Kemičar u kući (#29): treba li nam kisik u hrani?

U serijalu „Kemičar u kući“ objavljujemo kemijske zanimljivosti iz svakodnevnog života. Želimo vam pokazati kako znanje kemije može svakome, pa i ne-kemičaru, pomoći u svakodnevnom životu.

Nenad Raos nedjelja, 21. ožujka 2021. u 07:00

Kisik ne čini najveći, ali je svakako najvažniji dio zraka. U zraku ga ima 21 %, a spusti li mu se razina ispod 15 posto, zrak se više ne može disati. To je prva istina. Druga je istina da je kisik plin bez kojeg nema života. No obje su „istine“ neistinite, premda se može reći da u njima ima istine. Ili, bolje: one su istinite uz određene ograde, pa su stoga namijenjene samo za školsku upotrebu.

U neistinitost prve tvrdnje lako ćemo se uvjeriti ako se prisjetimo da se u visinama, bilo na planini ili u zrakoplovu teško diše, pa treba nositi boce s kisikom – premda u stotini litara visinskog zraka ima upravo onoliko kisika koliko i u zraku pokraj mora, naime 21 litra. Ili, zašto dubinski ronioci podešavaju smjesu kisika i helija prema dubini na kojoj rone?

Prava istina o udjelu kisika potrebnog za disanje proizlazi iz činjenice da za disanje (i kemijske reakcije) nije bitan volumni udjel kisika u plinskoj smjesi, nego njegov parcijalni tlak. Drugim riječima, važan je tlak kisika u plinskoj smjesi koju udišemo, a taj je pak tlak jednak tlaku koji bi kisik imao da se sam nalazi u posudi: parcijalni tlak kisika treba biti 0,21 bar, bez obzira na tlak plina koji udišemo. Stoga će veći tlak plina – slijedi iz Boyleovog zakona – zahtijevati niži, a niži tlak plina veći udio kisika u plinskoj smjesi. (Ako pak dišemo čisti kisik njegov tlak mora biti 0,21 bar.)

Druga spomenuta „istina“ o kisiku je da bez njega nema života. Kada bi u atmosferi nekom, zamislite kakvom katastrofom nestalo kisika, na Zemlji više ne bi bilo mjesta ni za čovjeka ni za višestanične životinje – ali ne bi nestale bakterije i drugi anaerobni organizmi. Ne bi nestali tim više što ih je bilo na Zemlji prije aerobnih ogranizma. Pojava slobodnog kisika (O2) u zraku bio je šok za život na Zemlji: trebalo je proteći 600 milijuna godina da bi se život prilagodio novom plinu i Zemljina atmosfera ispunila kisikom. Kisik je otrov i to ne samo za anaerobne organizme.

Ovaj mali izlet u kemiju i biologiju kisika završit ćemo u kuhinji. Kisik je otrov za bakterije, baktericidno sredstvo. Prva posljedica te činjenice je čistoća vode. Izvorska voda je čista jer je u njoj otopljen kisik. Čista je i voda iz potoka, pogotovo ako prelazi preko slapa jer miješanje vode sa zrakom jamči zasićenost kisikom. Voda se može i umjetno sterilizirati kisikom, no onda se to najbolje čini njegovom drugom alotropskom modifikacijom, naime ozonom (O3).

No kisik ne štiti od bakterija samo vodu nego i hranu. U mome djetinjstvu, nedugo nakon Drugoga svjetskog rata, kolale su priče za strašenje djece i odraslih o otrovu iz konzervi. Dobiješ paket iz Amerike, a u njemu konzerva na kojoj piše „pork with apple“. Može li se to jesti? Da nije otrov? Da bi bio siguran da nećeš umrijeti od američke pomoći prvo trebaš pogledati je li konzerva „bombirana“. Ako je konzerva napuhnuta a pri otvaranju ispušta plin, onda u njoj živi strašni Clostridium botulinum, bakterija koja proizvodi toksin koji je najjači poznati otrov: računa se da čovjeka može ubiti samo 10 mikrograma tog otrova. Grozno! Sa sedam grama mogao bi potrovati sve ljude u Zagrebu. A sve je to moguće jer u konzervi nema zraka koji bi spriječio umnažanje te nadasve opasne bakterije.

Zrak u kuhinji može biti i velika smetnja. Kada se oguli krumpir ili mrkva oni učas potamne. Uzrok tome je što enzimi, oslobođeni iz uništenih stanica, kataliziraju oksidativne procese kvarenja hrane. Među njima je na najgorem glasu lipoksigenaza, enzim koji oksidira masti, pa one užegnu. Kako zaštiti hranu od kisika?

Odgovor je: vakumiranjem. Pri vakumiranju se smanjuje tlak zraka iznad hrane, a s njime i parcijalni tlak kisika. No može se kisik ukloniti i na drugi način, tako da se zrak zamijeni drugim plinom. Stoga se voće i povrće, da bi ostalo svježe, često čuva u atmosferi ugljikova dioksida.

No to su sve nove, rekli bismo visokotehnološke metode. Nasuprot njima ima jedan stari kuharski postupak, stariji možda i od otkrića kisika. Komadiće povrća treba blanširati, a to znači ubaciti u kipuću vodu, a zatim ih iz vode brzo izvaditi i ohladiti u vodi s ledom. Vruća će voda inaktivirati enzime koji kvare hranu, a usto će joj poboljšati okus. Za one koji ne vole prokulicu neka je prije kuhanja blanširaju 15 sekundi. Tako će, kažu, izgubiti gorčinu. Probajte pa vidite – ja za to nemam potrebe, jer za mene je prokulica najbolje povrće, bilo kako da je pripremljena.

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti pišući za časopise Prirodu (kojoj je sedam godina bio i glavni urednik), Čovjek i svemir, ABC tehnike, Smib i Modru lastu. Autor je više stručnih  i 13 znanstveno-popularnih knjiga, među njima i knjige  „Deset kemijskih pokusa koji su promijenili svijet“ koja je izišla 2000. godine kao prošireni katalog istoimene izložbe u zagrebačkom Tehničkom muzeju Nikola Tesla. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.