Kemičar u kući (#27): sumpor u hrani ili zašto u tvrdo kuhanom jaju žumanjak pozeleni?
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.
Poslije posla znao sam svratiti do svoje znanice koja je radila, posve sama, u prodavaonici raznih dodataka hrani za bolju prehranu i očuvanje zdravlja. Pogledam na pult, a ono: porculanski tarionik od nekih 15 centimetara promjera, a u njemu tučak, slomljen pa selotejpom skrpan. Nagledao sam se tarionika i studentskih praktikuma, ali nikad nisam ni čuo ni vidio da bi se tako nešto dogodilo. Kako se za boga miloga može slomiti tučak od tarionika! „Ah, to su ti naše mušterije“, reče. Od takvih ljudi možeš svašta očekivati, ne reče. Uskoro sam se i sam u tu implikaciju uvjerio.
U prodavaonicu uđe postarija gospođa. Gleda pripravke, čita sastav: „Ovaj hoću, ovaj neću“. A zašto „ovaj neću“? Ne zbog cijene, ne, nego zato što u „njemu ima sulfata“. Htjedoh nešto reći, ali se sjetih tučka, pa ne rekoh ništa. Pripravak je sadržavao kvartarnu amonijevu sol, a kvartarne amonijeve soli – organski spojevi u kojima atom dušik gradi četiri veze s ugljikovim atomima – ne mogu biti „organski spojevi“ nego samo organski kationi, dakle pozitivno nabijeni ioni, R4N+. Kako svaki ion mora imati protuion, obično se takvi spojevi prodaju u obliku klorida, R4N+Cl-, no u ovom slučaju – ne znam zašto – bilo ga je zgodnije prirediti u obliku sulfata, dakle (R4N+)2 (SO42-). (Slično tome se i tercijarni amini, R3N, prodaju u obliku svojih soli, R3NH+Cl-, zato često uz ime spoja nalazimo riječ „hidroklorid“.)
Sad bih mogao širiti temu pa reći da se i opojne droge, primjerice morfin i heroin, prodaju u tom obliku, u obliku „hidroklorida“, ali neću. Radije ću reći da sulfata ima svugdje, u svakoj vodi. Litra mineralne vode koju pijem (da to kažem diplomatski) sadržava oko 0,1 g (116,1 mg) sulfatnog iona – a to je daleko, daleko više sulfata nego u boćici što ju je rečena gospođa kupila radi očuvanja svoga zdravlja.
Pa ipak gospođa ima donekle pravo. Sulfati nisu dobri za zdravlje, a za probavu kako-tako. To kažem zato što sulfati imaju purgativno djelovanje, recimo magnezijev sulfat, poznat kao gorka ili epsomska sol. No s druge strane nisu dobri za crijevnu floru, a što nije dobro za crijevnu floru nije dobro za imunološki sustav ni za zdravlje općenito.
Sulfati su naime izvor kisika za jednu posebnu skupinu kemoautotrofnih, anaerobnih bakerija (primjerice Desulfovibrio desulfuraicans). One sulfate reduciraju u sumporovodik, H2S, otrovni plin vrlo neugodna mirisa, koji odaje da nam s probavom, jelom koje smo pojeli ili crijevnom florom nešto nije u redu. Takve bakterije ne žive samo u našim crijevima nego i u kanalizaciji. Sa sumporovodikom se nije igrati: njegova je maksimalna dozvoljena koncentracija u zraku 10 mg/m3, a u razrjeđenju sa zrakom 1:100 (15 g/m3) djeluje trenutno smrtonosno, ubija dakle s prvih udahom. To znači da je sumporovodik otrovan kao cijanovodik, čija je maksimalna dozvoljena koncentracija u zraku 11 mg/m3.
Na svu sreću sumporovodik ima intenzivan miris, on – kako se nekoć govorilo – „vrijeđa njuh“, pa se od njega može na vrijeme pobjeći. Kaže se da ima miris na pokvarena jaja. Točno. I u jajima se mogu naseliti Desulfovibrio desulfuraicans i njima slične bakterije. To je dokaz da jaje sadržava sumpor, a ujedno da je sumpor biogeni element. Biogenost sumpora otkriva već pogled na formule 20 aminokiselina koje izgrađuju proteine. Dvije od njih sadržavaju sumpor. Cistein ga sadržava u obliku sulfhidrilne skupine, -SH, a metionin u obliku tioetera, -S-CH3. Štoviše, središnja točka kako aerobnog ako i anaerobnog metabolizma, koenzim A (CoA) sadržava sulfihidrilnu skupinu (CoA-SH). Aminokiselina cistein daje čvrstoću kosi, koži i noktima, pa hrana ne smije njome oskudijevati. To je drugo, lijepo lice sumpora. Pa i onog iz jajeta. Naravno svježeg.
No više nitko ne jede svježa, sirova jaja, kao nekoć. Jaje prije upotrebe treba skuhati. Jaje se stavi u vodu, a zatim pusti da voda zavrije. Koliko minuta? Za dvije minute dobivamo meko kuhano jaje, jaje kojem se žumanjak i dobar dio bjelanjka može razliti. Kuha li se duže, dobiva se tvrdo kuhano jaje. To svi znamo. No koliko dugo treba kuhati jaje? Moj susjed (koji je tek počeo kuhati) kaže osam minuta. Ja kažem pet.
Da budem iskren, i ja sam nekoć kuhao jaja dugo, ne gledajući na sat. A onda sam čitajući nekakav francuski roman otkrio tajnu kuhanog jajeta: jaje treba skuhati tako da se žumanjak sasvim ne stvrdne, a to znači pet minuta. Ako se jaje dugo kuha, to itekako može utjecati ne samo na njegov izgled i okus nego i kemijski sastav.
Sigurno ste primijetili da dugo kuhana jaja, recimo uskrsne pisanice, imaju zeleni žumanjak. To zeleno u jajetu nije drugo nego željezov sulfid, FeS. Odakle se on stvorio? Djelovanjem vruće vode cisteinom bogat protein u bjelanjku otpušta sumporovodik. Taj plin potom difundira do žumanjka gdje reagira sa željezovim solima. To je lijep dokaz da je jaje punovrijedna namirnica bogata sumporom i željezom, no jesti prekuhana jaja nije ni zdravo ni ukusno – zbog sumporovodika koji se oslobađa u želucu djelovanjem želučane kiseline (HCl) na FeS.
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, Modru lastu te, naravno, Bug online. 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.