Zložky koňakového alkoholu sa delia na látky, ktoré sa prenášajú počas destilácie z vínnych materiálov, a na látky vznikajúce pri vyzrievaní v dubových sudoch. Posledný klasifikačný systém pre tieto zložky berie do úvahy látky, ktoré prešli počas destilácie vinárskych materiálov spolu s prchavými látkami a látky vznikajúce počas starnutia - s neprchavými látkami.
Hlavnou zložkou koňakového alkoholu je etylalkohol a voda. Ostatné látky by sa mali považovať za nečistoty týchto dvoch hlavných zložiek. Vysoko kvalitný koňakový alkohol vo svojom zložení musí mať určité minimum prchavých prímesí (v opačnom prípade sa takýto koňakový alkohol považuje za rektifikovaný). Je potrebné poznamenať, že nadmerne veľké množstvo prchavých nečistôt zhoršuje kvalitu koňakového alkoholu.
V koňakových alkoholoch bolo okrem etylalkoholu nájdených množstvo ďalších alifatických alkoholov: metanol, propyl, butyl, izobutyl, amyl, izoamyl a ďalšie alkoholy.
Metylalkohol (CH4OH) sa vyznačuje nasledujúcimi ukazovateľmi: molekulová hmotnosť 32,04; hustota ρ = 0,7913; teplota topenia 97,7 ° C, teplota varu 64,7 ° C
Metylalkohol (metanol) je bezfarebná kvapalina, v čistej forme svojou vôňou pripomína etanol, je miešateľný s vodou v akomkoľvek pomere a je ľahko rozpustný v mnohých organických rozpúšťadlách. Metanol je jedovatá kvapalina, vdýchnutie jeho pár je rovnako škodlivé ako požitie. V potravinárskych výrobkoch a nápojoch nie je povolených viac ako 0,1% objemu.
V gruzínskych a moldavských koňakových alkoholoch obsahuje metanol od stôp do 0,08%. V koňakových destilátoch z materiálov z červeného vína je množstvo metylalkoholu znateľne vyššie (dvakrát alebo viac) ako v bielych. Koňakové alkoholy získané kakhetskou technológiou (starnutie na hrebeňoch) obsahujú metanol 296 ... 336 mg / dm3, čo je dvakrát viac ako z vínnych materiálov získavaných európskou technológiou (136 ... 288 mg / dm3).
Koeficient rektifikácie metanolu je menší ako jeden, preto pri destilácii koňakových vínnych materiálov prechádza do chvostovej frakcie. V procese oxidácie manganistanom draselným sa metylalkohol transformuje na aldehyd kyseliny mravčej, čo s kyselinou sírovou fuchsinovou (výhodne kyselinou chromotropnou) vytvára trvalé fialové zafarbenie. Túto reakciu je možné použiť na kvalitatívne stanovenie metanolu v alkoholických nápojoch.
Etylalkohol (etanol, C2H5OH) má molekulovú hmotnosť 46,07, hustotu ρ = 0,789, teplotu varu 78,35 ° C a teplotu topenia 114,5 ° C. Je to hlavný produkt alkoholovej fermentácie cukrov s charakteristickým slabým zápachom, bezfarebnej kvapaliny. Mieša sa s vodou v akomkoľvek pomere. S obsahom 95,57% hm. alkohol vrie a destiluje sa pri konštantnej teplote 78,15 ° C.
Z chemických vlastností etylalkoholu je potrebné poznamenať nasledujúce reakcie: ľahko nahrádza vodík v hydroxylovej skupine kovom, ľahko tvorí alkoholát sodný a alkoholát hlinitý, tvorí estery s kyselinami a hemiacetály a acetály s aldehydmi. K oxidácii etanolu na acetaldehyd dochádza pôsobením kyslíka rozpustného v alkohole. Etylalkohol sa ľahko oxiduje dichrómanom draselným, manganistanom a inými oxidačnými činidlami používanými na kvantitatívne stanovenie alkoholu. Rozpustnosť kyslíka v alkohole je niekoľkonásobne vyššia ako vo vode (v dôsledku tvorby emulzie). Etylalkohol v parnom stave tvorí so vzduchom horľavé výbušné zmesi. Keď je teda koncentrácia výparov alkoholu vo vzduchu 3,28%, zmes exploduje. Navyše, výpary alkoholu, ak sú vdychované nepretržite, sú škodlivé pre ľudské telo. Vôňa etylalkoholu v koncentrácii 0,25 mg / dm3 je ľahko cítiť vo vzduchu.
Pri výrobe vína a koňaku sa za vyššie alkoholy považuje súčet alifatických alkoholov s obsahom uhlíka viac ako tri. Ide o propyl, butyl, amyl, hexyl, heptyl, oktyl, nonyl a ďalšie alkoholy a ich izoméry. Vo vínach a koňakoch sa stanovujú hlavne celkom. Pomocou moderných nástrojov a chromatografie sa začali rozdeľovať na samostatné zložky.
Propylalkohol(С3Н6ОН) má molekulovú hmotnosť 60,09, hustotu ρ = 0,8036, teplotu topenia 126,1 ° C a teplotu varu 97,2 ° C. Ľahko sa mieša s vodou, etylalkoholom, benzénom a éterom.
Butylalkohol (C4H9OH) má molekulovú hmotnosť 74,0, hustotu ρ = 0,80978 a teplotu varu 117,4 ° C. Rozpúšťa sa v studenej vode až do 9% pri 15 ° C.
Izobutylalkohol(C4H11OH) má molekulovú hmotnosť 74,0, hustotu ρ = 0,802, teplotu varu 108,1 ° C. Izobutylalkohol sa rozpúšťa vo vode v množstve asi 10% pri teplote 15 ° C, dobre sa rozpúšťa v alkohole, éteri a benzéne.
Amylalkohol (C5H11OH) má molekulovú hmotnosť 88,15, hustotu ρ = 0,814 a teplotu varu 137,8 ° C.
Izoamylalkohol(С5Н11ОН) - opticky neaktívny, má molekulovú hmotnosť 88,15, hustotu ρ = 0,814, bod varu 132,1 ° C. Je to olejovitá kvapalina s veľmi charakteristickým nepríjemným zápachom. Pary izoamylalkoholu dráždia sliznicu a spôsobujú kašeľ. Zle sa rozpúšťa vo vode, ale dobre sa rozpúšťa v éteri, alkohole a benzéne.
Izoamylalkohol(С5Н11ОН) - opticky aktívny, má molekulovú hmotnosť 88,15, hustotu ρ = 0,819, teplotu varu 129,4 ° C. Je to tiež olejová kvapalina štipľavého zápachu ako neaktívny izoamylalkohol.
Oba izoamylalkoholy tvoria najvýznamnejšiu časť fuselových olejov s o niečo menej aktívnym alkoholom.
Všetky vyššie alkoholy sú hlavnými nenahraditeľnými zložkami prchavých nečistôt koňakových alkoholov. Ich obsah sa pohybuje od 1000 do 3000 mg / dm3.
Tvorba vyšších alkoholov počas kvasenia hroznového muštu závisí od mnohých faktorov: rasa kvasiniek, podmienky kvasenia (aeróbne alebo anaeróbne) atď. Hodnota pH má citeľný vplyv na tvorbu vyšších alkoholov vo kvasiacom mušte. Pri pH 2,6 bolo zaznamenané minimálne množstvo vyšších alkoholov. Pri pH 4,5 sa obsah vyšších alkoholov zdvojnásobí a s ďalším zvýšením pH sa obsah vyšších alkoholov mierne zníži.
Významne ovplyvňuje tvorbu vyšších alkoholov a teplotu média (pri teplote kvasenia 15 až 35 ° C). Maximálna tvorba vyšších alkoholov je stanovená pri teplote 20 ° C a pri teplote fermentácie 35 ° C množstvo vyšších alkoholov klesá štyrikrát.
Vplyv faktorov zosilnenia rastu kvasiniek (biotín, tiamín, kyselina pantoténová atď.) Závisí od charakteru zdrojov dusíka.
Teraz je dokázané, že fuselové alkoholy nie sú tvorené iba z aminokyselín, ale aj z cukrov počas ich kvasenia. Vyššie alkoholy teda môžu byť sekundárnymi aj vedľajšími produktmi alkoholového kvasenia. Vo všeobecnosti tvorba vyšších alkoholov závisí od celkovej aktivity metabolizmu kvasiniek.
V koňakovom duchu majú teda vyššie alkoholy dvojaký pôvod. Ich prvá časť je neoddeliteľnou súčasťou hroznových silíc, ktoré pri ich destilácii najskôr prešli do vínnych materiálov a potom do koňakového alkoholu. Druhá časť je dôsledkom vitálnej aktivity kvasiniek, ktoré v dôsledku deaminácie alebo transaminácie s následnou deamináciou tvoria vyššie alkoholy z cukru aj z aminokyselín.
Vyššie alkoholy sú toxické. Táto toxicita sa zvyšuje so zvyšujúcou sa molekulovou hmotnosťou. Ak sa toxicita etylalkoholu vezme ako jednotka, toxicita izobutanolu bude štyri a toxicita izoamylalkoholu - 9,25.
Vyššie alkoholy majú pri salicylovom aldehyde charakteristickú červenú farbu, ktorá sa používa pri ich kvantitatívnom určovaní.
V starých koňakových alkoholoch sú hlavnými kyselinami neprchavé kyseliny vznikajúce pri extrakcii dubových zložiek (aminokyseliny, triesloviny, aromatické a polyurónové kyseliny).
Hlavnými kyselinami čerstvo destilovaného koňakového alkoholu sú mastné kyseliny: mravčia, octová, propiónová, maslová, valeriána, nylonová, enantická, kaprylová, pelargonová, laurová, myristová a ďalšie organické kyseliny.
Nasledujúca tabuľka zobrazuje stručný popis mastných organických kyselín v koňakových alkoholoch.
Tabuľka Základné kyseliny z čerstvo destilovaného mastného koňakového alkoholu a
|
Kyslé meno |
Chemický vzorec |
Molekulová hmotnosť |
Hustota, g / cm3, ρ |
Teplota topenia, oC |
Teplota varu, oC |
stručný popis |
|
|
Formálne |
Bezfarebná kvapalina štipľavého zápachu, miešateľná s vodou, alkoholom, éterom |
||||||
|
Acetic |
Bezfarebná kvapalina charakteristického zápachu, rozpustná vo vode, alkohole, éteri, benzéne |
||||||
|
Propionické |
Bezfarebná kvapalina štipľavého zápachu, rozpustná vo vode, alkohole, éteri |
||||||
|
Olej |
Bezfarebná kvapalina, rozpustná v alkohole, éteri, nepríjemný zápach |
||||||
|
Valerianova |
Tekutina charakteristického zápachu, rozpustná v alkohole, éteri, horšie vo vode |
||||||
|
Nylon |
Olejová kvapalina charakteristického zápachu sa rozpúšťa v alkohole a éteri |
||||||
|
Enantické |
Olejová kvapalina charakteristického zápachu |
||||||
|
Kapryl |
Olejová kvapalina, rozpustná v alkohole a éteri, benzéne, chloroforme, horúcej vode |
||||||
|
Pelargonovaya |
Rozpustný v alkohole, éteri, benzéne |
||||||
|
Capric |
|||||||
|
Lauric |
Bezfarebné ihly, rozpustné v éteri, benzéne, alkohole. Destilované vodnou parou |
||||||
|
Myristický |
V koňakových alkoholoch obsahujú prchavé kyseliny od 80 do 1 000 mg / dm3 a niekedy aj viac.
Okrem organických kyselín existujú v koňakových destilátoch a koňakoch aj minerálne kyseliny. Je to predovšetkým sírová a sírová látka, ktorá vzniká počas oxidácie. Tieto kyseliny sú prítomné v koňakových destilátoch vyrobených zo sulfátovaných vínnych materiálov. Množstvo celkovej kyseliny sírovej (vzhľadom na SO2) v čerstvo destilovanom alkohole môže dosiahnuť 240 mg / dm3.
Hodnota pH v koňakových liehovinách a koňakoch sa značne líši v závislosti od technológie, typu a ich veku. Pri frakčnej destilácii pH klesá. Napríklad, ak mala hlavná frakcia pH 6,2, potom stredná frakcia (až do pevnosti 42,5%) má pH 4,0 a chvostová frakcia - 3,2. To všetko závisí od obsahu kyseliny a sily alkoholu, ktorý inhibuje disociáciu skupín karboxylových kyselín. Preto je v silnejších vodno-alkoholových roztokoch pH rovnakej kyslosti vyššie ako v slabých roztokoch.
Najdramatickejšia zmena pH v koňakových liehovinách a koňakoch v prvých dvoch rokoch starnutia. Počnúc 10 rokmi starnutia sa pH prakticky nemení v rozmedzí 4,1 ... 4,0.
Hlavnou súčasťou esterov v koňakových liehovinách a koňakoch sú etylestery mastných kyselín, ktorých obsah sa vo väčšine prípadov pohybuje od 300 do 1600 mg / dm3. Patria sem predovšetkým etylformiát a etylacetát.
Etylformiát(C3H6O) má molekulovú hmotnosť 74, hustotu 0,91678 g / cm3 a teplotu varu 54,3 ° C. Ľahko sa rozpúšťa vo vode pri teplote 25 ° C.
Etylacetát(etylacetát) (C4H8O2) má molekulovú hmotnosť 88,10, hustotu 0,9006 g / cm3, teplotu topenia 83,6 ° C a teplotu varu 77,1 ° C. Je to bezfarebná kvapalina s étericko-ovocným zápachom. Mieša sa v ľubovoľnom pomere s mnohými organickými rozpúšťadlami (alkohol, éter, benzén atď.).
Okrem týchto esterov boli v koňakových alkoholoch a koňakoch nájdené nasledujúce etylestery mastných kyselín: etylpropianát (C7H12O), etylbutyrát (C7H12O2), etylvalerianát (C7H14O2), etylkapronát (C8H16O2), etyléneanthát, C9H128O2 dr .
Okrem etylesterov mastných kyselín boli v koňakových alkoholoch nájdené aj estery propylu, butylu, amylu a hexylalkoholu a ich izoméry.
V koňakových liehovinách aj v koňakoch je hlavnou zložkou esterov etylacetát a enantický ester, ktoré pri kvasení tvoria hlavne kvasinky. V závislosti od rasy kvasiniek alebo podmienok fermentácie sa množstvo enanthesteru môže líšiť. Vo všeobecnosti obsah esterov v koňakových liehovinách a koňakoch závisí od koncentrácie kyselín a alkoholov.
Veľmi dôležitou vlastnosťou esterov je ich schopnosť zmydelniť pôsobením alkálií, ktorá sa používa na ich kvantitatívne stanovenie.
Je potrebné poznamenať, že v tomto prípade je etylacetát zmydelnený oveľa jednoduchšie ako estery vysokovriacich kyselín, ktoré sa používajú na stanovenie enantových esterov v koňakových alkoholoch. Estery s hydroxylamínom tvoria hydroxamáty, ktoré v prítomnosti železitého železa poskytujú charakteristickú tmavomodrú farbu.
Množstvo prchavých aldehydov (alifatických) v koňakových liehovinách sa pohybuje v rozmedzí 50 ... 500 mg / dm3 absolútneho alkoholu. Vo všeobecnosti sa také prchavé aldehydy, ako sú octové, propiónové, izomaselné a izovalérové aldehydy, nachádzajú vo významných množstvách v koňakových alkoholoch.
Acetaldehyd(acetaldehyd, ethanal) (C2H4O) má molekulovú hmotnosť 44,05; hustota ρ = 0,783 kg / dm3, teplota topenia - 122,6 ° C, teplota varu - 20,8 ° C. Je to bezfarebná, ľahko pohyblivá kvapalina štipľavého charakteristického zápachu, ktorá sa ľahko mieša s vodou, alkoholom a éterom. Reaguje s hydrogensiričitanom sodným a oxidom siričitým.
Propionaldehyd(C3H60) má molekulovú hmotnosť 58,08; hustota ρ = 0,807 kg / dm3, teplota topenia - 81 ° C, teplota varu - 49,1 ° C. Je to kvapalina dusivého zápachu, miešateľná s alkoholom a éterom, málo rozpustná vo vode.
Izobutyraldehyd(C4H80) má molekulovú hmotnosť 72,0; hustota ρ = 0,794 kg / dm3, teplota varu - 64 ° C.
Izovalérový aldehyd(C5H10O) má molekulovú hmotnosť 86,13; hustota ρ = 1,39 kg / dm3, teplota topenia - mínus 51 ° C, teplota varu - 92,5 ° C.
Všetky aldehydy vo vodných roztokoch pridávajú vodu, takže neabsorbujú svetlo v ultrafialovej oblasti spektra. Veľmi dôležitou vlastnosťou aldehydov je ich reakcia s hydrogensiričitanom a kyselinou sírovou. Aldehydy sú veľmi citlivé na pôsobenie oxidantov a sú tiež schopné samooxidácie za tvorby karboxylových kyselín.
Charakteristickou reakciou pre aldehydy a kyseliny je ich interakcia v kyslom prostredí s 2,4-dinitrofenylhydrazínom za vzniku 2,4-dinitrofenylhydrazónu, ktorý v alkalickom prostredí dáva silnú červenú farbu. Túto reakciu je možné použiť na kvantifikáciu aldehydov.
V koňakových liehovinách sa celkový obsah alifatických aldehydov pohybuje od 30 do 300 mg / dm3. Ich hlavnou súčasťou je ocot. Okrem toho sa v koňakových liehovinách nachádzajú krotonické, propionické, izomaselné a valeriánske aldehydy.
Keď koňakové destiláty starnú, zvyšuje sa iba obsah acetaldehydu, obsah ostatných alifatických aldehydov klesá.
Aldehydy s koňakovými alkoholmi tvoria acetály s uvoľňovaním dvoch molekúl vody. Stabilita acetálov v zásaditom prostredí je oveľa vyššia ako v kyslom prostredí, kde sú rýchlo zmydelnené na počiatočné aldehydy a alkoholy.
Vo všeobecnosti tvorba acetálov a hemiacetálov v koňakových liehovinách zjemňuje drsné tóny v koňakovej kytici.
Podľa zákona o pôsobení más je v koňakových liehovinách a koňakoch hlavným faktorom ovplyvňujúcim koncentráciu acetálov obsah alkoholu.
Najdôležitejšími prchavými zlúčeninami, ktoré ovplyvňujú ukazovatele kvality koňaku, sú butylénglykol, acetoín a diacetyl, ktorých množstvo v koňakových liehovinách je: butylénglykol - 6,1 mg / dm3; acetoín - 4,6 mg / dm3 a diacetyl - 1,6 mg / dm3. Koňakový destilát tiež obsahuje prchavé amíny, ktoré sú koncovými nečistotami pri destilácii vínnych materiálov.
Neprchavé látky(extrakty) koňakových destilátov sú zložky extrahované z dubových sudov a produkty ich chemických premien. Množstvo neprchavých látok v koňakových liehovinách závisí od teploty alkoholov počas skladovania, doby držania v sudoch, kapacity sudov, zloženia rôznych alkoholov a od množstva ďalších faktorov.
Francúzske koňaky obsahujú extrakčné látky od 4,5 do 12 g / dm3, arménske - od 9,86 do 9,62 g / dm3, talianske - až 21,5 g / dm3, gruzínske (vo veku od 2 do 22 rokov) - od 1,5 do 6,0 g / dm3.
Extrakty počas starnutia koňaku prechádzajú rôznymi chemickými transformáciami, pričom sa tvorí množstvo prchavých produktov, ako sú aldehydy, kyseliny atď.
Keď koňakové destiláty starnú v dubovom sude, alkohol maceruje dubový lignín a jeho produkty rozkladu (aromatické aldehydy a kyseliny), ktoré následne podliehajú rôznym rozkladným a polymerizačným reakciám. Produkty ďalšej transformácie lignínu na koňakový destilát sú veľmi rozmanité. V závislosti od rozpustnosti vo vode a éteri a prchavosti je lignínový komplex koňakových alkoholov rozdelený na niekoľko frakcií:
· Neprchavé, vo vode a éteri rozpustné;
· Neprchavé vo vode rozpustné, nerozpustné v éteri;
· Prchavé, vo vode a v éteri rozpustné;
· Rozpustný v éteri, nerozpustný vo vode;
Nerozpustný vo vode atď.
Vo vode nerozpustný lignín je tá časť produktov macerácie z dubového dreva, ktorá sa po zriedení alkoholom vyzráža (vo vode nerozpustná frakcia). Elementárne zloženie takého lignínu je nasledujúce: vodík - 5,67%; uhlík - 59,09%; metoxylové skupiny - 11,38% (údaje od Egorova I.A. a Skurikhina I. M.)
Vo vode rozpustná frakcia lignínového komplexu koňakového alkoholu je 85% z celkového počtu. Táto frakcia obsahuje rôzne glukozidy, hemicetály a étery (aromatické zložky lignínu). Vo vode rozpustné látky lignínového komplexu koňakového alkoholu sa pri stanovovaní trieslovín ľahko oxidujú manganistanom.
Asi 30% lignínového komplexu koňakového alkoholu predstavujú látky rozpustné v éteri. Zloženie týchto látok zahŕňa množstvo aromatické aldehydy(vanilín, syringaldehyd, hydroxybenzaldehyd, conifrylaldehyd, sinapicaldehyd) a aromatické kyseliny (kyselina vanilínová, kyselina syringová, kyselina hydroxybenzoová). Stručne sa pozrime na ich vlastnosti.
Vanilín (С8Н8О3) má molekulovú hmotnosť 152, hustotu ρ = 1,056, teplotu topenia 81,2 ° C, je zle rozpustný vo vode, ľahko rozpustný v roztokoch alkoholu, chloroformu, éteru, sírouhlíka a zásad. Má tmavomodrú fluorescenciu.
Lilac aldehyd(C9H10O4) má molekulovú hmotnosť 182, teplotu topenia 113 ° C, rozpúšťa sa v éteri, etanole, chloroforme, kyseline octovej, horúcom benzéne, silne vo vode a nafte, nerozpúšťa sa v petroléteri. Soli lila aldehydu, draslíka a sodíka sú žlté, rozpustné vo vode a alkohole.
Oxybenzaldehyd(С7Н6О2) má molekulovú hmotnosť 122, teplotu topenia 116 ° C, ľahko kryštalizuje z vody, rozpúšťa sa v horúcej vode, etanole, éteri, nerozpúšťa sa v studenej vode.
Konifrylaldehyd(C10H10O3) má molekulovú hmotnosť 178, teplotu topenia 82,5 ° C, kryštalizuje z benzénu, rozpúšťa sa v metanole, etanole, éteri, chloroforme a rozpúšťa sa v nafte. Poskytuje zelenú fluorescenciu.
Sinapaldehyd(C11H12O4) má molekulovú hmotnosť 208, teplotu topenia 108 ° C, je ľahko rozpustný v alkohole a kyseline octovej, prakticky nerozpustný vo vode, benzéne a éteri. Rozpúšťa sa v koncentrovaných minerálnych kyselinách za vzniku modro-červenej farby. Poskytuje zelenú fluorescenciu.
Aromatické aldehydy sú vo všeobecnosti rozhodujúce pre arómu zrelých koňakov. Udávajú množstvo charakteristických farebných reakcií (najznámejšia reakcia s floroglucinolom v kyseline chlorovodíkovej).
Aromatické kyseliny sa objavujú v dôsledku oxidácie aromatických aldehydov v koňakových alkoholoch. Je to kyselina vanilínová s molekulovou hmotnosťou 168 a teplotou topenia 207 ... 210 ° C, ľahko rozpustná v etanole a éteri; orgovánová kyselina s molekulovou hmotnosťou 198 a teplotou topenia 204,5 ° C, ľahko rozpustná v éteri, etanole a chloroforme; kyselina hydroxybenzoová s molekulovou hmotnosťou 138, hustota ρ = 1,443 kg / dm3, teplota topenia 215 ° C
Všetky aromatické kyseliny silne reagujú s Volin-Denisovými činidlami. V trojročnom koňakovom alkohole je množstvo kyseliny vanilínovej a orgovánovej po 0,16 mg / dm3, v pätnásťročnom koňakovom alkohole sa prudko zvyšuje a dosahuje po 0,5 mg / dm3.
Taníny(tanidi). Týchto látok v koňakovom liehu je aj po dlhom dozrievaní v dubových sudoch relatívne málo (až 0,25 g / dm3). Ale koňakové destiláty obsahujú veľké množstvo látok podobných chemickému zloženiu ako taníny. Všetky ich spája prítomnosť pyrogalických hydroxylových skupín a majú spoločný názov: triesloviny koňakového alkoholu.
Skurikhin IM vo svojich experimentoch dokázal, že triesloviny v koňakových liehovinách môžu byť nielen vo voľnej polohe, ale tiež spojené s lignínom, a triesloviny z koňakových alkoholov nepredstavujú homogénny komplex.
V závislosti od schopnosti adsorbovať kožený prášok a rozpustnosti vo vodných roztokoch sú triesloviny rozdelené do troch frakcií:
1. Vo vode nerozpustný, ľahko oddeliteľný z roztoku po destilácii alkoholu. Ich počet je 20 ... 36% z množstva trieslovín rozpustených v koňakovom alkohole.
2. Vo vode rozpustné, ktoré zostanú v roztoku po destilácii alkoholu a sú adsorbované koženým práškom. Ich počet je 36 ... 60% z celkového množstva tannidov koňakového alkoholu.
3. Vo vode rozpustný, neabsorbovaný koženým práškom. Ich počet je 20 ... 30% z množstva trieslovín.
V koňakových alkoholoch sa v dôsledku hydrolýzy tanínov objavujú v znateľnom množstve kyseliny ellagová a gallová. Vlastnosti týchto kyselín sú charakterizované nasledujúcimi údajmi:
Kyselina elagová(C14H6O8) má molekulovú hmotnosť 302, teplotu topenia 360 ° C. Kyselina je ťažko rozpustná vo vode a alkohole, nerozpustná v éteri, s FeCl3 dáva zelenú farbu. Kyselina vzniká pri hydrolýze dubových trieslovín.
Kyselina gallová(С7Н6О5) má molekulovú hmotnosť 170, kryštalizuje z vody s jednou molekulou vody, je nerozpustný v chloroforme, benzéne. Kyselina gallová má antioxidačný účinok na terpény a mastné oleje a je trvalou sprievodnou zložkou dubového dreva.
Sacharidy a produkty ich premien. Sacharidy a produkty ich premien na koňakové alkoholy predstavujú najjednoduchšie monosacharidy - fruktóza, glukóza, xylóza, arabinóza, ramnóza, manóza a malé množstvo dextrínov. Okrem toho sa pri miešaní koňaku pridáva farba (produkt karamelizácie sacharózy) a sacharóza.
Fruktóza (C6H12O6) je keto alkohol s molekulovou hmotnosťou 180, teplotou topenia 102 ... 104 ° C a hustotou ρ = 1,669 kg / dm3. Jedna z foriem fruktózy, fruktopyranóza, môže existovať v dvoch modifikáciách: α a β-formy. Kryštály vždy obsahujú β-D-fruktózu. D-fruktóza je vo vodných roztokoch prítomná vo forme fruktopyranózy a fruktofuranózy.
Glukóza (C6H12O6) - má molekulovú hmotnosť 180, teplotu topenia 146 ° C a hustotu ρ = 1,544 kg / dm3. Jedná sa o viacsýtny aldehydový alkohol.
Aldehydová forma glukózy má štyri asymetrické atómy uhlíka a piaty asymetrický atóm sa vyskytuje v cyklickej forme. Preto môže D-glukóza existovať v dvoch modifikáciách: α a β-formy. α-D-glukóza sa ťažko rozpúšťa vo vode, zatiaľ čo β-D-glukóza je rozpustnejšia vo vode.
Rovnako ako všetky ostatné monosacharidy je glukóza silným redukčným činidlom. Zahrievanie glukózy v roztokoch minerálnych kyselín vedie k strate troch molekúl vody a tvorbe oxymetylfurfuralu, olejovej kvapaliny s vôňou prezretých jabĺk, ktorá má silné regeneračné vlastnosti. Následne sa táto látka rozloží na levulínovú a mravčiu kyselinu.
Xylóza (C5H10O5) - má molekulovú hmotnosť 150,13, teplotu topenia 154 ° C a hustotu ρ = 1,535 kg / dm3. Je to kryštalická látka, o polovicu sladšia ako sacharóza. Xylóza znižuje padajúcu kvapalinu v rovnakom rozsahu ako glukóza a keď sa varí so zriedenými minerálnymi kyselinami, poskytne furfural.
Arabinóza (C5H10O5) je charakterizovaná ako redukčné činidlo padajúcej kvapaliny s tvorbou oxidu medi. Molekulová hmotnosť 150,13, teplota topenia 160 ° C, hustota ρ = 1,585 kg / dm3. Arabinóza je kryštalická látka, ktorá chutí menej sladko ako glukóza. Pôsobením zriedených minerálnych kyselín stráca tri molekuly vody a tvorí furfural.
Rhamnóza (C6H12O5) kryštalizuje z jednej molekuly vody, má molekulovú hmotnosť 182,17; ramnózový hydrát sa topí pri teplote blízkej 93 ... 97 ° C a bezvodá ramnóza - pri 122 ... 126 ° C. Ramnóza je zle rozpustná v éteri, dobre vo vode a alkohole. Vo vzduchu bezvodá ramnóza absorbuje vodu a transformuje sa na monohydrát. Rhamnóza má sladkú chuť, ale sacharóza je trikrát sladšia a glukóza dvakrát sladšia.
Sacharóza (С12Н22О11) je neoddeliteľnou súčasťou miešania koňaku. Molekulová hmotnosť 342,3, teplota topenia 184 ... 185 ° C, hustota ρ = 1,583 kg / dm3. Je to disacharid, ktorý sa rozkladá pôsobením zriedených minerálnych kyselín alebo enzýmu invertázy na zmes rovnakých množstiev D-glukózy a D-fruktózy (invertný cukor).
Sacharóza je bezfarebná kryštalická látka sladkej chuti. Roztavená sacharóza po ochladení stuhne na sklovitú hmotu. Sacharóza sa rozpadá na látku, ktorá nekryštalizuje (karamel) nad teplotou topenia.
V éteri a chloroforme je sacharóza nerozpustná, ale je ľahko rozpustná vo vode, v absolútnom alkohole je málo rozpustná, vo vodno-alkoholových roztokoch je to lepšie.
Kohler je produktom karamelizácie sacharózy pri teplote 180 ... 200 ° C, tj nad teplotou topenia sacharózy. Počas karamelizácie sa sacharóza dehydratuje za vzniku rôznych polymérnych produktov: karamelu, organických kyselín a ďalších zlúčenín. Farba farebnej schémy nezávisí od bezfarebných anhydridov sacharózy, ale od humínových kyselín, ktoré sa v tomto prípade vytvoria. Kohler obsahuje od 35 do 60% cukru. Dobre sa rozpúšťa v koňakovom alkohole a vode. Po zriedení 1 ml v 1 litri vody by jeho farba mala zodpovedať farbe 10 ml 0,1 N jódu v 1 litri vody. Hustota farebnej schémy je 1,3 ... 1,4 kg / dm3.
Ak sa sacharóza nenachádza v koňakových alkoholoch, potom v koňakoch (v dôsledku pridania cukrového sirupu) je jeho obsah až 25 g / dm3. Kohler sa pridáva hlavne iba do bežných koňakov.
Furánové aldehydy... Z týchto aldehydov sa v koňakových liehoch našiel furfural, methylfurfural a oxymetylfurfural.
Furfural (С5Н4О2) má molekulovú hmotnosť 96,08, hustotu ρ = 1,1598 kg / dm3, teplotu topenia 38,7 ° C a teplotu varu 161,7 ° C. Je to bezfarebná kvapalina charakteristického zápachu, ľahko rozpustná v alkohole a éteri. Počas skladovania sa furfural pomaly rozkladá za tvorby kyseliny mravčej a hnedých humínových látok. Furfural v kyslom prostredí dáva charakteristickú ružovú farbu s anilínom. Táto farebná reakcia sa používa na kvantifikáciu.
Metylfurfural (C6H6O2) má molekulovú hmotnosť 110,0, hustotu ρ = 1,1072 kg / dm3 a teplotu varu 187 ° C. Ľahko sa rozpúšťa v tridsiatich častiach vody.
Oxymetylfurfural(C6H6O3) má molekulovú hmotnosť 126, teplotu topenia 35 ... 35,5 ° C a teplotu varu 114 ... 116 ° C. Dobre sa rozpúšťa v etanole, vode, etylacetáte. Vzniká hydratáciou glukózy a fruktózy.
Minerálne a iné látky. V priemere sa obsah popola v koňakových destilátoch pohybuje od 0,034 g / dm3 a vyššie, v mladých koňakových destilátoch do 0,118 g / dm3, v starých (viac ako 20 -ročných) asi 1% extraktu.
Zloženie popolových prvkov koňakových destilátov a koňakov v mnohých prípadoch závisí od zloženia duba. Dá sa očakávať prítomnosť K, Ca, Na, Mg, Cl, P, Si atď. Počas destilácie vínnych materiálov v dôsledku kontaktu s meďou a železným zariadením prechádza do koňakového alkoholu znateľné množstvo železa a medi. Koňakové destiláty skladované v nepotiahnutých hliníkových tankoch môžu obsahovať až 20 mg / dm3 hliníka, čo negatívne ovplyvňuje chuť a arómu alkoholov.
So starnutím koňakových alkoholov dochádza k prirodzenému nárastu extraktívnych látok a popola, súčasne klesá obsah popola (% popola v extrakte), čo je dôsledkom vyzrážania množstva prvkov, ktoré tvoria minerálne látky. Množstvo prvkov, ako je Cu, Fe, Mg, sa počas starnutia koňakových alkoholov citeľne znižuje, čo sa vysvetľuje ich vyzrážaním vo forme ťažko rozpustných solí trieslových a organických kyselín. Obsah К і Na sa zvyšuje v dôsledku extrakcie z dubového dreva a koncentrácie v dôsledku odparovania alkoholu zo sudov počas starnutia.
Podľa súčasných technologických pokynov je v koňakových destilátoch a koňakoch povolené nasledujúce množstvo ťažkých kovov: olovo - nie je povolené, železo - nie viac ako 1 mg / dm3, cín - nie viac ako 5 mg / dm3 a meď - nie viac ako 8 mg / dm3.
Koňakové destiláty obsahujú okrem minerálov aj dusíkaté látky, ktorých množstvo predstavuje asi 2% ťaživých látok z alkoholov. V 24-ročnom koňakovom alkohole teda celkový obsah dusíka dosahuje 82 mg / dm3. Medzi dusíkatými látkami v koňakových alkoholoch prevládajú aminokyseliny ako glykokol, kyselina glutámová, prolín atď.
UDC 577,1: 616,89
ENDOGENICKÝ ETANOL A ACETALDEHYDE,
ICH BIOMEDICKÁ HODNOTA (prehľad literatúry)
Yu. A. Tarasov, Ph.D. n., s.n.s .; V.V. Lelevich, doktor lekárskych vied, profesor
EE „Štátna lekárska univerzita v Grodne“
Prehľad prináša údaje z literatúry o metabolizme endogénneho etanolu a acetaldehydu v tele, ako aj o ich biologickom význame.
Kľúčové slová: endogénny etanol, acetaldehyd, alkoholdehydrogenáza, aldehyddehydrogenáza, pyruvátdehydrogenáza.
Prehľad prináša údaje z literatúry o metabolizme endogénneho etanolu a acetaldehydu v organizme, ako aj o ich biologických hodnotách.
Kľúčové slová: endogénny etanol, acetaldehyd, alkoholdehydrogenáza, acetaldehyddehydrogenáza, pyruvátdehydrogenáza.
Pri charakterizácii biologickej aktivity etanolu a jeho metabolitu, acetaldehydu, je potrebné zdôrazniť dva aspekty problému. Po prvé, pokiaľ ide o tieto zlúčeniny, ako prírodné metabolity, neustále (endogénne) prítomné v tele vo fyziologických koncentráciách. Za druhé, keď dôjde k situácii s exogénnym príjmom alkoholu do tela, to znamená k vzniku stavov akútnej alebo chronickej intoxikácie alkoholom.
Etanol a jeho metabolity - prírodné zložky metabolizmu, sú nenahraditeľnými účastníkmi homeostatických mechanizmov. Na posúdenie metabolickej významnosti endogénneho etanolu by sa mala porovnať jeho hladina v krvi a tkanivách s obsahom známych substrátov - účastníkov metabolizmu u ľudí a zvierat (pozri tabuľku). To umožňuje zaistiť, aby bol vzhľadom na relatívne nízku molekulovú hmotnosť etanolu ľahko porovnateľný s medziproduktmi metabolizmu uhľohydrátov a bielkovín. Z údajov uvedených v tabuľke vyplýva, že koncentrácia neurotransmitera je o niekoľko rádov nižšia ako endogénny etanol. Ale obsah acetaldehydu, ktorý je v tele neustále prítomný v rovnovážnych pomeroch (1: 100) s etanolom, je s ním celkom porovnateľný. To naznačuje, že úloha páru etanol / acetaldehyd pri udržiavaní homeostatických metabolických funkcií je podobná ako pomerov glukóza / glukóza-6-fosfát a laktát / pyruvát v tele pri riadení reakcií glykolýzy a stabilizácii hladín medziproduktov glykolýzy.
Množstvo pyruvátu v tkanivách je o 2-3 rády nižšie ako v prípade laktátu, ale samotný pyruvát, podobne ako acetaldehyd, je vysoko reaktívny. S meniacimi sa metabolickými situáciami sa hladina pyruvátu výrazne posúva
Zložená krv (mol / l) Pečeň (mol / kg)
Glukóza 5 - 10 - 3
Glukóza-6-fosfát 2 ■ 10- 4
Fruktóza-6-fosfát 2 ■ 10-4
Fosfodioxyacetón 10- 5- 10- 4 10-4
Aminokyseliny 10-4-10-3
Etanol 10-4 10-4
Adrenalín 10-9
menej ako hladina laktátu, čo nepochybne odzrkadľuje väčší význam v metabolizme prvej než druhej zlúčeniny. Laktát je preto považovaný za pufrovú metabolickú slepú uličku, ktorá vyrovnáva výkyvy pyruvátu. Z rovnakého hľadiska je systém etanol / acetaldehyd podobným kontrolným bodom pre bikarbónové zlúčeniny a samotný acetaldehyd. Také hodnotenie vzťahu etanol / acetaldehyd celkom uspokojivo vysvetľuje labilitu endogénnej hladiny etanolu pod rôznymi vplyvmi. Endogénny etanol teda funguje ako pufer v rovnovážnych dynamických vzťahoch so svojim veľmi aktívnym prekurzorom, acetaldehydom. Uvažovaný para-etanol / acetaldehyd (pozri obrázok) vykonáva podobné funkcie zásobníka pufrov vo vzťahu k veľmi aktívnemu, obzvlášť vo vzťahu k neurohormónom, metabolitu-acetaldehydu. Etanol v tomto systéme funguje ako rezerva pufra pre acetaldehyd, pričom vyrovnáva kolísanie, ktoré nevyhnutne vzniká v dôsledku sínusovej povahy toku viaclinkových reťazcových reakcií v metabolizme.
Sacharidy, lipidy, aminokyseliny
Laktát, pyruvát, acetyl-CoA
Etanol, acetaldehyd, octan
Iné zdroje
Obrázok - Laktát a etanol ako metabolické „slepé uličky“ pri výmene pyruvátu a acetaldehydu
Heterogenita funkcií endogénneho etanolu, ktorá môže byť veľmi odlišná, je zdrojom energie, prekurzorom acetaldehydu, ktorý sa podieľa na syntéze endogénnych zlúčenín podobných morfínu, a je najsilnejším modifikátorom amínových a sulfhydrylových skupín v bielkoviny. Acetaldehyd, ako silný modifikátor bielkovín, mení nielen ich reaktivitu, ale aj priestorové charakteristiky, tj. Parametre, ktoré sú najdôležitejšie pre účinnú väzbu neurotransmiterov na receptorové proteíny. Difilná povaha etanolu a acetaldehydu hrá významnú úlohu pri udržiavaní určitej hydrofóbnosti proteínov a ich požadovanej funkčnej tekutosti.
Obe zlúčeniny sú považované za bikarbonové radikály schopné kompetitívnej interakcie s mnohými ďalšími molekulami bikarbónu na úrovni aktívnych miest enzýmov, transportných proteínov a špecifických receptorov. Membranotropia etanolu je funkčne dôležitá v patogenéze prejavov alkoholických chorôb, pretože rôzne dioly, ktoré navyše netvoria acetaldehyd, sú schopné zmierniť prejavy odvykania od etanolu. Pary etanol / acetaldehyd môžu mať zvláštny význam vo vzťahu k hydroxylovým alebo karbonylovým skupinám obsahujúcim neurotransmitery, hormóny, ich prekurzory a metabolity, pretože koncentrácia týchto bioregulátorov je oveľa nižšia ako koncentrácia endogénneho etanolu a acetaldehydu.
Množstvo endogénne vytvoreného a metabolizovaného acetaldehydu a etanolu by sa preto malo považovať za faktor, ktorý riadi významnú časť homeostatických mechanizmov, ktoré v konečnom dôsledku tvoria stav, o ktorý sa každý organizmus vždy snaží - „metabolické pohodlie“.
Selekcia zvierat vo vzťahu k spotrebe etanolových roztokov, mnohokrát opakovaná v rôznych sezónnych obdobiach roka, vždy umožnila izolovať potkany, ktoré uprednostňujú vodu (PV) alebo etanol (PE) od bežnej populácie. PE predstavovali približne 5-10% všetkých testovaných zvierat. Charakteristickým znakom PE jednotlivcov bolo, že obsah endogénneho etanolu v krvi, a najmä v pečeni, bol u nich vždy 2-3 krát nižší ako v PV. Zistené inverzné korelácie medzi hladinou endogénneho etanolu a dobrovoľnou konzumáciou alkoholu v zásade opakujú patogenetickú situáciu: hodnota endogénneho etanolu a acetaldehydu je taká, že s ich nedostatkom v tele sa ďalší príjem alkoholu stane najjednoduchším spôsob vlastnej opravy. Extrapolácia týchto vzťahov na mechanizmy patogenézy alkoholizmu zase umožňuje domnievať sa, že dlhodobá nadmerná konzumácia alkoholu vynútená v experimente na zvieratách a dobrovoľná alebo sociálne motivovaná u ľudí, ktorá nakoniec nahradí produkciu endogénneho etanolu a acetaldehyd, vedie najskôr k inhibícii a potom k degradácii systémov endogénnej syntézy týchto zlúčenín. To znamená, že do situácie, keď je potrebný vonkajší príjem alkoholu do tela. Také vzťahy môžu do značnej miery, prirodzene, zjednodušeným spôsobom, bez zohľadnenia faktora drogovej závislosti v patogenéze, vysvetliť fenomén fyzickej závislosti a tiež pochopiť, prečo je v bludných podmienkach najlepší a najjednoduchší spôsob zastaviť ich je podať pacientovi alkohol.
Vzťah medzi motiváciou alkoholu a hladinou endogénneho etanolu je možné vysledovať aj v iných experimentálnych situáciách. Rôzne faktory ovplyvňujúce konzumáciu alkoholu zvieratami alebo liekmi používanými na liečbu boli podľa ich účinku na hladinu endogénneho etanolu v krvi a pečeni rozdelené do dvoch diametrálne odlišných skupín. Všetky vplyvy, ktoré zvyšujú alkoholickú motiváciu, ako sú: stres, hladovanie, oxythiamín, iproniazid, tetrahydroizochinolíny - znižujú a oslabujú alkoholickú motiváciu (tiamín, tiamíndifosfát, riboflavín, dietylditiokarbamát, glutamín, chlorid lítny) -
zvýšiť hladinu endogénneho etanolu. Tieto údaje sú doplnené štúdiami iných autorov vo vzťahu k trankvilizérom, kastrácii a experimentom, v ktorých sa potkany, rozdielne citlivé na narkotický účinok etanolu, líšili aj v hladine endogénneho etanolu. Stanovenie hladiny endogénneho etanolu sa používa na klinikách protidrogovej liečby v Poľsku na dynamickú kontrolu aplikovanej terapeutickej liečby pacientov s alkoholickým ochorením. Na klinike na liečbu závislosti od alkoholu Psychoneurologického ústavu v Petrohrade. VM Bekhterev úspešne použil metódu liečby alkoholizmu, založenú na obnovení homeostázy endogénneho etanolu v tele pacienta.
Je potrebné poznamenať, že uvedené varianty prejavu aktivity etanolu a acetaldehydu sú dôležité nielen pri akútnej a chronickej intoxikácii alkoholom, ale čo je v prírodných podmienkach rozhodujúce pre endogénne fungovanie zlúčenín. Pri hodnotení biologickej aktivity etanolu sa rozlišujú dve možnosti: metabolické a toxikologické. V prvom prípade je na čele endogénny etanol - ako prirodzený metabolit metabolizmu. V druhej etanol vstupujúci do tela v prebytku pôsobí ako silné toxikologické činidlo a faktor metabolickej dezintegrácie metabolizmu. V jednom aj v druhom prípade fungujú prakticky rovnaké systémy, ktoré metabolizujú alkohol a aldehyd, a do metabolických procesov týchto zlúčenín sú zapojené všetky hlavné systémy tela. Alkohol vstupujúci do tela je v pečeni zoxidovaný na 75-95%. Ostatné orgány sú výrazne menej schopné metabolizovať etanol. Okrem toho sa jeho malé množstvo z tela vylučuje močom a vydychovaným vzduchom.
Hlavné systémy metabolizujúce alkohol:
Alkoholdehydrogenáza (ADH, K.F.1.1.1.1) je enzým široko distribuovaný v živočíšnych tkanivách a rastlinách. ADH katalyzuje reverzibilnú premenu alkoholov na zodpovedajúce aldehydy a ketóny s NAD ako kofaktorom:
Alkohol + NAD □ aldehyd + NADH + H +
Je potrebné zdôrazniť, že pri fyziologickom pH prebieha redukcia aldehydov alebo ketónov desaťkrát rýchlejšie ako oxidácia alkoholov. Enzým iba pri viacnásobnom (100-1 000-násobnom) zvýšení koncentrácie etanolu, ako sa to stane, keď je telo zaťažené alkoholom, funguje v opačnom smere. Substráty pre ADH sú primárne a sekundárne alifatické alkoholy a aldehydy, retinol, ďalšie polyénalkoholy, dioly, pantotenylalkohol, steroidy, □ -oxymastné kyseliny, 5 -hydroxyetyltiazol a ďalšie. Okrem toho je potrebné poznamenať, že etanol a acetaldehyd nie sú najlepšími substrátmi pre ADH. Štúdia intracelulárnej distribúcie ADH v pečeni ukázala, že enzým je lokalizovaný v cytosole hepatocytov, ale nie v Kupfferových bunkách. Veľkú funkčnú hodnotu ADH potvrdzujú zmeny v aktivite enzýmu v orgánoch a tkanivách za rôznych patologických stavov. Prirodzenou funkciou ADH, ktorá je prítomná v obrovských množstvách v pečeni ľudí a zvierat, je to, že enzým tvorí a nekonzumuje endogénny etanol, a preto aktívne reguluje jeho hladinu a poskytuje homeostázu endogénneho acetaldehydu.
Mikrosomálny systém oxidujúci etanol (MEOS). Oxidácia etanolu mikrozómami prebieha podľa nasledujúcej rovnice:
С2Н5ОН + NAPH + Н + + О 2 □ СН 3СНО + NADP + + 2Н О Optimálne pH tejto reakcie leží vo fyziologickom rozmedzí, Km pre etanol je 7-10 Mm, čo je oveľa vyššie ako pre ADH. MEOS sa líši od ADH a katalázy v citlivosti na inhibítory, ako aj v mnohých ďalších vlastnostiach. Je necitlivý na pôsobenie pyrazolu a azidu sodného. MEOS je aktivovaný hormónmi propyltiouracylu a štítnej žľazy. Verí sa, že MEOS je identický s nešpecifickými oxidázami, ktoré detoxikujú lieky v pečeni, a že práve cez MEOS prechádza cez MEOS cesta nezávislá na ADH oxidácie etanolu u cicavcov. MEOS zjavne funguje nezávisle od ADH a katalázy a jeho príspevok k oxidácii etanolu je normálne asi 10%, ale výrazne sa zvyšuje s intoxikáciou alkoholom.
Kataláza (K.F.1.11.1.6) v prítomnosti peroxidu vodíka je schopná oxidovať etanol na acetaldehyd podľa rovnice:
С Ц ОН + Ц О2 □ СН3СНО + 2Н2О Enzým funguje v širokom spektre živočíšnych tkanív a vo svojej aktivite má druhové aj individuálne výkyvy. Zdrojom peroxidu vodíka sú reakcie katalyzované glukózooxidázou, xantínoxidázou, NADPH oxidázou. Maximálna aktivita katalázy sa objavuje pri fyziologickom pH. Rýchlosť katalázovej reakcie závisí od koncentrácie etanolu a rýchlosti tvorby peroxidu vodíka. Telo má značný počet systémov, ktoré generujú peroxid vodíka a sú lokalizované v peroxizómoch, endoplazmatickom retikule, mitochondriách, cytosole a vytvárajú koncentráciu peroxidu vodíka v rozmedzí 10-8-10-6M. Rovnako ako MEOS, katalázová dráha oxidácie etanolu sa označuje ako menšia, pričom určitú hodnotu nadobúda iba pri vysokých koncentráciách etanolu v tele alebo za podmienok inhibície ADH.
Bola ukázaná možnosť oxidácie etanolu konverziou jeho molekuly na □ -hydroxyetylový radikál, ku ktorému môže dôjsť pri prenose elektrónov syntázou oxidu dusnatého, ktorá je schopná vytvárať superoxidový radikál, ako aj peroxid vodíka. Vedci sa domnievajú, že syntáza oxidu dusnatého z hľadiska oxidácie etanolom nie je o nič menej významná ako cytochróm P-450 za predpokladu, že ako hlavný substrát je prítomný L-arginín.
Jedným zo zdrojov endogénneho etanolu v tele zvierat je črevná mikroflóra. Pri pokusoch na angiostomizovaných zvieratách sa súčasným odberom krvi z portálnej žily a periférneho žilového lôžka ukázalo, že krv prúdiaca z čreva obsahuje viac etanolu ako krv prúdiaca z pečene.
Pri hodnotení rovnovážnych vzťahov v metabolizme etanolu by sme preto mali počítať s dvoma jeho zdrojmi a hlavnou, rozhodujúcou úlohou hepatálnej alkohol-zlatej dehydrogenázy pri regulácii hladiny alkohoémie.
K oxidácii aldehydov u cicavcov dochádza hlavne nešpecifickou aldehyddehydrogenázou (AldH, K.F.1.2.1.3). Enzýmom katalyzovaná reakcia je nevratná:
CH3CHO + NAD + + H20 + CH3COOH + NADH + 2H +
Pečeňové aldehyddehydrogenázy sú reprezentované dvoma enzýmami: s nízkou (vysokou Km) a vysokou (nízkou Km) afinitou k acetaldehydu, výhodne s použitím alifatických substrátov a NAD ako koenzýmu alebo aromatických aldehydov a NADP ako koenzýmu. AldH existuje vo viacerých molekulárnych formách, ktoré sa líšia štruktúrou, katalytickými charakteristikami a subcelulárnou lokalizáciou. U cicavcov sú izoenzýmy AldH zaradené do piatich rôznych tried. Každá trieda má špecifickú bunkovú lokalizáciu, ktorá prevažuje v rôznych druhoch, čo naznačuje veľmi skorú divergenciu vo vývoji AldH. Okrem dehydrogenázy má AldH pečene aj esterázovú aktivitu. Aktivita AldH sa nachádza v mitochondriách, mikrozómoch a cytosole.
Známe, ale menej študované, a ďalšie enzýmy podieľajúce sa na transformácii acetaldehydu, ako napríklad: aldehydreduktáza, aldehydooxidáza a xantinoxidáza. Ako je však uvedené vyššie, redukciu acetaldehydu v tele vykonáva hlavne AldH a zatiaľ jediným známym prekurzorom endogénneho etanolu je acetaldehyd.
Pre živočíšne tkanivá sú známe nasledujúce enzýmy, ktoré sa podieľajú na výrobe acetaldehydu:
Pyruvátdehydrogenáza (K.F.1.2.4.1) obvykle katalyzuje oxidačnú dekarboxyláciu pyruvátu na acetyl-CoA. V tomto prípade je dekarboxylačná zložka tohto polyenzýmového komplexu schopná počas reakcie uvoľňovať voľný acetaldehyd. Ten sa buď oxiduje AldH v mitochondriách na acetát, alebo v cytoplazme sa ADH redukuje na etanol.
O-fosforyletanolamínfosfolyáza (K.F.4.2.99.7)
Enzým, ktorý štiepi fosfoetanolamín na acetaldehyd, amoniak a anorganický fosfát.
Treoninaldolasa (K.F.4.1.2.5) - katalyzuje štiepnu reakciu treonínu na glycín a acetaldehyd.
Aldoláza (K.F.4.1.2.7) živočíšnych tkanív má špecificitu iba vo väzbe dioxyacetónfosfátu a ako druhý substrát používa akékoľvek aldehydy. Pri obrátenej reakcii sa následne týmto spôsobom tvorí acetaldehyd.
Nedávno sa ukázalo, že zníženiu koncentrácie acetaldehydu v živočíšnych tkanivách, za podmienok selektívnej inhibície aktivity pyruvátdehydrogenázy, môže brániť inverzná povaha zmien v aktivite fosfoetanolamín lyázy a treoninaldolasy.
Je tiež známe, že počas rozkladu □ -alanínu, produktu rozkladu pyrimidínových dusíkatých zásad, sa najskôr vytvorí malónový aldehyd a potom acetaldehyd.
Na záver analýzy údajov z literatúry je potrebné poznamenať, že endogénny etanol je v tele ľudí a zvierat neustále prítomný v koncentráciách porovnateľných s úrovňami iných prírodných
rozsievky metabolizmu. Hladina endogénneho etanolu v krvi a tkanivách je regulovaná rôznymi zlúčeninami (hormóny, vitamíny, antimetabolity, aminokyseliny a ich deriváty, lítne soli, disulfiram, kyanamid) a mení sa v závislosti od rôznych funkčných stavov tela (stres, hladovanie). (starnutie), ktorého mechanizmus účinku zjavne nie je jednotný. Veľmi rovnováha v endogénnom systéme etanol / acetaldehyd poskytovaná ADH a inými enzýmami, ktoré produkujú a spotrebúvajú acetaldehyd, evidentne riadi výmenu bikarbonu aj syntézu zlúčenín podobných morfínu a reguluje aktivitu niektorých neurotransmiterov, peptidov a bielkoviny. Na druhej strane zmeny v aktivite systémov metabolizujúcich alkohol a aldehyd, a to ako za fyziologických podmienok, tak za podmienok modifikovaných alkoholovým stresom, sú v zásade adaptívne a poskytujú vhodnú funkčnú a metabolickú homeostázu.
Recenzia je venovaná požehnanej pamäti učiteľa, akademika Jurija Michajloviča Ostrovského, ktorý významne prispel k porozumeniu mechanizmov regulácie metabolizmu endogénneho etanolu a acetaldehydu, ich biomedicínskeho významu a biochémie vývoja alkoholických chorôb.
Literatúra
1. Andrianova, L.E. Neutralizácia toxických látok v tele / L.Áno. Andria nova, S.N. Si luyanov a // Biokhimiya - 5. vydanie; vyd. E.S. Severina-M.: GEOTAR-Media, 2009.-S. 619-623.
2. Andronova, L.I. Vlastnosti vlastnej stimulácie a endogénneho etanolu u potkanov rôznych pohlaví / L.I. Andronova, R. V. Kudryavtsev, M.A. Konštantínopol, A.V. Stanishevskaya // Byull. odborník. biol. a med. - 1984. - T. 97, č. 6. - S. 688-690.
3. Burov, Yu.V. Neurochémia a farmaceutický priemysel alkoholizmu / Yu.V. Burov, N. N. Vedernikova- M.: Medicína, 1985- 238 s.
4. Chovateľ, I.B. Štúdium interakcie acetaldehydu s proteínmi a biologicky aktívnymi zlúčeninami / I.B. Zavodnik, N. S. Semukha, I.I. Stepuro, V.Yu. Ostrovsky // Biochémia alkoholizmu; vyd. Yu.M. Ostrovský. - Minsk: Veda a technika, 1980.- S. 68.
5. Lakoza, G.N. Úroveň endogénneho etanolu a narušenie systémov závislých od testosterónu v experimentálnom alkoholizme samcov potkanov albínov / GN. Lakoza, N.V. Tyurina, R.V. Kudryavtsev, N.K. Barkov // I Mosk. vedecké a praktické. konferencia psychiatrov rkológov / Otázky patogenézy, kliniky a liečby alkoholických chorôb. - M., 1984.- S. 66-68.
6. Lakoza, G. N. O význame centrálnej regulácie sexuálneho správania pri experimentálnom alkoholizme u samcov bielych potkanov
/ GN. Lakoza, A.V. Kotov, A.F. Meshcheryakov, N.K. Barkov // Pharma-Kol. a toxikol. - 1985. - T. 4, č. 3. - S. 95-98.
7. Lelevich, V.V. Stav zásoby voľnej krvi a pečeňových aminokyselín pri chronickej intoxikácii alkoholom / V.V. Lelevich, OV Artemov a // vestník štátneho súdu v Grodne Štátnej lekárskej univerzity. - 2010. - č. 2. - S. 16-19.
8. Ostrovsky, Yu.M. Metabolický koncept genézy alkoholizmu / Yu.M. Ostrovsky // Etanol a metabolizmus; vyd. Yu.M. Ostrovsky - Minsk: Veda a technika, 1982. - S. 6-41.
9. Ostrovsky, Yu.M. Endogénna hladina etanolu a jej vzťah k dobrovoľnej konzumácii alkoholu u potkanov / Yu.M. Ostrovsky, M.N. Sadovnik, A.A. Bankovský, V.P. Obidin // Správy Akadémie vied BSSR. - 1983. - T. 27, č. 3. - S. 272-275.
10. Ostrovsky, Yu.M. Metabolické cesty etanolu a ich úloha vo vývoji alkoholizmu / Yu.M. Ostrovsky, M.N. Záhradník // Výsledky vedy a techniky. Toxikológia. - Moskva: VINITI, 1984. - Vydanie. 13. - S. 93-150.
11. Ostrovsky, Yu.M. Biologická zložka v genéze alkoholizmu / Yu.M. Ostrovsky, M.N. Sadovnik, V.I. Satanovskaya; vyd. Yu.M. Ostrovsky - Minsk: Veda a technológia, 1986.
12. Ostrovsky, Yu.M. Metabolické predpoklady a dôsledky konzumácie alkoholu / Yu.M. Ostrovsky, V.I. Sata-novskaya, S.Yu. Ostrovsky, M.I. Selevich, V.V. Lelevich; vyd. Yu.M. Ostrovsky- Minsk: Veda a technológia, 1988- 263 s.
13. Pyzhik, T.N. Cesty na syntézu acetaldehydu za podmienok selektívnej inhibície pyruvátdehydrogenázy okitiamínom
/ T.N. Pyzhik // Vestník Štátnej lekárskej univerzity v Grodne. - 2010. - Č. 3. - S. 87-88.
14. Solodunov, A.A. Štúdia účinku alkoholov na väzbu ligandov so sérovým albumínom / А.А. Solodunov, T.P. Gaiko, A.N. Artsukevi h // Biochémia alkoholizmu; vyd. Yu.M. Ostrovský. - Minsk: Veda a technika, 1980.- S. 132.
15. Blomstand, R. Pozorovanie tvorby etanolu v črevnom trakte u človeka / R. Blomstand // Life Sci. - 1971. - Sv. 10. - S. 575-582.
16. Chin, J. H. Zvýšený obsah cholesterolu v erytrocytoch a mozgových membránach u myší tolerantných voči etanolu / J.H. Chin, L.M. Parsons, D.B. Goldstein // Biochim. Biophys. Acta. - 1978. - Zv. 513. - P 358-363.
17. Collins, M.A. Tetraizochinolíny in vivo. Potkaní mozog tvorba salsolinolu, produktu dopamínu a acetaldehydu za určitých podmienok počas intoxikácie etanolom / M.A. Collins, M.G. Bigdell /
/ Life Sci. - 1975. - Zv. 16. - P 585-602.
18. Higgins, J.J. Biochémia a farmakológia etanolu / J.J. Higgins // New Jork-London, 1979.-P 531-539.
19. Kopczynsk a, T. Vplyv závislosti alkoholu na oxidačnom strese pa ra metrov / T. Kopczynsk a, L. Torlinski, M. Ziolkowski // Postepy Hig. Med. Dosw. - 2001. - Zv. 55, č. 1. - P 95-111.
dvadsať. Lu k a szewicz, A. T porovnal koncentráciu endogénneho etanolového krvného séra u alkoholikov a nealkoholikov v rôznych štádiách abstinencie / A. Lukaszewicz, T. Markowski, D. Pawlak // Psychiatr. Pol. - 1997. - Zv. 31, - P 183-187.
21. Nikolaenko, V.N. Udržiavanie homeostázy endogénneho etanolu ako metódy na liečbu alkoholizmu / V.N. Nikolaenko // Bull. Exp. Biol. Med. - 2001. - Zv. 131,
Č. 3. - S. 231-233.
2 2. O strovsk y, Yu. M. Endogénny etanol - jeho metabolický, behaviorálny a biomedicínsky význam / Yu.M. Ostrovsky // Alkohol.
1986. - Zv. 3. - S. 239-247.
23. Porasuphatana, S. Indukovateľná syntetáza oxidu dusnatého katalyzuje oxidáciu etanolu na alfa-hydroxyetyl-radikály a cetaldehyd /
Forenzná lekárska diagnostika príčiny smrti v prípadoch intoxikácie alkoholom často spôsobuje vážne ťažkosti. To platí predovšetkým pre prípady, keď vo vnútorných orgánoch nie sú dostatočne výrazné zmeny a koncentrácia etanolu v krvi je buď nevýznamná, alebo sa nezistí vôbec. V takýchto situáciách môže detekcia produktov oxidácie etanolu, najmä acetaldehydu, slúžiť ako objektívny dôkaz intoxikácie alkoholom, pretože slúži ako jedna z príčin kocoviny, ktorá zostáva v tele dlhší čas.
Acetaldehyd (AC) - acetaldehyd, organická zlúčenina, ľahko prchavá bezfarebná kvapalina s dusivým zápachom, vo všetkých ohľadoch miešateľná s vodou, alkoholom, éterom. AC má všetky typické vlastnosti aldehydov. V prítomnosti minerálnych kyselín polymerizuje na kvapalný trimérny paraldehyd a tetramérny metaldehyd. Pary sú ťažšie ako vzduch a vo vzduchu oxidujú za vzniku peroxidov. Po zriedení vodou získava ovocný zápach. Používajú sa vo veľkom meradle pri výrobe kyseliny octovej, anhydridu kyseliny octovej, rôznych liečiv a pod. ...
V ľudskom tele je neustále prítomný endogénny etanol, ktorý vzniká v biochemických procesoch. Zdrojom endogénneho etanolu je endogénny acetaldehyd, ktorý je produktom metabolizmu uhľohydrátov, ktorý vzniká hlavne v dôsledku dekarboxylácie pyruvátu za účasti zodpovedajúceho enzýmu komplexu pyruvátdehydrogenázy. Podľa údajov z literatúry je koncentrácia endogénneho etanolu v krvi zdravých ľudí v priemere 0,0004 g / l; maximálne hodnoty nepresahujú stotiny g / l, koncentrácia endogénneho acetaldehydu je 100-1 000-krát nižšia. AC je hlavným medziproduktovým metabolitom etanolu. Hlavná cesta je za účasti alkohol dehydrogenázy podľa schémy:
C 2 H 5OH + NAD + ↔ CH 3 CHO + NADH + H +.
Vytvorený AC sa oxiduje aldehyddehydrogenázou (ADH) na acetát. Do 1 hodiny je možné v ľudskom tele metabolizovať 7-10 g alkoholu, čo zodpovedá poklesu jeho koncentrácie v priemere o 0,1-0,16 ‰. Oxidačné procesy je možné aktivovať a dosiahnuť 0,27 ‰ / h. Trvanie toxikodynamiky je určené predovšetkým množstvom spotrebovaného alkoholu. Keď prijímate veľké množstvo AC, môže v tele pretrvávať 1 deň alebo dlhšie. Do 1-2 hodín po odobratí krvi živým osobám sa zastaví enzymatická oxidácia alkoholu a po smrti v krvi tiel. Hlavným miestom vzniku AC z etanolu a jeho následnej oxidácie je pečeň. Preto bolo najväčšie množstvo acetaldehydu v experimentoch určené v pečeni, potom v krvi, najmenšie - v mozgovomiechovom moku.
Identifikácia AC v biologických objektoch sa uskutočňovala na plynovom chromatografe Kristalluks-4000M vybavenom počítačovým programom NetchromWin a plameňovým ionizačným detektorom na kapilárnych kolónach. Použili sa tri kapilárne kolóny:
Teplota kolóny 50 ° С, teplota detektora 200 ° С, teplota výparníka 200 ° С. Prietok nosného plynu (dusíka) 30 ml / min, vzduchu 500 ml / min, vodíka 60 ml / min.
Bola zaznamenaná dobrá separácia zmesi (obr. 1): acetaldehyd + dietyléter + acetón + etylacetát + etanol + acetonitril.
Ryža. 1. Distribúcia látok.
Detekcia a stanovenie acetaldehydu (tabuľka 1) neinterferuje s acetónom, metanolom, etanolom a inými alifatickými alkoholmi, etylacetátom, organickými zlúčeninami chlóru, aromatickými uhľovodíkmi, dietyléterom.
Tabuľka 1. Porovnávacie výsledky identifikácie acetaldehydu v zmesi s inými látkami
Stĺpec č. 3 HP - FFAP nebol použitý na kvantitatívnu analýzu, pretože takáto analýza je časovo náročná a ekonomická.
Konštrukcia kalibračného grafu acetaldehydu. Na vynesenie kalibračného grafu sme použili vodné roztoky acetaldehydu (chemicky čisté na chromatografiu) s koncentráciou 1,5; 15; tridsať; 60; 150 mg / l. Ako vnútorný štandard bol použitý vodný roztok acetonitrilu s koncentráciou 78 mg / l.
Metóda výskumu: 0,5 ml vnútorného štandardu - roztok acetonitrilu s koncentráciou 78 mg / l a 0,5 ml roztoku acetaldehydu so známou koncentráciou - sa umiestnilo do sklenenej liekovky obsahujúcej 0,5 ml 50% roztoku kyselina fosforečná-wolfrámová. Na zníženie parciálneho tlaku vodnej pary sa k zmesi pridajú 2 g bezvodého síranu sodného. Fľaštička sa uzatvorila gumovou zátkou, upevnila sa kovovou sponou, zahrievala sa vo vriacom vodnom kúpeli 5 minút a do odparky chromatografu sa vložilo 0,5 ml teplej plynnej fázy. Faktor citlivosti bol vypočítaný (tabuľka 2) pre 2 stĺpce:
Tabuľka 2. Výpočet faktora citlivosti
| A ac, mg / l | Stĺpec č. 1 | Stĺpec č. 2 | ||
| Sх, v mv / min | Sst, v mv / min | Sх, v mv / min | Sst, v mv / min | |
| 150 | 69 | 10 | 15 | 2 |
| 60 | 39 | 11 | 4.5 | 1.7 |
| 30 | 24 | 14 | 3 | 2 |
| 15 | 10 | 12 | 1.2 | 1.5 |
| 1,5 | 1.2 | 15 | 0.18 | 2 |
Skratky: A ac - koncentrácia acetaldehydu; Sх - plocha píku acetaldehydu; Sst je plocha píku acetonitrilu.
Ryža. 2. Graf závislosti pomeru plôch od koncentrácie acetaldehydu pre 1. stĺpec.
Podľa vyššie opísanej techniky boli vykonané štúdie z biologických predmetov (krv, moč, mozgová hmota, pečeň, obličky atď.).
Vyšetrené bolo 40 prípadov s podozrením na otravu „náhradami alkoholu“. Výsledky štúdie týchto prípadov sú zhrnuté v tabuľke 3.
Tabuľka 3. Distribúcia etanolu
Prípad z praxe: Bola doručená mŕtvola 40-ročného muža z jednotky intenzívnej starostlivosti. Pacient zostal v nemocnici 4 hodiny; v anamnéze bol na liečbu použitý „Esperal“. V procese kriminalisticko -chemického výskumu biologických predmetov nebol disulfiram a ďalšie liečivé látky nájdené. Etylalkohol sa v krvi nenašiel. Zistený AC s koncentráciou 0,5 mg / l v krvi, 28 mg / l v žalúdku, 2 mg / l v pečeni, 1 mg / l v obličkách, 29 mg / l v čreve.
Pri súčasnom použití etylalkoholu a disulfiramu (teturamu) vzniká AC. Mechanizmus spočíva v tom, že disulfiram inhibuje enzým alkohol dehydrogenázu, čím spomaľuje oxidáciu etanolu na úrovni AC, čo vedie k intoxikácii ľudského tela. Niektoré lieky môžu mať aktivitu podobnú teturamu, čo spôsobuje intoleranciu alkoholu. Ide predovšetkým o chlórpropamid a ďalšie antidiabetické sulfátové liečivá, metronidazol atď., Deriváty nitro-5-imidazolu, butadiónu, antibiotiká.
Etanol - čo je táto látka? Aké je jeho použitie a ako sa vyrába? Etanol je každému lepšie známy pod iným názvom - alkohol. Toto samozrejme nie je úplne správne označenie. Medzitým však slovom „alkohol“ myslíme „etanol“. O jeho existencii vedeli aj naši predkovia. Získali to fermentačným procesom. Používali sa rôzne výrobky od obilnín po bobule. Ale vo výslednej kaši, ako sa v minulosti hovorilo o alkohole, množstvo etanolu nepresiahlo 15 percent. Čistý alkohol je možné izolovať až po štúdiu destilačných procesov.
Etanol je jednosýtny alkohol. Za normálnych podmienok je to prchavá, bezfarebná, horľavá kvapalina so špecifickým zápachom a chuťou. Etanol našiel široké uplatnenie v priemysle, medicíne a každodennom živote. Je to vynikajúci dezinfekčný prostriedok. Alkohol sa používa ako palivo a ako rozpúšťadlo. Ale predovšetkým je vzorec etanolu C2H5OH známy milovníkom alkoholických nápojov. Práve v tejto oblasti našla táto látka široké uplatnenie. Nezabudnite však, že alkohol ako aktívna zložka alkoholických nápojov silne tlmí. Táto psychoaktívna látka je schopná potlačiť centrálny nervový systém a je silne návyková.
Dnes je ťažké nájsť priemysel, ktorý by nepoužíval etanol. Je ťažké vymenovať všetko, pre čo je alkohol taký užitočný. Ale predovšetkým, jeho vlastnosti sú oceňované vo farmácii. Etanol je hlavnou zložkou takmer všetkých liečivých tinktúr. Na tejto látke je založených mnoho „babských receptov“ na liečbu ľudských chorôb. Čerpá z rastlín všetky užitočné látky a hromadí ich. Táto vlastnosť alkoholu našla uplatnenie pri výrobe domácich bylinných a bobuľových tinktúr. Napriek tomu, že ide o alkoholické nápoje, poskytujú zdraviu prospešné účinky.
Etanolový vzorec je každému známy už od školských hodín chémie. Ale tu je prínos tejto chemikálie, nie každý okamžite odpovie. V skutočnosti je ťažké si predstaviť priemysel, ktorý nepoužíva alkohol. V prvom rade sa etanol používa v medicíne ako účinný dezinfekčný prostriedok. Ošetrujú operačný povrch a rany. Alkohol má škodlivý účinok na takmer všetky skupiny mikroorganizmov. Ale etanol sa používa nielen v chirurgii. Je nepostrádateľný pri výrobe liečivých extraktov a tinktúr.
V malých dávkach je alkohol prospešný pre ľudské telo. Pomáha zriediť krv, zlepšiť krvný obeh a vazodilatáciu. Dokonca sa používa aj ako prevencia kardiovaskulárnych chorôb. Etanol pomáha zlepšovať fungovanie gastrointestinálneho traktu. Ale iba v skutočne malých dávkach.
V špeciálnych prípadoch môže psychotropný účinok alkoholu prehlušiť najsilnejšie bolesti. Etanol našiel uplatnenie v kozmeteológii. Vďaka svojim výrazným antiseptickým vlastnostiam je súčasťou takmer všetkých čistiacich pleťových vôd pre problematickú a mastnú pleť.
Etanol je alkohol vyrábaný fermentáciou. Pri nadmernom používaní môže spôsobiť vážnu toxikologickú otravu a dokonca kómu. Táto látka sa nachádza v alkoholických nápojoch. Alkohol spôsobuje najsilnejšiu psychickú a fyzickú závislosť. Alkoholizmus sa považuje za chorobu. Poškodenie etanolu je bezprostredne spojené so scénami bezuzdného pitia. Nadmerná konzumácia alkoholických nápojov vedie nielen k otrave jedlom. Všetko je oveľa komplikovanejšie. Pri častom pití alkoholu sú postihnuté takmer všetky orgánové systémy. Hladovka kyslíka spôsobená etanolom zabíja veľké množstvo mozgových buniek. Vyskytuje sa v počiatočných fázach, pamäť slabne. Potom sa u človeka vyvinú choroby obličiek, pečene, čriev, žalúdka, ciev a srdca. U mužov dochádza k strate potencie. V posledných fázach sa u alkoholika odhalí deformácia psychiky.
Etanol - čo je to za látku a ako bola získaná? Nie každý vie, že sa používa už od praveku. Bol súčasťou alkoholických nápojov. Je pravda, že jeho koncentrácia bola malá. Ale medzitým boli v Číne nájdené stopy alkoholu na 9 000 rokov starej keramike. To jasne naznačuje, že ľudia v neolite pili alkoholické nápoje.
Prvý prípad bol zaznamenaný v 12. storočí v Salerne. Pravda, išlo o zmes vody a alkoholu. Johann Tobias Lovitz izoloval čistý etanol v roku 1796. Použil metódu filtrácie aktívneho uhlia. Po dlhú dobu zostala výroba etanolu touto metódou jedinou metódou. Vzorec alkoholu vypočítal Nicolo-Théodore de Saussure a Antoine Lavoisier ho opísal ako zlúčeninu uhlíka. V 19. a 20. storočí veľa vedcov študovalo etanol. Všetky jeho vlastnosti boli študované. V dnešnej dobe je veľmi rozšírená a používa sa takmer vo všetkých oblastiach ľudskej činnosti.
Asi najznámejšou metódou výroby etanolu je alkoholová fermentácia. Je to možné iba pri použití ekologických výrobkov, ktoré obsahujú veľké množstvo uhľohydrátov, ako sú hrozno, jablká, bobule. Ďalšou dôležitou súčasťou aktívneho kvasenia je prítomnosť kvasiniek, enzýmov a baktérií. Rovnako vyzerá aj spracovanie zemiakov, kukurice, ryže. Na získanie palivového alkoholu sa používa surový cukor, ktorý sa vyrába z trstiny. Reakcia je dosť zložitá. V dôsledku fermentácie sa získa roztok, ktorý neobsahuje viac ako 16% etanolu. Nie je možné dosiahnuť vyššiu koncentráciu. Kvasinky totiž nedokážu prežiť vo viac nasýtených roztokoch. Výsledný etanol sa teda musí podrobiť purifikačným a koncentračným procesom. Bežne sa používajú destilačné procesy.
Na získanie etanolu sa používa druh kvasiniek Saccharomyces cerevisiae rôznych kmeňov. V zásade sú všetky schopné tento proces aktivovať. Drevené piliny môžu byť použité ako živný substrát alebo alternatívne z nich získaný roztok.
Mnoho ľudí vie o vlastnostiach, ktoré má etanol. Je tiež všeobecne známe, že ide o alkohol alebo dezinfekčný prostriedok. Alkohol je však tiež palivom. Používa sa v raketových motoroch. Je to dobre známy fakt - počas prvej svetovej vojny sa 70% vodného etanolu používalo ako palivo pre prvú nemeckú balistickú raketu na svete - „V -2“.
V dnešnej dobe je alkohol stále rozšírenejší. Používa sa ako palivo v spaľovacích motoroch a na vykurovacie zariadenia. V laboratóriách sa naleje do alkoholových lámp. Katalytická oxidácia etanolu sa používa na výrobu vyhrievacích podložiek, vojenských aj turistických. Obmedzený alkohol sa používa v zmesi s kvapalným vykurovacím olejom kvôli jeho hygroskopickosti.
Etanol je široko používaný v chemickom priemysle. Slúži ako surovina na výrobu látok, ako je dietyléter, kyselina octová, chloroform, etylén, acetaldehyd, tetraetyl -olovo, etylacetát. V priemysle farieb a lakov sa etanol široko používa ako rozpúšťadlo. Alkohol je hlavnou súčasťou ostrekovačov a nemrznúcich zmesí. Alkohol sa používa aj v domácich chemikáliách. Je súčasťou pracích a čistiacich prostriedkov. Zvlášť sa bežne vyskytuje ako prísada do tekutín do kúpeľne a skla.
Etylalkohol možno klasifikovať ako antiseptikum. Má škodlivý účinok na takmer všetky skupiny mikroorganizmov. Ničí bunky baktérií a mikroskopických húb. Použitie etanolu v medicíne je takmer všadeprítomné. Je to vynikajúci sušiaci a dezinfekčný prostriedok. Vďaka svojim opaľovacím vlastnostiam sa alkohol (96%) používa na ošetrenie operačných stolov a rúk chirurga.
Etanol je rozpúšťadlo pre lieky. Je široko používaný na výrobu tinktúr a extraktov z liečivých bylín a iných rastlinných materiálov. Minimálna koncentrácia alkoholu v takýchto látkach nepresahuje 18 percent. Ako konzervant sa často používa etanol.
Etylalkohol je tiež vynikajúci na trenie. Počas horúčky má chladivý účinok. Na zahrievanie obkladov sa veľmi často používa alkohol. Navyše je úplne bezpečný, na koži nezostáva začervenanie a popáleniny. Okrem toho sa etanol používa ako odpeňovač pri umelom dodávaní kyslíka počas ventilácie. Alkohol je tiež súčasťou celkovej anestézie, ktorú je možné použiť v prípade nedostatku liekov.
Napodiv, lekársky etanol sa používa ako protilátka pri otrave toxickými alkoholmi, ako je metanol alebo etylénglykol. Jeho účinok je spôsobený skutočnosťou, že v prítomnosti niekoľkých substrátov vykonáva enzým alkoholdehydrogenáza iba kompetitívnu oxidáciu. Je to spôsobené tým, že po bezprostrednom príjme etanolu a potom toxického metanolu alebo etylénglykolu je pozorovaný pokles súčasnej koncentrácie metabolitov otravujúcich telo. V prípade metanolu je to kyselina mravčia a formaldehyd a v prípade etylénglykolu je to kyselina šťaveľová.
Naši predkovia teda vedeli, ako získať etanol. Najrozšírenejšie sa však používal iba v 19.-20. storočí. Spolu s vodou je etanol základom takmer všetkých alkoholických nápojov, predovšetkým vodky, ginu, rumu, koňaku, whisky a piva. V malých množstvách sa alkohol nachádza aj v nápojoch, ktoré sa získavajú kvasením, napríklad v kefíre, koumiss, kvase. Nepovažujú sa však za alkohol, pretože koncentrácia alkoholu v nich je veľmi nízka. Obsah etanolu v čerstvom kefíre teda nepresahuje 0,12%. Ak sa však usadí, koncentrácia môže stúpnuť na 1%. Kvass obsahuje o niečo viac etylalkoholu (až 1,2%). Väčšina alkoholu sa nachádza v kumis. V čerstvom mliečnom výrobku je jeho koncentrácia od 1 do 3%a v usadenom výrobku dosahuje 4,5%.
Etylalkohol je dobré rozpúšťadlo. Táto vlastnosť umožňuje jeho použitie v potravinárskom priemysle. Etanol je rozpúšťadlo pre vonné látky. Okrem toho sa môže použiť ako konzervačný prostriedok na pečivo. Je registrovaný ako potravinárska prídavná látka E1510. Etanol má energetickú hodnotu 7,1 kcal / g.
Výroba etanolu je zavedená po celom svete. Táto cenná látka sa používa v mnohých oblastiach ľudského života. sú liekom. Utierky impregnované touto látkou sa používajú ako dezinfekčný prostriedok. Aký vplyv má však etanol na naše telo pri požití? Je to dobré alebo zlé? Tieto otázky vyžadujú podrobnú štúdiu. Každý vie, že ľudstvo už stáročia konzumuje alkoholické nápoje. Ale až v minulom storočí nadobudol problém alkoholizmu rozsiahle rozmery. Naši predkovia používali kašu, medovinu a dokonca aj dnes tak obľúbené pivo, ale všetky tieto nápoje obsahovali nízke percento etanolu. Preto nemohli spôsobiť značnú ujmu na zdraví. Ale potom, čo Dmitrij Ivanovič Mendeleev zriedil alkohol s vodou v určitých pomeroch, sa všetko zmenilo.
V súčasnosti je alkoholizmus problémom takmer vo všetkých krajinách sveta. Akonáhle je alkohol v tele, bez výnimky má patologický účinok na takmer všetky orgány. V závislosti od koncentrácie, dávky, spôsobu požitia a trvania expozície môže etanol vykazovať toxické a narkotické účinky. Je schopný narušiť prácu kardiovaskulárneho systému, prispieva k výskytu chorôb tráviaceho traktu vrátane vredov žalúdka a dvanástnika. Narkotický účinok znamená schopnosť alkoholu spôsobiť stupor, necitlivosť na bolesť a depresiu funkcií centrálneho nervového systému. Okrem toho v človeku vzniká alkoholické vzrušenie, veľmi rýchlo sa stane závislým. V niektorých prípadoch môže nadmerná konzumácia etanolu spôsobiť kómu.
Čo sa deje v našom tele, keď pijeme alkoholické nápoje? Molekula etanolu je schopná poškodiť centrálny nervový systém. Pod vplyvom alkoholu sa hormón endorfín uvoľňuje v nucleus accumbens a u ľudí s výrazným alkoholizmom a v orbitofrontálnej kôre. Napriek tomu však etanol nie je uznávaný ako omamná látka, aj keď ukazuje všetky potrebné opatrenia. Etylalkohol nebol zaradený do medzinárodného zoznamu kontrolovaných látok. A toto je kontroverzný problém, pretože v určitých dávkach, konkrétne 12 gramov látky na 1 kilogram telesnej hmotnosti, vedie etanol najskôr k akútnej otrave a potom k smrti.
Samotný etanolový roztok nie je karcinogénny. Ale jeho hlavný metabolit, acetaldehyd, je toxická a mutagénna látka. Okrem toho má tiež karcinogénne vlastnosti a vyvoláva vývoj rakoviny. Jeho vlastnosti boli študované v laboratórnych podmienkach na pokusných zvieratách. Tieto vedecké práce viedli k veľmi zaujímavým, ale zároveň alarmujúcim výsledkom. Ukazuje sa, že acetaldehyd nie je len karcinogén, môže poškodiť DNA.
Dlhodobé používanie alkoholických nápojov môže u človeka spôsobiť ochorenia, ako je zápal žalúdka, cirhóza pečene, dvanástnikový vred, rakovina žalúdka, pažeráka, malého a konečníka a kardiovaskulárne choroby. Pravidelný príjem etanolu do tela môže spôsobiť oxidačné poškodenie neurónov v mozgu. Zomierajú v dôsledku poškodenia. Zneužívanie nápojov obsahujúcich alkohol vedie k alkoholizmu a klinickej smrti. U ľudí, ktorí pravidelne pijú alkohol, sa výrazne zvyšuje riziko srdcového infarktu a mozgovej príhody.
Ale to nie sú všetky vlastnosti etanolu. Táto látka je prírodný metabolit. V malých množstvách sa môže syntetizovať v tkanivách ľudského tela. Hovorí sa tomu pravda. Vyrába sa tiež v dôsledku rozpadu uhľohydrátových potravín v gastrointestinálnom trakte. Tento etanol sa nazýva „podmienene endogénny alkohol“. Dokáže konvenčný dychový analyzátor zistiť alkohol, ktorý bol syntetizovaný v tele? To je teoreticky možné. Jeho množstvo zriedka presahuje 0,18 ppm. Táto hodnota je na dolnom konci najmodernejších meracích prístrojov.
