​​Продолжаем квизы “Что вы видите на этой фотографии?”. Предыдущая загадка - тут.

Появилась запись подкаста “Физики и лирики”, в которой мы обсудили взгляд на напитки с точки зрения химии: https://smotrim.ru/audio/2659034
Меня там сразу огорошили вопросом про “детокс-воду”. Я в принципе терпеть не могу слово “детокс”, хуже только сладкая парочка “шлаки и токсины” 😂
Но кроме этого поговорили и про кофе, и про молоко, и про энергетики.
Уже договорились про тему следующего подкаста: “Польза и вред растений в рационе”. Опять вспомню про сельдерея-убийцу, конечно.

​​Новый квиз не будет требовать наличия электронного микроскопа. На рыбном филе в центре обычно есть полоса другого цвета (у тилапии – красная, а у лосося - коричневая). Что это такое? Подробное объяснение – в заметке завтра.

Про ленивых рыбов

По результатам квиза про полоску на рыбном филе правильный вариант «Это мышцы, с помощью которых рыба плавает, когда никуда не торопится» занял только третье место. Этот ответ и правда неочевидный. Давайте разбираться.

Когда мы никуда не идем, а просто сидим или стоим, мышцы в нашем теле все-таки работают, ведь им нужно поддерживать положение тела в пространстве, бороться с гравитацией. Рыба в своей естественной среде обитания «подвешена» в воде и ей не нужно напрягать мышцы, чтобы просто ничего не делать. Но даже когда рыба куда-то плывет, ей не приходится прикладывать большое усилие, поэтому в ее мышцах намного меньше соединительной ткани, чем у животных, обитающих на суше, а сама соединительная ткань – гораздо мягче. Именно по этой причине блюда из рыбы, в отличие от говяжьих стейков, почти никогда не бывают жесткими. С другой стороны, рыбы проводят свою жизнь в холодной воде, из-за чего их белки при приготовлении начинают сворачиваться раньше по сравнению с мясом, так что переготовить рыбу – намного проще.

В течение жизни большую часть времени рыбы за исключением некоторых хищников, таких как тунец, плавают достаточно неторопливо. Обычно рыба спокойно висит в толще воды и что-нибудь медленно жует. Ситуация меняется, когда рыба видит свой будущий обед, который она хочет поймать, либо она понимает, что вот-вот станет чьим-то обедом сама. В такой ситуации ей нужно очень резво набрать скорость, времени на разгон нет.

Эти два режима движения: рыба висит и рыба резко двигается – привели к тому, что у рыб очень заметна разница между «быстрыми» и «медленными» мышцами. Быстрые мышцы способны создавать очень большое усилие за короткий промежуток времени, используя в качестве источника энергии запас углеводов, но не подходят для длительного использования. Например, курица с помощью быстрых мышц своей грудки может взобраться на забор за счет мощных махов крыльями, но именно летать она не может, так как это потребовало бы постоянного притока энергии к мышцам.

В медленных мышцах такой приток обеспечивают жиры, на расщепление которых требуется время. Эти мышцы могут работать долго, но создавая меньшее усилие. У той же курица медленные мышцы – в ногах, поскольку именно их птица использует для перемещения. Обычно медленные мышцы темней быстрых, потому что они содержат окрашенный фермент цитохром («цито» – клетки, «хром» – цвет), который как раз и окисляет жир, служащий источником энергии.

Рыба для резких коротких движений тоже использует быстрые мышцы, а для плавных, но длительных – медленные. А раз рыба живет в воде, то для медленного перемещения ей не нужно затрачивать много усилий и, соответственно, много медленных мышц ей тоже не нужно. И коричневая полоска в середине рыбного филе – это и есть те самые медленные мышцы. Получается, что 90% времени большинство рыб используют только 10% мышц!

Все остальные мышцы у рыбы быстрые. Почему их так много? Дело в том, что вода – это плотная среда, и если медленное движение через нее не требует больших затрат энергии, то при ускорении ситуация меняется. Когда атакующая добычу или атакуемая хищником рыба резко ускоряется, сопротивление воды возрастает пропорционально квадрату ее скорости, поэтому рыбе необходимо приложить очень большую силу, чтобы преодолеть возросшее сопротивление. В такой момент рыба и использует 90% своих мышц.

Зачем это все знать кулинару? Темная полоска – это медленные мышцы, которые вполне съедобны. Другое дело, что у жирных рыб (например, лосося) больший процент жира в таком мясе придает ему достаточно сильный вкус, который не всем нравится. В некоторых рецептах эту часть рыбы удаляют, а у рыб покрупней – вырезают и готовят отдельно. Мне нравится, когда у рыбы вкус в разных местах разный, поэтому я эту часть не срезаю никогда.

Месть растений

В мире придумали сотни разных видов диет. Люди не едят мясо, рыбу, молочные продукты, бобовые, злаки. До недавнего времени я вообще был уверен, что нет только диеты, которая полностью исключает овощи и фрукты. Но оказалось, что и такая есть (“carnivore diet”, на мой вкус – очень сомнительная идея).

На Земле только растения умеют превращать солнечную энергию в питательные вещества. Строго говоря, еще это могут делать фотосинтезирующие бактерии. Вполне возможно, что через несколько десятилетий они станут достаточно распространенным блюдом, что заслуживает отдельной заметки. На данный же момент мы все едим растения либо кого-то, кто ими питался. Из-за этого растения оказались в достаточно неприятной ситуации. У них нет ног, они прикованы к одному месту и никак не могут убежать от тех, кто желает ими полакомиться. Некоторые растения даже привыкли к тому, что они регулярно теряют большую часть своего тела без серьезного ущерба для своей растительной жизни. Речь в первую очередь о луговых травах, которые вполне неплохо переносят то, что на них пасутся жвачные животные, безжалостно обдирающие их стебли.

Но такой уровень терпимости к лишениям встречается далеко не у всех растений. За миллионы лет эволюции они выработали разные защитные механизмы, которые помогают им не быть съеденными. Например, некоторые растения защищают свои самые вкусные места механическим путем. Это может быть просто особо толстая кожура, которую сложно прокусить, или длинные и острые шипы, которые мешают любителю растительной пищи добраться до съедобной части растения. Другие же растения пользуются химическими средствами защиты.

Растения – это сложнейшие химические фабрики, производящие тысячи химических веществ. Часть этих веществ нужна только для того, чтобы растения были невкусными, горькими, жгучими или откровенно ядовитыми и, соответственно, не были съедены. Животные, правда, тоже ни сидели сложа лапы и приспособились к поеданию таких не особо съедобных растений. Коалы прекрасно едят листья эвкалипта, которые не ест больше никто.

Однако некоторые растения и правда набирают в себе такое количество яда, что очень сложно представить, как кто-то их ест. Например, концентрация производных синильной кислоты в маниоке (клубневом растении из Южной Америки) так высока, что им вполне можно смертельно отравиться. Но люди научились маниок ферментировать либо обрабатывать другими способам, чтобы избавить его от яда, и теперь маниок – одна из основных сельскохозяйственных культур на африканском континенте.

Вот другой пример того, как растения старались стать несъедобными, а человек все равно приспособил их под свои нужды. Мы находим привлекательными вкусы, которые обычно отпугивают других животных. Способность лука вызывать слезы, острота перцев чили, жгучесть горчицы и хрена, горечь кофе – это все виды химического оружия, которое придумали растения и которое мы потащили себе в тарелку.

Но это вовсе не означает, что не нужно есть растительную пищу. Растения в рационе абсолютно необходимы человеку, но бывали случаи, когда неумеренное их употребление заканчивалось не очень хорошо. Я уже писал про «сельдерея-убийцу», а еще мне как-то на глаза попалось описание клинического случая, в котором пациент перешел на питание преимущественно морковью, пооранжевел и умер. Разумеется, чтобы дойти до такого печального исхода, нужно очень постараться и иметь необычную генетическую мутацию, не позволяющую организму нормально метаболизировать какие-то вещества из растений. Просто во всем важна мера.

Канал одной из лучших химических лабораторий в России опубликовал ссылку на забавную статью британских ученых. Ребята из университета Глазго в соавторстве с коллегами из Scotch Whisky Research Institute (работы мечты!) показали, что если взять золотохлористоводородную кислоту (получают растворением золота в царской водке) и добавить в виски, то вещества, которые в нем содержатся, прореагируют с соединением золота. В результате реакции его восстановления получатся наночастицы золота, обладающие характерными оптическими свойствами. Поскольку большинство веществ, способных выступать восстановителями, приходит туда при выдержке скотча из дубовой бочки, можно примерно оценить реальный возраст выдерживаемого напитка по оптическому спектру получающейся смеси.
К методологии статьи есть некоторые вопросы: исследователи взяли всего 15 сортов виски на проверку. Мне кажется, что с учетом богатства мирового разнообразия разных видов виски, работа не завершена. Нужно срочно подавать грант на более детальное исследование. С учетом того, что на исследование тратится только 30 мкл виски, и остаток бутылки все равно придется как-то утилизировать, для научного коллектива выполнением гранта будет интересным, полным стимулирующих дискуссий, хотя и сопряженным с определенными рисками для здоровья 🥃

Черный чеснок и распределение Максвелла-Больцмана

Вряд ли многие из вас пробовали черный чеснок и знают, что это такое. Читайте, если хотите узнать, почему он черный и на вкус не похож на чеснок и почему опять во всем виновата термодинамика.

Очень много букв про черный чеснок и профессора Больцмана

​​Продолжаем квизы “Что вы видите на этой фотографии?”. Предыдущая загадка - тут.

​​Чем овощи отличаются от фруктов?

Первое, что приходит в голову – овощи сладкие, а фрукты – нет. Но лимон и лайм не слишком сладкие, а они – фрукты. Помидор на пике своей зрелости довольно сладкий, но большинство назовет его овощем.

В ботанике фрукт – это созревшая завязь цветка, в которой сидят семена. Из этого определения следует неожиданный вывод: помидоры, огурцы, кабачки, баклажаны, кукуруза и зеленая фасоль – фрукты, по крайней мере со строго ботанической точки зрения. Но думаю, что даже ботаники, нарезая огурцы и помидоры в салат, считают его овощным.

Даже Верховный Суд США в 1893 году, разбирая дело Nix v. Hedden, признал помидор овощем, и не важно, что там думают ботаники. В то время таможня облагала пошлиной импортные овощи, но не фрукты. Джон Никс, который занимался продажей фруктов и овощей, подал в суд иск с требованием вернуть пошлину на том основании, что помидор ботанически является фруктом. Однако суд на основании того, что «помидоры обычно едят за ужином вместе с супом, рыбой или мясом, а не после еды в качестве десерта», посчитал-таки помидоры овощами.

Но все же почему многие фрукты (в привычном значении этого термина) сладкие и подходят в качестве десерта? Опять во всем виновата эволюция. Растения прикованы к одному месту, поэтому они научились вырабатывать тысячи отпугивающих или токсичных веществ, чтобы их не съели. Еще они решили проблему размножения. Если семена фруктового дерева просто упадут вниз, то, когда они взойдут, им придется бороться со своим родителем за свет, воду и минеральные вещества из почвы. Значит, им нужно каким-то образом отправиться в другое место. У некоторых растений семена разносятся ветром (одуванчик и клен) или прилипают к шерсти проходящих мимо животных (репейник и череда). Другие растения сделали так, чтобы животные и птицы сами, и с удовольствием, помогали им относить семена куда-нибудь подальше.

Для этого фруктовые растения научились накапливать в плодах много сахара, чтобы они стали привлекательными для животных. Тогда зверь или птица съест этот фрукт вместе с семенами, а семена, защищенные плотной кожурой от пищеварительных ферментов, выйдут на свободу через несколько часов уже совсем в другом месте, еще и в комплекте с питательными для растения удобрениями. Проблема распространения решена! А чтобы животные не «распространяли» еще не полностью готовые к посадке семена, растения научились делать фрукты сладкими только в последний момент, когда семена уже полностью сформированы. Кроме того, фрукты ближе к зрелости меняют цвет на более яркий, становятся мягкими и менее терпкими. Это тоже хитрый эволюционный ход растений, которые научились давать нам понять, что фрукт готов к употреблению.

Моя любимая история о таком механизме распространения семян – про авокадо. Все знают, что косточка у авокадо очень большая. Для тропического фрукта это вполне оправдано: молодому растению в джунглях приходится несладко, ведь плотные заросли скрывают маленькие ростки от света и ему не хватает энергии. Если косточка большая, то запаса энергии в ней может хватить чуть ли не на целый год роста растения! Но какое животное может проглотить такую косточку? Ведь она должна пройти неповрежденной через пищеварительный тракт и выйти наружу, не вызывая у животного слишком уж большого стресса. Распространителями авокадо в доисторические времена были мамонты и гигантские ленивцы, которые когда-то заселяли Северную и Центральную Америку. Но они давно вымерли, почему же авокадо смогли пережить их и дождаться людей? Оказывается, авокадо пришлись по вкусу ягуарам. Они, конечно, не мамонты, но вполне способны проглотить плод целиком и так же без вреда для себя завершить процесс распространения семян. Кстати, домашние кошки нередко, к удивлению хозяев, готовы полакомиться авокадо. Я лично это наблюдал пару раз.

Сегодня днем еще раз поучаствовал в программе “Физики и лирики” на радио “Маяк”. В этот раз мы обсудили еду быстрого приготовления, сухую, сублимированную и замороженную. Заодно разобрались, почему пельмени сначала замораживают, а потом варят, а не наоборот 😂

Как появляются мифы: карта языка

Недавно мне в очередной раз попалась на глаза картинка, на которой изображено, как на нашем языке распределены вкусовые рецепторы. Судя по этой «карте языка», сладкое мы ощущаем кончиком языка, горечь – корнем и так далее. На самом деле, это все полная ерунда, которая, к сожалению, вошла во многие учебники. Давайте разбираться, как же так получилось.

Читать заметку

Вкусы – сколько их на самом деле?
 
В заметке про карту языка на одних картинках было четыре вкуса - соленый, сладкий, кислый и горький, а на других появился еще и пятый, «умами». Разберемся, откуда он взялся.
 
Читать заметку

Вчера записали очередной эфир “Физики и лирики” на радио “Маяк”.
Говорили про органические продукты. Я к ним всегда относился скептически, но при подготовке еще раз посмотрел, что произошло в научных публикациях на эту тему за последние пять лет. Вот, если кому интересно, хороший свежий обзор. Спойлер - статически значимой разницы в количестве полезности, вкусе и безопасности нет, как и раньше.

​​Продолжаем квизы “Что вы видите на этой фотографии?”. Предыдущая загадка - тут.

Злая тыква

Я уже писал, что овощи – это настоящие фабрики по производству химических веществ, часть из которых нужна для борьбы с теми, кто хочет этот овощ съесть. Оказывается, сельдерей-убийца – не единственный злой овощ и некоторые виды тыквы тоже могут быть опасны для жизни.

В журнале «Canadian Journal of Emergency Medicine» еще в июле был описан клинический случай употребления сока тыквы, который чуть не закончился летальным исходом. Пациентка попала в больницу после пары стаканов тыквенного сока, который она много лет делала из одной и той же разновидности магазинной тыквы. Но в последний раз что-то пошло не так и вкус сока был необычно горьким. После пяти дней в палате интенсивной терапии пациентку успешно выписали, хотя без своевременного медицинского вмешательства все закончилось бы гораздо быстрей и печальней, так как у нее кровяное давление опускалось до 46/27. А через пару недель пациентка заметила, что у нее начали выпадать волосы. Это позволило точно диагностировать болезнь как «синдром токсичной тыквы» (“toxic squash syndrome”).

Оказалось, что такое отравление – уже не первое и после него пациенты теряли волосы по всему телу, которые отрастали назад довольно неохотно. Виноват в этом токсин кукурбитацин. Строго говоря, это не одно вещество, а целое семейство соединений, относящихся к классу тритерпенов. Все они – довольно горькие вещества, которые часто содержатся в представителях семейства тыквенных. Само название этого семейства на латыни - Cucurbitáceae – и дало название токсину, хотя, может, стоило бы ввести русский термин «тыквин». Или даже «огурчин», ведь горечь кожуры огурцов (например, из-за плохого полива) тоже вызвана кукурбитацинами.

Растения производят токсичные вещества для того, чтобы их не съели. Речь идет как о защите от поражения микробами (такие вещества часто обладают антибактериальными свойствами), так и об отпугивании потенциальных любителей овощей покрупнее – от насекомых до человека. Горький вкус должен внушить такому «вредителю», что плод несъедобен и его лучше не есть. В современных овощах с помощью селекции удалось уменьшить уровень этих веществ до приемлемого, но иногда в стрессовых условиях растение все же может выдать опасную дозу.

В отличие от животных человек научился получать удовольствие от горького вкуса продуктов, таких как кофе, чай, шоколад или некоторые овощи. Причем во многих странах народная медицина любому горькому растению приписывает магические свойства. Справедливости ради кукурбитацины правда обладают рядом привлекательных медицинских свойств, и в научной литературе хватает статей, описывающих их потенциальный терапевтический эффект. В Индии бутылочную тыкву используют для лечения чуть ли не всех болезней, поэтому там обычно и бывают случаи отравления ей. Кукурбитацины – это, в первую очередь, мощные токсины и только потом – потенциальные лекарства.

Важно помнить, что мы научились различать огромное количество горьких вкусов (больше, чем каких-либо других) именно для того, чтобы выжить в мире, в котором наша еда активно не хочет, чтобы мы ее съели. Горький вкус – сигнал опасности для организма. И если горечь появилась в том продукте, который обычно горьким не был (как тот тыквенный сок), это очень хороший повод его не есть.

Вышла моя заметка про ферментацию на замечательном портале homo-science.ru.

Я вообще очень люблю тему ферментации, несколько раз выступал с этим на радио, а вот наконец и дошли руки до заметки. Теперь каждый раз, когда меня будут спрашивать, почему все шеф-повара бросились ферментировать крыжовник, чеснок и цветки бузины - буду давать эту ссылку.

Вчера записали новогодний эфир подкаста “Физики и лирики” на радио “Маяк”.

Обсудили почему шампанское - не просто газированное белое вино (несмотря на то, что иногда использовать сифон для вина вполне можно) и почему оно подходит к устрицам, сколько можно держать майонезные салаты на столе во время новогоднего застолья и почему не стоит кипять забродивший борщ.