Заметки фитохимика. Банановая шкурка наносит ответный удар +95



Банан велик, а кожура еще больше…
(журнал «Техника — молодежи» №8 за 1986 год)


Кожуре банана досталась незавидная участь. Если кожицу яблок используют хотя бы для получения яблочного пектина, то в случае банановой кожуры путь один — в мусорный контейнер… А ведь вещь непростая, она и поскользнуться поможет, и этилен для созревания выделит. И кроме того, с такой простой и незамысловатой штукой как кожура связаны такие глобальные вещи, как АНТИпитательные вещества, нелетальный наркотик бананадин и почернение кожи от загара. В общем, предлагаю разобраться и восстановить фитосправедливость.
За подробностями — под кат.



Кстати, несмотря на то, что банановая кожура чуть ли не с 19 века используется как "народный" символ скольжения (я бы наверное даже ЦИАТИМ продавал с логотипом банана), насколько я осведомлен, до сих пор серьезных исследований механизма этого явления не проводилось. Люди (см. ниже) даже корабли спускали со стапелей с помощью банановой кожуры, а оценить трибологические свойства (коэффициент трения там, еще чего по мелочам) додумались только японцы из университета Китасато. Это Kiyoshi Mabuchi и сотоварищи (Kensei Tanaka, Daichi Uchijima, Rina Sakai). Видимо, в один прекрасный момент 2012 года, хлебнувши саке, ребята взялись за бананы, да так что наработали на Шнобелевскую премию в 2014 году (вообще склоняюсь к тому, что ученый, который не может сделать смешную или прикольную вещь по своей специальности — это "не настоящий" ученый).


Что они конкретно такого сделали? Во-первых, измерили коэффициент трения между поверхностью (деревянный/бетонный пол) и ботинком и проследили как банановая кожура на этот коэффициент влияет. Оказалось, что средний коэффициент трения банана по линолеуму составлял 0,066 (у банана по настилу из лиственных пород дерева — 0,083), что довольно неплохо, для сравнения тефлон (с коэффициентом трения 0,04 ), лед (около 0,05 ) или других хорошо смазанных поверхностей. Для сравнения коэффициент трения резины по бетону равен 1,02. Одновременно проверили "склонность к скольжению" у яблочной кожуры, кожуры лимона и мандарина. Для яблок коэффициент трения составил 0,105. Для мандарина — 0,225 (кожура мандарина примерно такая же скользкая как и сам деревянный пол. Во-вторых японцы установили механизм скольжения. Он напоминает процесс использования клея "Момент Гель", в котором цианокрилат содержится в микрокапсулах, которые разрываются в момент сдавливания и тем самым дают старт полимеризации клея (за счет контакта с влажным воздухом). В банане в качестве микрокапсул выступают фолликулы банановой кожуры, а в роли клея смазки — фолликулярный гель из полисахаридов и белков (составляющая растительной ткани). В обычном состоянии полисахариды в фолликулах напоминают гель, а при раздавливании образуют скользкий золь.



Кожура яблока/лимона/мандарина содержит т.н. фолликулярный гель в количествах, намного меньших, чем кожура банана, поэтому и коэффициент трения у этих материалов разительно отличается от бананового. Японцы назвали этот механизм фолликулярной гелевой смазкой и прогнозируют, что в дальнейшем их исследование может дать толчок для разработки целого класса растительных смазок схожей структуры.


На заметку: одним из связанных с кожурой банана является интернет-заблуждение о том, что в Индии до сих пор спускают на воду корабли с помощью тысяч раздавленных бананов. Оказалось не спускают, а спускали и не индусы, а американцы, во время второй мировой войны (а бананы — потому что дешевле любой другой смазки)



Вторым характерным признаком банановой кожуры после умения скользить, является умение издавать непередаваемый и неповторимый банановый аромат.


Что в запахе тебе моем...


Если попросить среднестатистического гражданина описать фруктовый запах банана, то с высокой долей вероятности ответ будет "пахнет бананом". Аромат уникальный и ни на что не похожий. В парфюмерной промышленности ноты банана не особенно популярны из-за сложности синтетического повторения состава натуральной эссенции. Композиций с использованием банановых нот намного меньше, чем, например, с яблоком или цитрусовыми, а таких, где банан — главное составляющее — нет вообще (ну или я недостаточно осведомлен в парфюмерных новинках).
Я думаю многие знали догадывались, что весь банановый аромат сконцентрирован именно в кожуре. Он представляет собой смесь из примерно 50 химических соединений. На картинке под спойлером представлена "полная выкладка":


Полный список компонентов (+/- в зависимости от сорта)

В данном и конкретном случае в вытяжке найдено 43 соединения, из них 16 спиртов, 20 эфиров, 2 альдегида, 4 кетона, 1 ацеталь. Максимальное содержание приходится на 2-пентанон, 2-пентанол, бутанол, изобутилацетат, изоамилацетат, 2-пентанолацетат, 2-метил-1-пропанол. В процессе созревания банана в кожуре увеличивается содержание таких эфиров, как изопентилацетат и изобутилацетат. По данным многих исследований, считается, что наиболее летучими компонентами в зеленых бананах являются альдегиды, а вот в желтых созревших — эфиры. Поэтому эфиры считаются основными носителями "бананового аромата". Простейшая синтетическая отдушка "банан" (встречается в бытовой химии иногда) — это, как правило, смесь изобутилацетата и изоамилацетата. Но можно представить (посмотрев на таблицу выше) насколько она далека от запаха живого банана.


На заметку: одно время ходил довольно упорный слух, про то, что аромат банана помогает худеть. Основывалось все это дело на статье 25 летней давности, в которой описывался эксперимент, в ходе которого, люди вдыхающие перед едой фруктовые ароматы смогли похудеть. На эту статью неоднократно ссылалась пресса и различные ресурсы, посвященные вопросам ЗОЖ-питания/похудения и т.п. На самом деле, г-н Хирш (автор упомянутой статьи) просто наладил выпуска собственного БАД-а (порошок с запахом банана для посыпания поверх приготовленных блюд, читай "репеллент от обжорства") и успешно его продавал. БАД назывался Sensa, и был достаточно быстро изъят с рынка после того, как ФТК (Федеральная торговая комиссия США) оштрафовала производителя за ложные заявления об эффективности. Тем не менее, байка эта продолжает гулять по интернету до сих пор.


Из-за способности эффективно отдавать банановый аромат продуктам кожура активно используется в качестве "отдушки". К примеру, в процессе приготовления особого вегетарианского десерта на мангале:



Рецепт бананового шашлычка

Для приготовления блюда нужна связка бананов и плитка шоколада. Бананы нужно брать такие, как под номером 8 на картинке.



Разрезаем шкурку банана, так чтобы получился "кармашек", прорезаем наполовину мякоть. Отламываем ряд плитки шоколада и делим его на 6 частей. Именно столько шоколада поместится в большой банан. Помещаем бананы в мангал на гриль решетку разрезами вверх, а если угли уже прогорают, то прямо на угли. Контролируем процесс приготовления. Сначала наружная шкурка начнет темнеть и сердцевина даст сок. Затем сердцевина начнет размягчаться и шоколад плавится. Полное расплавление шоколада говорит о готовности продукта. Десерт из бананов готов. Перекладываем на тарелку и подаем к столу, есть, кстати, приятнее чайной ложкой :)


Банановый запах в кулинарии лучше всего подходит для различных вегетарианских десертов или сладких напитков (в том числе настоек). Хотя в некоторых азиатских странах с кожурой от банана готовят и говядину и жесткую баранину (в том числе и выкладывая мясо на "противень" из банановой кожуры). Можно и рис готовить вот в таких "емкостях".



Ну и в конце концов может можно и так есть? Индусы ведь чатни свои из кожуры готовят. Прочитаете до конца — будет понятно, можно или нельзя есть. А пока — минутка официальных новостей под спойлером.


Можно ли есть банановую кожуру?

"Банановая кожура вкусней и полезней самого банана. Никто об этом не знает, потому что никогда не пробовал" — говорят нам "ученые-абсурдопедисты". Так вот, ели. И даже в новостях сей факт зафиксировали...



Раз уж, кстати, разговор пошел "за еду", то нельзя не упомянуть белые нити, которые находятся на внутренней стороне кожуры и многими горяче любимы не меньше банана.


Флоэма


Часто наблюдаю картинку, как молодая мама, наблюдая за тем, как ребенок есть банан, назидательного говорит ему "не ешь шкурку", а ребенок в это время пытается съесть белые рыхлые волокна кожуры. Почему-то многие абсолютно не обосновано считают, что эти волокна приносят вред. А по сути, это ничто иное, как те самые грубые пищевые волокна, которые многие покупают "для улучшения моторики кишечника и выведения отходов пищеварения". В даже несмотря на то, что в статье про зеленый банан я кратко объяснил, почему резистентный крахмал из недозревших бананов лучше, чем пищевые волокна, для тех кто не любит и не может есть недозревшие бананы — волокна кожуры достаточно неплохой компромиссный вариант. Научное название этих белых съедобных нитей — флоэма.


Флоэ?ма (от греч. ????? — кора) — то же, что и луб — проводящая ткань сосудистых растений, по которой происходит транспорт продуктов фотосинтеза к частям растения, в которых он не происходит: подземные части, конусы нарастания, цветки, плоды и др. Вместе с ксилемой (древесиной), обеспечивающей транспорт воды и минеральных солей, образует проводящие пучки.


Так что, в целом флоэмы полностью съедобны, а в банановых флоэмах так и вообще содержится больше пищевых волокон, чем в других фруктах. Ни у кого не вызывает возражений факт употребления с кожурой яблок и груш. Другое дело, что толщина разная и немного разный состав. Но в целом, никто не будет есть только "проводящие волокна", поэтому по диете удар это никак не нанесет. Хотя с точки зрения изобретательского подхода, любой банан — стремится к поеданию вместе с кожурой (как то же яблоко). И здесь даже есть определенные успехи, притом, ожидаемо — у японцев.


Изобретение, а точнее особый агротехнический подход (банановый бонсай) к выращиванию бананов принадлежит японской сельскохозяйственной (!) исследовательская (!) компании D&T Farm, сотрудникам которой удалось вывести банан со съедобной кожурой (сорт Mongee). Методика там примерно такая: рассаду банановых кустов, подросшую до определенного уровня, замораживают при -60 °С. Затем кусты размораживают и пересаживают. Из-за температурного стресса плоды начинают расти быстрее, а текстура кожуры становится похожей на листья салата — очень тонкая и приятная на вкус. На вкус новые бананы слаще обычных — в каждом примерно на 5 граммов сахара больше (кстати, из-за такой методики выращивания очень сильно обостряется и выделение летучих компонентов, ответственных за банановый аромат). Почему же до сих пор таких бананов нет в продаже? А потому что технология очень дорогостоящая, и каждый такой банан (пару десятков которых поступает в японские магазины) стоит примерно по 6$


Да и в целом, полное исчезновение кожуры на бананах не всем придется по вкусу, как минимум протестовать будут те, кто плотно сидит на известном наркотике "бананиндине", который готовится из упомянутых ранее нитей флоэмы. Чтобы не светить — все под спойлер.


Все наркотическое - под спойлером

Помню еще в школьное время существовала "городская легенда" про то, что если накрести волокон с внутренней стороны кожуры банана (снятых с 3 кг бананов), варить их до коричневого цвета, а затем скурить — то можно получить непередаваемый профит. Не знаю, пытался ли кто-то эту процедуру провести до конца, но… Но с появлением доступного интернета удалось узнать о том, откуда эта городская легенда взялась.


Началось все с того, что в марте 1966 года внезапно был выпущен хит исполнителя Donovan "Mellow yellow" о курении банановой кожуры.



Подлила масла в огонь и альтернативная газета (самиздат) «The Berkeley Barb», которая на своих страницах в 1967 году опубликовала сатирическую статью, в которой говорилось, что от курения сушенной банановой кожуры можно опьянеть (согласно информационных данных издания, его действие похоже на действие опиума с некоторыми фрагментами псилобицина). Видимо, при публикации забыли добавить тег <...sarcasm...> <.../sarcasm...>.


Самиздат-культура на Западе традиционно сильна, поэтом по эффекту домино в том же 1967 году, бананадин был описан в статье в New York Times Magazine под названием «Cool Talk About Hot Drugs».


Ну удивительно, что народ воспринял написанное всерьез. Пионерами курения банановой кожуры стали студенты и тренд обрел, как сейчас говорят, вирусную популярность. Ради шутки один из конгрессменов штата Нью-Джерси представил на рассмотрение Конгресса два новых акта – "Акт о разоблачении и составлении отчетов по иным странным фруктам 1967 года" и "Акт маркирования бананов 1967 года". Продавцы бананов не на шутку встревожились ("а вдруг запретят") и обратились в FDA с запросом о галлюциногенном эффекте банановой кожуры. После длительных и тщательных исследований был провозглашен вердикт – что-то вроде "бананы являются прекрасным источником калия и волокон, но определенно не из галлюциногенов". А максимум что можно получить о курения "повидла из банановых шкурок" — тошнота и отравление угарным газом от дыма.


Вторую жизнь этот мем обрел после публикации в 1970 году книги Уильяма Пауэлла (William Powell) «Поваренная книга анархиста», в которой рассказывается, как можно в домашних условиях (без всяких там лабораторий, высших образований и т.п.) взять и запросто изготовить различные полезные вещи — от самодельной бомбы до ЛСД. Там же был и рецепт Musa sapientum Bananadine "мелкого черного порошка кожуры банана, пригодного для курения":


Купите 15 фунтов спелых желтых бананов. Очистите все 15 фунтов и съешьте мякоть. Оставьте только шкурки. Острым ножом очистите внутреннюю сторону кожуры и соберите все вещество. Положите все собранное вещество в большую кастрюлю и добавьте воды. Варите 2-3 часа, пока не получите консистенцию твердой пасты. Выложите пасту на противень и сушите в печи 20 минут или 2 часа. Получится темный порошок, примерно около фунта бананадина. Обычно эффект чувствуется, если выкурить 3-4 сигареты с бананадином.

Несмотря на то, что задумывался этот ход (= флеш-моб) с целью заострения внимания на этичности незаконного изготовления психоактивных препаратов и судебного преследования тех, кто их принимал, эффект получился прямо противоположный. На пост-СССР территории из-за железного занавеса этот тренд попал только в начале 90-х, но тем не менее, пару сотен или тысяч человек кожуру на своем веку поскребло :) Для тех, кто прочитав написанное мной, все равно ничего не понял, скажу как фитохимик, что "повидло из флоэм" настолько же психоактивно, как и повидло из дубовой коры "из луба дуба" (резонное уточнение от Squoworode). Максимум, что можно получить, это отравление угарным газом.


Вспомнив битников, хиппи и все психоактивное, не грех возвратится к химическим особенностям кожуры.


Почему шкурка чернеет ?


Перед тем, как приступить к рассмотрению механизма потемнения (почернения) кожуры, мне хотелось бы рассказать об интересной особенности, присущей только кожуре банана. Начну с того, что деградация хлорофилла, как известно, является одной из причин осеннего изменения цвета листвы на деревьях и окрашивания зрелых яблок и груш. Обычно в таких случаях образуются тетрапирролы, не способные к флуоресценции. И здесь вновь проявляется необычность банана и присущей ему банановой кожуры. В созревающих бананах хлорофиллы исчезают, превращаясь в уникальные флуоресцентные катаболиты (fluorescent chlorophylls catabolites, FCC), заставляя желтые бананы светиться голубым при наблюдении под ультрафиолетовым излучением.



Авторы исследования установили, что среди продуктов распада хлорофилла есть флуоресцентный катаболит хлорофилла 56 (FCC-56), который в процессе созревания переходит в катаболит FCC-49. Таким путем банановая кожура, как бы сигнализирует о смене стадий от "зрелый" до "гнилой".



Исследователи предполагают, что этот механизм позволяет животным, которые могут видеть свет в ультрафиолетовом спектре (тетрахроматы и пентахроматы), легче обнаруживать созревшие бананы. Хотя может пригодится и людям, особенно собравшим портативную УФ-лампу "черного света", по описанному в статье Как спастись от «зайцев». Инструкция по борьбе с ультрафиолетом методу.


Информация к сведению

На картинке представлена диаграмма, показывающая относительное количество флуоресцентных катаболитов (FCC) в экстрактах из кожуры незрелого зеленого банана, свежего обработанного этиленом банана (день 0) и этилен-обработанного банана, который зрел от 1 до 5 дней в хранилище при комнатной температуре



С идентификацией разобрались, теперь спокойно можно перейти к ферментам. Итак, как известно, банановая кожура имеет свойство темнеть, притом потемнение не связано с ухудшением вкуса находящегося внутри банана, а даже наоборот — для большинства потребителей (ну кроме тех, кому "прописан" зеленый банан). Происходящий процесс — это ни что иное, как т.н. ферментативное потемнение (англ. enzymatic browning). Процесс этот наблюдается у фруктов/овощей и даже морепродуктов (креветки, лангусты и крабы). С одной стороны, процесс вроде как наносит ущерб и портит товарный вид, но с другой — не будь его, мы не знали бы цвета/вкуса чая (в том числе того, который "иван-чай", сейчас модно "ферментировать"), кофе, шоколада. Потемнение, это естественный природный процесс ("природа рисует". В качестве основы для "красок" на растительном "холсте" выступают уже знакомые моим постоянным читателям полифенолы. Подробную их классификацию я уже приводил в статье Заметки фитохимика. Хурма когда описывал природные антиоксиданты. А в качестве "кистей" выступают различные ферменты, для которых полифенолы являются субстратом. В качестве инициатора механизма ферментативного потемнения может выступать любой процесс, вызывающий разрушение растительных клеток. В банановой кожуре, по мере созревания банана мембраны в клетке начинают ослабевать (за счет растворения пектина). На картинке ниже представлены SEM-фотографии клеточных стенок "стареющего" банана.



В зеленом банане не наблюдается заметной деградации клеточной структуры (вариант а) на картинке). С началом пожелтения кожуры (рисунок с) становятся заметны небольшие разрывы в клеточной ткани. Перед разрушением наблюдается некоторое утолщение (набухание) перегородок в клеточных стенках (варианты c) и d) на картинке). Постепнно границы между клетками становятся нечеткими, что связано с обширной потерей целостности клеток и следующим за этом выходом клеточного содержимого (как при раздавливании в эксперименте японцев). И на стадии желтой кожуры клетки разрушались полностью и структура клеточной стенки становилась неоднородной (варианты е) и f) — для банана зреющего при повышенной температуре). Исчезновение упорядоченной клеточной структуры на стадии желтой кожуры вызвано процессом старения. Считается, что старение с нарушением целостности клеточной мембраны позволяет фенольным соединениям (для банана это дофамин, лейкодельфинидин, лейкоцианидин) в вакуоле клетки вступать в контакт с ферментами вроде полифенолоксидаз. Полифенолоксидазы представляют собой класс ферментов, которые впервые были обнаружены в грибах и широко распространены в природе. По-видимому, они находятся в пластидах и хлоропластах растений, хотя и свободно существуют в цитоплазме стареющих или созревающих растений. Полифенолоксидаза, как полагают, играет важную роль в устойчивости растений к микробным и вирусным инфекциям и неблагоприятным климатическим условиям. В присутствии кислорода из воздуха фермент катализирует первые стадии биохимического превращения фенольных соединений с образованием хинонов, которые подвергаются дальнейшей полимеризации с образованием темных нерастворимых полимеров, называемых меланинами. Меланины образуют защитные области, обладающие антимикробными свойствами, и тем самым предотвращающие распространение инфекции в тканях растений. Пример образования меланинов из простого полифенола, тирозина, показан на рисунке ниже:



На заметку: так что, грубо говоря, почерневшая кожура банана гораздо ближе к коже загоревшей на солнце/в солярии, чем может показаться на первый взгляд. Некоторые растения, как и банановая кожура, могут биосинтезировать меланин в своих тканях, такую вариацию меланина часто называют еще катехолмеланином. Но хватать и есть почерневшую кожуру не советую уже хотя бы потому, что известное антиоксидантное и антираковое действие меланина прямо пропорционально степени его полимеризации или молекулярной массе. Т.е. если высокомолекулярный меланин — защищает клетки кожи от повреждения ультрафиолетовым излучением, снижая риск возникновения рака, то низкомолекулярный, наоборот, является прооксидантом и стимулирует возникновение свободных радикалов. А в кожуре, естественно, никто за степенью полимеризации не следит...


Продолжаем разговор про механизм почернения в общем, и про участвующие в этом ферменты в частности. Итак, полифенолоксидаза катализирует две основные реакции: гидроксилирование и окисление. Обе реакции используют молекулярный кислород (воздух). Реакция зависит не только от наличия воздуха, но и от pH (кислотности). Реакция не происходит в кислотных (рН <5) или щелочных (рН> 8) условиях. Поставщик бананов может спросить "А что делать чтоб сохранить?". А делать нужно вот что — либо инактивировать неким образом фермент (заморозить, нагреть или т.п.) либо удалить некоторые компоненты (хотя бы кислород) из реакции.


Для банана лучшими способами предохранения от ферментативного потемненияпризнаны следующие методы (и/или… выбрать тот, который лучше всего подходит, а то и скомбинировать все сразу):


1)Погружение в антиоксидантный раствор и выдержка в нем на протяжении 2 минут:
Хлорид кальция 1%
Аскорбиновая кислота 0,75%
Цистеин 0,75%
2) Покрытие бананов раствором каррагинана с концентрацией 5 г/л.
3) Хранение бананов в атмосфере с контролируемым составом (3% O2 + 10% CO2


А может что такое и для яблочек есть?

Есть и для яблочек. Для предотвращения ферментативного потемнения нужно:
Погрузить яблочко в раствор 1% аскорбиновой кислоты и затем обработать ультразвуком с частотой 40 кГц
или
Погрузить яблочко в раствор 2% аскорбиновой кислоты + 0,5% хлорида кальция и покрыть 1% раствором хитозана
или
Погрузить яблочко в раствор 0,5-1% аскорбиновой кислоты + 0,1-0,5% цистеина + 0,005-0,02% гексилрезорцина и покрыть пчелиным воском


Но даже в случае ферментативного потемнения есть некая неоднозначность. И появляется естественно желание обратить вред в пользу. Ведь если мы управляемо разрываем клеточные мембраны вручную, то таким путем мы можем заставить этот процесс происходить быстро и в определенных местах. Прокалывание банановой кожуры иглой создаст четко выраженную коричневую точку за считанные минуты. Делая много точек, мы можем нарисовать картинку на банановой кожуре.


Не удивительно, что этим кто-то уже успел воспользоваться. Сегодня всё больше художников начинают использовать банан как материал для рисунка на банановой кожуре — также известном как "banana tattoo". Проколотые места на кожуре при контакте с воздухом приобретают коричневый цвет, проявляя авторский рисунок. Чем холоднее фрукт, тем быстрее он вступает в контакт с воздухом и приобретает коричневый цвет. Кроме того, контролируя глубину погружения игл, можно создавать различные текстуры и оттенки коричневого.
Из наиболее известных художников-бананистов можно назвать следующих:


Stephan Brusche (aka iSteef) из Роттердама



Еще несколько работ





Далее у нас японский художник Дайсуке Скагами под ником EndCape. На каждую работу у 40-летнего художника уходит примерно по пять часов.



Еще работы




И некто RitaColt aka Honey



additional



Австралиец Jun Gil Park в мире банано-художников известен тем, что не прокалывает банановую кожуру, а заштриховывает ее с помощью обычной зубочистки. Оттенок регулируется степенью нажатия (почти как в электронных плашетах для художников) — чем сильнее нажим, тем темнее рисунок в этом месте. Техника чеканки на банане...



Больше работ


Ну и завершает обзор известнейших художников по банановым шкуркам, американский художник Фил Хансен (Phil Hansen), который с помощью обычной канцелярской кнопки создает на банане репродукции работ художников эпохи Возрождения – Микеланджело и Боттичелли, а также картины Эдгара Дега и Винсента Ван Гога. Кроме того Хансен подвел под общий знаменатель все мастерство "банановой татуировки", выпустив книгу "Tattoo a Banana: And Other Ways to Turn Anything and Everything into Art" ("Татуировка на банане и другие способы превратить что угодно в искусство").



Авторский стиль

Думаю, ни у кого, после просмотра не останется сомнений в том, что кожура банана — такая же ценная как и сам банан. И чтобы часть этих иллюзий разрушить и обосновать хоть как-то факт выбрасывания кожуры в мусор, опишу почему-таки кожура вредна и ее нельзя есть (по крайней мере, в сыром виде) с точки зрения фитохимика.


Антипитательные вещества


Мудрая природа, в отличие от человека (вроде вот такого "талантливого" биохеракера) подходит к решению любой задачи невероятно комплексно. Не удивительно, что многие талантливые инженеры и ученые, за эталон мастерства считают созданных природой существ, механизмы реакций и т.п. (поэтому остается только тяжело работать). Так вот, в процессе эволюции большинство растений выработало свои механизмы защиты от поедания животными и насекомыми. В том числе и с помощью эндогенных "репеллентов". В зарубежной литературе эти соединения называются антифиданты (англ. — аntifeedants) и представляют собой органические соединения, препятствующие поеданию животными или насекомыми растений. В качестве примера можно привести сосновую канифоль, аллилметилсульфид чеснока и т.п. В настоящее время многие из антифидантов используются в качестве биопестицидов, синтетические аналоги природных соединений позволили разработать новые инсектицидные препараты. В качестве примера можно привести пиретрин из ромашки, на основе которого было синтезирован целый класс соединений, называемых пиретроидами. Что для таракана — плохо, то для человека — хорошо. Поэтому не удивительно, что человек активно использует многие растения, содержащие антифиданты, в качестве пряно-ароматических добавок (специй). Можно вспомнить горчицу и хрен, которые в случае повреждения/сдавливания начинают выделять острые масла содержащие глюкозинолаты.


В последнее время схожее определение появилось и в диетологии и питании человека. Называются вещества такого толка — антинутриенты (антипитательные вещества или антинажорины, как кому удобнее говорить). Антинутриенты — это природные или синтетические соединения, которые препятствуют усвоению питательных веществ.


К антинутриентам относятся и таннины, и лектины (потенциальные антираковые препараты из черных точек на банановой кожуре, о которых я писал в прошлой статье) и еще множество различных компонентов (например ингибиторов ферментов, пищевых волокон, хелатирующих агентов, белков и т.п.). С одной стороны для человека который живет под эгидой "зеленой" эко-пищи важен баланс во всем. А в абсолютном большинстве случаев для пост-СССР стран играет роль пословица "не до жиру — быть бы живу". Поэтому и пектины для нас благо, что в мармелад идут, и черника с ее антиоксидантами на ура и еще много чего. Потому что экология оставляет желать лучшего, и выгоднее связать свинец в нерастворимый комплекс и вывести его из организма (пусть и вместе с цинком, медью или еще чем-то) чем получить отравление. Поэтому абсолютно любую написанную информацию можно трактовать с точки зрения "вопроса про стакан, который наполовину пуст или наполовину полон".


Что за стакан такой?

Стакан наполовину пуст или наполовину полон — общеупотребляемое выражение, используемое как риторический вопрос, позволяющий определить мироощущение человека в целом, либо отношение его к той или иной ситуации как пессимистическое (стакан наполовину пуст) или оптимистическое (стакан наполовину полон). Данная идиома используется, чтобы объяснить, как люди воспринимают события и объекты. Мироощущение каждого человека является уникальным и представляет собой лишь одну из интерпретаций реальности.


Важно то, что антипитательные вещества находятся в разных количествах почти во всех продуктах растительного происхождения. Эту информацию практически в каждой моей статье мне пытаются донести некоторые комментаторы. Так что, ребята, сегодня ваш день, я признаю, что антипитательные вещества — это темная сторона большинства овощей и фруктов...


Краткий перечень антипитательных веществ
  • Ингибиторы пищеварительных протеаз ингибируют действия трипсина, пепсина и других протеаз в ЖКТ, тем самым мешая усвоению белка и перегружая поджелудочную железу.
  • Ингибиторы липазы влияют на ферменты (такие как панкреатическая липаза человека), которые катализируют гидролиз некоторых липидов, включая жиры. Например, лекарство от ожирения Орлистат представляет собой ингибитор липаз, превращая все жиры в пищеварительном тракте в не перевариваемые.
  • Ингибиторы амилазы предотвращают гидролиз сложных сахаров, и пряпятствуют образованию простых сахаров (вроде глюкозы) и их усвоение организмом. Активно используются при создании диетических продуктов питания и лечении ожирения.
  • Щавелевая кислота и оксалаты присутствующие в ревене, чае, шпинате, петрушке связывают кальций и препятствуют его всасыванию в организме человека.
  • Глюкозинолаты (те самые, острые, хрен, горчина и т.п.) предотвращают поглощение йода, подовляя тем самым функцию щитовидной железы, и поэтому считаются гойтрогенами (или зобогенные вещества — вещества, способствующие образованию зоба).
  • Пищевые волокна сокращают время прохождения пищи через кишечник, не позволяя другим питательным веществам усвоится в ЖКТ.
  • Пища с высоким содержанием кальция, употребляемая одновременно с продуктами, содержащими железо, снижает усвоение железа по механизму, с участием железо-транспортного белка hDMT1, который ингибируется кальцием.
  • Некоторые белки, например, авидин, содержащийся в активной форме в сырых яичных белках. Авидин прочно связывается с биотином (витамином B7) и может вызывать его дефицит у животных и людей.
  • Флавоноиды, представляющие собой полифенолы из подмножества дубильных веществ хелатируют металлы (железо и цинк) и уменьшают их усвоение в ЖКТ, могут ингибировать некоторые пищеварительные ферменты и связывать белки в нерастворимую форму.
  • Фитиновая кислота, которая содержится в отрубях и образует не усваиваемые комплексы с магнием, железом, цинком, кальцием. У еще у нее "художественная" формула:


Стоит отметить, что уровень антипитательны веществ в современных культурах постоянно снижается в результате процесса "одомашнивания" (хотя, признаться, по большей части концентрации антинутриентов в растительном сырье и так слишком низка, для того, чтобы представлять риск для самочувствия здорового человека, но человеку с хроническими заболеваниями вполне может хватить). Так что вспомните про эту статью, когда захочется сказать "покупная клубника какая-то неживая, то ли дело со своей грядки". Фактически, для людей селекционеры стараются. В настоящее время существует возможность полностью избавиться от антипитательных веществ с помощью генной инженерии (ГМО-фикация), но, поскольку эти соединения также могут оказывать серьезное лечебно-профилактическое воздействие, такие генетические модификации в итоге сделают пищу более питательной, но серьезно ослабят ее комлексную ценность для здоровья. Хотя человеку с древних времен известен способ борьбы с антинутриентами — термическая обработка пищи и ферментация. Поэтому я с очень большим скепсисом отношусь ко всевозможным девиантным трендам в питании, вроде сыроедения, фрукторианства и т.п.


Из всего множества антипитательных веществ, пока остановлюсь на тех соединениях, которые раньше не встречались в моих статьях, но при этом встречаются в банановой кожуре.


Мыльно-рыльный сапонин


Первым делом конечно же сапонины – вещества, которые представляют собой гликозидные соединения cо стероидным (C27) или тритерпеноидным (C30) (139) сапогенинным ядром с одной или несколькими боковыми углеводными цепями. Благодаря их амфифильному характеру и поверхностно-активным свойствам, сапонины являются отличными пенообразователями, образуя очень стабильную пену. Важным преимуществом, отличающим сапонины от других анионных ПАВ (к примеру, часто используемых в стиральных порошках полифосфатов) — это отсутствие щелочной реакции. Большая часть сапонинов содержится в кожуре банана, хотя и в самом плоде нет-нет да что-то находят. Кстати, именно с присутствием сапонинов связаны такие свойства банановой кожуры, как очистка кожаной обуви, использование в качестве тряпочки при уборке и т.п. Для тех кто знал, да забыл, напомню почему мыло моет:



Но благодаря своим способностям адсорбироваться на границе "воздух-вода" поверхностно-активные вещества являются настоящим бичом для рыб и т.п. водной живности за счет ограничения доступности кислорода (фактически, водные обитатели гибнут от удушья). Коренные народности живущие за счет рыбной ловли сразу об этом смекнули, поэтому до сих пор используют растительные экстракты растений, содержащих сапонины, для браконьерского лова рыбы (несмотря на запреты).


Если для рыбы выбирать не приходится, то в случае наземных обитателей (животные и человек) сапонины оказывают угнетающее действие на нашу любимую микробиоту, вплоть до полной стерилизации кишечника (%USERNAME%, вспомни об этом, от души наливая Фэйри на губки для мытья посуды — и тщательно, очень тщательно ополосни тарелку...). Особенно опасно это у случае жвачных животных. Но последние замечательно научились идентифицировать растительное сырье с сапонинами и обходят его за версту (благо, сапонины очень горькие на вкус, в больших количествах). А человек, человек иногда может и не заметить...


На заметку: сапонины разных подклассов имеются не только в бананах. Неискушенному в химии человеку ядро сапонина чаще всего может встретиться в а)позеленевшей картошке — соединение соланин и б)в горчащих огурцах с дачной грядки — соединение кукурбитацин. И от той и от другой "напасти" растение можно спасти, просто сняв кожуру. Так что банановая кожура и огурец по этой части близки друг к другу. Живой пример правдивости высказывания "в каждой шутке есть доля шутки":



Хотя для беларусов такое импортозамещение не актуально, ибо (пруф+пруф) в Беларуси есть свои бананы.


Беларуский банан, такой беларуский...

… Как рассказал корреспонденту агентства «Минск-Новости» главный агроном по защите растений Минской овощной фабрики Александр Радушкевич, урожай бананов собирают дважды в год: в мае и сентябре. На этот раз созрели две ветки весом 5 кг каждая. Плоды отдадут на дегустацию работникам предприятия. Бананы миниатюрные – длиной всего 10–15 см. И очень сладкие. К слову, для выращивания чудо-фрукта на предприятии не используют подкормку и лампы: растению хватает белорусского солнца.



Сразу вспомнилось



Тауматино-подобные белки — основа сладкого вкуса


Помимо сапонинов, в кожуре бананов (и самих бананах) содержится еще один вид достаточно необычных соединений, которые называются "тауматино-подобные белки" (англ. thaumatin-like proteins,TLP) и тоже попадают в категорию "антипитательных веществ". Белки эти представляют собой короткие полипептиды (длиной около 200 аминоксилотных остатков), по структуре напоминающие белок со сладким вкусом, тауматин (или талин), впервые выделенный из сырья западноафриканского кустарника Thaumatococcus daniellii он же "африканская серендиповая ягода" он же "катемфе".



Некоторые из найденных в растении TLP примерно в 2000 раз более сладкие, чем сахар. Несмотря на то, что все TLP обладают очень сладким вкусом, вкус этот значительно отличается от "сладости сахара". Ощущение сладкого вкуса наступает очень медленно. Ощущения длятся долго, оставляя похожее на вкус лакрицы послевкусие. Наверное поэтому тауматин был одобрен как подсластитель только в ЕС (E957), Израиле и Японии. А вот в США он выступает только как корректор вкуса (FEMA GRAS 3732), но не как подсластитель.


За что же такие милые вещи получили свой статус "антинажорин"? А за то, что как и сапонины защищают растения от грибкового поражения с помощью различных механизмов, включая резкое увеличение проницаемости клеточных мембран потенциальных патогенов и хищников. И хотя исследований на людях не проводилось, но опыты на клеточных культурах вероятность увеличения проницаемости тканей кишечника у человека при употреблении TLP не исключают. А значит… Значит люди с аутоиммунными заболеваниями (или с подозрением на них) должны соблюдать осторожность при включении бананов в свой рацион.


Бочка меда к ложке дегтя


«Всё — яд, всё — лекарство; то и другое определяет доза»
Парацельс


В который раз выношу эту цитату в эпиграф. Вот и сейчас, после прочтения раздела про "антипитательные вещества", она становится еще актуальнее. Так как все полезные (и целебные) свойства банановой кожуры, как ни крути, связаны с теми самыми, так порицаемыми некоторыми западными исследователями, антипитательными веществами. Но с другой стороны, большая часть населения микроэлементы получает не только из растительного сырья (вегетарианцы и упомянутые выше сыроеды — не входят сюда) и может себе позволить иногда и горчичкой побаловаться, и фруктом каким-нибудь ядреным, антиоксидантым (и не думать про то, сколько цинка или железа не успело впитаться).


Ладно, возвращаемся к нашей кожуре. Я не буду останавливаться на различных кустарных и народных применениях, опишу кратко промышленные области, где кожура банана нашла активное применение:


  • Для получения фермента целлюлазы. Этот фермент используют для гидролиза целлюлозы клеточных оболочек кофейных зёрен или при ферментации биомассы при производстве биотоплива. Нельзя не отметить, что целлюлаза часто применяется для лечения фитобезоара (см. Хурма 2.0 Инструкция по употреблению).


  • Для получения фермента лакказы. Фермент этот известен тем, что активно используется для биоремедиации и детоксикации загрязненных почв и сточных вод. А также для улучшения свойств теста и вкусовых качеств пива в пищевой и пивоваренной промышленности. Кроме того, ферменты класса лакказ являются одними из немногих оксидоредуктаз, широко используемые как промышленные катализаторы.


  • Как адсорбент для удаления ионов тяжелых металлов из питьевой воды. Внимательный читатель не увидит ничего удивительного, так как я неоднократно упоминал как про наличие в бананах и банановой кожуре полифенолов, так и про то, что эти сооединения могут связывать ионы металлов (меди, цинка и т.д.) с образованием комплексов. Бразильские экологи лишний раз подтвердили этот факт, использовав высушенную и измельченную кожуру банана для очистки воды. При этом достаточно 10 минут для очистки (чтобы попить один раз), а само устройство для очистки воды, заправленное кожурой банана, может быть использовано до 11 раз, сохраняя все ТТХ.


  • Все антибактериальные свойства кожуры вполне укладываются в свойства, типичные для дубильных веществ. Единственное уточнение по поводу того, "как это работает". Работают либо непосредственно полифенолы с их свойством связываться с бактериальными белками, либо компоненты, образовавшиеся после ферментативного преобразования. На картинке показан механизм по которому гидролизуемые таннины деградируют до простейших метаболитов. А метаболиты в свою очередь активно вступают во взаимодействие с болезнетворными бактериями. Тот же, резорцинол, к примеру — широко используемое лекарственное средство при лечении кожных заболеваний.




  • Те самые сапонины, которые вредны, если принимать их внутрь — замечательно работают как анальгезирующее и противовоспалительное средство (действие на лейкотриены в метаболизме арахидоновой кислоты). Шкурки от бананов очень хорошее средство от укусов насекомых — запросто снимают раздражение и уменьшают отек (особенно, если более эффективных средств нет под рукой)

Выводы: кожура банана — если уж и не особо съедобна, то вполне иногда может пригодится для множества лайфхаков. Некоторые я даже описал. Так что, здоровья всем хабра-читателям и с наступающим Рождеством!


Cергей Бесараб (Siarhei V. Besarab)


ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ

-Moser, S., Muller, T., Ebert, M.-O., Jockusch, S., Turro, N. J., & Krautler, B. (2008). Blue Luminescence of Ripening Bananas. Angewandte Chemie International Edition, 47(46), 8954–8957
-Singh, B and Bhat, T.K (2003) Potential therapeutic applications of some antinutritional plant secondary metabolites. Journal of Agriculture and Food Chemistry 51: 5579-5597
-Brooks, A.A. (2008). Ethanol production potential of local yeast strains isolated from ripe banana peels. African Journal of Biotechnology 7: 3749-3752.
-Ratule M.T., Osman, A., Saari, N. and Ahmad, S. H. (2007). Microstructure of peel cell wall and selected physic-chemical characteristics of Berangan banana (Musacv. Berangan [AAA]) ripened at high temperature. Asia Pacific Journal of Molecular Biology and Biotechnology 15: 8-13.
-Mokbel, M., Saif, F. and Hashinaga, F. (2005). Antibacterial and antioxidant activities of banana (Musa, AAA cv. cavendish) fruits peel. Asian Journal of Biotechnology 2: 1-4
-Adeniji TA, Sanni LO, Barimalaa IS, Hart AD. Anti-nutrients and heavy metals in some new plantain and banana cultivars. Nigerian Food J 2007;25: 165-170.
-Choehom, R., Ketsa, S., & van Doorn, W. G. (2004). Senescent spotting of banana peel is inhibited by modified atmosphere packaging. Postharvest Biology and Technology, 31(2), 167–175.
http://agris.fao.org/agris-search/search.do?recordID=US9710952
-Bico, S. L. S., Raposo, M. F. J., Morais, R. M. S. C., & Morais, A. M. M. B. (2009). Combined effects of chemical dip and/or carrageenan coating and/or controlled atmosphere on quality of fresh-cut banana. Food Control, 20(5), 508-514.
-Hirsch, A. R., and R. Gomez. "Weight Reduction Through Inhalation of Odorants." J Neurol Orthop Med SufI 16 (n.d.): 28-31. Web. 1 Mar. 2015.
https://www.researchgate.net/publication/284455351_Antibacterial_and_phytochemical_analysis_of_Banana_fruit_peel
-Odebiyi, O.O and Sofowora,E.A(1978) Phytochemical Screening of Nigerian medicinal plants part II. Lloydia 41(1): 234-235
-Liu, J.-J., Sturrock, R., & Ekramoddoullah, A. K. M. (2010). The superfamily of thaumatin-like proteins: its origin, evolution, and expression towards biological function. Plant Cell Reports, 29(5), 419–436.

Вы можете помочь и перевести немного средств на развитие сайта



Комментарии (27):

  1. iig
    /#19582152 / +1

    обработать ультразвуком с частотой 40 Гц

    Наверное, здесь ошибка.

    • steanlab
      /#19582172

      Спасибо, поправил. Заодно и ссылку добавил :)

  2. Logonoff
    /#19582196 / +1

    Монументально!

  3. Squoworode
    /#19582390 / +1

    «повидло из флоэм» настолько же психоактивно, как и повидло из дубовой коры
    Но ведь точнее было бы «из луба дуба»

    • steanlab
      /#19582416

      отлично! :) спасибо, поправил.

      • Vnuchok
        /#19582998

        у меня жена замачивает банановые шкурки в воде и потом этой водой поливает комнатные растения. Есть ли смысл использования кожуры при этом?

      • Squoworode
        /#19583570

        И зря. Теперь и статья неэстетично смотрится с исправлением, и комментарий потерял актуальность…

  4. nomadmoon
    /#19582458

    > Щавелевая кислота и оксалаты присутствующие в ревене, чае, шпинате, петрушке связывают кальций и препятствуют его всасыванию в организме человека.

    А если кальция мало то оксалаты присутствуют в почках :\

  5. Dee3
    /#19582722

    Тема радиоактивных бананов не раскрыта

    • Javian
      /#19582840

      Можно заменить белорусским картофелем :)

      Калиевая радиоактивность продуктов питания
      image
      image
      Источник Ю.А.Виноградов. «Ионизирующая радиация. Обнаружение, контроль, защита».

    • steanlab
      /#19583094 / +1

      В шкурке калия 40 намного меньше чем в банане. Но, напишем, всему свое время ;)

  6. AN3333
    /#19583088 / +2

    Прекрасные статьи. А принципиально что они о растениях? Как на счет меда например?

    • steanlab
      /#19583096 / +1

      Мед — это целая вселенная, связанная, кстати, с растениями :) Как потенциальный объект рассмотрения — может быть, доводилось заниматься вопросами его валидации, и особенностями пыльцы в перге.

      • AN3333
        /#19583406

        Вот вопрос, мед бывает совершенно белый. Говорят что это смесь сахарозы с фруктозой. А потом оттуда вылазит целая пчела. Откуда она берет азот, все остальное, особенно металлы? Если бы там было заметное количество металлов, то он только из-за этого уже должен быть окрашен.

  7. kababok
    /#19583218 / +2

    [высунув язык, пишет в список]

    А ведь ещё кофе с кофеином, какао с кокаи теобромином, не только мёд & перга, но и прополис, авокадо, папайя — и берёзовый сок!

    А если серьёзно — просто шикарнейшие статьи, огромнейшее новогоднее спасибо! :)

    • steanlab
      /#19583226 / +1

      Cпасибо за отзыва. Да, растения — удивительная вещь, правда как «комплексный инструмент химика» начали рассматриваться сравнительно недавно.

    • selenite
      /#19583524

      > с кофеином
      Со сразу несколькими производными ксантина, включая теобромин. Вообще путешествие кофеиноподобных веществ с завода-производителя в растворимую пародию на кофе/энергетики и через организм человека запросто потянет на отдельную книгу.

      Меклон хорошо раскрыл тему в посте habr.com/post/381665

  8. carpaccio
    /#19584106

    Прекрасная статья. Единственная проблема (как и в других тоже) использование urban legends. Здесь это про то, что пленка масла на воде мешает проникновению кислорода. Эта пленка мешает испарению воды, но вот кислород прекрасно растворим в маслах, и никоим образом не мешает проникновению кислорода на границе фаз, а то и помогает ему.

  9. theedge
    /#19584508

    Ну вот, из ваших фруктово-ягодных статей уже целую книжку скомпоновать можно))

  10. Vaxx
    /#19584530

    То то я смотрю, мои курочки дерутся за шкурку банана.

  11. OriSvet
    /#19585990

    Испытываю от чтения статей автора столько удовольствия, сколько пожалуй испытывал только в детстве, читая научно-популярные книжки и журналы. Спасибо огромное!

  12. vvzvlad
    /#19586126

    Из шкурок ещё нечто, похожее на квас делают. Пить можно.


    P.S. Стиль очень похож на стиль одного моего знакомого. Так ли это?