informacje



Pokazywanie postów oznaczonych etykietą bzdury. Pokaż wszystkie posty
Pokazywanie postów oznaczonych etykietą bzdury. Pokaż wszystkie posty

piątek, 23 grudnia 2011

OH, ten tlen!


W temacie modyfikowanej przecudnymi sprzętami wody bzdur krąży mnóstwo, i doprawdy nie sposób wszystkiego krótko omówić, ale w tej notce zajmę się jednym szczególnym aspektem, jak zwykle związanym z liczeniem na niewiedzę konsumenta.

Aby zapewnić klienta, że ich filtry/uzdatniacze/elektrolizery/magiczne podstawki mają szczególnie korzystne działanie, producenci takich urządzeń mówią wszystkim chętnym, że robią one z wodą coś szczególnego. Nie wystarczy, aby woda po przepuszczeniu przez nie była po prostu czysta, woda taka musi jeszcze mieć unikatową strukturę, być nasyconą kosmicznymi energiami albo mieć właściwości lecznicze. Co do tego co miałoby wywoływać takie jej własności, to akurat zależy on aktualnych trendów. Jeszcze w latach 30. można było kupić radonowane filtry, które miały nasycić wodę dobroczynną promieniotwórczością. Dziś najczęściej woda ma mieć niezwykłą strukturę, dzięki której wypłucze toksyny z organizmu, odświeży cerę, zapobiegnie powstawaniu wolnych rodników, a co najważniejsze - natleni organizm.
Jest to zresztą paradoks - wolne rodniki powstają w reakcjach utlenienia, więc usunąć jedno i dostarczyć drugie za jednym zamachem się nie da.

Do tej grupy sprzętów należą z pewnością domowe elektrolizery, sprzedawane jako generatory żywej wody, wody kwaśnej lub wody alkalicznej. Składają się one z prostownika, dwóch stalowych elektrod i membrany oddzielającej przestrzeń wokół anody od przestrzeni wokół katody. Podczas elektrolizy powstają w nich roztwory o odczynie kwaśnym lub zasadowym, zawierające wodorotlenki minerałów zawartych w wodzie lub kwas solny, z domieszką soli metalu z którego wykonano elektrodę. Dlaczego ludzie od kilkudziesięciu lat dają się na to nabrać, jest chyba oczywiste - tajniki elektrolizy są w szkołach omawiane na tyle pobieżnie, że człowiek dorosły nic już z nich nie pamięta.

I oto na stronie jednego z producentów takiego membranowego elektrolizera, znalazłem taki fragment:
Zawartość tlenu w wodzie zależy od wartości pH wody. Jak wiadomo cząsteczka wody składa się z jednego atomu tlenu i dwóch atomów wodoru.
Gdy proporcje te są idealne to znaczy gdy ilość jonów H+ jest identyczna jak ilość jonów OH – mamy do czynienia z wodą o pH=7 czyli obojętną.
Gdy ilość jonów OH- jest większa niż ilość H+ mamy do czynienia z wodą alkaliczną. W odwrotnej sytuacji (więcej H+ niż OH-) woda jest kwaśna.
Jony OH- są połączone z alkalicznymi minerałami. I zobacz co się dzieje. Dwie grupy OH- mogą stworzyć jedną cząsteczkę wody i dać jeden atom tlenu. Dodatkową korzyścią jest fakt, że minerał zostaje wykorzystany do neutralizacji toksycznych kwaśnych odpadów.
Krew o pH 7,45 zawiera o 64,9% więcej tlenu niż krew o pH 7,3. To ogromna różnica, pomimo niewielkiej zmiany pH krwi.
(...)
Wolne rodniki tlenowe to cząsteczki albo jony, którym na zewnętrznej orbicie brakuje jednego elektronu. Dążąc do natychmiastowego uzupełnienia braku, wolny rodnik uszkadza inną cząsteczkę pozbawiając ją elektronu. (...) Ujemny potencjał wody alkalicznej wykazuje bardzo silne właściwości przeciw utleniające. Po prostu woda alkaliczna zawiera bardzo dużo wolnych elektronów, które w każdej chwili mogą być oddane każdemu napotkanemu wolnemu rodnikowi. Zamiast śmieci więcej tlenu W wyniku przyłączenia wolnego elektronu z wody alkalicznej powstaje stabilna cząsteczka tlenu (O2). Korzyść wobec tego podwójna: zneutralizowany wolny rodnik (komórki uratowane przed zniszczeniem) oraz zwiększona zawartość życiodajnego tlenu we krwi. [1]

W wodzie alkalicznej dominują negatywne jony OH-, tj. w wodzie jest jedyny atom tlenu cząsteczki wody. Dlatego, pijąc wodę alkaliczną organizm otrzymuje dodatkową dawkę tlenu. A gdzie tlen, tam i życie, energia[2]
No no, bardzo ciekawe. Tylko że jak zwykle jest całkiem inaczej.
Czy woda zasadowa zawiera więcej tlenu? W zwykłej wodzie mamy H2O a tu OH, więc jeden wodór mniej, wydawałoby się więc, że zastąpienie części cząsteczek wody, anionami hydroksylowymi, powinno zwiększyć zawartość tlenu. Ale czy o 60%?

Skala pH służy do określenia kwasowości roztworu. Określa stężenie powstających w dysocjacji kwasów jonów wodorowych, a dokładniej jonów hydroniowych H3O+, jako że samodzielne protony w roztworach nie występują (w związku z czym w zasadzie powinna to być skala pH3O, ale ze względów historycznych utarło się stosować takie oznaczenie). Stężenia te w większości przypadków wyrażają się w wartościach ułamkowych, niższych od jedynki i w związku z tym zapisanie stężenia wprost jest niezupełnie wygodne. Dla kwasu o pH 3, jony hydroniowe mają stężenie 0,001 mol/l, dla obojętnej wody o pH 7, jest to stężenie 0,0000001 a dla zasady o pH 13 jest to 0,0000000000001 mol/l. Posługiwanie się takimi zapisami jest niewygodne, dlatego dla uproszczenia przyjęto skalę logarytmiczną, w której kwasowość to ujemny logarytm dziesiętny ze stężenia.
Logarytm z kolei, to liczbowa wartość potęgi do której musimy podnieść dziesięć aby otrzymać logarytmowaną liczbę. A więc jeśli 1000 = 10^3, to log 1000 = 3. W tym przypadku dla wartości niższych od jedynki wychodziłyby nam liczby ujemne, dlatego stosuje się logarytm ujemny ( wtedy -[-3] = 3). I po co to wszystko objaśniać? Ano po to, że w tych szczegółach tkwi mały diabełek, przez którego sprawa natlenienia organizmu zasadową wodą staje się nieoczywista.

Obliczmy jak, poprzez samą zmianę pH, zmienia się zawartość tlenu w wodzie. Dla uproszczenia będziemy liczyć to dla jednego mola, a więc dla 6,02221 x 10^23 atomów, co odpowiada ilości 18 ml wody. Policzmy procentową zawartość tlenu w wodzie. Mamy tu jeden mol tlenu, czyli 16 g na jeden mol wody czyli 18 g, więc: 16/18 *100% = 88,888% masowych. Taka czysta woda ma pH = 7, co oznacza, że zawiera 10^-7 jonów oksoniowych i 10^-7 jonów hydroksylowych.
Teraz dodajmy jakiejś zasady i zwiększmy jej pH do 11.
11 to o ponad połowę więcej niż 7, co więcej, stężenie jonów hydroksylowych zwiększyło się o cztery rzędy wielkości, a więc sporo. W wielkościach bezwzględnych będzie to różnica z 0,0000001 mol/l do 0,001 mol/l. Naszych jonów OH- jest zatem w roztworze dokładnie jeden promil, co nie stanowi dużej wielkości. Jaka jest teraz procentowa zawartość tlenu? Przyjmujemy, że wszystkie te dodatkowe jony OH- pochodzą z naszej zasady, i pamiętamy, że liczymy parametry dla 0,018 litra a nie 1l, nie mamy więc do czynienia z 0,001 mol lecz z 0,000018 mola.
Mamy tu zatem 1+ 0,000018 mola tlenu, co stanowi 16,000288 g, na 1mol wody + 0,000018 mol jonów OH, co stanowi 18,0003 g, zatem: 16,000288/18,0003 *100% = 88,889% masowych.
Zatem zawartość tlenu wzrosła nam o jedną setną procenta. To mało.

Oczywiście ze wzrostem pH i zawartość tlenu będzie nam rosła, ale już roztwory o pH 11 są silnie żrące, więc siłą rzeczy ich spożywanie będzie szkodliwe. Zresztą, tlen w jonie hydroksylowym jest silnie związany, zbyt silnie, aby stanowić źródło dla oddychania komórkowego.

Skąd więc te 60%? Dotyczą one oczywiście krwi, a związane są z całkiem innym mechanizmem. To jak silnie tlen może być związany z hemoglobiną, zależy od pH krwi, wskutek efektu Bohra, więc w krwi o pH 7,3 rzeczywiście może być 60% mniej tlenu niż we krwi 7,45, ale nie będzie to związane z niższym stężeniem jonów OH, a z właściwościami hemoglobiny.
Czy jednak picie zasadowych roztworów, zwiększy pH krwi i zawartość tlenu? Nasz organizm stara się utrzymać kwasowość krwi na stałym poziomie. Ma do tego kupę interesujących mechanizmów, które przeciwdziałają zarówno zakwaszeniu jak i alkalizacji krwi, dlatego picie zasadowej wody nie powinno niczego zmieniać. Gdyby zaś zmieniło odczyn krwi na bardziej alkaliczny, miałoby to bardzo szkodliwy wpływ.

No dobra, a zatem odczyn krwi i soków komórkowych się nam nie zmieni, ale co z tymi właściwościami przeciw utleniającymi?

Wolne rodniki to atomy lub cząsteczki, zawierające jeden elektron nie do pary. Może to być elektron nadmiarowy lub pozbawiony drugiego, zwykle rzecz dotyczy tego drugiego przypadku. Elektrony bowiem charakteryzują się spinem, czyli kierunkiem orientacji ich pola magnetycznego, i może on przyjmować wartości + lub -1/2. Elektrony w atomach lub cząsteczkach starają się parować tak, że jeden ma spin dodatni a drugi ujemny. Jeśli przydamy atomowi dodatkowy elektron, bądź jeden usuniemy, ten jeden bez pary będzie szukał drugiego. Taki rodnik będzie zatem reagował z innymi cząsteczkami zabierając lub oddając elektron i bardzo często wywołując tym reakcję, na przykład utlenienie DNA czy redukcję jakiegoś enzymu.

Czy woda alkaliczna zawiera dużo wolnych elektronów, "parujących" wolne rodniki? Skądże, gdyby zresztą zawierała, byłaby szkodliwa. Patrzcie na definicję - jeśli elektron jest jeden i nie ma pary, to taka cząstka jest rodnikiem. Coś takiego jak wolny elektron w roztworze (elektron zhydratowany) istnieje, ale ponieważ jest to jeden elektron, sam jest rodnikiem i to silnym. W reakcji wolnego rodnika z jonem hydroksylowym nie powstanie tlen, lecz... rodnik hydroksylowy. A ten jest uważany za wyjątkowo szkodliwy.
Różnica między cząsteczką wody, jonem i rodnikiem hydroksylowym.
Kopkami oznaczyłem elektrony.


Ów ujemny potencjał na który się powołują mówi nam o czymś całkiem innym. Potencjał oksydacyjno-redukcyjny (ORP) to zdolność układu do oddawania lub przyjmowania elektronów. Potencjał układów jest mierzony względem potencjału standardowej elektrody wodorowej. Ujemna wartość nie świadczy zatem o ujemnym ładunku czy obecności elektronów, a jedynie, że potencjał układu jest od potencjału porównawczego niższy.
Wartość ORP w dużym stopniu zależy od pH i spada wraz ze wzrostem alkaliczności. A teraz najważniejsze - ujemny potencjał roztworów zasadowych sprzyja reakcjom utleniania! A więc całkiem na odwrót niż podaje producent elektrolizera.


A korzystając z okazji, życzę wszystkim przeglądającym miłych, rodzinnych i w pełnym tych słów znaczeniu niezapomnianych świąt
Nie całkiem
bez chemii.
------------
[1] http://filtry-do-wody-aquarion.pl/woda/wiecej-tlenu/
[2] http://sklep.jonizowanawoda.pl/przeplywowy-filtr-jonizator-aschbach,id4.html

* http://slownik.ekologia.pl
* http://pl.wikipedia.org/wiki/Skala_pH

Polecam też artykuł pH-owa jednostka na stronie Tomasza Płucińskiego

niedziela, 4 grudnia 2011

Szpinak w żyłach

Chciałbym zająć się tu drobną, ale mającą duże oddziaływanie sprawą, wynikłą po części ze zbytnich uproszczeń w mediach, a po części może ze sprytu specjalistów od marketingu, liczących na ludzką niewiedzę.

Ci, którzy spędzali dzieciństwo przed telewizorem nastawionym na takie kanały jak Carton Networks, przypomną sobie zapewne postać siłacza w marynarskim ubranku, znanym jako Peppeye, któremu duże dawki szpinaku pomagały rozprawić się z przeciwnościami losu. Wydaje się, że postać miała pierwotnie stanowić zachętę dla dzieci, aby zajadały się szpinakiem, będącym bardzo zdrowym dzięki dużej zawartości żelaza. Akurat z tym żelazem, okazało się że to nie prawda i nawet nie wiadomo kiedy i dlaczego ta błędna informacja zaczęła krążyć, ale szpinak rzeczywiście można dzieciom polecić, o ile oczywiście nie otrzymają go w postaci szaro-zielonej papki, która kilka miesięcy przeleżała w zamrażalniku ( warto zauważyć, że puszkowany szpinak Popeye'a jest wyraźnie szpinakiem liściastym, a taki jest podobno najsmaczniejszy). Sam niedawno odkryłem, że lekko podsmażone naleśniki ze szpinakiem, polane sosem czosnkowym, to danie nadzwyczaj smaczne i sycące. Zawiera różne witaminy, minerały i jest bardzo zielony.
Co z tego że zielony?

Moim zdaniem jest to głównie oznaka świeżości, ale co niektórzy przypisują jej znaczenie znacznie większe, bo oto barwiący liście chlorofil miałby mieć nadzwyczajne właściwości:
Tak, jak jakość benzyny poznajemy po wysokości liczby oktanów, tak jakość zielonego pokarmu określa ilość pigmentu chlorofilowego. Już w 1940 roku w czasopiśmie chirurgicznym "Journal of Surgery" pojawiła się informacja o 1200 chorych, u których chlorofil przyspieszył gojenie ran. Według Barbary Simonshon chlorofil zachowuje się jak kondensator energii słonecznej. Dr Swope mówi o nim, że "zieloną krew roślin zmienia w naszym organizmie na czerwoną". Dlaczego? Warto zwrócić uwagę na fakt, że hemoglobina - nasz barwnik krwi - ma podobną do chlorofilu strukturę chemiczną. Dzięki chlorofilowi rośliny żyją, a my oddychamy. Chlorofil poprawia obraz krwi, przyspiesza gojenie ran, poparzeń i chroni organizm przed stanami zapalnymi i infekcjami. Dzięki niemu transport tlenu jest lepszy, co zapobiega powstawaniu infekcji. Chlorofil w swej budowie jest podobny do hemoglobiny krwi : w hemoglobinie białkowa struktura formuje się wokół molekuły żelaza, w chlorofilu wokół magnezu. Dlatego właśnie chlorofil wpływa na organizm w ten sam sposób jak hemoglobina czyli podwyższa poziom tlenu.
Cały organizm zostaje dotleniony, w tym komórki mózgowe, co przekłada się na dobre samopoczucie i jasność myślenia.[1]
albo:
Dzięki chlorofilowi dostarczamy organizmowi niezbędne minerały, bez których nie da się żyć. Gdy jemy pokarm z zawartością chlorofilu, magnez jako jego główny element, dostaje się bezpośrednio do tkanki mięśniowej. Tam służy dobrej kondycji serca i układu oddechowego. Magnez jest właśnie tym pierwiastkiem, który rozpręża skurcze mięśni, uspakaja zakończenia nerwowe i usprawnia oddychanie. To też magnez jest jednym z ważniejszych minerałów. Podczas jego uwalniania z chlorofilu staje się mały cud. Chlorofil pochłania żelazo i zamienia się w ludzką krew.[2]
Gdyby było tak dobrze, to by było wspaniale, niestety dane naukowe na ten temat nie są jednoznaczne. Mało znalazłem prac na temat wchłaniania i biotransformacji chlorofilu w organizmach zwierzęcych. Gdyby chodziło o chlorofil w roślinach, to z samych abstraktów by się kilka tomów złożyło, jednak co do zwierząt miałem trudności. Na szczęście znalazłem wystarczająco aby sklecić artykuł i dojść do jakichś wniosków. Ale najpierw opowiem o naszym bohaterze:

Chlorofil to zielony barwnik roślinny, niezbędny do przeprowadzenia procesu fotosyntezy. Jego nazwa pochodzi od greckiego "chloros" czyli "zielony". Nie zawiera chloru. Właściwie w roślinach występują dwa jego rodzaje - chlorofil a i chlorofil b, różniące się podstawnikami pierścienia tetrapirolowego. Grupa ta jest heterocyklicznym pierścieniem o właściwościach aromatycznych, z czterema atomami azotu otaczającym wewnętrzny otwór. Podstawową formą, z której wywodzą się wszystkie inne, jest porfiryna:
Kropkami oznaczyłem pary elektronowe na atomach azotu. Mają one tutaj zasadnicze znaczenie, mogą bowiem uczestniczyć w tworzeniu wiązań koordynacyjnych, a zatem w tworzeniu kompleksów z kationami metalu. Cząsteczki zawierające pierścień w takiej właśnie formie, nazywany porfirynami, istnieją jednak jego różne pochodne, różniące się liczną i rozmieszczeniem wiązań podwójnych.
Związki zawierające taki pierścień spełniają wiele ważnych funkcji biologicznych. Przykładem witamina B 12, gdzie atomem skompleksowanym jest kobalt Co (III), pierścień przyjmuje w tym związku formę korynową, to jest pozbawioną czterech wiązań podwójnych w pięciokątnych członach pirolowych. W przypadku dwóch omawianych związków, w chlorofilu pierścień chlorynowy kompleksuje magnez, zaś w hemie w hemoglobinie pierścień porfirynowy kompleksuje żelazo II.

Związki tetrapirolowe dzięki obecności wielu skondensowanych wiązań podwójnych pochłaniają światło o różnych długościach fal. Dla chlorofilu jest to głównie światło czerwone i fioletowe, dlatego związek ma ciemnooliwkowy lub chłodny "morski" kolor. Aby rośliny mogły korzystać też z innych długości fali (dla światła słonecznego maksimum natężenia ma kolor zielony) wytwarzają barwniki o innych kolorach, głównie karotenoidy pochłaniające zieleń a więc czerwone. Mieszanka tych barwników decyduje o soczystym odcieniu liści roślin.
Gdy na chlorofil w chloroplastach pada światło, pierścień chlorynowy pochłania jego część. Wzbudzona w nim energia za pośrednictwem odpowiednich białek zostaje zamieniona na energię chemiczną przekazywaną w cząsteczkach ATP i NADPH. Roślina zużywa ją na przeprowadzanie skomplikowanych reakcji metabolicznych, zamieniających wodę, dwutlenek węgla i składniki mineralne, w cukry, białka, tłuszcze, drewno, jabłka i wszystko inne z czego roślina jest zbudowana. Nie będę tego szerzej omawiał, bo to rzecz dosyć skomplikowana.
Owo przeniesienie pochłoniętej energii na inne cząsteczki może jednak mieć również niekorzystne skutki. Przykładem jest choćby Hyperycyna, występująca naturalnie w Dziurawcu zwyczajnym. Przy dłuższym stosowaniu zioła może osiągnąć w skórze stężenie, powodujące po wystawieniu na słońce rumień i oparzenia. Następuje tutaj takie samo wzbudzanie cząsteczki, jednak energia wzbudzenia przekazywana jest nieprzygotowanym na to białkom, lipidom i związkom nukleinowym komórek skóry. Stąd zaleca się ostrożność przy korzystaniu ze specyfików zawierających to zioło. Inną przypadłością związaną z gromadzeniem się w organizmie porfiryn jest Porfiria, która oprócz zaburzeń układu nerwowego objawia się między innymi uczuleniem na światło. Skądinąd próbuje się wykorzystać tę właściwość w fotodynamicznym niszczeniu czerniaka

A co z barwnikiem krwi? W tym przypadku światło nie jest potrzebne do działania kompleksu, głównym bowiem czynnikiem decydującym o właściwościach biologicznych hemu jest nie zupełnie skompleksowane żelazo.
Już tu pisałem o kompleksach żelaza. W żelazocyjankach do jednego kationu żelaza podłączało się sześć grup cyjankowych. W przypadku hemu jeden atom żelaza jest zatrzymany przez cztery atomy azotu wewnątrz pierścienia, natomiast dwie strony pozostają wolne. Atom centralny może teraz utworzyć kompleksy z rozmaitymi ligandami nieorganicznymi, jak na przykład z cząsteczką tlenu, czemu sprzyja kształt przyłączonego białka globinowego. Hemoglobina zostaje zatem utlenowana ale nie utleniona. Zapominają o tym ci, którzy z przyczyn zdrowotnych zażywają bądź wstrzykują sobie takie "cudne" specyfiki, jak chloran potasu czy woda utleniona, twierdząc, że natleniają organizm. W takich przypadkach żelazo II utlenia się do żelaza III a takie nie ma zdolności do wiązania tlenu.

Tak więc w ogólnym zarysie hem w krwi ma coś wspólnego z chlorofilem roślin, jednak czy różnica polega tylko na rodzaju kompleksowanego metalu? Zobaczmy:

Pierścień jest, ale podoczepiane są do niego różne podstawniki. Pół biedy, gdy jak w przypadku chlorofilu, doczepiony jest długi łańcuch nienasyconego alkoholu, przez co związek staje się formalnie estrem - to można zhydrolizować i nie będzie sprawy; jednak inne podstawniki alkilowe są z nim połączone bezpośrednio, a to jest już trudniejsze do przekształcenia. Poza tym w chlorofilu mamy pierścień chlorynowy a w hemie porfirynowy - niby różnica dotyczy jednego wiązania mniej czy więcej, ale w chemii często tyle wystarczy abyśmy mieli do czynienia z całkiem innym związkiem.
Zresztą aby chlorofil zamienił się w hem, musi najpierw zostać wchłonięty, a żeby został wchłonięty, musi zostać spożyty. Niestety po spożyciu chlorofil ląduje w żołądku, którego silnie kwaśne środowisko odszczepia magnez zamieniając cząsteczkę w szarawą feofitynę. Jak wynika z badań na które się natknąłem, fityny są praktycznie jedynym wykrywalnym metabolitem chlorofilu w kale, co oznacza, że związek w całości ulega przemianie w formę bezmagnezową[3][5]. Wizja zielonego barwnika krążącego mam w żyłach i we właściwych miejscach zamieniającego się w potrzebne związki jest zatem błędna.

Czy wobec tego chlorofil może być dobrym dostarczycielem magnezu? Podobno minerały w chelatach wchłaniają się lepiej, a chelat to przecież taki właśnie kompleks.
Policzmy:
masa molowa chlorofilu a to 893.49 g/mol , dzienne zapotrzebowanie magnezu to ok 300-400 mg na dobę . Jedna cząsteczka chlorofilu zawiera jeden atom magnezu, więc mol cząsteczek zawiera 24 g magnezu. Robiąc z tego proporcję stwierdzamy, że dzienna dawka magnezu zawarta jest w ok. 14-15 gramach chlorofilu. Jak na czysty związek to ze dwie łyżki, co oczywiście nie zmieści się w jednej - dwóch kapsułkach. Szpinak zawiera 3 do 5% chlorofilu, więc na dzienną dawkę przypada około kilograma zieleniny. Raczej takie sobie to źródło, nawet przy założeniu 100% wchłaniania ( uwolniony magnez w rzeczywistości wchłania się słabo), choć oczywiście jakaś korzyść zawsze jest.

No dobrze. Chlorofil się nam demagnezuje, ale może owe fityny są wchłaniane? A owszem.
Znalazłem takie badanie, w którym szczurom podano feofitynę znakowaną węglem C-14, otrzymaną za pomocą preparatywnej chromatografii cienkowarstwowej wyciągu z liści tytoniu rosnącego na pożywkach wzbogaconych w ten izotop. Dlaczego akurat z tytoniu nie wiem, może dobrze się go stosuje do tych celów. W każdym razie po rozdziale i potwierdzeniu tożsamości związku, podano go szczurom po czym monitorowano radioaktywność wszystkich wydzielin. Okazało się, że część fityn pojawiła się we krwi, stanowiąc jednak około 1-2% całej podanej ilości. [4]

A co nasz organizm robi z fitynami? Trawi je. Może się to wydać nielogiczne, ale nie ma u nas mechanizmu recyklingu piroli ze zużytych krwinek. Organizm wydala je jak tylko może. Gdy czerwone krwinki obumrą wyłapuje je śledziona. Tam żelazo jest odszczepiane a enzymy rozrywają pierścień tworząc zieloną biliwerdynę, która po dalszych przekształceniach i wędrówce do wątroby zamienia się w żółtą bilirubinę, ta jest sprzęgana z kwasem glukuronowym i wydalana z żółcią do jelit gdzie bakterię przerabiają ją na sterkobilinogen, o barwie brązowej, stanowiący o kolorze kału. Na mniejszą skalę obserwujemy te przemiany w przypadku stłuczeń - najpierw wylana pod skórę krew zabarwia je na czerwono, potem na niebiesko aby przejść w zieleń i lekką żółć.
Cząsteczka feofityny różni się od hemu, jest jednak do niego na tyle podobna, że organizm będzie ją poddawał tym samym przemianom, więc z rozchodzenia się po organizmie nici. Nową porcję hemu wytworzy sobie w genialny sposób z prostych aminokwasów (a więc z białek). Zatem pomysł aby chlorofil zamieniał się w krew i natleniał organizm, wobec metabolizmu przepada z kretesem. Nie jest też tak, że chlorofil roślinny pochłonął tlen i będzie go nam oddawał, czy też że zastąpi hemoglobinę i sam będzie go przenosił do potrzebujących tkanek przy okazji zabijając wirusy i bakterie, jak sugeruje wiele stron. Nie do tego rośliny go wytarzają, żeby wiązał zupełnie im niepotrzebny tlen, on ma jedynie dostarczyć chemicznej energii po naświetleniu. Tej energii zresztą nie magazynuje, i nie będzie nam oddawał, nie jest więc "płynnym słońcem" jak piszą inne strony.

Kwestię natleniania organizmu chlorofilem podjął popularyzator nauki Ben Goldacre, a zrobił to w tak wspaniałym stylu, że warto go zacytować:
...pani doktor zalecała spożywanie szpinaku oraz ciemniejszych liści roślin, ponieważ zawierają więcej chlorofilu. Według pani McKeith jedzenie ich ma dobroczynne skutki, ponieważ "zawierają dużo tlenu" i naprawdę "natleniają Twoją krew". Ten sam nonsens powtarza się co rusz w jej książkach. (...) Czy chlorofil zawiera dużo tlenu? Nie. Pomaga wytwarzać tlen. Pod wpływem światła. A w twoich jelitach jest całkiem ciemno. Jeśli pojawia się tam światło, to oznacza to, że stało Ci się coś bardzo przykrego. Żaden chlorofil który zjesz, nie stworzy ci tam tlenu. A zresztą, nawet gdyby tak było, gdyby pani dr Gilian McKeith wsadziła ci latarkę do odbytu, próbując w ten sposób udowodnić, że ma rację, a zjedzona przez ciebie sałata zaczęłaby fotosyntezę, nawet jeśli napełniłaby twój brzuch dwutlenkiem węgla (podrzucając chloroplastom pożywkę), i jakimś cudem naprawdę doszłoby do produkcji tlenu, wciąż nie byłbyś w stanie przyswoić go sobie za pośrednictwem jelita, ponieważ narząd ten ma wchłaniać produkty spożywcze. To płuca są narządem zoptymalizowanym pod kątem wprowadzenia tlenu do organizmu. Nie masz chyba skrzeli w jelitach?
"Lekarze, Naukowcy, Szarlatani"s.125-126
Ostatnio pojawiła się jednak inna substancja, Chlorofilina, reklamowana jako wysoce skuteczna pochodna chlorofilu.
Jest to substancja sztuczna. Wyizolowany chlorofil poddany zmydlaniu, dzięki czemu odszczepia długołańcuchowy alkohol, i z magnezem zamienionym na miedź. Związek taki dobrze rozpuszcza się w wodzie i na oko bardzo mocno przypomina hem. Co ważniejsze, chlorofilina jest trwalsza w kwaśnym środowisku i duża jej część przedostaje się w niezmienionej postaci do jelit, gdzie mogłaby być wchłaniana. Zachowuje też kolor zielony, dlatego podobnie jak chlorofil jest dodawana do żywności jako barwnik E 141. Rozmaite strony zachwalają preparat, przypisując mu te same właściwości co chlorofilowi - a mianowicie ma ona, za pośrednictwem miedzi, przenosić tlen. Akurat co do tego mam spore wątpliwości.

W hemie mieliśmy żelazo II tworzące chętnie oktaedryczne kompleksy z sześcioma ligandami. Ponieważ cztery miejsca były zajęte przez azoty w pierścieniu porfirynowym, dwa pozostawały wolne i żelazo mogło przenosić tlen. Miedź również chętnie tworzy kompleksy, na przykład piękny, atramentowy kompleks z amoniakiem:
W tym przypadku liczba koordynacyjna wynosi 4. Jak łatwo się domyśleć, w porfirynie, wszystkie cztery miejsca na ligandy są dla atomu miedzi zajęte, więc tlen nie będzie miał gdzie się przyczepić.

No dobra, może nas nie natleni, ale czy przynosi nam jakieś korzyści? Żeby przynieść jakieś skutki musiałaby się wchłonąć. Barierę żołądka przechodzi i dostaje się do jelit, a jak wykazały badania, ulega wchłonięciu do krwi w zauważalnych ilościach. Oczywiście zrobiono takie badania i rzeczywiście wchłanianie miało miejsce. W jednym z nich, związanym z programem chemoprewencji na terenach silnie zanieczyszczonych, stwierdzono że po czterech miesiącach suplementacji 300 mg chlorofiliny dziennie, osiąga ona poziom 2,0 ug / ml osocza. Nie są to zatem duże ilości, jednak daje się je wykryć[5] Pytanie tylko, co z tego.
Chlorofilina jest nieco podobniejsza do hemu, ale się w niego nie zamienia. Badając przemiany podczas produkcji jedzenia, znaleziono i takie chlorofiliny, które miały za atom centralny żelazo. Ale nie były hemem.

No dobra. Pokrytykowałem już dosyć, czas abym zaczął chwalić (choć ostrożnie).

Jest korzyść z zażywania chlorofilu i pochodnych, na tyle istotna, że uzasadniałaby suplementację. Nie ma on jakichś nadzwyczajnych właściwości, ale może tworzyć związki kompleksowe z substancjami rakotwórczymi, to jest z nitrozoaminami, wielopierścieniowymi związkami aromatycznymi, mikotokynami i niektórymi dioksynami. Prawdopodobnie pomiędzy płaskimi cząsteczkami aromatycznymi zachodzi przeniesienie ładunku, do tworzy kompleksy typu EDA.
Przykładem jest badanie na mieszkańcach chińskiej prowincji Qidong, którzy bardzo często zapadają na raka wątroby, z powodu aflatoksyn zawartych w zapleśniałym jedzeniu. Podawanie chlorofiliny zredukowało wchłanianie toksyny o 55%[6]
Co ciekawe, podobne działanie wykazuje chlorofil, choć bowiem rozkłada się w żołądku, pochodna feofityna też może tworzyć takie kompleksy. Łącząc się z substancjami rakotwórczymi w przewodzie pokarmowym i hamując ich wchłanianie, zmniejsza zatem ryzyko raka w sytuacji ciągłego narażenia na takie substancje. Wydaje się jednak, że z uwagi na słabe wchłanianie nie ma większego znaczenia w procesach usuwania już wchłoniętych toksyn. Interesująca jest praca porównująca działanie ochronne chlorofilu i chlorofiliny na komórki wyściółki jelita pod wpływem wolnego hemu. Niektóre substancje i leki, np. luminal, mogą powodować rozpad czerwonych krwinek. Hem, uwolniony do osocza, działa toksycznie na wspomniane komórki. Chlorofil, a ściślej jego bezmagnezowe pochodne znacząco zmniejszają ten efekt, prawdopodobnie wiążąc hem kompleksem kanapkowym, natomiast chlorofilina miedziowa, nie wykazuje takiego działania[7]

Natknąłem się jeszcze na wzmianki o badaniach w których wykazano, że chlorofil hamuje wzrost komórek niektórych nowotworów, ale to były badania in vitro, na wyizolowanych komórkach traktowanych roztworem. Nie wiadomo czy w tych samych warunkach nie działałyby tak samo i na zdrowe, więc jak dla mnie to słaby dowód.[5]

Na koniec zajmę się jeszcze sprawą działania dezodoryzującego, które przypisuje się chlorofilowi. Właściwie nie znalazłem dobrego objaśnienia w jaki sposób miałby wpływać na zapach potu czy jamy ustnej, w sytuacji gdy jest on związany głównie nie z metabolizmem lecz z działalnością bakterii, które rozkładają składniki potu lub resztki jedzenia, tworząc nieprzyjemnie pachnące związki. Przez pierwszych kilka godzin pot jest praktycznie bezwonny. Ponieważ wchłanianie do organizmu jest niskie, raczej mało prawdopodobne aby mógł wydzielać się z potem w takich ilościach, aby na bieżąco kompleksować powstające związki.
Wiem natomiast o zastosowaniach do minimalizowania zapachu kału u chorych obłożnie, którzy załatwiają się do odpowiednich pojemników (wiem że kaczka jest na mocz, ale co jest na kał?).
Chlorofilina ma też zastosowanie w chorobie genetycznej trimetyloaminurii. Jest to jedna z chorób metabolicznych, polegająca na niedoborze enzymu rozkładającego trimetyloaminę - związek o rybim zapachu powstający z rozkładu białek. Odpowiada za woń nieświeżych ryb. U osób chorych na TMAU brak enzymu powoduje gromadzenie się aminy w organizmie, co powoduje okropną woń wydzielin, a więc moczu, kału, potu i śliny. Chlorofilina podawana doustnie może zminimalizować lub usunąć objawy, podobnie jak zażywanie węgla aktywnego[8], co wiąże się z wiązaniem TMA w przewodzie pokarmowym, gdzie powstaje jej najwięcej przy udziale bakterii jelitowych. Znalazłem jednak informację, że u niektórych chorych, suplementacja tym związkiem nie działa.
Uff!

Podsumowując:

Chlorofil cię nie natleni. Niestety nie zamieni się w krew, bo jego cząsteczka jest odmienna od hemu. Jest raczej kiepskim dostarczycielem magnezu. Może mieć natomiast znaczenie w profilaktyce zapobiegania nowotworom.

Tak więc być może puszka szpinaku nie pomoże wam w walce z przeciwnościami losu (chyba że to będzie ciężka puszka w skarpecie), ale trochę zieleniny raz na jakiś czas, nie zaszkodzi.

------
Źródła i przypisy:

[1] http://www.zielonazywnosc.pl/index.php?id_stranky=27
[2] http://www.cudownyportal.pl/article.php?article_id=1353

[3] Assessment of Degradation and Intestinal Cell Uptake of Carotenoids and Chlorophyll Derivatives from Spinach Puree Using an In Vitro Digestion and Caco-2 Human Cell Model, J. Agric. Food Chem.,
2001, 49 (4), pp 2082–2089
[4] Absorption of phytol from dietary chlorophyll in the rat, JOURNAL OF LIPID RESEARCH VOLUME 8. 1967
[5] Digestion, absorption, and cancer preventative activity of dietary chlorophyll derivatives, Nutrition Research, 27 (1), p.1-12, Jan 2007
[6] Chlorophyllin intervention reduces aflatoxin–DNA adducts in individuals at high risk for liver cancer, Proc Natl Acad Sci US A. 2001 December 4; 98 (25) : 14601–14606.
[7] Natural Chlorophyll but Not Chlorophyllin Prevents Heme-Induced Cytotoxic and Hyperproliferative Effects in Rat Colon, J.Nutr 135:1995-2000, August 2005
[8] Effects of the dietary supplements, activated charcoal and copper chlorophyllin, on urinary excretion of trimethylamine in Japanese trimethylaminuria patients., Life Sci. 2004 Apr 16;74(22):2739-47


Dłuższy przegląd badań na stronach Instytutu Linusa Paulinga

sobota, 22 października 2011

Błękitne mundury i cyjanek w soli

Sprawa jaką pragnę dziś opisać, wiąże się w jakiś sposób z omawianym już podejściem "chemiczne - trujące", w ramach którego substancja opisana naukową nazwą wywołuje nieufność konsumentów. Jeszcze większa nieufność wywołuje ta sama substancja opisana literą "E" i liczbą. Gdy zaś nazwa tej substancji brzmi podobnie do nazwy czegoś trującego, śmierdzącego czy ogólnie nieprzyjemnego, co niektórzy zaczynają podejrzewać światowe korporacje o niecne czynności. Żeby zaś nie było zbyt ogólnikowo, przejdę do konkretu.

Sól kuchenna, to powszechna i odwieczna przyprawa używana (a w europie nadużywana) do wszystkich potraw. Chemicznie rzecz biorąc to prawie czysty chlorek sodu, obojętny związek o charakterze jonowym, łatwo rozpuszczalny w wodzie i stanowiący główne źródło chloru i sodu, pierwiastków biorących udział w równowadze elektrolitowej organizmów komórkowych. W postaci dostępnej w sklepach zawiera ponadto naturalne domieszki chlorków potasu, wapnia, magnezu i innych metali, zależnie od pochodzenia i stopnia oczyszczenia. Jest jednak jeszcze coś.
Żeby to zobaczyć trzeba przyjrzeć się napisom na odwrocie opakowania. W większości przypadków pod informacją o kopalni, warzelni i pakowalni, obok informacji o jodowaniu, znajduje się informacja: "Przeciwzbrylacz: E 536". Już to budzi w wielu niepokój. Po co dodawać coś do soli? Czasem oprócz oznaczenia, podawana jest też nazwa przeciwzbrylacza: "żelazocyjanek potasu" co może wywołać zgoła przerażenie. I niestety wielu ludzi szukających informacji na ten temat, natrafia na coś takiego:
Gdy parę miesięcy temu wróciłam z zakupów z solą innej firmy niż zwykle (standardowo kupowałam najtańszą), postawiłam niewielkie opakowanie – oznaczone logo francuskiej firmy, produkującej zdrową żywność – na stole. Podczas obiadu, spontanicznie przeczytałam: E536.
Szybko do internetu. To antyzbrylacz o nazwie żelazocyjanek potasu. Kiedy się pojawił w soli? Trudno powiedzieć, na jakimś forum jest pytanie „co to?” – data: 10.02.2007. Czyli trwa to już co najmniej kilka lat. Niby nieszkodliwy, dalszych info brak. Coś mi nie daje spokoju i szukam w Wikipedii. Wspomniano tu, że silnie toksyczny cyjanowodór powstaje pod wpływem mocnych kwasów. „Ok – myślę – nie będę łączyć soli z cytryną, na wszelki wypadek. Kwas żolądkowy też silny, na szczęście mało solę”. Ale polska wersja mnie nie satysfakcjonuje i znajduję potrzebne mi szczegóły na rumuńskiej Wikipedii (dziękuję jednocześnie niebiosom za wielojęzyczność!). Okazuje się zatem, że wystarczy temperatura 100C (zwykłe gotowanie czegokolwiek, np. wielbionych przez nasz naród ziemniaków), żeby nastąpił rozkład żelazocyjanku potasu, powstał rozpuszczalny w wodzie cyjanowodór, i już nie uchronisz się przed strasznymi cyjankami.Pragnę zaapelować z tego miejsca do wszystkich myślących, prawych polaków, odnośnie sprawy ważnej dla nas wszystkich. Chodzi o zorganizowanie niezależnej sieci produkcji i dystrybucji prawdziwej polskiej żywności[1]
lub:
Do soli , którą kupujemy często dodawane są środki chemiczne – antyzbrylacze, które zapobiegają tworzeniu się gródek w soli kuchennej zwłaszcza w wzbogaconej jodkami i fluorkami. Typowy antyzbrylacz to E536 – żelazocyjanek potasu. Pod wpływem działania silnych kwasów, tj. kwas solny w żołądku, związek ten rozkłada się rozkłada się i wydziela trujący cyjanowodór. Jeśli więc na opakowaniu soli znajdziesz oznaczenie E536 , odstaw ją na półkę. Sól , która jest drobna i miałka wydaje się ładniejsza , nie zbryla się i łatwo wysypuje z solniczki, ale to właśnie ona ma w swoim składzie E536. Ta, która już tak nie zachwyca i zbija się w grudki jest jednak naturalna. Nie kupuj więc soli z antyzbrylaczami![2]
albo w listach dodatków żywnościowych:
E 535 - żelazocyjanek sodu; w postaci czystej jest trujący;
E 536- żelazocyjanek potasu; w postaci czystej jest trujący;
E 538 - żelazocyjanek wapnia; w postaci czystej jest trujący;[3]
Jest jeszcze Wikipedia, ale artykuł w języku polskim nie objaśnia w tej kwestii zbyt wiele, dlatego szukający na ten temat konkretów może się poczuć zdezorientowany. I tu wkraczam ja z zamiarem objaśnienia jak to z tym E jest. Ponieważ jednak temat zahacza o kilka innych ciekawych wątków chemicznych, będzie nie tylko o przeciwzbrylaczu, ale też o błękitnych mundurach, malarzach-alchemikach i odtrutkach. A zatem:

Żelazocyjanek potasu
lub ściślej heksacyjanożelazian (II) potasu, to arcyciekawy związek nieorganiczny, należący do grupy związków kompleksowych.
W zwykłych związkach chemicznych, wiązanie pomiędzy atomami jest tworzone przez uwspólnienie dwóch elektronów, po jednym z każdego wiązanego atomu. W wiązaniach jonowych ładunek tej tak zwanej wiążącej pary elektronowej jest silnie przesunięty w stronę jednego z atomów, ale nie całkowicie (o ile dobrze pamiętam, w chlorku sodu na chlorze znajduje się 76% ładunku, na sodzie 14% a reszta gdzieś pomiędzy - fizyka klasyczna tego nie wyjaśni), natomiast w wiązaniu kowalencyjnym para mieści się mniej więcej po środku. Atomy oddają lub przyjmują elektrony aby uzyskać w swym otoczeniu oktet - jest to stara zasada, wałkowana raz po raz w gimnazjach i liceach, więc nie będę się wdawał w szersze opisy.
Związek kompleksowy działa inaczej. Tu również tworzy się wiązanie z parą elektronów, ale obydwa pochodzą z jednego z atomów - nazywanego donorem - i przechodzą do drugiego - nazywanego akceptorem - zajmując potencjalne "puste" orbitale. Takie wiązanie nazywany koordynacyjnym. Wiązań takich może być utworzonych bardzo dużo, w niektórych przypadkach nawet kilkanaście (choć specjaliści nie są pewni czy w tzw kompleksach kanapkowych wszystkie donorowe atomy tworzą wiązanie) , zatem atom przyjmujący pary nazwany jest atomem centralnym, zaś cząsteczki lub atomy przyłączone ligandami.
Po takim iście podręcznikowym wstępie czas przejść do naszego związku. Mamy tutaj kation żelaza (II) otoczony sześcioma skoordynowanymi anionami cyjankowymi CN- , wypadkowy ładunek [(+2) + (-6)=(-4)] to -4, całe indywiduum zachowuje się zatem jak bardzo duży anion zobojętniany w tym przypadku potasem. Na dodatek kryształy wytrącające się z roztworu wiążą wodę w liczbie trzech cząsteczek na jedną cząsteczkę kompleksu, stąd wzór ogólny K4[Fe(CN)6] • 3H2O
Heksacyjanożelazian II
Cyjanożelazian II ma postać żółtawego krystalicznego proszku, bardzo dobrze rozpuszczalnego w wodzie. Jego wykorzystanie jako antyzbrylacza wiąże się z ciekawą właściwością. Sól kuchenna jest higroskopijna (choć tak na prawdę przyczyną są tu domieszkowe chlorki wapnia i magnezu, czysty związek chłonie wilgoć bardzo słabo), dlatego w wilgotnym powietrzu nasyca się wodą tworzącą potem cienką warstewkę solanki na kryształkach. Gdy później wilgotność powietrza spada, woda wyparowuje pozostawiając drobnokrystaliczną masę sklejającą ziarna. Jednak dodatek niewielkiej ilości żelazocyjanku zmienia tą sytuację.
Selektywnie osadzając się na ściankach zarodków krystalizacji, promuje powstawanie igiełkowatych, kruchych kryształków, nie wiążących ze sobą ziaren soli. Większy dodatek powoduje ponadto, że sól przechowywana na zewnątrz nie twardnieje w jedną bryłę w temperaturach niższych od zera, co nazywane jest skawaleniem[4]. Krystalizacja soli w takich warunkach prowadzi do powstania tzw. "dendritic salt" co można tłumaczyć jako sól igiełkowata, u nas chyba nie znana. Jest używana jako sól kąpielowa i składnik solnych kosmetyków, gdyż łatwiej rozpuszcza się w wodzie i dobrze wchłania olejki zapachowe [5] Normy europejskie określają maksymalny poziom zawartości E 536 w soli spożywczej jako 20 mg/kg[6]

Czy jednak taki związek cyjanku z żelazem, nie uwalnia aby tego cyjanku?
Każdy kompleks cechuje określona trwałość. Określa się ją liczbowo jako logarytm z ilorazu stężenia kompleksu podzielonego przez stężenia cząstek powstałych w wyniku jego rozpadu. Dla tego związku wynosi ona 24. Oznacza to, że wynik ilorazu można przedstawić jako 10^24 (1000000000000000000000000) - tyle razy więcej jest kompleksu niż produktów rozpadu. Co to oznacza? Przyjmijmy, że mamy do czynienia ze stężonym roztworem. Rozpuszczalność to 289 g/dm³, co daje stężenie 0,785 mola związku w litrze. Mol to 6,0221x 10^23 cząsteczek. Mamy zatem rozpuszczone 4,725 x 10^23 cząsteczek (obrazowo: 472500000000000000000000 cząsteczek). Podzielmy tą liczbę przez wynik ilorazu w stałej trwałości a z wyniku wyciągnijmy pierwiastek siódmego stopnia* i wyjdzie nam około 0,9 cząsteczki cyjanku. W praktyce, uwzględniając chaotyczną postać równowag chemicznych, możemy uznać, że w takim roztworze czasem jest jedna-dwie cząsteczki cyjanku a czasem żadna.
To bardzo trwały kompleks.

Jak już wspominałem, w jednym kilogramie soli jest 20 miligramów żelazocyjanku, dlatego praktycznie rzecz biorąc nie ma tam żadnej cząsteczki cyjanku. A co z zarzutami o rozkładanie się w żołądku? Aby do tego dojść, muszę znów wdać się w chemiko-historyczną dygresję:

W 1704 roku, niemiecki malarz Diesbach usiłował otrzymać sztuczny odpowiednik czerwieni koszenilowej - cennego a zarazem drogiego barwnika otrzymywanego z pancerzyków owadów nazywanych Czerwcami. Wiąże się z tym zresztą ciekawy fakt, mianowicie pierwotnie barwnik otrzymywano z larw czerwca polskiego, owada żerującego na roślinie zwanej Czerwcem i zbieranej w miesiącu czerwcu. Ponieważ zaś barwnik ten był naszym produktem eksportowym już we wczesnym średniowieczu, aż do odkrycia w podbitej Ameryce czerwca żyjącego na kaktusach, sądzi się, że nazwa miesiąca wzięła się od tych owadów. Koszenila była jednak droga - do wytworzenia kilograma potrzeba 150 tysięcy owadów - miała jednak tą zaletę, że była bardzo trwała, nawet jak na barwniki naturalne, choć i tak po pewnym czasie blakła. Dlatego Diesbach postanowił otrzymać coś do niej podobnego ale tańszego.
Zmieszał ze sobą siarczan żelaza i potaż, pożyczony od niejakiego Dieppela. Potaż był zanieczyszczony pozostałościami "oleju zwierzęcego Dieppela" - był to produkt ogrzewania do zbrązowienia różnych odpadowych materiałów zwierzęcych, jak kopyta, skóry czy zaschnięta krew. Nie wiem dlaczego, może chodziło o alchemię. Dieppel twierdził w rozprawie doktorskiej, że jego olejek jest panaceum i zalecał go na tyfus, cholerę, padaczkę i inne choroby, co do czego ówcześni mieli sporo wątpliwości.

Potaż miał być właściwie wyrzucony i dlatego malarz zdobył go za darmo. Podejrzewam, że zamierzał otrzymać coś w rodzaju czerwieni żelazowej, mając nadzieję na stworzenie czegoś bardziej czerwonego, jednak gdy zmieszał oba składniki otrzymał coś o blado-fioletowym kolorze. Gdy przemył masę wodą dla rozpuszczenia nadmiaru składników, na dnie pozostał mu osad barwy intensywnie błękitnej, nierozpuszczalny w wodzie, nie blaknący na świetle i idealnie nadający się jako pigment malarski.

Dotychczas jedynym niebieskim pigmentem była ultramaryna, której dzieje i własności opisałem w jednej z poprzednich notek, będąca pochodną pewnego minerału, bardzo przy tym droga a zarazem wrażliwa na wilgoć i światło. Błękit można było otrzymać też ze związków miedzi, ale ten zieleniał lub brązowiał bardzo szybko. Nic więc dziwnego, że gdy w 1710 roku pojawił się "błękit berliński" o cenie dziesięciokrotnie niższej, malarze wpadli w zachwyt. Był to na prawdę pierwszy barwnik syntetyczny, nie występujący w przyrodzie. Odkrywca początkowo nie wiedział co zaszło. Recepturę wraz z Dieppelem, odtworzył, również zresztą przypadkowo, Georg Ernst Stahl, który oprócz kilku odkrywczych prac dał się poznać jako jeden z twórców teorii flogistonowej.

Z poparciem Pruskiej Akademii Nauk zaczęto produkować pigment, nie ujawniając jednak jego receptury aż do 1724 roku, gdy pewien anglik opublikował pełny opis w czasopiśmie Philosophical Transactions. Za najstarsze dzieło do którego użyto błękitu pruskiego uważa się obraz "Złożenie do grobu" Pietera van der Werffa z 1709 roku. Od tego momentu błękit rozpowszechnił się w malarstwie. Jednak nawet odkrywcy zachodzili w głowę, co takiego na prawdę zachodziło i czym właściwie była otrzymana przez nich substancja.

Dopiero w 1754 roku, francuski chemik Pierre Macquer stwierdza, że po gotowaniu błękitu z mocnym kwasem otrzymuje się tlenek żelaza i pewną lotną substancję, z której ponownie można go ponownie otrzymać. Substancja ta została wyodrębniona a po stwierdzeniu jej kwaśnych właściwości, nazwana kwasem cyjanowym, od greckiego Cyanos co oznacza "błękitny". Nie była to zupełnie poprawna nazwa, bo sam cyjanowodór jest raczej bezbarwny, zaś w języku angielskim popularna stała się nazwa Kwas Pruski. Skojarzenie utrwaliło się, gdy kolor został oficjalnie przyjęty za barwę pruskiej armii, dla odróżnienia od zieleni wojsk rosyjskich; wadą pigmentu była podobno łatwość spierania się wraz mydłem. Po udowodnieniu składu, i potwierdzeniu że barwnik powstaje po zmieszaniu soli żelaza ze związkiem cyjanku z żelazem, nazwano ten związek żelazocyjanem, choć sam ma akurat kolor żółty. I tak to się zaczęło.

Dziś możemy odtworzyć rzeczywisty przebieg wydarzeń. Dieppel ogrzewając z potażem odpady zwierzęce, zawierające dużo białka a zatem i azotu, wytworzył między innymi pewną ilość cyjanków i cyjanożelazianów, te w połączeniu z żelazem stworzyły cyjanożelazian żelaza - związek, w którym metal jest zarówno kationem jak i anionem. Bardzo podobną reakcję wykonywałem niedawno na zajęciach z analizy związków organicznych, tylko tutaj użyłem metalicznego sodu. Tworzenie błękitu pruskiego jest też reakcją charakterystyczną dla wykrywania cyjanków. W pierwszym etapie pierwsze porcje dodanego siarczanu żelaza II tworzą cyjanek żelaza:
Fe2+ + 2CN- = Fe(CN)2
który wobec obecnych jeszcze w roztworze cyjanków zamienia się w heksacyjanożelazian:
Fe(CN)2 + 4CN- = [Fe(CN)6]4−
będący, jak się rzekło, związkiem bardzo trwałym a w związku z tym równowaga reakcji jest bardzo silnie przesunięta w kierunku jego wytworzenia. Sole żelaza II łatwo ulegają utlenieniu do żelaza III, które reaguje z żelazocyjankiem dając osad błękitu:
4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4− = Fe4[Fe(CN)6]3
Między innymi dzięki temu żelazo II jest jedną z odtrutek na cyjanki. Dawniej oprócz związku o powyższym wzorze wyróżniano jeszcze błękit "rozpuszczalny" o wzorze FeK[Fe(CN)6], jest to w zasadzie inna forma przybierająca postać koloidu, koagulującego wobec dodatku soli żelaza. Co ciekawsze podobna reakcja była kiedyś wykorzystywana przy odczytywaniu palimpsestów - pisałem już o kwasie galusowym którego używano w tym celu. Reakcja z pozostałościami atramentu pozwalała ujawnić wywabiony tekst, lecz i ten sposób okazał się zbyt inwazyjny.

Oprócz żelazocyjanku zawierającego żelazo II istnieje jeszcze związek z żelazem na wyższym stopniu utlenienia. Ten cyjanożelazian III, w dawnej nomenklaturze nazywany dla odróżnienia żelazicyjankiem, mający postać pomarańczowego proszku, można otrzymać również w wyniku utlenienia opisanego związku, na przykład za pomocą gazowego chloru.


Heksacyjanożelazian III potasu

A co się stanie, gdy cyjanożelazian III zmieszamy z żelazem II? Powstanie błękit pruski.

Intuicyjnie kojarzymy, że o ile w pierwszym przypadku powinien tworzyć się cyjanożelazian II żelaza III, to w drugim powinien powstać zupełnie inny związek, mianowicie cyjanożelazian III żelaza II, i rzeczywiście, ten drugi błękit nazwano dawniej błękitem Turnbulla. W rzeczywistości jednak w obu przypadkach otrzymujemy tą samą substancję, jedynie różnice w ilości poszczególnych składników (nadmiar żelaza lub cyjanku) podczas analizy mogą spowodować różnicę w odcieniach. Trzeba bowiem pamiętać, że w stanie stałym w większości związków o charakterze jonowym, nigdy nie mamy do czynienia z pojedynczymi cząsteczkami, sieć krystaliczna tworzona jest przez poszczególne jony połączone wszystkie w jedną całość - dlatego teoretycznie kryształ można uznać za bardzo dużą cząsteczkę.
W tym przypadku sieć tworzą na przemian atomy żelaza II i III i otaczające je aniony cyjankowe. Zatem niezależnie jaki żelazocyjanek z jaki żelazem zmieszamy, atomy ułożą się w taką samą sieć,w której komórce elementarnej Fe3+ tworzy komórkę regularną, ściennie centrowaną, zaś Fe2+ pojawia się pośrodku krawędzi . Jony cyjankowe otaczają Fe3+ oktaedrycznie, łącząc się z nim poprzez atomy azotu, zaś z Fe2+ węglem.[7] Niestety nie znalazłem dobrego rysunku, więc musiałem wykonać własny:
Sieć krystaliczna błękitu pruskiego.
Objaśnienia: Fe2+; Fe3+, N; C. W narożu oktaedryczny układ ligandów.

Pod wpływem światła elektrony przechodzą od jednego atomu do drugiego zmieniając ich stopień utlenienia i adsorbując w ten sposób głównie ciepłe barwy co skutkuje nietypową dla żelaza błękitną barwą związku. Dlatego też połączenia żelazocyjanków z żelazem o tym samym stopniu utlenienia są bezbarwne, nazywane niekiedy bielą berlińską. Powyższa struktura wykazuje obecność szeregu luk między węzłami sieci, w które w sposób podobny jak z zeolitami wpasowywać się mogą atomy niektórych metali. Dlatego błękit jest wykorzystywany do leczenia zatruć na przykład Talem lub radioaktywnym Cezem, które wchłania w siebie i z nimi jest wydalany podobnie, jak węgiel medyczny przy zatruciach pokarmowych.

Po przejściu przez ten długi łańcuch skojarzeń przeję wreszcie do tematu szkodliwości:

RozkładJak już objaśniałem, związek jest zbyt trwały aby rozkładać się w roztworze, jak to jest jednak z kwasami?
Zasadniczo kwaśne środowisko przyśpiesza rozkład związku, jednak potrzeba tu kwasów o dużym stężeniu. Sądzę, że stężony kwas solny lub bardzo mocny siarkowy by wystarczały, zwłaszcza gdyby trochę z nimi związek pogotować. Właśnie w ten sposób odkryto cyjanowodór - francuski chemik gotował błękit pruski ze stężonym kwasem i zobaczył, że coś mu się wydziela.

Sok żołądkowy w porównaniu z resztą organizmu jest wyjątkowo kwaśną wydzieliną - odczyn mieści się zwykle w granicach 1- 2 pH. Samo wydzielanie tego kwasu następuje zresztą w ciekawy sposób - organizm nie może produkować go wprost w jakiś specjalnych gruczołach, bo zostałyby uszkodzone przez własny wytwór, dlatego jego składowe są zbierane z organizmu osobno. Enzym dehydrogenaza węglanowa łączy dwutlenek węgla z wodą, wytwarzając jony wodorowęglanowe i wodorowe, następnie jony wodorowe są aktywnie transportowane na zewnątrz komórek wyściółki do specjalnych kanalików i tam dopiero ulegają zatężaniu, mieszają się z jonami chlorkowymi transportowanymi w podobny sposób i są wyrzucane do żołądka. W ten sposób kwas jako taki nie jest obecny we wnętrzu żadnej z komórek.
A jak mocny jest kwas żołądkowy? 0,5 %

Tak naprawdę mamy zatem do czynienia z kwasem bardzo rozcieńczonym, zupełnie niewystarczającym do rozkładu E 536. Co jednak z rozkładem termicznym?
Idąc za pierwszym cytowanym tekstem zajrzałem do rumuńskiej Wikipedii, i rzeczywiście pisze tam, że w temperaturze 100 stopni Celsiusza ulega rozkładowi do chlorku żelaza i cyjanowodoru.[8] Stwierdzenie jest linkowane do rumuńskiego portalu medycznego tam natomiast źródeł brak. Zastanawiające jest tutaj, dlaczego z rozkładu związku pod wpływem samej tylko temperatury, miałby powstawać chlorek żelaza - przecież w związku brak chloru. Jedynym wyjaśnieniem jest to, że związek rozkłada się w tej temperaturze w obecności kwasu solnego - inaczej musiałby nam z niczego powstawać chlor. Ostatecznie dalsza część artykułu stwierdza, że związek jest bezpieczny i tylko minimalnie toksyczny.
Inne źródła do jakich zaglądałem stwierdzały, że rozkład termiczny czystego związku następuje dopiero powyżej 200-300 stopni, podczas topnienia[9], natomiast w stu stopniach traci jedynie wodę krystalizacyjną(niektóre źródła podawały temperaturę rozkładu na 400 stopni). Wedle karty charakterystyki spożycie wywołuje jedynie objawy słabego podrażnienia. Zresztą nawet gdyby cały związek uległ rozkładowi, jego szkodliwość byłaby niewielka. Policzmy:
Do soli dodaje się go 20 mg/kg. Dzienne spożycie soli wynosi do 10 gramów co stanowi 1% kilograma. W tej ilości - jeśli w całości pokryjemy ją kupioną solą - będzie zatem zawarte 0,2 mg żelazocyjanku. Z tej ilości związku mogłoby się wydzielić 0,095 mg cyjanku. Za dawkę toksyczną uważa się ok. 20-50 mg a za śmiertelną dla człowieka 150-200 mg - ale, jak już pisałem, związek podczas gotowania się nie rozkłada.

A może jednak sam związek, bez rozkładu, jest w jakiś sposób toksyczny? Na przykład odkłada się gdzieś i po pewnym czasie szkodzi?
Przegrzebałem internet pod tym kątem dosyć dokładnie i znalazłem obszerne omówienia całkiem licznych badań toksykologicznych, które wam tu krótko streszczę: związek zdecydowanie nie ma skłonności do gromadzenia się. W badaniach w których wstrzyknięto roztwór do tętnicy nerkowej psów stwierdzono, że cała dawka ulega przesączeniu bez uszkodzenia nerek, bez wywoływania krwiomoczu czy białkomoczu. Żelazocyjanek podany we wlewach nie łączył się z białkami osocza. W badaniach na królikach stwierdzono wydalanie podobne do mocznika. W badaniach na ludziach po wstrzyknięciu dawek rzędu 0,6-6,5 g następowało szybkie wydalanie. W starym badaniu z lat trzydziestych stwierdzono, że u dzieci iniekcje związku w czasie od kilkunastu dni do kilkunastu miesięcy nie wywoływały uszkodzeń i zaburzeń układu moczowego (jak dla mnie badanie na dzieciach jest dosyć kontrowersyjne) .
Istnieje pewne ryzyko związane z wytrącaniem się osadu żelazocyjanku wapnia i magnezu w kanalikach nerkowych, możliwe dla wysokich stężeń, dlatego w innych badaniach sprawdzano wpływ końskich dawek związku - 20 kg suka, której podano łącznie 100 g związku wydaliła go całkowicie w ciągu 24 godzin, przy czym nie został później wykryty ani w kale ani w soku żołądkowym ani w krwinkach. Szczury, którym podawano dawki rzędu 200 g/kg masy wydalały większość związku z kałem i moczem. Pięcioro pacjentów z uszkodzoną wątrobą wydaliło większość dawki 50 mg w ciągu następnej doby.
Biologiczny czas półtrwania u zdrowych ludzi wynosi 135 minut, u psów 50 minut.
W grupie 111 osób, w tym części chorych na kłębuszkowe zapalenie nerek, w innej części na nadciśnienie i amyloidozę, nie stwierdzono działania toksycznego, przy czym 25% dawki było wydalonych w ciągu pierwszej godziny. W innym badaniu dziesięciu mężczyznom i dziesięciu szczurom przez 13 tygodni podawano dietę zawierającą 0; 0,05; 0,5; i 5% związku. Czynności organizmu były w normie w każdej grupie oprócz tej zjadającej pożywienie z 5% dodatku, gdzie stwierdzono niewielkie obniżenie stężenia hemoglobiny. U szczurów w grupie z 0,5% dodatkiem zauważalne były lekkie uszkodzenia nerek, w grupie 5% były większe ale nadal niegroźne.[10] Ostatecznie w badaniach na szczurach przyjęto za dawkę toksyczną wielkości1600 - 3200 mg na kilogram szczura, przy której występuje 5% ryzyko uszkodzenia nerek. 3200 mg to 3,2 grama czyli łyżka do herbaty. Nawet dla dawki 5000 mg/szczura nie stwierdzono działania teratogennego i rakotwórczego[6]
Znalazłem też opis przypadku klinicznego, w którym pewna kobieta usiłowała popełnić samobójstwo połykając czubatą łyżeczkę błękitu pruskiego i popijając alkoholem. Stwierdzono niewielką methemoglobinemię poniżej stężeń toksycznych. Brak powikłań sprawił, że po 12 godzinach można było wypisać ją do domu[10]

Podsumowanie:
Niektórych powyższy artykuł może znudzić w połowie, gdy po omówieniu historii biorę się za ścisłą chemię, dlatego streszczam wnioski w podsumowaniu. Nie wiem doprawdy jakiego rodzaju czytelnik jest moją grupą docelową.

A więc: żelazocyjanek potasu to nie cyjanek. Nie rozkłada się z wydzieleniem cyjanków w roztworach. Nie rozkłada się w żołądku ani w obecności octu czy cytryny, bo kwasy te są dla niego za słabe. Nie rozkłada się w czasie gotowania potraw. Jego zawartość w soli kuchennej sięga miligramów w całym kilogramie, zatem w ilości zużywanej każdego dnia zawarte są ślady tego związku. Gdyby zaś zjeść kilogram soli, to z pewnością zabójczy okazałby się nadmiar soli a nie jakieś tam dodatki.
Jest łatwo wydalany, nie gromadzi się w organizmie, nie upośledza wydalania trucizn i innych związków. Dopiero jedząc go łyżeczkami możemy narazić się na jakieś zagrożenie. Dlatego też apeluję z tego miejsca do Myślących Polaków: nie dajcie się zwariować!
A wciąż powątpiewających zapraszam do przejrzenia wszystkich źródeł i wyrobienia opinii; w końcu po to te wszystkie cytowania.

Ps.
Cała ta afera ze sfałszowaną solą przydarzyła temu postowi popularności szczególnie od czasu gdy Fakt napisał, że żelazocyjanek i siarczan sodu to związki trujące. Jak zdaje się wynikać z badań, od takiej soli raczej nie dostaniemy skrętu kiszek, ale pozostaje tylko zastanowić się, ile jeszcze takich fałszerstw dzieje się w kraju a my o nich nie wiemy? Dla dalszego uspokojenia dodam tylko, że siarczan sodu, zwany przez farmaceutów solą glauberską, jest nieszkodliwy i najwyżej może zadziałać przeczyszczająco, chociaż w soli wypadowej jest go na to za mało. Niektóre gazety pomyliły go z siarczynem sodu pisząc że rozkłada witaminy. A już w ogóle podejście mediów do te sprawy jest skandaliczne.
-------------
Przypisy:
* w równaniu trwałej mamy stężenie kompleksu dzielone przez stężenia składowych podnoszone do odpowiednich potęg i mnożone przez siebie czyli [Fe(CN)6]/[Fe] X [CN]^6. Ponieważ [Fe]=1/6 [CN] to można dzielnik zastąpić przez [CN]^7; żeby uzyskać stężenie [CN] trzeba więc zastosować pierwiastek siódmego stopnia - jeśli się mylę to poprawcie, bo z rachunków jestem słaby, ale istoty tego że w roztworze wychodzi około prawie cząstka to raczej nie zmieni.

[1] http://tashiwater.wordpress.com/2011/04/11/myslacy-polacy-nie-dajmy-sie-zamordowac/
[2] http://www.infotuba.pl/styl_zycia/kulinaria/biala_smierc_czy_biale_zloto___a13235.xml
[3] http://super-sylwetka.pl/dieta/39-odzywianie/177-jak-czytac-etykiety-spozywcze-2
[4] James Derek Birchal "Sposób zapobiegania skawaleniu się chlorku sodowego" opis patentowy urzędu patentowego PRL, patent nr. 50177
[5] http://www.snowdriftfarm.com/askthechemist.html
[6] http://ec.europa.eu/food/fs/sc/scan/out70_en.pdf
[7] "Laboratorium chemii nieorganicznej", Praca zbiorowa pod red. dr J. Stroki (doc.)
[8] [...
La peste 100°C se descompune şi se formează cianura de potasiu şi clorura de fier ] http://ro.wikipedia.org/wiki/E536
[9] http://alchem.eu/_upload1/pliki/potasu_zelazicyjanek.pdf
[10] http://ntp.niehs.nih.gov/index.cfm?objectid=6F5EB8C4-F1F6-975E-721334675DBBB7F5

* http://pl.wikipedia.org/wiki/%C5%BBelazocyjanek_potasu
* http://pl.wikipedia.org/wiki/B%C5%82%C4%99kit_pruski
* http://en.wikipedia.org/wiki/Potassium_ferrocyanide
* http://en.wikipedia.org/wiki/Prussian_blue
* http://en.wikipedia.org/wiki/Dippel%27s_Oil
* http://de.wikipedia.org/wiki/Berliner_Blau

*

poniedziałek, 29 sierpnia 2011

O niebezpieczeństwach spalenia patelni...

Zaczęło się od szukania czegoś na temat ekologicznej czekolady. W zeszłym tygodniu kupiłem taką czekoladę, oznaczoną znaczkami "organiczna" i "ekologiczna" i obdrukowaną zapewnieniami, że wszystkie składniki pochodzą z upraw ekologicznych, że na uprawach kakaowca nie wycinano lasów deszczowych, że cukier trzcinowy nie był rafinowany i że jakiś procent ceny idzie na jakieś tam organizacje ekologiczne. Zabrakło mi jakoś oznaczenia, że do produkcji nie zmuszano dzieci, a obraz maluchów umorusanych kakaowym pyłem, zawijających te małe sreberka, mógłby mi odebrać apetyt, gdyby nie przeszedł mi do głowy już po fakcie.
Czekolada była smaczna, nie nadto słodka, i zawierała kandyzowane orzechy włoskie, ale nie o niej tu będę pisał. Gdy szukałem czegoś na temat czegoś o takich produktach, by sprawdzić jak to z nimi jest, natknąłem się na drobną wzmiankę trącającą moją dziedzinę. Idąc za tą wzmianką natrafiłem na więcej artykułów, a po zbadaniu sprawy uznałem, że to dobry temat na następną notkę. A poszło o smażenie na patelni.
Smażenie na patelni, przy zachowaniu odpowiednich środków ostrożności, nie powinno być niebezpieczne. Smażenie powinno być szybkie, łatwe i przyjemne, tak jak szybkie i łatwe powinno być jej umycie, dlatego kucharki (i kucharze) z pewnością niejeden raz błogosławią w myśli tego, który wymyślił teflon. I tu pojawiają się internetowi panikarze, którzy do wszystkiego co sztuczne i chemiczne podchodzą jak diabeł do wody święconej. Czytamy na przykład:
Od lat 60-tych XX wieku wiele mówi się o powłokach nieprzywierających, które z założenia miały zmniejszyć ilość używanego do smażenia, czy duszenia tłuszczu i poprawiać jakość gotowania. Niestety, nie wszystkie nowinki okazały się być bezpieczne dla ludzkiego zdrowia. Jak pokazały badania, w ogromnej części powłok nieprzywierających znajdowały się szkodliwe substancje - związki PTFE (politetrafluoroetylenu) czyli teflony, o którego szkodliwości głośno się już mówi (...)Przegrzany teflon wydzielał bezwonne, szkodliwe opary. Efektem było zmęczenie, niedotlenienie organizmu, bóle i zawroty głowy, czasem gorączka. Dłuższe używanie teflonowych naczyń czy patelni mogło prowadzić do poważnych schorzeń.[1]
czy groźniej:
W dzisiejszych czasach kanarki i papużki (również szczury i myszy) zdychają w oparach podgrzewanych patelni i garnków teflonowych, ale nasz instynkt samozachowawczy i zmysł obserwacji uległ niebezpiecznemu uśpieniu. Podobnie trujące działanie mają rozmaite opiekacze, samooczyszczające się piekarniki, blachy do pieczenia i inne przedmioty kuchenne pokryte teflonem. U ludzi wdychanie oparów teflonowych (czyli oparów polimerowych) powoduje trudności z oddychaniem, przyśpieszone bicie serca, dreszcze i bóle całego ciała. Szkodliwe opary związane z PFOA (substancja będąca chemicznym syntetykiem używanym do produkcji plastików, w tym teflonu) wydobywają się także z naszych mebli, dywanów, zasłon, ubrań, jedzenia i rozmaitych opakowań. Są tam najczęściej stosowane jako środek impregnujący, zabezpieczający przed poplamieniami lub przed niechcianym przyleganiem [2]
albo wręcz:
Do uzyskania teflonu stosuje się kwas perfluorooktanowy – PFOA. Substancja ta przez naukowców została uznana za toksyczną, powodującą wady wrodzone, zaburzenia rozwojowe i hormonalne oraz podwyższony poziom cholesterolu. A także jest uznana za potencjalny czynnik rakotwórczy. (...) Czy w przypadku smażenia na patelni teflonowej możemy szkodzić też sobie? Według producentów teflonu, do jego rozkładu dochodzi w temperaturze pomiędzy 200 a 290st. Celsjusza, a trujące opary (w tym czynniki rakotwórcze) zaczynają się wydzielać dopiero powyżej progu 360st. Producenci twierdzą, że podobne temperatury raczej nie są osiągalne w normalnych, domowych warunkach kuchennych. Jednak niezależne badania dowiodły, że nieprzywieralna patelnia potrafi w niecałe 5 minut nagrzać się nawet do 370st. I to na zwykłej kuchence elektrycznej działającej z najwyższą mocą. Czyli wynika z tego, że do wydzielania trujących oparów dochodzi praktycznie za każdym razem, gdy rozgrzewamy mocno patelnię! [3] (pokreślenie moje)
Brzmi groźnie, ale jak pogrzebać trochę w temacie, to robi się groźnie mniej. Ale najpierw o teflonie:

Teflon to tworzywo sztuczne, którego głównym składnikiem jest politetrafluoroetylen - pochodna węglowodoru, w której wszystkie atomy wodoru zostały zastąpione przez fluor. Pojedyncze cząsteczki fluoroetenu są poddawane polimeryzacji, podczas której pęka jedno z dwóch wiązań między węglami, umożliwiając połączenie się z następnymi takimi cząsteczkami. Tworzy się długi na setki bądź tysiące atomów łańcuch węglofluorowy, miejscami rozgałęziający się dzięki nadtlenkom:
Teflon ma wyjątkowe właściwości mechaniczne. Jest wytrzymały, trudnotopliwy a przede wszystkim posiada wyjątkowo niski współczynnik tarcia, wynoszący 0,05 co stanowi trzecią znaną najmniejszą wartość dla materiałów stałych. Ponadto jest hydrofobowy, co oznacza, że woda nie zwilża jego powierzchni, łatwo rozdzielając się na prawie kuliste krople. W efekcie płyny i nasączone wodnistymi sokami cząstki stałe nie przylepiają się do takiej powierzchni.
W dodatku siły oddziaływań międzycząsteczkowych van Deer Valsa są w jego przypadku bardzo małe, co jeszcze bardziej utrudnia przyklejenie się stałych cząstek. Gekon, mała jaszczurka znana z tego, że umie wchodzić po ścianach i szybach mimo braku jakiejkolwiek lepkiej wydzieliny na łapkach, zapewnia sobie przyczepność dzięki takim siłom, lecz umieszczony na teflonowej powierzchni odpada (ktoś to sprawdził!).
Wszystkie te cechy sprawiają, że brud, resztki jedzenia i inne pozostałości po smażeniu czy gotowaniu, mogą być łatwo spłukane. Teflonem pokrywa się też części mechaniczne narażone na tarcie, w tym również sprzęt wędkarski. W łożyskach i zawiasach może zastępować smar. Teflonem pokrywa się też butle na chemikalia, gdyż nie reaguje z większością agresywnych czynników, z wodą królewską włącznie.

Politetrafluoroetylen (PTFE) ma dość ciekawą historię. W 1938 roku, Roy Plunkett zajmował się badaniem czynników chłodzących dla firmy El du Pont de Nemorus and Company w New Jersey. Używał stalowych butli ze sprężonymi gazami, głównie fluorowcowęglowodorami, zaś stopień zużycia gazu mierzył ważąc butlę. Pewnego razu zauważył, że butla z jednym ze związków jest cięższa niż powinna. Najwyraźniej znajdowało się w niej jeszcze sporo gazu, ponieważ jednak wskaźnik ciśnienia przy reduktorze wskazywał zero sądził, że zawór musiał się czymś zatkać. Powstała obawa, że wewnątrz butli zachodzą bliżej nieznane reakcje, które mogłyby doprowadzić do wybuchu, dlatego wraz ze współpracownikami zabrał butlę na zewnątrz, przed budynek, i zza odpowiedniej osłony odciął zawór. Nic nie wybuchło ani nie wytrysnęło pod ciśnieniem, dlatego zaciekawiony rozciął butlę.
Wewnątrz znalazł dziwną, woskowatą i niezwykle śliską substancję pokrywającą ścianki butli. Analiza wykazała, że jest to produkt polimeryzacji fluoroetenu, do której doszło pod wysokim ciśnieniem. Firma wkrótce opracowała technologię produkcji i opatentowała materiał pod nazwą Teflon (nazwa zastrzeżona jako znak handlowy).
Początkowo używano go w produkcji uszczelek i złączy pracujących w warunkach wysokiego ciśnienia, na przykład podczas Projektu Manhattan gdy teflonowe uszczelki wykorzystano w aparaturze wzbogacającej uran w postaci gazowego sześciofluorku. Pokrywano nim też drobne urządzenia mechaniczne. Gdy w 1959 francuski inżynier Marc Gregoire trudnił się próbami nad wykorzystaniem tego materiału w sprzęcie wędkarskim, jego żona, której pokazał próbki zaproponowała aby pokrył nim patelnię. Pomysł okazał się na tyle dobry, że już w tym samym roku firma Tefal zaczęła produkcję naczyń z powłoką nieprzywierającą.

I tu pytanie - jeśli nic nie przywiera do teflonu, to jak teflon przywiera do patelni?
Szczegóły techniczne są tajemnicą firm, ale ogólnie stosuje się dwie metody. Jedna polega na wprasowaniu na gorąco arkusza polimeru w powierzchnię naczynia, uprzednio piaskowaną bądź wytrawianą. Taka powierzchnia jest nierówna, pełna mikroskopijnych wgłębień i zarysowań. Część materiału wchodzi w takie wgłębienia i po stwardnieniu płat trzyma się metalu mechanicznie, podobnie jak rzep ubrania. Inna metoda polega na używaniu podkładu o pośrednich właściwościach. Bezpośrednio do metalu przygrzewa się polimer zawierający na końcach łańcucha tlen zamiast fluoru, i taki przykleja się dobrze; z tą zgrzewa się płat teflonu, zaś krótkie łańcuchy polimeru podkładu, wplątują się między łańcuchy politetrafluoroetylenu. Dobre powłoki mogą się składać z trzech takich warstw, zapewniających lepszą przyczepność.

A jak to jest z tą szkodliwością? Zacznę może od tych trujących oparów.
Teflon jest materiałem trudnotopliwym. Dopiero w temperaturze 260°C mięknie i staje się plastyczny, natomiast w temperaturze 320-360°C zaczyna się rozkładać, wydzielając związki fluorowęglowe, w tym tetrafluorometan CF4 i tetrafluoroetylen C2F4. Ponadto powyżej 260-290 stopni część teflonu sublimuje. Powstające opary wywołują u człowieka objawy grypopodobne, więc: gorączkę, dreszcze, osłabienie, kaszel - stąd określa się je mianem "gorączki fluoropolimerowej" lub "grypy teflonowej", o ile jednak mi wiadomo nie zanotowano długofalowych skutków, zwłaszcza że ekspozycja na takie opary trwa zwykle krótko i ogranicza się do sporadycznych przypadków spalenia pozostawionej na kuchence patelni. Wiadomo jednak, że mogą być szkodliwe dla ptaków, zwłaszcza papug, a to z uwagi na inną budowę ciała i większą wrażliwość na powstające związki. Firma DuPont podaje nawet na swej oficjalnej stronie ostrzeżenie przed wieszaniem w kuchni klatek z ptakami [4]
Proszę się jednak wczytać w tą informację - szkodliwe opary pojawiają się
powyżej temperatury 260°C. W żadnym znanym mi przepisie nie smaży się potraw w tak wysokich temperaturach. Smażenie mięsa to temperatura maksymalnie 180-210°C, przy czym większość olejów spożywczych dymi bądź zapala się w temperaturach 220-250°C. Masło płonie przy dwustu stopniach. W normalnych warunkach, podczas gotowania czy smażenia nie osiąga się zatem temperatur przy jakich powłoka nieprzywierająca zaczyna się rozkładać, no chyba że ktoś się zapomni (niedawno zapomniałem o garnku ze wstawioną wodą na makaron. Był zwykły, nie teflonowy lecz emaliowany a jednak zaczął się dymić. Podejrzewam że te opary też były szkodliwe).
Patelnia oczywiście może osiągnąć taką temperaturę - badania pokazały, że już po pięciu minutach na palniku kuchenki, temperatura może się podnieść do 360 stopni
[5], jednak gdyby w patelni znajdowało się jedzenie, najpierw musiałoby się usmażyć i zwęglić (smażenie jest reakcją endotermiczną i odbiera ciepło patelni), a to na co dzień zwykle nie jest elementem przygotowywania posiłków. Dlatego właśnie zaznaczyłem ostatni ustęp trzeciego tekstu - autor najwyraźniej sądzi, że patelnia rozgrzewa się do takich temperatur podczas każdego smażenia.
Spotkałem się zresztą z informacją o badaniu, w którym ekspozycja na produkty spalania masła na zwykłej, niepokrywanej patelni, skutkowała stuprocentową śmiertelnością u papużek falistych (biedne ptaszki).

Drugi zarzut ma w sobie coś z prawdy, ale i nie ma całkowicie.
W produkcji PTFE rzeczywiście wykorzystuje się kwas perfluorooktanowy (PFOA) . Jest to właściwie kwas oktanowy z wszystkimi wodorami zastąpionymi fluorem. W produkcji teflonu używa się go jako detergentu ułatwiającego powstanie emulsji substratów. Po przeprowadzonej polimeryzacji powstały teflon w postaci zawiesiny jest oddzielany i PFOA pozostaje w roztworze. W samym materiale pozostają jednak śladowe ilości kwasu, jako zanieczyszczenie rzędu kilku części na miliard (ppb). Wykrywa się go również we krwi zwykle w ilościach 2-8 części na miliard, zaś w krajach wysoce uprzemysłowionych (Korea, Japonia) kilkadziesiąt części na miliard.
Trzeba jednak pamiętać, że związek ten jest wykorzystywany w wielu innych miejscach. Używa się go jako repelentu, dodaje się do materiałów izolacyjnych, pianek przeciwpożarowych, papieru woskowanego, mas klejących, dywanów... ponadto jako zanieczyszczenie uwalnia się z zakładów przemysłowych. Zawartość w powłokach teflonowych na naczyniach jest niewielka głównie z powodu sposobu nakładania polimeru na powierzchnie - teflon, jako wysoce niereaktywny praktycznie nie ma dobrego rozpuszczalnika, nie można więc zrobić roztworu, posmarować nim patelnię i odparować; ponieważ zamiast się topić rozkłada się, nie można też go natryskiwać. Ponieważ jednak w wysokiej temperaturze (260
°) mięknie, przyjmując stan plastyczny, otrzymany po polimeryzacji proszek jest podgrzewany do tej temperatury, walcowany do uzyskania jednolitego arkusza i niejako przygrzewany do patelni. PFOA zanieczyszczający teflon ulatnia się podczas tej obróbki, i dlatego w wielu przypadkach nie dawało się go wykryć w gotowych wyrobach.
Inaczej rzecz się ma z wyrobami nie podgrzewanymi. W badaniach stwierdzono, że na przykład taśma izolacyjna z teflonem może zawierać nawet 1800 części tego związku na miliard.
PFOA jest też produktem ubocznym przy produkcji fluorotelomerów - związków używanych do impregnacji różnych materiałów dla ochrony przed poplamieniem. Używa się ich między innymi przy produkcji papieru nie nasiąkającego tłuszczem. W USA pojawia się w papierowych torebkach na żywność, torbach na popcorn do podgrzewania w mikrofalówce i opakowaniach do pizzy. W badaniach US-FDA zmierzono w tych produktach wysokie stężenia omawianego związku - do 160 000 części na miliard. W kontakcie z żywnością część może migrować do niej z opakowań.
Co to wszystko ma do szkodliwości? Otóż kwas perfluorooktanowy ma właściwości rakotwórcze, uszkadza wątrobę, zaburza układ hormonalny i metabolizm. W badaniach na szczurach a nawet łososiach zostało to potwierdzone jednoznacznie
[6]. Związek uznano za genotoksyczny i mutagenny, powodujący wady rozwojowe u płodów szczurów i zaburzenia wydzielania insuliny u myszy.

Podwyższone stężenie PFOA notuje się w glebie i wodzie w okolicy zakładu firmy Du Pont w małej miejscowości Waszyngton w Virginii Zachodniej - firma zresztą ma w tej kwestii parę grzeszków na sumieniu.

Wprowadzona w 1976 roku Ustawa o kontroli substancji toksycznych (TSCA) nakładała na Du Pont i firmę
3M produkującą PFOA badanie wpływu substancji na zdrowie i przyrodę, oraz zgłaszanie wyników do agencji EPA. Przez następnych 20 lat obie firmy posiadały coraz nowe informacje o tym, że związek ten wydostaje się z fabryki do otoczenia, gromadzi się we krwi pracowników i mieszkańców okolic zakładów, że nie ulega biodegradacji, może powodować uszkodzenia wątroby i nowotwory. Ba, pierwsze informacje o zagrożeniu były znane już w 1961 roku, ale wyłącznie wewnątrz firmy. Gdy sprawa wyszła na jaw EPA nałożyła na firmę 19 milionów kary. Równocześnie mieszkańcy okolic fabryki złożyli w 2001 roku pozew zbiorowy, oskarżając firmę o zatajenie informacji o skażeniu i narażenie ich zdrowia. W 2005 roku sprawa skończyła się ugodą, w myśl której wypłacono mieszkańcom 107 milionów dolarów. Firma ma również oczyścić środowisko ze skażenia i ustanowić bezstronną komisję do badania wpływu zdrowotnego PFOA na mieszkańców okolic zakładów. Gdyby potwierdzono szkodliwy wpływ mieszkańcy mają prawo otrzymać 343 miliony dolarów odszkodowania[7]

Z badaniami wpływu na ludzi jest o tyle gorzej, że o wszystkie dane dotyczące wpływu związku na zdrowie, dotyczą populacji narażonych na ekspozycję, nie są przy tym jednoznaczne. Nie robiono badań w których podawano ludziom duże dawki związku, po prostu sprawdzano stan zdrowia tych, którzy się z nim stykali. W jednym z badań mieszkańców okolic zakładu stwierdzono korelację między podwyższoną zawartością PFOA w surowicy krwi a podwyższonym poziomem cholesterolu, brak jednak teorii co do mechanizmu który miałby to wywoływać.
Jak na razie trwa duże badanie 69 tysięcy osób uznanych za narażonych na działanie związku, które ma wykazać jaki ma wpływ zdrowotny na ludzi. Wyniki powinny pojawić się w przyszłym roku, więc jak na razie nic tu pewnego.

W 2006 roku Du Pont przystąpiła do rządowego programu redukcji emisji PFOA o 95% Nie wiem jak im idzie z wywiązywaniem się, twierdzą bowiem, że związek jest niezbędny w produkcji teflonu, ale przynajmniej obiecali. Firma 3M przestała go produkować w ogóle. Na rynku pojawiają się już naczynia z powłoką "free PFOA", co jest zapewne wynikiem medialnej paniki (w niektórych badaniach naczyń DuPont związku też nie wykryto) i związanego z tym popytu na alternatywę. Polimer w tych naczyniach jest po prostu produkowany inną metodą, dlatego też jest droższy.
Warto jeszcze wspomnieć o ostatnim zarzucie wobec powłok nieprzywierających, mianowicie, że staje się groźna gdy jest uszkodzona, bo wówczas małe cząstki Teflonu mają przedostawać się do jedzenia i szkodzić. Powstaje jednak wątpliwość, czymże miałyby szkodzić, skoro PTFA jest obojętny chemicznie. Nie rozpuszcza się w silnych kwasach z wyjątkiem wrzącego fluorowodorowego; nie roztwarza się w zasadach. Siła wiązania między fluorem a węglem jest na tyle duża, że w warunkach biologicznych fluor nie uwalnia się z polimeru. Jako że cząstki polimeru są bardzo śliskie, nie przywierają do ścianek jelita i nie gromadzą się w nim, więc po połknięciu przelatują przez człowieka i wydostają się niezmienione w sposób, którego nie godzi się tu szerzej opisywać.
Podsumowując:
Patelnia teflonowa szkodliwa nie jest (ale częste jedzenie mocno podsmażonych dań - owszem).
W opowieści o trujących gazach wydzielających się podczas smażenia proszę nie wierzyć, bowiem wydzielają się one w temperaturach nie osiąganych podczas codziennego przygotowywania posiłków. Mógłby oczywiście znaleźć się taki nieroztropny, ryzykancki kucharz, który postawiwszy teflonowany wok na odkręconej do końca kuchence pozostawia go tam dopóki nie rozgrzeje się prawie do czerwoności, po czym nachyla się przez nim i wciąga tworzące się opary - zapewniam że gdyby ktoś z was tak zrobił na pewno dorobiłby się teflonowej gorączki a przy odrobinie samozaparcia mógłby się stać pierwszą potwierdzoną ofiarą palącego się teflonu. Z tego jednak co mi wiadomo o gotowaniu, podczas smażenia jajek czy kotletów do takich ekscesów nie dochodzi.

Zresztą co do spalenia patelni - większość olejów zapala się w temperaturach niższych od potrzebnych do wywołania szkodliwych reakcji, a wówczas niezależnie od rodzaju patelni stają się groźne. Abstrahując od możliwości wywołania pożaru trzeba pamiętać, że z takiego przegrzanego oleju również wydzielają się szkodliwe związki. Charakterystyczna, wywołująca łzawienie i kaszel jest tu arkoleina, o dobrze potwierdzonej rakotwórczości i ogólnej szkodliwości. Ze zwęglających się klopsików czy racuszków też z pewnością powstaje wiele związków wielokrotnie groźniejszych niż ślady czegoś w powłoce nieprzywierającej.

Natomiast co do PFOA - teflonowa patelnia zawiera śladowe, często niewykrywalne ilości tego związku, stąd zamiast wyrzucać takie naczynia i wykosztowywać się na specjalne tytanowe, stalowe, "cygańskie" rondle i patelnie, radziłbym raczej zwrócić uwagę na materiały izolacyjne i te impregnowane preparatami zapobiegającymi zabrudzeniom, a ponadto często wietrzyć mieszkanie. Tylko bez przesady.

------------
Źródła:
[1] http://www.smakprostoty.pl/artykuly-i-porady/o-kuchni/scanpan-green-tek-%E2%80%93-ekologiczna-tytanowa-powloka-nieprzywierajaca
[2] http://biznes.onet.pl/powolne-zabijanie,18570,4206135,1,prasa-detal
[3] http://myzorki.wordpress.com/2011/04/13/teflon-wygoda-stala-sie-trucizna/
[4] http://www2.dupont.com/Teflon/pl_PL/teflon_jest_bezpieczny.htm#10
[5] http://www.ewg.org/node/8303
[6] http://toxsci.oxfordjournals.org/cgi/reprint/99/2/366.pdf
[7] http://www.defendingscience.org/case_studies/perfluorooctanoic-acid.cfm

* http://en.wikipedia.org/wiki/Polytetrafluoroethylene
* http://en.wikipedia.org/wiki/Perfluorooctanoic_acid
* http://en.wikipedia.org/wiki/Polymer_fume_fever
* http://fr.wikipedia.org/wiki/Polyt%C3%A9trafluoro%C3%A9thyl%C3%A8ne