Ознакомительная версия. Доступно 19 страниц из 93
Сахар – это самое важное вещество на Земле.
Вы скажете, что этого звания больше заслуживает вода. Понимаю. Вода действительно незаменима, чтобы растворять и переносить другие молекулы из одного места в другое – как внутри нашего тела, так и в окружающей нас природе. Благодаря воде химические вещества сталкиваются друг с другом, и в результате происходит много интересного. Но присудить воде награду «Лучшая молекула» – все равно что присудить бумаге награду «Лучшая книга». Вода – это средство, своего рода фон. А сахар – это топливо. Это бензин в наших баках – молекула, в которой запасена энергия, необходимая нам – живым существам, – чтобы оставаться живыми.
(И, в отличие от настоящего бензина, сахар растворим в воде, благодаря чему он легко перемещается внутри нашего тела.)
По сути, сахар – это жизненная сила, энергия. Она хранится в связях, удерживающих атомы внутри молекулы вместе. Сахар – это углевод, то есть он состоит из атомов углерода, выстроенных в форме пяти– или шестиугольников, в вершинах которых к углероду прикреплены атомы водорода и кислорода. То, что наш мозг воспринимает сладкое как «вкусное», объясняется тем, что в ходе эволюции мы научились связывать вкус этих молекул с получением большого количества калорий без особых усилий. «Сладость» – это механизм вознаграждения мозга за поедание богатой энергией пищи.
С точки зрения пищи, благодаря сладости нектар и плоды растений выступают приманкой, привлекающей животных, которые затем распространяют их пыльцу и семена. Мед богат сахаром, потому что он является пищей для пчелиных деток, а деткам требуется много энергии.
Самые простые молекулы сахаров – это моносахариды. Молекула глюкозы представляет собой кольцо из шести атомов углерода. Молекула фруктозы состоит из пяти атомов углерода. Если соединить их вместе, то получится сахароза – привычный нам сахар для чая и кофе. Дрожжи могут питаться всеми этими сахарами, а также некоторыми более экзотичными разновидностями – например, галактозой или такими дисахаридами, как мальтоза и мелибиоза[89]… В общем, идея понятна.
Кроме того, молекулы углеводов могут соединяться и комбинироваться, образовывая плоские и пространственные структуры. Все мы слышали о генетическом материале ДНК – это молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты, основу которой составляет моносахарид рибоза[90].
Расположите молекулы глюкозы в одной плоскости[91],[92],[93], сложите вместе несколько таких «простыней», и вы получите молекулу самого распространенного в мире органического вещества[94] – целлюлозы, которая является сверхпрочным строительным материалом для растений. Глюкоза – это кирпич, целлюлоза – это стена. Но если глюкоза является основным источником энергии для большинства живых организмов на Земле, то целлюлоза совершенно неудобоварима почти для всех, за исключением малой горстки живых существ. И эта живность – исключительно микроорганизмы – небольшое количество бактерий и еще меньшее количество грибов. Они вырабатывают ферменты, расщепляющие целлюлозу до кирпичиков – растворимых сахаров и их уже используют в качестве питания. Дрожжи в число поедателей целлюлозы не входят. Интересно, что некоторые большие животные научились переваривать целлюлозу. Например, коровы: у них большие многокамерные желудки, в которых живут разные микроорганизмы – в их задачу входит выработка ферментов для расщепления целлюлозы. Прибегают к помощи микроорганизмов и термиты[95]. А вот из кроликов целлюлоза выходит непереваренной, как и из нас, людей. Правда, чтобы получше переварить свой корм, кролики едят свои какашки[96] и пытаются переваривать целлюлозу по несколько раз. (Правда, она все равно до конца не разлагается.)
А вот и самая классная часть: если соединить кирпичики глюкозы под слегка измененным углом, то получится совершенно другое вещество. Вместо жесткой неудобоваримой целлюлозы образуется амилоза, более известная как крахмал[97]. Еще увеличим угол – и синтезируем амилопектин, еще один распространенный строительный материал растений.
Посмотрите, как изящно природа распоряжается этими кирпичиками Lego – она использует их снова и снова, в качестве источника энергии и в качестве строительного материала. Вот почему сахар так важен.
И тут мы сталкиваемся с проблемой: дрожжи не могут питаться крахмалом. Без простых сахаров не будет никакого брожения, а без брожения не будет и алкоголя. Однако эти маленькие проныры способны научить нас нескольким фокусам. Помните тех собак, которые согласились быть игривыми и ласковыми в обмен на халявное мясо и теплое местечко у очага? Дрожжи тоже научились кувыркаться и бегать за палочкой – лишь бы добраться до сахаров, которые они не могут получить самостоятельно. Мы научились расщеплять сложные полимеры сахаров, содержащихся в злаках, чтобы накормить ими грибок. Мы приручили дрожжи, а дрожжи приручили нас.
Конечно, это не было предусмотрено природой. Для получения алкоголя мы могли бы довольствоваться простыми сахарами – на самом деле почти во всем мире так и происходит. Легче всего получить простые сахара из сахарной свеклы, как это делал мэтр Биджо в Лилле, или из обнаруженной нами в Новом Свете травы под названием сахарный тростник. Если подвергнуть брожению мелассу – черную патоку, побочный продукт сахарного производства, – и перегнать получившуюся брагу, то получится ром[98]; те же манипуляции с соком сахарного тростника дадут нам более изысканный и более странный напиток под названием «ром агриколь»[99].
Ознакомительная версия. Доступно 19 страниц из 93
