условий его гидролиза и даже от температуры используемой воды количество образующегося АИТЦ может различаться в разы. Приводит это всё к одному — нестабильности качества любого продукта, полученного из горчичного порошка, количество действующего вещества будет каждый раз разным. А значит, будет отличаться качество получаемого продукта.

АИТЦ возможно получить химическим методом, используя растворители, реагенты, катализаторы, провести ректификацию полученного продукта. Может показаться странным, но чистота полученного таким образом вещества гораздо выше, чем получаемого «натуральным» способом. Дело не только в степени очистки и не в том, что мы можем экономить время и деньги. Качество «химической» горчицы, или, по-другому, «ароматизатора, идентичного натуральному», гораздо стабильнее.

Классическая технология производства майонеза действительно подразумевает использование горчичного порошка. Современные производители в большинстве случаев уходят от этой технологии, заменяя ее на ароматизатор, идентичный натуральному. У многих потребителей это вызывает негодование, ощущение обмана, замены натурального, настоящего на «химический» суррогат.

Во-первых, это не так. Идентичный натуральному — это не обман и не подмена, совсем наоборот: «химический», правильнее — «синтетический» АИТЦ (а именно он является единственным компонентом этого ароматизатора), точно такой же, какой образуется при гидролизе си-нигрина. Во-вторых, использование ароматизатора позволяет не только не мучиться с замачиванием горчичного порошка, но и без усилий получать стабильное качество. Все же хотят покупать в одинаковой упаковке одинаковый продукт?

Конечно, при замене горчичного порошка на ароматизатор мы теряем какое-то количество белков, жиров, углеводов и микроэлементов, которые в этом порошке содержатся. Это трагедия? В килограмм майонеза входит от 2 до 7 граммов горчичного порошка, много ли это? Есть ли у вас уверенность, что именно «горчичные» белки и микроэлементы так незаменимы и необходимы? Как, интересно, выживают люди, которые вообще не едят ни горчицы, ни майонеза?

Кроме этого, горчица никогда не была и не может быть продуктом питания именно из-за своей токсичности. Горчица, хрен, васаби — это самые обычные пищевые ароматизаторы, действующим веществом которых является опасный изотиоцианат. Они не предназначены для употребления в пищу, только для придания ей нехарактерного, абсолютно неестественного вкуса. Именно поэтому замена порошка на идентичный натуральному ароматизатор не просто оправдана, а закономерна. Ничего, кроме замены нетехнологичного и нестабильного по качеству ароматизатора на такой же, но более удобный и качественный, не происходит.

Возможно, кому-то не нравится, что замена горчичного порошка на ароматизатор удешевляет и ускоряет процесс. Но прогресс всегда подразумевает удешевление и ускорение в пересчете на единицу качества. Нет ничего удивительного, что в пищевую промышленность приходят новые технологии и новые материалы. Странный был бы прогресс, если бы при этом производство становилось с каждым разом более затратным и медленным, а продукт всё более нестабильным и нетехнологичным.

Отступление от традиционной рецептуры и технологии? Конечно. Вопрос в том, что, применительно к майонезу, является традиционной рецептурой и технологией. Тем более, что так называемая «классическая рецептура» майонеза во всех смыслах является грубой имитацией и подделкой оригинального продукта, в который вообще никакая горчица не входила.

В подготовке использовались материалы книги «Comprehensive Natural Products II»ISBN: 978-0-08-045382-8.