Η αιθανόλη 🍷

Η κατανάλωση αλκοολούχων ποτών με μέτρο συνδέεται από την αρχαιότητα με τις ευχάριστες και τις εορταστικές στιγμές της ανθρώπινης ζωής. Σύμφωνα με έναν αρχαίο ελληνικό μύθο, ο θεός Διόνυσος χάρισε στον βασιλιά Οινέα ένα κλήμα αμπελιού. Ο Οινέας το φύτεψε, πάτησε τα σταφύλια που έβγαλε και έφτιαξε μούστο, ο οποίος ζυμώθηκε και έγινε κρασί. Ο μύθος περιγράφει και τα αποτελέσματα της υπερβολικής κατανάλωσης: στην αρχή ο άνθρωπος νιώθει ευφορία, αργότερα αγριεύει και, αν το παρακάνει, χάνει τον έλεγχό του.

Σε αυτή την ενότητα θα μάθεις τι είναι οι ζυμώσεις και τα ένζυμα, ποια είναι η χημική ουσία που ονομάζεται αιθανόλη, πώς παράγεται και πώς καίγεται, ποια είναι τα αλκοολούχα ποτά και τι επιπτώσεις έχει η κατανάλωση αλκοόλ στον ανθρώπινο οργανισμό.

3.1 Ζυμώσεις – Ένζυμα

Το ξίδι περιέχει οξικό οξύ, το γιαούρτι γαλακτικό οξύ και το κρασί περιέχει οινόπνευμα, του οποίου η χημική ονομασία είναι αιθανόλη ή αιθυλική αλκοόλη. Και οι τρεις αυτές ουσίες είναι οργανικές και σχηματίζονται με αντιδράσεις που ανήκουν στην ίδια κατηγορία, τις ζυμώσεις.

Το οξικό οξύ προκύπτει από την οξική ζύμωση της αιθυλικής αλκοόλης που περιέχεται στο κρασί.
Το γαλακτικό οξύ προκύπτει από τη γαλακτική ζύμωση σακχάρων που περιέχονται στο γάλα.
Η αιθυλική αλκοόλη προκύπτει συνήθως από την αλκοολική ζύμωση της γλυκόζης, ενός σακχάρου που περιέχεται στον μούστο.

Ζυμώσεις ονομάζονται οι αντιδράσεις μετατροπής οργανικών ουσιών σε άλλες, απλούστερες, με τη βοήθεια ειδικών οργανικών ουσιών, των ενζύμων.

Τα ένζυμα ή βιοκαταλύτες είναι οργανικές ενώσεις πρωτεϊνικής προέλευσης, η παρουσία των οποίων αυξάνει την ταχύτητα των χημικών αντιδράσεων.

Τα ένζυμα διαφέρουν από τους άλλους καταλύτες σε τρία σημεία:

Αυστηρή εξειδίκευση. Ένα ένζυμο συνήθως καταλύει μία και μόνη αντίδραση.
Αύξηση της ταχύτητας. Ένα ένζυμο αυξάνει την ταχύτητα της αντίδρασης περίπου ένα εκατομμύριο φορές, ενώ οι κοινοί καταλύτες πολύ λιγότερο.
Ευπάθεια. Τα ένζυμα δρουν μόνο σε ορισμένες περιοχές θερμοκρασίας και pH· έξω από αυτές απενεργοποιούνται.

Το ένζυμο δεν είναι απλώς ένας καταλύτης

Οι μαθητές συχνά αντιμετωπίζουν το ένζυμο σαν κάθε άλλο καταλύτη. Η διαφορά είναι ουσιαστική: ένα κοινό καταλύτης μπορεί να επιταχύνει πολλές διαφορετικές αντιδράσεις και αντέχει σε ακραίες συνθήκες, ενώ το ένζυμο συνήθως «ταιριάζει» σε μία μόνο αντίδραση και καταστρέφεται εύκολα αν αλλάξουν η θερμοκρασία ή το pH.

3.2 Αιθανόλη ή αιθυλική αλκοόλη ή οινόπνευμα

Η αιθανόλη, δηλαδή το γνωστό οινόπνευμα, είναι μια οργανική χημική ένωση με μοριακό τύπο $C_2H_5OH$ . Σε συνθήκες περιβάλλοντος είναι άχρωμο, διαυγές υγρό με χαρακτηριστική οσμή και αναμειγνύεται με το νερό σε οποιαδήποτε αναλογία.

Ιδιότητα	Τιμή
Φυσική κατάσταση	Υγρό
Πυκνότητα	0,8 g/mL
Χρώμα	Άχρωμο
Οσμή	Χαρακτηριστική
Σημείο βρασμού	78,4 °C

Πιο ελαφριά από το νερό, πιο πτητική από αυτό

Η αιθανόλη έχει πυκνότητα 0,8 g/mL, δηλαδή είναι πιο «ελαφριά» από το νερό (1 g/mL), και βράζει στους 78,4 °C — πολύ πιο χαμηλά από το νερό (100 °C). Γι' αυτό, όταν θερμαίνεται ένα ποτό, η αιθανόλη εξατμίζεται πιο εύκολα από το νερό που περιέχει.

3.3 Αλκοολική ζύμωση

Η αλκοολική ζύμωση είναι μία από τις πρώτες χημικές μεταβολές που παρατήρησε και αξιοποίησε ο άνθρωπος. Ακόμη και πρωτόγονοι λαοί γνώριζαν ότι οι γλυκοί καρποί, όπως τα σταφύλια, όταν αφήνονταν για μεγάλο διάστημα σε κατάλληλες συνθήκες, παρήγαγαν προϊόντα που προκαλούσαν μέθη.

Η αλκοολική ζύμωση είναι η αντίδραση παρασκευής της αιθανόλης από τη γλυκόζη, σύμφωνα με τη χημική εξίσωση:

C_6H_{12}O_6 (aq) \xrightarrow{\text{ζυμάση}} 2CH_3CH_2OH (aq) + 2CO_2 (g)

3.4 Η καύση της αιθανόλης

Όταν καίμε καθαρό οινόπνευμα του εμπορίου (95% v/v) και τοποθετήσουμε ένα κρύο γυάλινο ποτήρι πάνω από τη φλόγα, στα τοιχώματα του ποτηριού σχηματίζονται σταγονίδια νερού, δηλαδή υδρατμοί, που παράγονται κατά την καύση της αιθανόλης και υγροποιούνται στην κρύα επιφάνεια του ποτηριού.

Αν στη συνέχεια ξεπλύνουμε το ποτήρι με ασβεστόνερο και το ξανατοποθετήσουμε πάνω από τη φλόγα, τα άχρωμα σταγονίδια του ασβεστόνερου αποκτούν γαλακτώδες χρώμα. Αυτό οφείλεται στο ανθρακικό ασβέστιο που σχηματίζεται όταν το διοξείδιο του άνθρακα από την καύση της αιθανόλης αντιδράσει με το ασβεστόνερο.

Η καύση της αιθανόλης είναι μια εξώθερμη αντίδραση, κατά την οποία παράγονται $CO_2$ και $H_2O$ :

C_2H_5OH (l) + 3O_2 (g) \rightarrow 2CO_2 (g) + 3H_2O (g) + Q

Πώς αποδεικνύεται η καύση με απλά μέσα

Το κρύο ποτήρι και το ασβεστόνερο λειτουργούν σαν «ντετέκτιβ» των προϊόντων της καύσης: τα σταγονίδια στο ποτήρι αποδεικνύουν την παραγωγή νερού, ενώ το θόλωμα του ασβεστόνερου αποδεικνύει την παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα — χωρίς να χρειάζεται κανένα εξειδικευμένο όργανο.

3.5 Αλκοολούχα ποτά

Ως αλκοολούχα χαρακτηρίζονται τα ποτά που περιέχουν αιθανόλη. Η περιεκτικότητά τους σε αιθανόλη εκφράζεται σε αλκοολικούς βαθμούς.

Αλκοολικός βαθμός είναι η %v/v περιεκτικότητα του αλκοολούχου ποτού σε οινόπνευμα. Έτσι, ένα κρασί του οποίου η ετικέτα αναγράφει 11% vol περιέχει 11 mL οινοπνεύματος σε 100 mL του.

Οι αλκοολικοί βαθμοί ενός ποτού μετρούνται με το αλκοολόμετρο: βυθίζοντάς το στο ποτό και αφήνοντάς το να ισορροπήσει, η ένδειξή του δείχνει απευθείας τους αλκοολικούς βαθμούς.

Μην μπερδεύεις τον αλκοολικό βαθμό με τα mL του ποτού

Ο αλκοολικός βαθμός είναι μια περιεκτικότητα (%v/v), όχι ποσότητα. Ένα ποτό με υψηλότερο αλκοολικό βαθμό δεν σημαίνει απαραίτητα ότι κάποιος καταναλώνει περισσότερη αιθανόλη — αυτό εξαρτάται και από τον όγκο του ποτού που πίνει. Για να συγκρίνεις ποσότητα αιθανόλης, πρέπει να υπολογίσεις τα mL καθαρού οινοπνεύματος: όγκος ποτού × αλκοολικός βαθμός ÷ 100.

Τα αλκοολούχα ποτά, ανάλογα με τον τρόπο παρασκευής τους, διακρίνονται σε:

Μη αποσταζόμενα (κρασί, μπίρα)
Αποσταζόμενα (ούζο, τσίπουρο, ρακί, βότκα κ.ά.)
Ηδύποτα ή λικέρ (τσέρι, κουαντρό, μέντα κ.ά.)

Το κρασί παρασκευάζεται από την αλκοολική ζύμωση του μούστου, δηλαδή του χυμού νωπών σταφυλιών. Η μπίρα παρασκευάζεται από ζύμωση των σακχάρων που περιέχονται στη βύνη, η οποία είναι κριθάρι στο αρχικό στάδιο της βλάστησης, με προσθήκη εκχυλίσματος λυκίσκου που της προσδίδει χαρακτηριστική γεύση.

Η αιθανόλη είναι λιγότερο ρυπογόνο καύσιμο από το πετρέλαιο. Οι χώρες της Νότιας Αμερικής, που έχουν μεγάλες φυτείες ζαχαροκάλαμου και δυνατότητα μεγάλης παραγωγής αιθανόλης από αλκοολική ζύμωση, τη χρησιμοποιούν ως καύσιμο, είτε μόνη είτε σε μείγμα με τη βενζίνη (πράσινη βενζίνη).

3.6 Η φυσιολογική δράση της αιθανόλης

Η κατανάλωση οινοπνεύματος σε μικρή ποσότητα έχει διεγερτική δράση, ενώ σε μεγάλη ποσότητα προκαλεί μέθη. Σε νέους κάτω των 18 ετών μπορεί να αναστείλει την ανάπτυξη και να προκαλέσει βλάβες σε ζωτικά όργανα, όπως το συκώτι. Στις μεγαλύτερες ηλικίες η κατανάλωση με μέτρο προκαλεί ευφορία και σε ορισμένες περιπτώσεις συμβάλλει στην καλή λειτουργία της καρδιάς. Όταν όμως το αλκοόλ καταναλώνεται σε μεγάλες ποσότητες, μπορεί να δράσει σαν δηλητήριο και να προκαλέσει ακόμη και τον θάνατο.

Η συνεχής χρήση αλκοολούχων ποτών καταστρέφει το συκώτι και δημιουργεί σωματική και ψυχολογική εξάρτηση, γνωστή ως αλκοολισμός.

Η κατανάλωση αλκοόλ χαλαρώνει τα αντανακλαστικά, γι' αυτό υπάρχει αυστηρή νομοθεσία για τα όρια αλκοόλ στο αίμα των οδηγών και προβλέπονται τακτικοί έλεγχοι (αλκοτέστ). Η Ευρωπαϊκή Επιτροπή προτείνει το όριο αλκοόλ για τους οδηγούς στα κράτη-μέλη της Ευρωπαϊκής Ένωσης στα 0,2 γραμμάρια ανά λίτρο αίματος, με στόχο τη μείωση των αυτοκινητιστικών ατυχημάτων.

Το αλκοόλ δεν είναι «αβλαβές» απλώς επειδή είναι νόμιμο

Πολλοί μαθητές θεωρούν ότι, αφού τα αλκοολούχα ποτά πωλούνται ελεύθερα σε ενήλικες, δεν έχουν σοβαρές επιπτώσεις. Στην πραγματικότητα, σε νέους κάτω των 18 ετών η αιθανόλη μπορεί να αναστείλει την ανάπτυξη και να βλάψει ζωτικά όργανα, ενώ η συστηματική κατανάλωση σε κάθε ηλικία οδηγεί σε βλάβη του συκωτιού και εξάρτηση.