Когда я только решила написать книгу о химии в повседневной жизни, то уже знала, что посвящу одну главу счастливому часу. Однако сейчас, когда я пишу, все бары закрыты из-за пандемии COVID-19. Тем не менее не существует лучше способа закончить свой день, чем в баре с друзьями, рассказывая друг другу смешные истории и заказывая дешевые напитки. В жаркую погоду в Техасе я обычно заказываю кесо с замороженной «Маргаритой», а на свиданиях выпиваю бокал (или два) вина. Мой муж всегда заказывает виски, а затем освежающее пиво. По правде говоря, я не могу дождаться момента, когда жизнь вернется в нормальное русло. Но знаете что? Не важно, какой коктейль вы пьете, так как для создания буквально каждого из них использовалась химия. Давайте начнем с самого основного.

Спирт – это общее название молекулы, в которой атом кислорода связан с атомом водорода и атомом углерода. Например, формула молекулы спирта может выглядеть так: C – O – H. Скажем, метанол – это спирт, так как он имеет молекулярную формулу CH₃OH. Этанол – это тоже спирт, и его молекулярная формула выглядит вот так: CH₃CH₂OH. (Не выделенные атомы водорода связаны с атомами углерода, а не с атомом кислорода.)

В зависимости от темы нашего разговора под спиртом могут подразумеваться несколько разных молекул. Например, в кабинете врача под словом «спирт» имеется в виду медицинский (изопропиловый спирт, или изопропанол). В Азии спирт может использоваться в качестве топлива (метиловый спирт, или метанол). В «Маргарите» спирт – это молекула, которая приводит в состояние опьянения (этиловый спирт, или этанол). В этой главе я буду рассказывать об этаноле.

Ох, мой дорогой, милый этанол… Именно то, как он реагирует и образовывает связи с молекулами в нашем мозгу, объясняет его популярность. Почему после тяжелого трудового дня коллеги идут пропустить по стаканчику, почему алкоголь пьют на первых свиданиях или после расставания. Но процесс его производства не менее интересен и, возможно, не менее удивителен, чем то, почему мы получаем от него такое удовольствие.

Историки практически уверены в том, что люди начали делать вино из винограда еще в 6000 году до нашей эры, а ферментировали фрукты они еще в эпоху неолита. Существует даже гипотеза «пьяной обезьяны», в которой влечение нашего организма к этанолу объясняется действиями наших далеких предков: давным-давно они ели перебродившие (ферментированные) фрукты с большим содержанием этанола, из-за чего у них выработалась зависимость. Другими словами, нам очень нравится вкус и запах яблок или бананов (не из-за того, что это яблоки и бананы, а из-за содержащихся в них полезных веществ); то же самое и с этанолом, который в какой-то момент времени ассоциировался у нашего вида с полезными веществами.

С давних времен люди экспериментируют с ферментацией и отделением молекул этанола от фруктов и овощей, встречающихся в природе. И у нас имеется сильная научная база по этой теме.

Вино, как правило, производится в три этапа. На первом виноград собирается с лоз, а затем давится, чтобы выделился сок. Устройства, выполняющие эту работу, действуют деликатно: они применяют достаточное давление, чтобы разорвать кожицу и выдавить виноградный сок (сусло), но недостаточное для того, чтобы раздавить косточки. Затем из сусла удаляются стебли, так как они имеют неприятный горький вкус. Оставшаяся часть на 12–27 % состоит из сахаров, на 1 % из кислот, а все остальное занимает вода. После сусло помещают в определенную емкость (с кожурой или без), и наступает следующий этап, самый важный в виноделии: ферментация (или процесс брожения).

Ферментация – это анаэробный (не требующий кислорода) процесс, в результате которого образуется молекула этанола. Но если во время этого процесса будет присутствовать кислород, то глюкоза начнет образовывать аденозинтрифосфат (как мы уже узнали из главы о фитнесе), а не этанол.

Когда этот процесс происходит без участия кислорода, то дрожжи и сахар вступают в реакцию, образуя этанол. Я уверена, что вы знакомы с этим процессом, если когда-нибудь выпекали хлеб с нуля. Сначала вам нужно активировать дрожжи, оставив их в подслащенной воде. За это время они расщепляют молекулы глюкозы на более мелкие, включая углекислый газ. Именно поэтому спустя какое-то время вы увидите светло-коричневую пену на поверхности воды.

При производстве вина происходит экзотермическая реакция (то есть выделяет тепло), превращающая глюкозу (сахар) и дрожжи в этанол и углекислый газ. Этот процесс показан ниже:

глюкоза + дрожжи → этанол + углекислый газ

Получаемый продукт, чистый этанол, обладает горьким вкусом и чрезвычайно огнеопасен. Если кто-нибудь попытается убедить вас выпить горящий шот, то вежливо откажитесь и отойдите подальше от пламени. Горящий спирт может поджечь не только все здание, но и опалить ваше лицо – вы и глазом моргнуть не успеете.

Но если не поджигать этанол и оставить его ферментироваться дальше, то он превратится в уксусную кислоту (чистящее средство). Какая гадость, да? Именно поэтому виноделам важно остановить процесс ферментации в определенный момент. Иначе вино будет обладать кисловато-уксусным вкусом.

Вкус вина также зависит и от типа дрожжей. Некоторые виноделы используют дрожжи, уже присутствующие на кожице винограда; другие предпочитают использовать дрожжевую закваску.

Закваска представляет собой гигантскую чашу с размножающимися хорошими грибками. Одноклеточные бактерии взаимодействуют с сахарами в сусле и выделяют углекислый газ. В ходе этого процесса образуется наш любимый этанол.

Обычно дрожжевые закваски хранятся в холодном месте и могут быть активными спустя долгое количество времени. Есть истории о старых итальянских бабушках, тайком проносивших свои закваски на трансатлантические корабли и передающих их следующему поколению. И хотя дрожжевые закваски чаще всего используются для хлеба, их можно использовать и для производства алкоголя.

Красные вина ферментируются (другими словами, дрожжи вступают в реакцию с сахарами сусла, производя этанол и углекислый газ) в период от четырех дней до двух недель. Только затем из настойки удаляется виноградная кожица. После этого настойка продолжает ферментироваться еще какое-то время, так что общий период ферментации составляет две-три недели. Белым винам требуется от четырех до шести недель, так как на кожице используемого винограда нет натуральных дрожжей. Иногда виноделы могут прибегнуть к яблочнокислому-молочнокислому брожению, начинающимся на втором этапе.

Яблочнокислое-молочнокислое брожение существует с момента открытия вина как напитка, однако в 1930-х годах Жан Риберо-Гайон точно описал химическую реакцию превращения яблочной кислоты (которая присутствует в большинстве фруктов, включая виноград, и придает кислый привкус) в молочную. Благодаря этому вкус вина становится менее терпким. Насколько я знаю, каждый винодел придерживается своего мнения насчет того, стоит ли допускать данное брожение. Некоторые считают это отличной идеей и добавляют в вино бактерии Leuconostoc oenos, в то время как другие стараются сделать все, чтобы избежать этого этапа.

С тех пор, как человечество изобрело вино, мы начали экспериментировать с процессом изготовления, цветом и вкусом напитка. Историки считают, что первые вина были только красными; затем египтяне обнаружили процесс производства белых вин. Конечно же, в самом начале красные вина имеют светло-красный оттенок, и именно в процессе ферментации на кожице вино приобретает свой глубокий красный цвет и уникальный вкус. Белые вина настаиваются на кожице и виноградных косточках всего лишь несколько часов, после чего сок фильтруется.

Существует еще несколько подкатегорий, в которых соединяются две техники вместе. Например, розовые вина получают из черных сортов винограда, а изготавливают их точно так же, как и белое вино. Производитель настаивает сок небольшое количество времени, так что вино приобретает красивый розовый оттенок. Оранжевое вино, в свою очередь, делается из винограда белых сортов, однако способ производства точно такой же, как и у красного вина. Виноградный сок настаивается на кожице, благодаря чему вино получается холодного оранжевого цвета. Чем дольше сок настаивается, тем темнее его цвет.

В Калифорнии большая часть белых вин (кроме шардоне) ферментируется в емкостях из нержавеющей стали, которые не взаимодействуют с жидкостью внутри. Однако красные вина (а также шардоне) настаиваются в бочках. Глубина вкуса зависит от дерева, используемого для создания бочки. Самыми популярными типами древесины считаются американский и французский дуб, однако могут использоваться даже бочки для бурбона.

На последнем этапе вино начинает созревать и приобретает оттенки вкуса. У каждого винодела этот процесс проходит по-разному. Начинается переливание вина. Итак, бочку ставят на возвышенность, например на стойку. Время от времени ее двигают, однако главной целью переливания является отделить мелкие твердые частицы от самого вина. Эти частицы медленно опускаются на дно бочки, и затем их можно с легкостью выделить из жидкости. Каждая бочка фильтруется по несколько раз.

Процесс фильтрации – это один из основных методов, используемых химиками-синтетиками. В лаборатории мы постоянно фильтруем вещества, растворяя их в жидкости, а затем выделяя все твердые частицы. Когда виноделы переливают вино, делают то же самое, только в огромных масштабах. Во время этого процесса виноделы пытаются удалить твердые частицы и осадок.

В самом конце процесса переливания вино можно осветлить. Винодел добавляет осветлитель, например активированный уголь или желатин, полученный из рыбьих пузырей, который образует межмолекулярное взаимодействие с оставшимися твердыми частицами в вине. Полученные соединения становятся слишком тяжелыми и опускаются на дно бочки.

Когда вино созревает, его разливают по бутылкам и закрывают. У лучших вин практически нет пустого места между жидкостью и дном пробки. Это связано с тем, что если в бутылке есть кислород, то молекулы вина могут окислиться или вступить с ним в химическую реакция. К сожалению, это худшее, что может случиться с бутылкой; у вина появляется приторно сладкий запах, ассоциирующийся у нас со вкусом и запахом пробки.

Если вы когда-нибудь задавались вопросом, почему вино хранится на боку, то вот вам ответ: именно так можно предотвратить окисление вина. Если бутылка лежит на боку, то пробка остается влажной и продолжает защищать напиток от проникновения кислорода внутрь. Но если бутылка хранится стоя, то пробка высыхает, из-за чего молекулы кислорода могут проникнуть внутрь бутылки и испортить вино. Целостность конкретной бутылки вина можно определить по запаху пробки.

Если вино открыть, то сразу же начнется процесс окисления. Именно поэтому вкус вина на первый и второй день будет отличаться. Если вы не выпили бутылку полностью и закупорили ее, то желательно допить вино за три-четыре дня. Но, как мы уже обсудили ранее, все вина очень разные, поэтому вам следует провести небольшой тест на запах (или вкус) подозрительных вин. По правде говоря, через пять-семь дней откупоренные вина лучше всего использовать в готовке.

В последнее время все чаще вино разливают в бутылки с завинчивающейся пробкой. Когда мы с мужем путешествовали в Страну Басков, Испания, на наш пятый юбилей, я спросила об этом сомелье. И он объяснил, что выбор в пользу завинчивающейся пробки связан с процессом старения вина. Если вино нужно выдерживать в течение длительного периода, то скорее всего будет использоваться деревянная пробка, чтобы в вино не попадал кислород. Однако если вино планируют выпить достаточно быстро, как, например, орегонское вино Пино Нуар, то лучше всего использовать завинчивающуюся пробку.

Шампанское и дорогие игристые вина обязательно нужно затыкать пробкой, так как они проходят процесс вторичной ферментации. Во время нее дрожжи снова превращаются в этанол и углекислый газ, но, в отличие от первого процесса ферментации, углекислый газ остается внутри закрытой емкости, а не выходит в атмосферу (как это случается в «традиционных» винах). Этот процесс занимает не меньше двух месяцев и может продолжаться несколько лет. Когда дрожжи умирают, то у игристого вина появляется характерный запах жареного хлеба. После процесса ферментации твердые частицы удаляются, а игристое вино повторно разливается по бутылкам.

Даже самые недорогие игристые вина, в которые углекислый газ накачали (а не использовали тот, который выделился во время ферментации) и хранящиеся под большим давлением, должны затыкаться пробкой. Завинчивающаяся пробка не может выдержать огромного давления внутри, а значит, бутылка в любой момент может «выстрелить» ее.

С другой стороны, завинчивающаяся пробка позволяет игристым винам постепенно выделять углекислый газ в пространство между пробкой и вином. В бутылке все равно есть большое давление, и именно поэтому при открытии бутылки вы слышите хлопок.

Когда мы с мужем путешествовали по Испании, то у нас возникла одержимость кавой – «испанским шампанским». Мы даже завели традицию начинать свидания с бокала кавы. Во время последней встречи с друзьями я рассказывала им о нашей поездке в Испанию; один из моих друзей имеет крайне интересное хобби – он занимается пивоварением, так что у нас завязался очень интересный разговор. Мы начали рассуждать о различиях между виноделием и пивоварением. Конечно, если мы хотим создать смесь вкусной жидкости и этанола, то все процессы приготовления будут похожи.

Как мы уже узнали, для начала процесса ферментации вина используются простые сахара, содержащиеся в виноградном соке. Для производства пива необходимы сложные сахара (к примеру, крахмал из зерен). Однако перед тем, как использовать крахмалы, их нужно разложить на небольшие молекулы. Что же делать?

Мы готовим их.

Но все не так просто, как кажется. Самое распространенное зерно для пивоварения – это ячмень. Он представляет собой маленькие желтые зерна и собирается комбайном с высоких стеблей. Затем ячмень вымачивают в воде около двух дней при температуре 15°C (59°F). За это время он напитывается влагой и разбухает.

На четвертый день зерна ячменя начинают прорастать (хотя некоторым зернам требуется восемь или девять дней). Во время этого процесса вырабатывается огромное количество различных ферментов, начинающих разрушать клеточные стенки зерна. Но часть ферментов сосредотачивается на другом: они превращают крахмалы в сахара, а белки – в аминокислоты. Весь этот процесс можно наблюдать своими глазами, поскольку солод – так называются проросшие зерна – начинает темнеть. Чем дольше прорастают зерна, тем темнее будет солод.

Некоторые пивовары считают, что высушивание – последний этап производства солода – самая важная и ответственная часть. Зерна сушат горячим воздухом (температура около 55°C или 131°F), удаляя из них все молекулы воды. Однако иногда их сушат и при температуре до 180°C (356°F) – все зависит от того, какой солод мы хотим получить. Так что не расстраивайтесь, выбор просто огромный! Приготовленный при низких температурах солод обладает высокой ферментативной активностью и называется светлым солодом; приготовленный при высоких температурах солод обладает низкой ферментативной активностью, глубоким, насыщенным вкусом и называется темным солодом. Темный солод не теряет свой жареный, карамелизированный вкус даже в том случае, если его хранят несколько месяцев.

На следующем этапе солод измельчают до состояния мелкого порошка, после чего пивовар активирует упомянутые ранее ферменты, замочив полученный порошок в воде. Ферменты снова расщепляют крахмалы на сахара, в результате образуя коричневую жидкость. Эта жидкость имеет сладкий вкус и называется суслом.

Затем полученное сусло кипятят с хмелем, благодаря чему оно приобретает глубокий горький вкус. Для тех, кто не знает, что такое хмель, – это небольшое зеленое растение, плоды которого напоминают пушистую ежевику. Процесс кипячения занимает около девяноста минут; за это время сусло впитывает в себя уникальные ароматы, а также в нем убиваются все активные ферменты. Некоторые считают, что долгое кипячение нужно только для того, чтобы сделать вкус пива богаче, но на самом деле все не так. Это делается, чтобы количество молекул сахара в получившемся пиве оставалось постоянным. Иначе ферменты будут постоянно съедать сахар, что будет негативно сказываться на вкусе пива. Затем полученную жидкость охлаждают до 10°C (50°F), после чего начинается мой любимый этап – ферментация.

Процесс ферментации пива очень похож на ферментацию вина: в сусло добавляются дрожжи, преобразующие сахара в этанол. Главное и единственное отличие в том, что пивовары называют этот процесс верховым или низовым брожением. С помощью верхового брожения производят эли, а с помощью низового – лагеры.

Давайте сначала поговорим об элях. В процессе приготовления в сусло, варящееся при высоких температурах, добавляют элевые дрожжи. Один из видов элей – индийский пейл-эль или IPA – несколько лет назад приобрел высокую популярность в США. В этом пиве, как правило, содержится большая концентрация этанола, а во вкусе преобладает горечь. Обычно пейл-эли, например эль марки Sierra Nevada, содержат небольшое количество спирта из-за короткого срока ферментации. Но оба этих пива производятся с помощью верхового брожения, когда дрожжи с суслом смешиваются при высоких температурах.

Существует особая категория пейл-элей, называемая SMaSH IPA. Дело в том, что этот эль изготавливается из одной части хмеля и одной части солода (то есть пиво является односолодовым и однохмелевым). Я узнала о таком эле летом 2020 года, когда местная пивоварня в Остине назвала новое пиво в мою честь (Kate la Química). Тогда они использовали экспериментальный хмель и доверили мне наблюдение за каждым этапом процесса создания пива. Я была в раю.

Другой вариант – смешение лагерных дрожжей с суслом при низких температурах. Дрожжи слипнутся между собой, опускаясь на дно, так как образованные молекулы тяжелее элевых дрожжей.

Я никогда не пойму, почему они не назвали эти процессы ферментации горячим и холодным брожением. Так или иначе, в США большинство пивоваров используют холодное/низовое брожение, так пиво получается с «хлебным» вкусом. Поскольку в лагере содержание спирта очень низкое, данный вид пива всегда был и остается лучшим вариантом для новичков, например Budweiser и Coors.

Моим любимым пивом является пшеничное пиво, и оно может быть приготовлено как с помощью верхового, так и с помощью низового брожения. В американской пшенице хмельной вкус чувствуется сильнее, чем в немецкой, поскольку в ней не используется штамм дрожжей Weizen. Именно поэтому пиво на немецкой пшенице обладает менее горьким вкусом с фруктовыми нотками (и, как по мне, это пиво намного вкуснее).

Последний этап – фильтрация пива, и он во многом похож на процесс фильтрации вина. В пиво добавляются осветлители, которые образовывают связи с белками. Именно на данном этапе пиво фильтруется от остатков дрожжей.

В отличие от вина, пиво не нужно хранить в горизонтальном положении или закупоривать пробкой. Его нужно хранить в прохладном темном месте. Солнечный свет негативно влияет на напиток, разрушая связи в ароматических молекулах, из-за чего в пиво может выделиться сера. Это именно то, что вы чувствуете в «вонючем» пиве. Интересный факт: коричневое стекло может поглощать часть солнечного света и защищать пиво. А вот зеленое стекло не защищает от солнечных лучей, именно поэтому чаще всего пиво разливается по темным бутылкам.

Конечный продукт – пиво – состоит на 90 % из воды, 2–10 % углеводов и 1–6 % спирта. Как вы могли заметить, состав разных видов пива отличается. Именно поэтому мы используем термины градус или крепость алкоголя. Градус выражается в процентах алкоголя по объему, что является термином концентрации, который сильно меня раздражает. На самом деле должен быть указан процент содержания этанола по объему.

Изначально термин крепость использовался в Англии как способ применения налогов к другим алкогольным напиткам в сравнении с пивом. Алкогольный напиток посыпали порохом, а затем поджигали. Если он начинал гореть специфическим голубым пламенем с постоянной скоростью, то считался качественным алкоголем. Но если напиток не воспламенялся, это значило, что в нем содержалось небольшое количество молекул этанола. Если порох сгорал слишком быстро, это означало, что в алкоголе содержалось слишком большое количество молекул этанола – то есть напиток очень крепкий.

В настоящее время наиболее распространенным способом указания содержания этанола является градус. Если в США на бутылке алкоголя указана крепость алкоголя, то просто разделите указанное число пополам, чтобы узнать процент спирта. Национальный институт злоупотребления алкоголем и алкоголизма сообщает, что крепость пива объемом двенадцать унций (примерно 340 грамм) составляет около 5 %, так что в дальнейшем мы будем использовать это число. Для сравнения: крепость среднего бокала вина (150 грамм) колеблется от 12 до 18 %. А в саке содержание этанола достигает 20 %!

Почему? Дело в том, что саке является наполовину вином, а наполовину пивом. Его производство похоже на производство вина, однако для создания напитка не используется виноград или другие фрукты. Саке, как и пиво, делают из зерна; только в данном случае используется рис. В процессе ферментации добавляется сладкая плесень, которая расщепляет рисовый крахмал на сахара. В то же время к опаре добавляют дрожжи, которые вступают в реакцию с сахарами и образуют этанол.

Но, в отличие от пива, данный метод ферментации позволяет получить жидкость крепостью 20 %. Одна из причин, почему саке крепче пива: в процессе ферментации к опаре постоянно добавляют пропаренный рис. Это важно, потому что плесень, используемая для образования этанола из сахара, начинает расти именно на рисе.

В сравнении с перечисленными до этого спиртами саке «неженка». В нем нет цветных молекул, содержащихся в винограде или хмеле, которые поглощают солнечный свет. Свет «убивает» саке, негативно воздействуя на молекулы, ответственные за легкий, цветочный аромат напитка. Бутылки из прозрачного или синего стекла, используемые в Японии, также бесполезны против солнечного света. И, что гораздо ироничнее, они защищают напиток слабее, чем бутылки из-под вина и пива.

Именно поэтому рекомендуется выпивать саке сразу, особенно после открытия бутылки. Однако помните, что крепость напитка составляет 20 % и лучше пить его в большой компании друзей.

Пожалуйста, только не предлагайте мне саке. От одного его запаха мне кажется, что я нахожусь в лаборатории; настолько в нем велико содержание спирта.

У меня точно такая же реакция на водку, которая представляет собой просто разбавленный этанол. Одна из самых крепких водок, Spirytus, производится в Польше. Ее крепость составляет 192 градуса или 96 % спирта. Я даже за деньги не стану ее пробовать.

Обычно крепость водки составляет 80 градусов или 40 %. Дело в том, что вся водка проходит одинаковый процесс очистки. Как и в случае с вином, саке или пивом, процесс производства водки начинается с ферментации; однако есть один дополнительный этап – дистилляция. Это важная часть производства спиртных напитков, так как очень часто в основе водки содержится опасная молекула метанол.

Молекулярные формулы метанола и этанола практически идентичны, однако их влияние на организм очень отличается.

Когда мы пьем этанол (CH₃CH₂OH), то пьянеем. Когда мы пьем метанол (СН₃OH), мы теряем зрение. Метанол превращается в муравьиную кислоту, которая угнетает зрительный нерв и вызывает слепоту. Слышали когда-нибудь выражение ослепнуть от пьянства? Теперь вы знаете, откуда оно взялось.

Благодаря учреждениям вроде Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов нам не нужно волноваться о метаноле в наших напитках. Однако во время сухого закона многие химики – бутлегеры – начали гнать этанол на своей кухне. Проблема в том, что у большинства «химиков» не было научного образования и глубоких познаний в этой области, и они заодно производили и метанол, тем самым вызвав эпидемию слепоты. Так что дважды подумайте, прежде чем согласиться выпить с приятелями водку непонятного происхождения.

Употребление большой дозы метанола приводит к токсическому отравлению и смерти. Именно поэтому водку (а также виски, скотч, текилу и ром) всегда перегоняют. Чтобы очистить водку, полученную из ферментированных зерен (картофеля или сорго), из нее удаляют дрожжи; остается только смесь этанола и метанола. Затем эту смесь медленно нагревают при разных температурах в течение определенного времени.

В самом начале смесь нагревают при температуре 65°C (149°F), так что весь метанол выкипает и испаряется. Это позволяет производителю удалить метанол из напитка.

Затем температура повышается до 78°C (173°F), чтобы можно было собрать этанол из образца. Когда пары́ этанола покидают спиртовой раствор, они поднимаются по странной стеклянной трубке – конденсатору. Конденсатор превращает газообразный этанол в жидкий, после чего тот стекает в другую емкость.

Этот процесс повторяется еще два раза: наливается этаноловая смесь (с небольшими примесями метанола), включается источник тепла, а затем газообразные молекулы метанола поднимаются на поверхность смеси и испаряются (когда достигается температура кипения метанола).

Процесс перегонки не только очищает спиртовую смесь, но также и увеличивает концентрацию этанола в ней. Но если после перегонки 40 % объемной доли – это спирт, то на что приходятся оставшиеся 60 %?

Вода.

Это значит, что во время употребления водки вы на самом деле пьете воду. Ладно, шучу. Это значит, что вы выводите воду из организма. Именно поэтому люди сталкиваются с похмельем, если выпивают слишком много.

Тем не менее этанол в водке всегда смешан с водой – так как две эти жидкости хорошо смешиваются, между атомами кислорода в воде и атомами водорода в этаноле (а также наоборот) образуются водородные связи. Если жидкости не смешиваются, то они образуют два слоя: например, вода и масло. К счастью, большая часть ингредиентов для коктейлей смешиваются и с этанолом, и с водой.

Если вы когда-нибудь пробовали коктейль Б-52, то знаете, что ликеры можно налить так, что они не смешаются (сначала кофейный ликер, затем сливочный (обычно это Бейлис), а сверху – Grand Marnier). Просто хороший пример того, как работает плотность жидкостей.

Я готова к любым экспериментам и дегустациям, но есть один алкогольный напиток, который… я просто не могу заставить себя попробовать его. Я говорю об абсенте. Недавно я со своим менеджером посещала устричный бар в Бруклине, и там продавали абсент. Официантка уговаривала нас попробовать, в то время как я пыталась вежливо сказать ей: «Нет, ни за что на свете!»

Так как абсент не был правильно классифицирован как алкогольный напиток во многих странах, он может обходить некоторые правила в отношении алкоголя. В отличие от других напитков, например бренди или джина, абсентом может называться множество напитков, так как во всех странах (кроме Швейцарии) абсент не был легализован как спирт. Это еще одна причина, почему вы можете найти его с содержанием алкоголя от 45 до 70 %.

В основном абсент производится из трех растений: полыни, фенхеля и аниса. Полынь имеет горький вкус, и это одна из причин, почему обычно абсент льют через кусок сахара. Иногда сахар поджигают (на самом деле это горят пары спирта), из-за чего у напитка с абсентом появляется горелый вкус и запах – еще одна причина, почему я не хочу его пробовать.

Прежде чем я расскажу вам о производстве абсента, позвольте рассказать немного слухов о самом напитке. Нет, абсент не является галлюциногенным или психотропным веществом. Все рассказы о том, что он вызывает галлюцинации или повышает агрессию, обычные страшилки. С научной точки зрения нет никаких предпосылок, почему абсент может вызывать подобные психические расстройства организма.

Но на практике семьдесят пять лет люди считали, что молекула туйон заставляет людей совершать необдуманные поступки. Считалось, что туйон угнетает нервную систему и вызывает судороги. Также считается, что негативное отношение к абсенту сложилось из-за того, что туйон также содержится в масле полыни. Однако, как выяснилось позже, доктор Валантен Маньян, обнаруживший связь между туйоном и абсентом, был человеком непьющим и выступал за запрет употребления алкоголя во Франции.

Как и следовало ожидать, последние исследования доказали, что в образцах абсента XX века практически невозможно обнаружить молекулы туйона. Мы никогда не узнаем, как доктору Маньяну удалось убедить весь мир в «опасности» абсента. Но именно он пустил слух, который абсенту до сих пор не удалось развеять.

Так как Швейцария – это единственная страна, давшая верное определение абсенту, давайте поподробнее рассмотрим процесс производства этого напитка именно там. В Швейцарии абсент производят путем замачивания аниса, полыни и фенхеля в растворе 96 % этанола. Этот процесс называется мацерацией: растения впитывают в себя этанол через полупроницаемую мембрану. К тому же этанолу передается цветочный аромат трав.

Затем проводится дистилляция, которая ничем не отличается от перегонки водки. В результате крепость «настойки» снижается до 70 %. Некоторые производители добавляют чуть больше воды, чтобы снизить крепость еще сильнее. После этого абсент снова проходит процесс мацерации, однако в этот раз используются другие травы: мелисса, иссоп и полынь. Это похож на заваривание чая, только в конечном продукте будет большое содержание хлорофилла. Именно благодаря ему абсент приобретает свой традиционный зеленый цвет.

Да, всего несколько глотков абсента, как и любого другого крепкого напитка, могут негативно повлиять на организм. Высокий уровень содержания спирта способен вызвать серию химических реакций, влияющих на функционирование органов. Дело в том, что наше тело метаболизирует алкоголь не так, как пищу. Сначала этанол всасывается в вены тонкого кишечника, после чего перемещается сразу в печень. (Именно поэтому проверяется уровень алкоголя крови при вождении в нетрезвом виде.)

Как только этанол достигает печени, фермент алкогольдегидраза (или АДГ) разрывает две ковалентные связи в молекуле этанола (С₂H₅OH). Этот процесс называется частичным окислением этанола, в результате образуется ацетальдегид (СH₃СHO). Скоро вы начнете ненавидеть ацетальдегид, а пока что знайте, что он быстро превращается в ион ацетата (CH₃CHO^—).

Затем появляется другой фермент, альдегиддегидрогеназа, который расщепляет ион ацетата на углекислый газ и воду прежде, чем мы выдохнем углекислый газ. Звучит достаточно безобидно, правда? Если бы вы ничего не понимали в химии, то это все напоминало бы процесс переваривания пищи желудком.

Итак, в чем же состоит химия опьянения? Что же такое содержится в этаноле (CH₃CH₂OH), что всего лишь после нескольких стаканчиков у меня появляется огромное желание надеть ковбойские сапоги и станцевать техасский тустеп? И почему при употреблении алкоголя натощак мы быстрее пьянеем?

Во-первых, после приема внутрь этанолу требуется всего лишь пять минут, чтобы достигнуть мозга. Через еще пять минут у вас появится чувство легкого опьянения. Этого времени достаточно, чтобы ваш мозг начал взаимодействовать с этанолом и высвобождать дофамин. Дофамин действует как нейротрансмиттер или молекула, передающая сигналы от одного рецептора к другому. Когда мы пьем алкоголь, наш мозг выбрасывает в кровь молекулы дофамина. Они заставляют человека чувствовать «счастье». Однако, как мы уже обсуждали в главе о фитнесе, ряд исследований показал, что молекулы дофамина не заставляют человека заняться чем-нибудь. В данном случае дофамин сигнализирует о положительных аспектах какого-либо действия, к примеру употребления алкоголя. Именно поэтому люди считают, что дофамин связан с удовольствием.

Этанол взаимодействует с нашими натриевыми, кальциевыми, калиевыми каналами и взаимодействует с другим нейротрансмиттером в нашем мозгу, гамма-аминомасляной кислотой (ГАМК). Это подавляет активность мозга, что сразу отображается на поведении выпившего человека. Именно из-за ГАМК у пьяных людей наблюдается несвязная речь и неуклюжесть в движениях. Не путайте с плохими танцами, которые постоянно ассоциируются с ABBA.

Кроме ГАМК, этанол нарушает работу другого нейротрансмиттера. Глутамат – это важная молекула, играющая огромную роль в том, как именно наш мозг создает воспоминания и изучает новые вещи. Когда движение глутамата замедляется или останавливается, пьяный человек с трудом усваивает новую информацию или создает новые воспоминания. Я вам клянусь, у некоторых людей как будто есть какие-то блокаторы глутамата, потому что они ничего не помнят даже после одного или двух стаканов. Поразительно. Именно это может случиться с вами после ночной попойки.

Благодаря трем перечисленным факторам мы можем видеть пьяных людей в состоянии эйфории, спотыкающихся о собственные ноги и ничего не помнящих на следующее утро. И, конечно же, все зависит от количества выпитого.

Дозировка этанола в человеческом организме называется содержанием алкоголя в крови (САК). САК – это число, которым обозначается процент этанола в крови. Управление транспортным средством допустимо только в том случае, если содержание алкоголя в крови не превышает 0,08. Дело в том, что человек начинает ощущать себя опьяненным, когда содержание алкоголя в крови колеблется от 0,09 до 0,18.

При САК 0,19 и выше сознание начинает путаться. В большой степени это связано с тем, что глутамат блокирует способность мозга создавать новые воспоминания. На данном уровне САК отсутствует четкая координация движения, так как за это отвечает нейротрансмиттер ГАМК. Если вы когда-нибудь теряли сознание от выпитого, то, скорее всего, уровень САК был выше 0,19.

Когда уровень САК превышает 0,25, у человека могут наблюдаться симптомы алкогольной интоксикации. И на данном этапе все становится очень серьезно: в таком состоянии человек может захлебнуться рвотными массами и умереть.

Если каким-то образом уровень САК достигнет 0,35, человек может впасть в кому. Возникают нарушения дыхания и сердцебиения. При САК 0,45 существует высокий (практически гарантированный) риск смерти. Мозг не сможет функционировать нужным образом, из-за чего ваше тело не справится с такими простыми вещами, как дыхание. При всем этом шведские власти заявляют, что у одного из жителей страны САК составляет 0,545!

Просто представьте, каково это. Предположим, что в среднем в человеческом теле есть пять литров крови. САК, равный 0,545, тогда будет указывать на то, что в крови содержится унция (почти 30 грамм) чистого этанола. Это то же самое, что иметь 2,5 унции (70 грамм) водки в крови! Когда у пьяного водителя берут кровь, это делается для того, чтобы в лаборатории можно было определить количество этанола в крови человека.

Но если для определения САК нужен образец крови, то каким образом полицейские определяют количество этанола у случайных водителей?

Ну, у них есть только один вариант.

Они используют алкогольно-респираторную трубку. Большинство этих устройств преобразуют пары этанола (CH₃CH₂OH) в вашем дыхании в уксусную кислоту (CH₃COOH) всего за несколько минут. Мы уже обсуждали этот процесс ранее, когда говорили о пиве: если пиво перебродит, этанол превратится в уксусную кислоту.

Так как в нашей атмосфере не содержится уксусная кислота, результат алкотестера будет связан с количеством этанола в вашем организме. Именно так алкотестер может быстро и точно определить уровень САК.

По правде говоря, карманные алкотестеры, которыми пользуются полицейскими, не очень точны, так что их показания нельзя использовать как доказательство в суде. Тем не менее они все еще справляются с поставленной задачей, и их показания можно использовать для вашего ареста. Затем полицейский отвезет вас в больницу, чтобы взять образец крови.

Алкотестеры свободно продаются в магазинах и аптеках, поэтому каждый желающий может купить его и проверить себя после нескольких шотов в баре. Если ваш САК выше 0,08, то вам нужно вызвать Uber или Lyft (или своего друга), чтобы добраться до дома. В наше время очень легко найти альтернативный способ попасть домой; не нужно подвергать риску свою жизнь и жизни других людей. После нескольких «Маргарит» ГАМК работает против вас.

И хотя в моменте нарушения работы нейротрансмиттеров кажется забавными и смешными, на следующее утро вы можете почувствовать себя просто отвратительно. Похмелье является худшей частью попойки с друзьями. Но кроме сильного обезвоживания вы столкнетесь еще кое с чем: ферменты вашей печени активно расщепляют этанол, из-за чего в ней начинает копиться та молекула, о которой я уже говорила ранее, – ацетальдегид.

По сути, ацетальдегид – это промежуточное соединением в синтезе других веществ, в основном иона ацетата, который распадается на углекислый газ и воду. Однако этот процесс занимает определенное время. Токсичная молекула ацетальдегида копится в вашем организме на протяжении нескольких часов (после того, как будут расщеплены все молекулы этанола), прежде чем она начнет распадаться дальше.

Особенно это касается носителей мутации гена алкогольдегидрогеназы. У этой группы людей этанолу требуется совсем немного времени, чтобы превратиться в ацетальдегид; однако после их организм пытается преобразовать ацетальдегид в ацетат ион. Если такое случается, то все тело покрывается красными пятнами. Пятна могут появиться как сразу, так и через некоторое время и являются верным признаком того, что наступает похмелье.

Самая противная часть похмелья – потеря электролитов при выведении алкоголя из организма. Электролиты (или минералы, я рассказывала о них в главе о завтраке) можно разделить на два типа: катионы (положительно заряженные ионы) и анионы (отрицательно заряженные ионы). Основными катионами в нашем организме являются кальций, магний, калий и натрий, а анионами – хлорид, бикарбонат и гидрофосфат. Как правило, в нашем организме поддерживается соотношение обоих типов электролитов 1:1.

В обычное время наши почки, чтобы поддерживать нужную концентрацию каждого типа электролитов. Это очень важно, поскольку электролиты регулируют pH нашей крови, а также отвечают за сокращение мышц (к примеру, сердца). Однако в «счастливые часы» наши почки работают на пределе своих возможностей. Почему?

Этанол – это мочегонное средство, следовательно, вы будете часто хотеть в туалет. Каждый раз из вашего организма будут выходить необходимые организму электролиты. Именно поэтому утром лучше выпить Gatorade (серия изотонических напитков, производимых PepsiCo), а не съесть блинчики с шоколадной крошкой. Изотонический напиток – это быстрый и недорогой способ восполнить запасы калия и магния, необходимые для борьбы с усталостью и болью, вызванной от чрезмерного употребления алкоголя.

Хотите знать, как победить похмелье? Будьте ответственным взрослым. Перед тем, как выпить алкоголь, «увлажните» свое тело. Вам также нужно не только пить, но и есть обычную еду; таким образом, сначала этанол пройдет через вашу пищу и только потом попадет в кровоток. В данном случае сложные углеводы, которые мы обсуждали в прошлой главе, например картофель или кукуруза, будут действовать как физический барьер, замедляющий всасывание этанола в кровь. Так что не забывайте про еду!

Итак, что нового мы узнали? Весь алкоголь – это результат брожения, а все алкогольные напитки – результат брожения и перегонки. Виноделы с трепетом относятся к яблочной кислоте, а пивовары ни за что не откажутся от своего сусла. Для большинства из нас совершенно нормально пропустить несколько стаканчиков с друзьями, наесться чили кон кесо, а затем попробовать станцевать техасский тустеп. Только не забывайте, что рано или поздно, но вам придется столкнуться с побочными эффектами от принятия этанола.