Физика и химия алкоголя

Все алкогольные напитки имеют такое название только благодаря присутствию в них этилового спирта. Этиловый спирт (этанол) C₂H₅OH представляет собой бесцветную жидкость с характерным запахом и температурой кипения (при нормальном давлении) 78,3°С, имеет характерный запах и вкус.

При супернизких температурах принимает вид снегообразной массы, которую некоторые любители из физиков мажут вместо масла на хлеб и потребляют таким образом. Как жидкость он кипит, испаряется, замерзает. Следует добавить, что раствор этанола в воде является истинным.

Получение алкоголя

Для получения спирта издревле пользовались различными сахаристыми веществами, которые путем «брожения», вызываемого действием ферментов (энзимов), вырабатываемыми дрожжевыми грибками, превращаются в спирт. Таким образом, спирт является продуктом жизнедеятельности дрожжевых грибков, которые преобразуют в него обычный свекольный сахар или фруктовую глюкозу. Реакция превращения идет по схеме:

С₆Н₁₂0_{6 =} 2С₂Н₅ОН +2СО₂

(глюкоза ₌ спирт + углекислый газ) или

С₁₂Н₂₂0₁₁ + Н₂0 ₌ 2С₆Н₁₂0₆ и 4С₂Н₅ОН + 4СО₂

(сахар + вода ® глюкоза и спирт + углекислый газ)

Исходными продуктами для получения спирта брожением может служить и крахмал, содержащийся в клубнях картофеля, зернах ржи, пшеницы и других зерновых культур. Однако при этом крахмал предварительно необходимо осахарить с помощью солода, приготовляемого из проросших зерен.

В настоящее время в промышленности осахарению подвергают также клетчатку, образующую главную массу древесины. Полученный таким образом продукт сбраживается на спирт при помощи дрожжей и получается продукт, который в народе получил название «сучок». Научились получать спирт и синтетическим путем из этилена. Кроме общеизвестного использования для приготовления огромного ассортимента горячительных напитков, этиловый спирт находит большое применение в промышленности как исходный продукт для дальнейшей переработки и как довольно сильный органический растворитель.

Для промышленных целей этиловый спирт синтезируют гидратацией этилена получаемого при крекинге нефти:

H₂O

CH₂-CH₂ + H₂SO₄ ® CH₃CH₂OSO₃H ® CH₃CH₂OH

этиловый спирт

Следует отметить, что, кроме этилового спирта, в промышленности очень широко применяется его опасный собрат - метиловый спирт. Это также прозрачная жидкость (температура кипения -65⁰С) с таким же запахом, но очень ядовитая: прием 60 г такой жидкости влечет за собой полную слепоту, после приема более 100 г ни один доктор такому дегустатору уже не поможет.

Метаболизм алкоголя в организме

Всасывание этанола начинается мгновенно после контакта со слизистыми оболочками желудочного-кишечного тракта, так как малые размеры элементарно устроенной молекулы этилового спирта исключают необходимость предварительного «дробления» ее на составляющие. Выяснено, что в полости рта усваивается от 1 до 5% поступившего в наш бренный организм спирта (в пересчете на т. н. «абсолютный» 100% алкоголь), ориентировочно 20% всасывается в желудке, оставшаяся часть этанола поступает в кровь из кишечника.

Конечно, эта схема условна, и реальное усвоение спирта зависит от множества факторов. Так, например, напитки с высоким содержанием алкоголя (от 30 и выше объемных процентов спирта - в простоте душевной их называют «градусами») обладают водо-отнимающим и дубящим воздействием на слизистую оболочку желудка. У человека, не привыкшего к спиртному, происходит замедление всасывания за счет преходящего паралича желудочных сокращений и ограничения площади всасывания - скорость эвакуации желудочного содержимого в двенадцатиперстную кишку и, далее, в кишечник снижается. Опьянение развивается медленно, и человек, не имеющий опыта употребления спиртного, способен незаметно «набрать» дозу, гарантирующую тяжелейшее алкогольное отравление (и даже смерть - ферментные системы организма дилетанта не настроены на «утилизацию» столь значительного количества этилового спирта), так как практически весь поступивший алкоголь, в итоге, оказывается в крови - правда, с отсрочкой до нескольких часов.

В от что происходит в организме, после введения в него алкоголя.

После того как алкоголь попал в печень, фермент под названием алкогольгидрогеназа начинает превращать его в другое вещество - ацетальдегид. Вещество это довольно скверное - гораздо более ядовитое, чем алкоголь. Если печень не превратит ацетальдегид в новое соединение, то он попадет в кровоток, а затем в мозг, надпочечники и другие части организма. Обычно это вызывает подавленное настроение, стресс, тошноту и прочие неприятные последствия. При некоторых методиках лечения от алкоголизма пациентам дают таблетки, которые останавливают преобразование ацетальдегида в печени. Если такие пациенты принимают алкоголь, то ацетальдегид накапливается в организме, который бурно реагирует на это ознобом, рвотой и т.д. Последствия эти так сильны, что больной отказывается от спиртного, пока принимает таблетки.

Когда человек пьет умеренно, печень, с помощью другого фермента, преобразует ацетальдегид в ацетат, сравнительно безвредное вещество. Эти превращения (этиловый спирт - ацетальдегид - ацетат) происходят более менее успешно в зависимости от количества принятого алкоголя и от степени готовности организма к его переработке. У людей некоторых рас возникают дополнительные проблемы. У японцев, например, генетически предопределен дефицит ферментов, которые необходимы для завершения цепочки преобразований. Это означает, что они менее устойчивы к алкоголю. Так родился культурный феномен - ритуальное питие крепких напитков из крошечных сосудов. Алкоголь поступает в организм, но его принимают малыми дозами в течение длительного времени.

Во время действия указанных на схеме ферментов - алкогольдегидрогеназы и альдегиддегидрогеназы - в процессе метаболизма должно участвовать еще одно вещество. Это - производное никотиновой кислоты NAD. NAD способствует включению в обменные процессы («сжиганию») как алкоголя, так и ацетальдегида, сам при этом преобразуясь в другое вещество - NADH. Чтобы переработка этилового спирта не прерывалась, печень должна превращать NADH в NAD.

Если оба процесса, изображенные в нижней части схемы преобразования этилового спирта в ацетат, проходят эффективно, организму не будут угрожать непрятные последствия принятия алкоголя, известные как похмелье, - за некоторыми исключениями, с которыми можно справиться.