Monthly Archives: January 2016

15 коротких фактов о мире, который не перестаёт нас удивлять

Наш мир любит повернуться к нам новой стороной, так что вещи, которые казались очевидными, становятся совершенно другими.
Found there

1. Расстояние между вытянутыми в стороны руками — это и есть ваш рост.

2. Чёрный шоколад не вреден для зубов. Более того, он замедляет развитие кариеса.

3. Акулы становятся спокойнее под музыку AC/DC.

4. Виагра предохраняет цветы от увядания.

5. Человеческое зрение может различать 500 различных оттенков серого.

6. Оптимуса Прайма и Сову из «Винни-Пуха» озвучивал один и тот же человек.

7. Смотритель национального парка в Вирджинии был 7 раз поражён молнией и остался в живых.

8. «Киндер-сюрпризы» запрещены в США.

9. В Норвегии есть городок под названием Ад. Welkome to hell.

10. Чтобы изготовить обручальное кольцо, необходимо переработать более тонны золотосодержащей руды.

11. Крысы смеются от щекотки.

12. Никто из группы The Beatles не знал нот.

13. Херофобия — боязнь радости.

14. Мэром города Шарон в США работает кот Фредди.

15. В сутках 23 часа 56 минут и 4 секунды. Всю свою жизнь я жил во лжи!

Все, кто учил английский, знают, каким наказанием могут стать неправильные глаголы. Чтобы решить эту задачу, поэт Евгений Папуша написал эти горе-слова в виде забавных строф для своего сына. Он читал строфу, а тот вспоминал продолжение, и таким образом пятилетний мальчик за день выучил все 300 глаголов.           Found there

1. Море спорит с легким бризом,
шторм arise, arose, arisen (подниматься, возникнуть).

2. Знайте все: глагол to be
в детстве был was, were, been (быть).

3. Он неправильным рожден.
Не забудьте: bear, bore, born (родить, нести).

4. Если к be прижмется come —
слово будет новым нам,
как become, became, become (сделать, стать).

5. Если be имеет gun —
хулиганит хулиган,
вдруг begin, began, begun (начинать(-ся)).

6. Пользы нет от сигарет —
они тело bend, bent, bent ((со-)гнуть).

7. Сожалеть не перестанут
те, кто с ними bind, bound, bound (связать).

8. Если улей раздразнить —
пчелы больно bite, bit, bit (кусать(-ся)).

9. Надо срочно в лазарет,
если рана bleed, bled, bled (кровоточить).

10. Я секрета не открою
в том, что ветер blow, blew, blown (дуть).

11. Для всего есть в жизни сроки:
всё когда-то break, broke, broken ((с-)ломать).

12. Я вам дам один совет:
деток надо breеd, bred, bred (выращивать, воспитывать).

13. Стюардесса чай несет —
по-английски bring, brought, brought (приносить).

14. Тем, кто строил, не забыть
про глаголы build, built, built (строить).

15. Всем тепло огонь дает,
потому что burn, burnt, burnt (гореть).

16. Это просто анекдот —
все, что нужно, buy, bought, bought (покупать).

17. И не бедным get, got, got (получать, становиться, делаться).

18. Жизнь тому добра не даст,
кто в беде вас cast, cast, cast (кидать, лить металл).

19. Спит ленивый толстый кот,
он мышей не catch, caught, caught (ловить, схватывать).

20. В жизни часто выбор сложен.
Как нам все же choose, chose, chosen (выбирать)?

21. Будут все не рады вам,
если часто come, came, come (приходить).

22. Для богатых не вопрос:
«Сколько стоит cost, cost, cost (стоить)?»

23. На Востоке есть обряд…
Слово «резать» — cut, cut, cut (резать).

24. Ям не рой другим, чудак,
и не стоит dig, dug, dug (копать).

25. Взял сынок большой картон
и картину draw, drew, drawn (рисовать, тащить).

26. Будет талия у дам,
коль зарядку do, did, done (делать).

27. Говорит всегда эстет:
«Как прекрасно dream, dreamt, dreamt (мечтать, видеть во сне)!»

28. Тот, кто выпить не дурак,
любит слово drink, drank, drunk (пить).

29. Если вы авто водили,
вам знакомо drive, drove, driven (водить, гнать).

30. Если муж пришел сердитый —
дайте кушать — eat, ate, eaten (есть).

31. Каждый будет недоволен,
если больно fall, fell, fallen (падать).

32. Наша кошка Пуси Кэт
деток любит feed, fed, fed (кормить).

33. Сердцем чувствует поэт…
Это слово feel, felt, felt (чувствовать).

34. На земле любой народ
за свободу fight, fought, fought (сражаться).

35. Отыскал боксер нокаут.
Это слово find, found, found (находить).

36. Не дурите, мой совет,
чтоб потом не flee, fled, fled (бежать, спасаться).

37. Во все страны Rolling Stones
самолетом fly, flew, flown (лететь).

38. И талант их grow, grew, grown (расти, становиться).

39. Позвонить домой с работы
я forget, forgot, forgotten (забывать).

40. Чтоб друзья вас не забыли —
в долг не стоит give, gave, given (давать).

41. Кто рожден как почтальон —
днем и ночью go, went, gone (идти, ходить, уезжать).

42. Если на стене изъян —
ты картину hang, hung, hung (вешать, висеть).

43. Ты в душе всегда поэт,
если душу have, had, had (иметь).

44. Звук отправился в полет…
Это hear, heard, heard (слышать).

45. Клад грабителю не виден,
потому что hide, hid, hidden (прятать).

46. Взять внаем кабриолет
разрешите — let, let, let (позволять).

47. Кто украл кабриолет?
Эй, держите: hold, held, held (держать)!

48. Всем, кто любит звон монет, —
деньги в банке keеp, kept, kept (хранить).

49. Как смешить лукавый клоун
знает точно know, knew, known (знать).

50. На снегу звериный след
вас к берлоге lead, led, led (вести).

51. Вот уже который год
я английский learn, learnt, learnt (учить(-ся)).

52. Ждет фрегат, тоскуя, кнехт…
Порт корабль leave, left, left (покидать).

53. Может, кто на хлеб монет
мне немного lend, lent, lent (давать взаймы)?

54. Спичка звездочкой горит,
если спичку light, lit, lit (зажигать).

55. Билл, держи по ветру нос —
нюх опасно lose, lost, lost (терять).

56. Нам на 100 персон обед
поживее make, made, made (делать).

57. Осознания момент
по-английски: mean, meant, meant (означать).

58. Без разлуки встречи нет.
Встреча будет: meet, met, met (встречать).

59. Был борец довольно крут —
на лопатки put, put, put (класть).

60. Ты обязан с детских лет
по-английски read, read, read (читать).

61. Будешь ты, как лорд, солиден,
коль верхом ride, rode, ridden (ездить верхом).

62. Из парчи сияют ризы —
солнце в небо rise, rose, risen (подниматься).

63. Чтобы быть здоровым вам —
ежедневно run, ran, run (бежать, течь).

64. Языком вчера сосед
еле-еле say, said, said (сказать).

65. Тайну мы тогда храним,
коль ее не see, sаw, seen (видеть).

66. Я вчера купил корову,
а козла sell, sold, sold (продавать).

67. Мы для вас в один момент
письма факсом send, sent, sent (посылать).

68. Мы с Марией тет-а-тет,
только солнце set, set, set (заходить — о солнце, устанавливать).

69. Эй, бармен, встряхни свой шейкер!
Поживее shake, shook, shaken (трясти)!

70. Дождь поплакал и прошел.
Солнце ярко shine, shone, shone (сиять, блестеть).

71. По мишеням хорошо
я как снайпер shoot, shot, shot (стрелять, давать побеги).

72. Люди в дом тот не спешат,
там, где двери shut, shut, shut (закрывать).

73. Узнаю по голосам,
кто приятно sing, sang, sung (петь).

74. Сердце тянет в небеса…
И я в небо sink, sank, sunk (погружаться).

75. За семь бед — один ответ…
Только бы не sit, sat, sat (сидеть).

76. Сон все ближе — step by step,
скоро дети sleep, slept, slept (cпать).

77. Вот уже как 40 лет
детство елкой smell, smelt, smelt (нюхать, пахнуть).

78. Там всегда не будет проку,
где обильно speak, spoke, spoken (говорить).

79. Не копите много лет —
жены money spend, spent, spent (тратить).

80. Стоит ли так сильно спорить?
Это нервы spoil, spoilt, spoilt (портить).

81. Утром кофе на весь свет
вкусный запах spread, spread, spread (распространять).

82. Поднимая тарарам,
дождь по крыше spring, sprang, sprung (прыгать, вскочить).

83. Будет все у вас not good,
если дело stand, stood, stood (стоять).

84. Рассмешив всех, хитрый клоун
грусть украл steal, stole, stolen (красть).

85. Поутру баран сердитый
к нам в ворота strike, struck, stricken (ударять, бастовать).

86. Чтобы вас не победили,
вы должны strive, strove, striven (стараться, бороться).

87. Слово чести — мой закон!
В этом swear, swore, sworn (клясться).

88. Если летом жарко вам,
как приятно swim, swam, swum (плавать).

89. Надпись есть на ленте клейкой:
«Только мухам take, took, taken (брать)!»

90. Как учитель к нам зайдет —
начинает teach, taught, taught (обучать).

91. Тишину весенний гром
с треском tear, tore, torn (разрывать, рвать).

92. Коль молчанье — чисто gold,
серебрится tell, told, told (сказать).

93. Если ты не обормот —
ты обязан think, thought, thought (думать).

94. Сквозь огонь с тоски порою
тигры в цирке throw, threw, thrown (бросать).

95. То, что спуск был слишком крут,
understand и understood (понимать).

96. Сто подметок почтальон
за год может wear, wore, worn (носить, изнашивать).

97. Кто в любви бывает слеп,
после будет weep, wept, wept (плакать)!

98. После драки много ран,
даже если win, won, won (выигрывать).

99. Никогда часы не встанут,
если их wind, wound, wound (крутить, заводить часы).

100. Без труда теперь учите
то, что Юджин write, wrote, written (писать).

 

Ничего сложного нет, кроме страхов и мифов в наших собственных головах. Като Ломб, одна из первых в мире синхронных переводчиков, знала 16 языков, и вот краткий список её советов тем, кто хочет добиться успеха в изучении иностранного языка.                             Found there▼ 

1. Заниматься языком необходимо каждый день. При нехватке времени выделяйте хотя бы 10–15 минут для чтения или повторения новых фраз. Особенно эффективно заниматься по утрам.

2. Если желание изучать язык ослабевает слишком быстро, придумайте свой собственный алгоритм занятий. Например, немного занятий, потом — немного музыки, небольшой перерыв на прогулку. Но не забрасывайте учебу.

3. Контекст — наше все. Никогда не изучайте отдельные слова, используйте контекст по максимуму. Например, если вы запомнили выражение «strong wind», то одно из слов автоматически вызовет в памяти второе.

4. Особенно полезно выписывать уже готовые отдельные фразы и стараться использовать их как можно чаще в речи.

5. Мысленно переводите в уме всё, что попадается на глаза — рекламы, отрывки песен, диалогов, названия газетных статей. Разминка для мозга и всегда полезно для тренировки памяти.

6. Полезно заучивать небольшие тексты и диалоги. Но заучивать надо только то, что стопроцентно правильно или предварительно исправлено преподавателем.

7. Уже готовые к употреблению фразы и идиомы записывайте и сохраняйте в памяти в первом лице. Например: «I am only pulling your leg» (Я просто тебя дразню).

8. Любой иностранный язык нельзя изучать изолированно. Штурмовать крепость нужно со всех сторон: смотрите фильмы, читайте литературу и газеты в оригинале, общайтесь с носителями языка в интернете. (Например, Като Ломб начала изучать русский с «Мертвых душ» Гоголя и внушительного словаря).

9. Не бойтесь ошибок, бойтесь неисправленных ошибок. Никогда и ничего не оставляйте непроверенным. Лучше уточните дважды.

10. Будьте уверены, что несмотря ни на что, вы выучите язык! Непременно наступит момент, когда количество перерастет в качество, и языковой барьер будет сломлен.

15 ошибок в английском языке, которые делают носители русского

1. I feel myself (я чувствую себя)

Неправильно: I feel myself fine today.
Правильно: I feel fine today.

В английском языке после глагола «feel» (чувствовать) не ставится возвратное местоимение «myself» (себя) — носители английского и так поймут, что вы говорите о своём самочувствии. Они говорят просто: I feel well; I feel sick; I feel happy.

Если вы скажете «I feel myself», то для англоговорящих это прозвучит… странно. Они решат, что вы рассказываете им о физическом контакте с самим собой или прикосновениях к самому себе.

2. Enough (достаточно)

Неправильно: She spoke English enough well to get the job.
Правильно: She spoke English well enough to get the job.

В английском языке правильный порядок слов важнее, чем в русском. Место слова «enough» в предложении зависит от того, к какой части речи оно относится: наречию, прилагательному или существительному.

Если «enough» относится к наречию или прилагательному, то стоит после смыслового глагола:

— Do you think he’s old enough to watch that movie?
— We’ve done enough today.

Old (взрослый) — прилагательное, today (сегодня) — наречие.

Если «enough» относится к существительному, то стоит перед глаголом:
— We had enough money to buy a ticket.

3. Normal (нормально)

Неправильно: How are you? — I’m normal, thanks.
Правильно: How are you? — I’m fine, thanks.

В английском языке мы обычно не употребляем слово «normal» (нормально), чтобы рассказать о своём настроении или прошедшем дне. Носители английского говорят «fine» или «okay». А слово «normal» они воспринимают скорее в значении «средний, обычный» или же именно «нормальный».

Представьте, что у вас спрашивают: «Как дела, как ты?». А вы отвечаете: «Я нормальный». Согласитесь, звучит нелепо: вы будто пытаетесь убедить собеседника, что вы нормальный человек, а не странный или даже сумасшедший. Возможно, как раз самое время заявить о своей нормальности миру, но вы-то наверняка говорили совсем не об этом.

4. Scientist, scholar (учёный)

Неправильно: Scientists study history so that humanity can learn from the past.
Правильно: Scholars study history so that humanity can learn from the past.

Оба слова, и «scientist», и «scholar», переводятся с английского языка как «учёный», но значение у них разное.

«Scientist» — это эксперт в точных (химия, физика, математика, биология) или социальных (психология, социология, политология) науках.

«Scholar» — это эксперт в определённой области знаний. Он отлично разбирается в предмете, потому что изучает его. «Scholar» — специалист в областях вроде истории, искусства или языках. Так же называют умненького студента, который получает стипендию — «scholarship».

Разница ещё и в том, что «a scientist» для изучения предмета пользуется научными методами — строит гипотезы, проводит эксперименты, делает заключения, a «scholar» обычно обходится без этого.

5. Предлоги

Неправильно: I was waiting David on the theater.
Правильно: I was waiting for David at the theater.

При изучении английского языка русскоговорящие часто путаются в предлогах или вовсе опускают их. Нам кажется, что предлоги в английских фразах должны быть такими же, какими были бы в русских. Но это не так. Чтобы не путаться, надо просто выучить самые распространённые выражения, где предлог тесно связан с глаголом.

— Depends on — зависит от.
— Tired of — устал от.
— Divide into — разделить на.

Часто в английском предложении предлог необходим, а в русском не нужен, или наоборот:
— To wait for someone — ждать кого-то.
— To graduate from school — закончить школу.
— To listen to someone/music — слушать кого-то/музыку.
— To be afraid of someone/something — бояться кого-то/чего-то.
— To explain to someone — объяснять кому-то.
— To answer a question — ответить на вопрос (обратите внимание: без предлога, но с артиклем).

Предлоги можно разделить на несколько категорий. Так вы быстрее поймёте, когда и какой предлог употребить:
a) Покрытия (настольные, настенные, напольные, плиты, крыша, полки): on.
— Например: on the roof, on the table.
b) Технологии (компьютер, телевизор, радио, экран, DVD, жесткий диск, CD): on.
— On this DVD.
c) Общественный транспорт: (поезд, автобус, трамвай, самолет, корабль, паром): on.
— On the bus, on the ship.
d) Внутри физического объекта/структуры (книга, карман, ящик, номер): in.
— In his pocket, in a boxes.
e) Места: (офис, стадион, магазин, супермаркет, станция, театр, парк) at/in.
— In the street, at the station.

6. How and What (как и что)

Неправильно: How do you call this in English?
Правильно: What do you call this in English?

Носители русского языка часто путают вопросительные слова «how» и «what», спрашивая на английском: «Как это называется?». Они пытаются начать фразу с привычного «как» — «how». Но в английском употребляют именно «what». Это нужно запомнить.

7. City

Неправильно: I am from Moscow city.
Правильно: I am from Moscow / the city of Moscow.

Часто говорят только название (Москва, Нью-Йорк, Лондон) и не добавляют слово «город». Если же важно уточнить, что это именно город и ни что иное, то используйте конструкцию «the city of».
Например: the city of London, the city of Boston, the city of Moscow.

В редких случаях слово «город» входит в название: New York City, Salt Lake City, Mexico City. Иногда так дают понять, что это конкретный город, а не иная географическая зона с таким же названием:
— I grew up in a small town in the state of New York, but now I live in New York City.
— Although I have lived in Moscow for several years, my parents still live in a small town outside of the city but still in Moscow Oblast.
— I visited Salt Lake City this summer.

8. Plural and Singular (единственное и множественное число)

Неправильно: The professor gave us several useful advices for our researches.
Правильно: The professor gave us several useful words of advice for our research projects.

И в русском, и в английском языке есть исчисляемые существительные, которые легко можно сосчитать (кресло, яблоко, стакан), и неисчисляемые, которые нельзя посчитать без дополнительных единиц (вода в литрах, время в минутах, рис в граммах). Но часто исчисляемые существительные в английском становятся неисчислимыми.

Пример неисчисляемых существительных:
— Advice, research, knowledge, accommodation, baggage, equipment, furniture, garbage, information, luggage, money, news, pasta, progress, travel, work.
Если вы хотите употребить неисчисляемые существительные во множественном числе, используйте дополнительные слова: piece, glass, chunk.

Например:
— We just bought several new pieces of equipment for our lab.
— I’ll have three glasses of lemonade, please.
— She cut off a large chuck of meat and fed it to her dog.

Есть несколько устойчивых выражений, которые в английском языке всегда употребляются в единственном числе:
— Правильно: Thank God, we have each other.
— Неправильно: Thanks Gods
— Правильно: No problem!
— Неправильно: No problems!
— Правильно: We have no comment about the case.
— Неправильно: no comments.

9. Possibility and Opportunity

Неправильно: I will have the possibility to go to the conference next year.
Правильно: I will have the opportunity to go to the conference next year.

Носители русского языка часто говорят «possibility», когда рассказывают о своей возможности сделать что-либо. Но в английском языке есть и слово «opportunity», также означающее «возможность». Какое слово использовать, зависит от контекста.

«Possibility» — это нечто гипотетическое, что может произойти или оказаться правдой.

«Opportunity» — это благоприятные обстоятельства, которые позволяют нам сделать что-либо или дают шанс действовать.

— There is a possibility that it will rain tomorrow, so you will have an opportunity to use your new umbrella.

— There is a possibility that we will have enough funding for another research assistant position. If so, you will have an opportunity to apply for this position.

10. Say and Tell

Неправильно: Can you say me how to tell this in English?
Правильно: Can you tell me how to say this in English?

«Say» говорят, когда хотят пересказать слова другого человека. «Tell» употребляют, когда хотят о чём-то попросить, спросить или информируют кого-то о чём-либо. Глагол «tell» сопровождается прямым дополнением: tell us/him/her/the audience.

— At lunch John told his coworkers about his business trip to China.
— John said that the business trip to China went very well.
Запомните эти словосочетания:
— Say yes or no, a few words, something.
— Tell a story, a lie, a secret, a joke, the truth.

11. Learn and Teach

Неправильно: Can you learn me to speak English better?
Правильно: Can you teach me to speak English better?

«Learn» и «teach» часто путают, потому что оба слова означают «учить». Но в английском языке их значения совершенно разные.
«Learn» — это учиться самостоятельно. Студент учит домашнее задание, девочка учится играть на гитаре и так далее.
«Teach» — это обучать кого-то. Преподаватель обучает студентов тонкостям языка.
— «I remind myself every morning: Nothing I say this day will teach me anything. So if I’m going to learn, I must do it by listening.« — Larry King

12. Free

Неправильно: I want to speak English freely.
Правильно: I want to speak English fluently.

Если человек хочет сказать, что свободно говорит на иностранном языке, то использует слово «fluent», а не «free». Да, «free» означает «свободно», но другое его значение — «бесплатно». А если «free» стоит после существительного (smoke-free, car-free, alcohol-free), это означает, что действие запрещено.

This is the smoke-free bar. If you want to smoke, you must go outside.

13. Do and Make

Неправильно: I think I did a mistake
Правильно: I think I made a mistake.

На русский язык оба глагола — «do» и «make» — переводятся как «делать». Но значение у них разное.

«Do» — для повседневной деятельности или работы, результатом которой станет нечто нематериальное, то, что нельзя потрогать:
— Do homework, do the dishes, do the laundry, do a job, do the shopping.

«Do» используют, когда обобщают, а не конкретизируют. Часто рядом стоят слова: something, nothing, anything, everything:
— He has done nothing all day.
— She would do anything for her Mom.
— Is there something I can do for you?

«Make» употребляют, когда говорят о создании материальной, ощутимой вещи:
— Make food, make a cup of tea, make clothes, make a mess.

Но есть много словосочетаний-исключений с глаголами «make» и «do», которые просто нужно запомнить:
Make money, do someone a favor, do business, make a decision, do good, make a plan.

14. Expensive и dear (дорогой)

Неправильно: That computer is too dear for me to buy.
Правильно: That computer is too expensive for me to buy.

Русское слово «дорогой» переводится на английский как «expensive» или «dear», опять-таки в зависимости от контекста. Оба слова означают нечто ценное для человека, но смысл у них разный.
«Dear» — это нечто ценное в эмоциональном или личностном смысле:
— This necklace isn’t very expensive, but, since it belonged to my grandmother, it is very dear to me.

«Expensive» — это нечто ценное в финансовом смысле, например, дорогостоящая покупка:
— I wish I hadn’t dropped my new iPhone in the toilet. It was really expensive!

15. Gender (род)

Неправильно: It’s time I bought a new computer, since he is very old.
Правильно: It’s time I bought a new computer, since it is very old.

Носители русского языка часто по привычке говорят «he» или «she» в случаях, когда надо использовать «it».

В английском языке личные местоимения «he» или «she» применимы по отношению к людям. Уместно говорить «he» или «she» про собак, кошек или других животных, чей пол известен. Часто мы называем так домашних животных, которых любим или которые нам нравятся, они для нас — не безликое «it», а именно «he» или «she» — «он» или «она».

— I have fond memories of my dog, Spot. He was a great dog.

Можно говорить так о неодушевлённых предметах, к которым мы привязаны — автомобилях, кораблях и даже странах:
— Look at that sports car! Isn’t she a beauty?
— «God bless America,
Land that I love,
Stand beside her, and guide her
Through the night with a light from above».
Irving Berlin

В английском языке есть слова, у которых уже есть род — они учитывают фактический пол человека или животного:

Женский: women, girl, mother, daughter, aunt, niece, nun, goddess, empress, queen, princess, heroine, actress, waitress, lioness, cow.

Мужской: man, boy, father, son, uncle, nephew, monk, god, emperor, king, prince, hero, actor, waiter, lion, bull.

В современном английском языке слова вроде «waiter» (официант), «actor» (актёр), «hero» (герой) используются как для мужского, так и для женского рода. Если необходимо точно обозначить пол, можно добавить слова «мужчина» или «женщина»:
— In Shakespeare’s time women couldn’t be actor and play on stage, so all female roles were played by actor men.

В английском языке слово «hero» (герой) означает не только героя книги. Герой — это человек, реальный или вымышленный, проявляющий большую смелость или идущий на жертву ради общего блага.

ГМО — мифические опасности

Александр Панчин

Цены на овощи, картофель и на другие продукты питания постоянно растут. Для многих граждан этот рост представляет реальную финансовую проблему, и в связи с этим хотелось бы иметь более доступные, но в то же время качественные продукты. Одним из способов увеличения урожайности и снижения себестоимости сельскохозяйственных продуктов является селекция. Но что такое селекция?

В живых организмах постоянно происходят мутации. «Мутация» в разговорной речи, как правило, ассоциируется с чем-то негативным, но это совершенно нормальное и неизбежное биологическое явление — изменение последовательностей ДНК, составляющих геномы живых существ.

{Мутации  можно разделить на “положительные” и “отрицательные”, с точки зрения процветания и развития вида или с точки зрения человека. Однако это очень условное разделение, т.к. в экстремальной ситуации или долговременной перспективе такие мутации могут изменить свой знак. Old Chemist}

Если бы в природе не было мутаций, не было бы эволюции, не было бы нас. Хотя большинство мутаций не приводит к каким-либо заметным эффектам, некоторые мутации у растений могут приводить к тому, что растение начинает лучше или быстрее расти, давать более крупные плоды. Систематически отбирая лучшие (с нашей точки зрения) растения, высаживая их на полях и тем самым осуществляя селекцию, мы увеличиваем урожайность полей и качество выращиваемых культур. Сегодня практически никто не выращивает дикие варианты растений для последующего употребления в пищу. Скажем, дикая форма кукурузы, теозинт, не показалась бы читателю съедобной.

Недостатком селекции является то, что порой приходится долго ждать появления растений с необходимыми свойствами, ведь мутации могут произойти где угодно, а вовсе не там, где надо. Чтобы ускорить появление нужных растений, иногда даже используют мутагены, приводящие к более быстрому накоплению мутаций. При таком подходе иногда среди тысяч получившихся «мутантов», многие из которых хуже исходного растения, найдется несколько с нужными свойствами. Если повезет.

Современные технологии и исследования в области генной инженерии позволили в гонке за более качественными сортами растений перейти от использования мутаций случайных к внесению мутаций направленных. Если мы не хотим, чтобы наш урожай съели насекомые, мы можем полить поля пестицидами, а можем сделать растения ядовитыми для вредителей. Если мы хотим, чтобы наше растение было богаче определенным витамином, мы можем вставить в него гены, необходимые для синтеза этого витамина (например, так был сделан «золотой рис», богатый витамином А). И так далее. Продукты генной инженерии сегодня называют генетически модифицированными организмами (ГМО). Как это часто бывает с новыми технологиями, нашлись люди, которые считают ГМО опасными. В рамках одного из круглых столов на зимней научной школе «Современная биология и биотехнологии будущего» [2] мы попробовали разобраться в справедливости этих опасений. В данной статье это будет сделано на примере разбора лекции Ирины Ермаковой «ГМО: реальные и мнимые угрозы», прочитанной 23 октября прошлого года в рамках мультимедийного проекта «Лекто-РИА» (РИА новости), в которой были собраны вместе основные аргументы противников ГМО.

   Опасение: ГМО по определению не могут быть безопасны потому, что любое вмешательство приводит к появлению организмов с неизвестными свойствами.

На самом деле, в каждом живом существе, в каждой клетке регулярно происходят новые мутации. В этом смысле «появление организмов с неизвестными свойствами» происходит постоянно и без нашего участия. Это происходит и в дикой природе, и на огороде на даче, и при селекции на крупной ферме. Такая претензия может быть предъявлена абсолютно любым продуктам питания. Само по себе это не может быть поводом для опасения.

Более того, многие технологии, которые используют генные инженеры для создания ГМО, естественным образом встречаются в природе. Например, Т-плазмида, которую генные инженеры научились использовать для внедрения нужных генов в растения, была исходно взята у природной агробактерии. Агробактерии используют эту плазмиду, чтобы внедрять в растения нужные ей гены. Но пока «генной инженерией» занимались бактерии, это никого не пугало, но стоило этим заняться людям… Тут всё и началось.

Опасение: в некоторых работах в результате потребления ГМО были выявлены патологии внутренних органов, образование опухолей, изменение гормонального уровня, бесплодие у животных и человека.

В прессе иногда появляются сообщения о том, что в такой-то работе показана опасность ГМО, например на грызунах. К сожалению, для большинства людей не представляется возможным проверить качество выполнения подобных работ. Чаще всего подобные работы содержат грубые методологические ошибки. В качестве примера вспомним нашумевшую работу французского биолога Сералини, который кормил крыс генетически модифицированной кукурузой и утверждал, что у крыс, которые ели ГМО, чаще возникали опухоли [3]. Оказалось, что в его работе отсутствовал статистический анализ. Когда такой анализ был проведен и опубликован в том же журнале, что и сама работа, выяснилось, что те отличия, которые выдавались за эффект ГМ-кукурузы, не выходят за рамки случайного разброса данных [4]. Если же отказаться от статистического анализа и интерпретировать данные так, как это делает Сералини, то из его работы можно сделать и совершенно парадоксальный вывод, что поедание ГМ-кукурузы увеличивает продолжительность жизни самцов крыс. В своем ответе многочисленным критикам Сералини лишь вскользь упомянул эту проблему, сказав, что «статистика не говорит правду, но помогает понять результаты» [5]. Подробно эта работа уже разбиралась в ТрВ-Наука №114, с. 10 [6].

Во многих работах, на которые ссылаются противники ГМО, никакого вреда от ГМО даже не заявлено. Например, в попытке обосновать опасность потребления, Ирина Ермакова ссылается на работу 2007 года Сакамото [7]. Но в выводах работы сказано: «…эти результаты указывают, что длительное потребление диеты, содержащей до 30% ГМ-сои, не имеет наглядных негативных эффектов для крыс». Почему-то эта работа упоминается Ермаковой в одном ряду с работой Сералини, на которую она тоже ссылается как на доказательство вреда ГМО.

На сегодняшний день утверждения о патологиях, связанных с употреблением ГМО, ограничиваются анекдотами, домыслами и ссылками на работы весьма низкого качества или на работы, в которых речь идет совсем о другом. Можно привести лишь одно исключение. Известен случай, когда сделали генетически модифицированную сою с геном бразильского ореха, кодирующего белок альбумин [8]. Оказалось, что люди, у которых была аллергия на бразильские орехи, часто вырабатывали аллергию на данную ГМ-сою. Для тех людей, кому опасно есть орехи, могут быть опасны растения с генами этих орехов. Такого рода проблемы сейчас отслеживаются на стадии испытаний ГМ-сортов.

Опасение: транснациональные компании на этом деле делают большие деньги.

Безусловно, производство ГМО приносит определенную прибыль, иначе бы этим не занимались. Но в то же время существует не менее успешный бизнес вокруг продажи «органик» продуктов (заявленных как продукты, в производстве которых не использовались никакие современные технологии, включая генную инженерию). Органические продукты обходятся потребителю в среднем на 10–40% дороже, чем аналоги [9]. Рынок органических продуктов стремительно растет. Так, продажи органических продуктов в 2002 году составили 23 млрд долл. США [10], а в 2008 году — уже 52 млрд [11]. Думаю, что существенный вклад в рост популярности органических продуктов вносит распространение идеи об опасности ГМО. К слову, о корпорациях: в Северной Америке в 2012 году большая часть производителей органической пищи была приобретена мультинациональными корпорациями [12]. Аналогично, использование некоторых видов ГМО, например растений, ядовитых для вредителей, невыгодно химическим компаниям, производящим пестициды.

В связи с этим борьба против ГМО представляет не меньший экономический интерес для множества заинтересованных лиц и организаций, чем лоббирование ГМО для производителей ГМО. Отметим, что сам факт, что кто-то на чем-то зарабатывает, едва ли говорит о том, что производимый продукт не качественный. Хочется еще раз подчеркнуть, что крупные корпорации — это не уникальное свойство производителей ГМО, такие же корпорации есть и среди конкурентов.

Несколько слов о крупнейших компаниях, производящих ГМ-растения. Действительно, это лишь несколько гигантов, самые известные из которых Монсанто и Сенгента. По сути, эти корпорации монополизировали рынок коммерческих ГМ-технологий. Сверхстрогие регуляции в области биотехнологий приводят к тому, что ни одна стартовая биотехнологическая компания не может пробиться и составить конкуренцию гигантам. В лучшем случае их просто выкупают. В связи с этим хотелось бы демонополизировать рынок. Неплохим началом было бы поощрение разработки и использования собственных, независимых ГМ-культур.

Опасение: от ГМО погибает скот. Фермер Готфрид Глекнер (Gottfried Gloeckner) выиграл судебное дело против корпорации Сенгенты, так как из-за разработанного ими ГМ-корма погибли его коровы.

Такая история была, но до сих пор никакого процесса фермер не выиграл. Никаких подтверждений тому, что смерть коров этого фермера связана с конкретным видом ГМ-кукурузы (BT 176), нет. Более того, экспертиза Института Роберта Коха установила, что причины смерти изученных ими коров Глекнера — неадекватный уход и болезни, включая ботулизм [13]. Вообще, ничего экстраординарного в этом происшествии нет. Например, пару лет назад в штате Висконсин погибло более 200 коров [14], предположительно, в связи с эпидемией инфекционного заболевания.

Опасение: ГМО вызывает рак.

Существуют технологии встраивания генов в клетки млекопитающих с помощью аденовирусов. Они могут применяться в лечении некоторых генетических заболеваний. Примером заболевания, где перспективно применение таких технологий, является амавроз Лебера. Это наследственное заболевание сетчатки глаза, ведущее к нарушению работы и последующей смерти светочувствительных клеток (палочек и колбочек). Чаще всего это происходит из-за отсутствия работающей формы гена RPE65, без которого нарушается производство зрительного пигмента. Ген RPE65 можно встроить в аденовирус, а затем произвести инъекцию вируса в сетчатку. Опыты на собаках и грызунах, а также последующие исследования на людях показали, что таким образом можно добиться улучшения зрения больных [15].

Однако существуют опасения, связанные с использованием подобных технологий: аденовирусы могут способствовать развитию раковых заболеваний у тех организмов, в которые их встраивают. Эти опасения неправомерно переносятся некоторыми критиками на ГМО, видимо потому, что это тоже форма генной инженерии. Разумеется, эта связь генной инженерии с онкологией не имеет никакого отношения к генетически модифицированным продуктам питания: повышенный риск рака если и возникает, то у того организма, клетки которого подвергают генной инженерии с помощью вирусов, а не у того, кто этот организм съест. К тому же для создания ГМО используются несколько другие технологии.

Более анекдотическими являются опасения, связанные с тем, что некоторые агробактерии, плазмиды из которых используются в генной инженерии растений, могут вызывать у растений подобие опухоли. Но эти опухоли вообще не имеют ничего общего с раком у млекопитающих, а с самими агробактериями человек встречается всё время, как с элементами нормальной окружающей среды.

Опасение: поедание организмов друг другом может лежать в основе горизонтального переноса, поскольку показано, что ДНК переваривается не до конца и отдельные молекулы могут попадать из кишечника в клетку и в ядро, а затем интегрироваться в хромосому. Чужеродные генетические вставки были обнаружены в клетках разных органов животных и человека.

Существуют экспериментальные работы, свидетельствующие о том, что в небольших количествах чужеродная ДНК может проникать внутрь организма животных и обнаруживаться внутри некоторых клеток, в частности некоторых клеток иммунной системы [16]. Существует точка зрения, что это может быть частью защитного механизма по борьбе с чужеродными патогенами [16]. В нашей исследовательской группе есть работа, в которой мы обнаружили следы РНК нескольких растительных генов, анализируя базу данных прочитанных фрагментов РНК, выделенных из тканей человека [17]. Однако все подобные утверждения требуют тщательных проверок и независимых воспроизведений.

Независимо от того, происходит ли проникновение чужеродной ДНК в организм из еды, механизм такого проникновения не будет специфичным для трансгенных организмов. ДНК обычной картошки ничем не отличается по физическим и химическим свойствам от ДНК трансгенной картошки, и если организм может впустить ДНК трансгена, он впустит и ДНК обычной картошки. Люди всегда употребляли в пищу чужеродную ДНК, и от этого мы не стали фотосинтезирующими многоногими бесплодными грибами с ботвой, растущей из ушей.

Опасение: ГМО приводит к исчезновению насекомых.

Типичной генетической модификацией, позволяющей бороться с вредителями, является создание генетически-модифицированных генов, экспрессирующих ген cry бактерии Bacillus thuringiensis. В связи с этим возникали опасения, что этот токсин повлияет на нецелевые живые организмы. Оказывается, что токсин этот распрыскивали на полях во Франции еще с 1935 года и в США с 1958 года, при этом никакого вреда для окружающей среды обнаружено не было [18]. Известно, что токсин действует только на представителей некоторых отрядов насекомых, поскольку для действия токсину нужно связываться с определенными рецепторами эпителиальных клеток насекомого. Если таких рецепторов нет, токсин не может подействовать. Тем не менее, ясно, что какие-то насекомые могут пострадать.

В 1999 году в журнале Nature была опубликована работа, в которой говорилось, что данный токсин вредит личинкам бабочки монарх [19]. На эту работу ссылаются некоторые противники ГМО, забывая упомянуть, что эта статья положила начало нескольким исследованиям по оценке риска для популяции бабочек в связи с использованием ГМ-растений с встроенным геном Bt-токсина как в полевых, так и в экспериментальных условиях. Эти исследования показали, что в реальных условиях бабочкам ничего не грозит [20]. На основании проведенных исследований были сделаны выводы, что «коммерческое культивирование Bt-кукурузы не несет существенного риска популяции монарха», а также что, несмотря на увеличение количества полей, на которых сеют Bt-растения, количество бабочек монарх растет [21]. Это не значит, что использование ГМО с геном Bt-токсина вообще не скажется на жизни нецелевых насекомых. Наверное, как-то скажется. Но это явно более привлекательная альтернатива, чем поливание полей тоннами пестицидов.

Опасение: пчелы исчезают во всех странах мира. К началу июня в США погибло более 1 млн пчелиных семей. Пчеловоды склоняются к ГМО-версии.

В некоторых местах действительно происходит массовое исчезновение пчелиных колоний. Во всяком случае, этот вопрос действительно поднимался в научной литературе. Анализ влияния Bt-растений на пчел показал, что на выживании взрослых пчел и их личинок Bt-токсин не сказывается [22]. Кроме того, искали, но не обнаружили корреляции между регионами, где культивируют ГМ-растения и где происходит исчезновение колоний пчел [23].

Критика: ГМО не увеличили прибыли фермеров в большинстве стран мира.

Это не так. В 2010 году прибыль ферм за счет привлечения ГМ-растений выросла по всему миру на 14 млрд долл. [24]. Более половины этой суммы приходится на фермеров из развивающихся стран. Согласно обзорам, в среднем фермеры в развитых странах увеличили свой урожай за счет ГМО на 6%, в остальных странах — на 29%. 72% фермеров по всему миру испытали положительные экономические изменения. Наибольшую пользу извлекли небольшие хозяйства из развивающихся стран [25].

Критика: ГМО не уменьшили объем применения гербицидов и пестицидов, а, наоборот, увеличили.

Это не так. Обработка почвы уменьшилась на 25–58% при выращивании сои, устойчивой к гербицидам [25]. Использование инсектицидов на полях с Bt-растениями сократилось на 14–76% [26].

Опасение: многие генетически модифицированные растения через одно-два поколения становятся бесплодными.

Это делается специально, в том числе и для того, чтобы ГМ-растения не проникли в дикую природу. То, что некоторые ГМ-растения становятся бесплодными, вовсе не значит, что они сделают бесплодными тех, кто их съест. Кроме того, столь же бесплодны растения, получаемые из обычных семян: это так называемые гибриды F1, которые растут лучше родителей и приносят больший урожай, но сами не дают семян.

Критика: ученые неоднократно предупреждали об опасности ГМО. ГМО оказывают негативное воздействие на здоровье человека и животных.

Большинство ученых и научное сообщество в целом не разделяют точку зрения об опасности ГМО, что хорошо видно как из контекста имеющихся научных публикаций, так и из заявлений крупных научных и здравоохранительных организаций.

В заключение к этой статье приведу отрывок публикации на сайте Всемирной организации здравоохранения [27]:

«Разные ГМ-организмы имеют разные гены, вставленные различными путями. Это значит, что безопасность ГМ-продуктов должна оцениваться отдельно в каждом случае и что нельзя сделать вывода о безопасности всех ГМ-продуктов.

ГМ-продукты, доступные на международном рынке, на сегодняшний день прошли проверку и едва ли представляют риск здоровью человека. Кроме того, не обнаружено никаких эффектов ГМ-продуктов на здоровье людей в странах, где ГМ-продукты были одобрены».

Литература:

  1. Владимир Козловский. Овощи в прикупе. Дорожающая еда дала половину роста инфляции, «Российская газета», 10.08.2012.
  2. Зимняя школа «Современная биология & биотехнологии будущего» (FutureBiotech).
  3. Seralini GE, Clair E, Mesnage R, Gress S, Defarge N, Malatesta M, Hennequin D, de Vendomois JS: Long term toxicity of a Roundup herbicide and a Roundup-tolerant genetically modified maize. Food Chem Toxicol 2012, 50(11):4221-4231.
  4. Panchin AY: Toxicity of roundup-tolerant genetically modified maize is not supported by statistical tests. Food Chem Toxicol 2012.
  5. Seralini GE, Mesnage R, Defarge N, Gress S, Hennequin D, Clair E, Malatesta M, de Vendomois JS: Answers to critics: Why there is a long term toxicity due to a Roundup-tolerant genetically modified maize and to a Roundup herbicide. Food Chem Toxicol 2013, 53:461-468.
  6. Александр Панчин. ГМО увеличивает продолжительность жизни самцов крыс, «ТрВ», 09.10.2012.
  7. Sakamoto Y, Tada Y, Fukumori N, Tayama K, Ando H, Takahashi H, Kubo Y, Nagasawa A, Yano N, Yuzawa K, et al: [A 52-week feeding study of genetically modified soybeans in F344 rats]. Shokuhin Eiseigaku Zasshi 2007, 48(3):41-50.
  8. Nordlee JA, Taylor SL, Townsend JA, Thomas LA, Bush RK: Identification of a Brazil-nut allergen in transgenic soybeans. N Engl J Med 1996, 334(11):688-692.
  9. Winter C, Davis S: Organic Foods. Journal of Food Science 2006, 71(9):117-124.
  10. The Global Market for Organic Food & Drink. Organic Monitor. 2002. Retrieved 2006-06-20.
  11. Food: Global Industry Guide. Data-monitor. 2009. Retrieved 2008-08-28.
  12. Strom, Stephanie (July7, 2012). Has ‘Organic’ Been Oversized?. The New YorkTimes. Retrieved July 8, 2012.
  13. Dead dairy cows: Bt maize under suspicion.
  14. Mystery disease kills 200 cows on U.S. farm.
  15. Stein L, Roy K, Lei L, Kaushal S: Clinical gene therapy for the treatment of RPE65-associated Leber congenital amaurosis. Expert Opin Biol Ther 2011, 11(3):429-439.
  16. Schubbert R, Renz D, Schmitz B, Doerfler W: Foreign (M13) DNA ingested by mice reaches peripheral leukocytes, spleen, and liver via the intestinal wall mucosa and can be covalently linked to mouse DNA (текст полностью). Proc Natl Acad Sci USA 1997, 94(3):961-966.
  17. Panchin AY, Spirin SA, Lukyanov SA, Lebedev YB, Panchin YV: Human trash ESTs-sequences from cDNA collection that are not aligned to genome assembly. J Bioinform Comput Biol 2008, 6(4):759-773.
  18. History of Bt.
  19. Losey JE, Rayor LS, Carter ME: Transgenic pollen harms monarch larvae. Nature 1999, 399(6733):214.
  20. Sears MK, Hellmich RL, Stanley-Horn DE, Oberhauser KS, Pleasants JM, Mattila HR, Siegfried BD, Dively GP: Impact of Bt corn pollen on monarch butterfly populations: a risk assessment (текст полностью). Proc Natl Acad Sci USA 2001, 98(21):11937-11942.
  21. Gatehouse AM, Ferry N, Raemaekers RJ: The case of the monarch butterfly: a verdict is returned. Trends Genet 2002 18(5):249-251.
  22. Duan JJ, Marvier M, Huesing J, Dively G, Huang ZY: A meta-analysis of effects of Bt crops on honey bees (Hymenoptera: Apidae). PLoS One 008, 3(1):e1415.
  23. Lemaux PG: Genetically engineered plants and foods: a scientist’s analysis of the issues (part II) (текст полностью). Annu Rev Plant Biol 2009, 60:511-559.
  24. Brookes, Graham and Barfoot, Peter (May 2012): GM crops: global socio-economic and environmental impacts 1996-2010 (текст полностью, PDF) PG Economics Ltd.
  25. Carpenter JE: Peer-reviewed surveys indicate positive impact of commercialized GM crops. Nat Biotechnol 010, 28(4):319-321.
  26. Kathage J, Oaim M: Economic impacts and impact dynamics of Bt (Bacillus thuringiensis) cotton in India. Proc Natl Acad Sci USA 2012,109(29):11652-11656.
  27. 20 questions on genetically modified foods. http://www.who.int/foodsafety/areas_work/food-technology/faq-genetically-modified-food/en/

 

Espresso – A Three-Step Preparation

Klaus Roth

The production of a cup of espresso would appear to be a simple three-step process: green coffee beans are heated dry (roasting), then ground to a fine consistency, and finally extracted under pressure with hot water.

The basic approach is repeated over 50 million times each day, but unfortunately not always with optimal results. This should really be no surprise since the metamorphosis of a mere 50 coffee beans into a cup of espresso is the purest chemistry – and no culinary masterpiece can be achieved without a basic knowledge of chemistry.

The term espresso is derived from the Italian for the verb “express” in the sense of “to force a liquid out of something by squeezing or pressing”. In other words, a distinction is being made from all other forms of coffee preparation: pressure is used to force water near the boiling point through a layer of coffee powder.

But observe the man (or woman) operating the espresso machine: First a sieve holder is released and an old batch of coffee grounds is knocked out into a special drawer. Next, precisely 6.5 g of finely ground coffee powder is introduced into the sieve holder and then pressed firmly so as to achieve a uniform distribution. Now the sieve holder is clamped in place, the pressure valve is opened, and extraction begins. After a few seconds the first aromatic espresso flows into a prewarmed cup, and within about 30 seconds the process is complete.

We begin by considering the starting material [1]: red berries from the two coffee shrubs Coffea arabica and Coffea canephora var. Robusta. Each berry is roughly 1.5 cm in diameter, and contains two yellow-green beans. Average chemical compositions for green and roasted coffee beans are provided in Tab. 1 [2].

Step 1. Roasting – critical with respect to both aroma and flavor

In the first reaction step, green, astringent-tasting raw coffee beans are transformed into the familiar brown, aromatic beans. Up to a temperature of 150 °C the beans simply lose water; true roasting begins only above 160 °C. Chemical reactions — incalculable in number — then take place, and the constitution of the beans changes. The principal product is in fact carbon dioxide. For every kilogram of beans, as much as 12 L of CO2 will be released!

Since, during the roasting process, the very thick cell walls of the beans remain intact, released CO2 causes pressure within the cells to increase to as much as 25 bar. In other words, the chemical roasting reactions take place between 160 and 240 °C in tens of thousands of mini-autoclaves. It should come as no surprise that, under these harsh conditions, thousands of new compounds are produced in the course of thermal decomposition of the over 700 so far identified components of green coffee beans, as well as of the many polymeric storage and skeletal components [3]. From a chemical standpoint, coffee is actually the most complex beverage we consume.

Figure 1 shows compounds that have reacted during the roasting process. The most reactive are free amino acids and simple sugars like glucose, galactose, and arabinose, as well as the disaccharide saccharose (cane sugar). With increasing temperature, trigonelline 2 and the chlorogenic acids 4 are largely decomposed as well, whereas lipids and caffeine are nearly unaffected by roasting.

Chlorogenic acids are esters comprised of quinic acid 3 as the alcohol part and a p-substituted p-hydroxycinnamic acid as the acidic component. The principal representative is chlorogenic acid itself, 4. The name chlorogenic acid stems from a green color observed in the course of its alkaline oxidation, a reaction discovered in the 19th Century.

The various brown to black pigments arise through a confusing reaction cascade [4], still not clarified in detail, in which simple sugars like glucose and arabinose, for example, form caramel-like products that can in turn react further with chlorogenic acids to give red to brownish-black humic acids. Parallel to this, free amino acids react with the saccharides by way of Mailard reactions [5] to yield yellow to brownish-black melanoidins. Overall, pigment formation involves substances in every compound class, with the exception of caffeine and the fats.

The roasting process plays a decisive role with respect to both aroma and flavour. Although espresso could in principle be prepared from any coffee roast, the more darkly roasted beans are preferred, in which components have undergone more complete thermal decomposition. As a consequence, the proportion of astringent-tasting chlorogenic acids 4 is decreased [6], which explains the softer taste of espresso relative to less strongly roasted coffees. Also, trigonelline 2 is heavily decomposed, producing a multitude of heterocyclic compounds, which in turn contribute to the powerful roasted aroma. Worth noting is development in the process of the vitamin nicotinic acid (niacin) 5. Drinking a cup of espresso actually supplies roughly 15 % of the recommended daily dose of this vitamin!

Step 2: Grinding – which increases the surface area available for extraction

After roasting, the interior of the coffee beans is full of carbon dioxide as a result of decarboxylation reactions. This serves as a protective gas, preventing undesirable oxidation of aromatic components. Only over the course of several weeks after roasting is the CO2 displaced by air, allowing oxygen to pursue its oxidative mischief: the coffee ages and becomes musty. Grinding releases the protective carbon dioxide, permitting oxidation reactions to begin immediately. Thus, a good cup of espresso can only be prepared from freshly ground coffee.

Mechanical grinding of coffee serves to greatly increase its surface area, which in turn facilitates the extraction process. The coffee also becomes heated during grinding, however, and poor milling practices allow temperatures as high as 100 °C to be attained. A good coffee mill is so constructed that the warming phase persists for only a few seconds, and the rise in temperature of the mill’s grist is minimized. The coffee mill is in fact just as important for the quality of espresso as the espresso machine itself. In home brewing this is the place that most often suffers from false economising.

Coffee powder for the preparation of espresso should have a particle size in the range 0.3 – 0.4 mm (ordinary filter coffee: 0.4 – 0.6 mm), although the goal is not to achieve homogeneity. On the contrary: only a broad distribution of particle sizes guarantees an optimal throughput time for the hot, pressurized water.

Step 3: Extraction – of the most desirable components, from a sensory standpoint

Passage of a solvent (hot water) through a solid phase (coffee powder) under pressure is very simple from an apparatus perspective, and is reminiscent in some ways of high-pressure liquid chromatography (HPLC). For laminar flow of a solvent through a cylindrical column (radius r, length L) filled with porous particles (diameter d), Darcy’s law permits derivation of the following expression for approximating the relationship between pressure difference and volume velocity V/t [7, 8]:

Such boundary conditions as amount of coffee, water temperature, diameter of the filter, applied pressure, and extraction time have been optimized empirically in thousands of Italian espresso bars over decades.

Current established standards are:

  • Filter radius 3.5 cm,
  • Quantity of water 30 mL,
  • Coffee powder 6.5 ± 1.5 g,
  • Pressure 9 ± 2 bar,
  • Water temperature 90 ± 5 °C.

Prior to extraction the coffee powder is dry, so it takes several seconds before the first espresso trickles into the cup. After that, one would expect a constant volume velocity to be established, which, with the proper particle size and machine dimensions, would lead to the desired cupful of espresso in 30 ± 5 s. Figure 2 displays a set of actual experimental findings.
Somewhat sheepishly, it must be acknowledged that preparation of a cup of espresso is evidently much more complicated than a typical high-pressure chromatography run, since the theoretical predictions don’t correspond at all with practice.

So where is the error in reasoning? The following brilliant experiment, devised by Baldini and Petracco [9], sets us on the right track:

The extraction process is interrupted after 12 s, the filter cake is inverted through 180°, after which extraction is resumed. Following this step, which amounts to a reversal of the flow direction, an identical flow profile is registered (see Fig. 2). It follows that neither the extraction itself nor swelling of the coffee powder is responsible for the observed phenomenon, but rather some sort of time-dependent hydraulic resistance.

A glance through a microscope reveals that grist from the coffee mill is not homogeneous (see Fig. 3). Under the applied pressure, as a water front moves it carries with it the smallest coffee particles, which then travel past the larger ones to congregate at the bottom of the layer of coffee powder. The resulting partial blockage leads to an increase in hydraulic resistance, and the flow velocity decreases (see Figs. 2a, b). In the experiment described, if the flow direction is now reversed, small particles again move in the flow direction (see Fig. 2c). At first the hydraulic pressure decreases, because the “blockage” disappears (see Fig. 2d) until small particles once again collect — at the other end — and hydraulic resistance increases once more (see Fig. 2e).

But the chemical processes occurring in an espresso machine are even more complex. During the brief extraction period, equilibrium cannot be established between the phases, and only 75 % of the highly soluble caffeine is extracted. This incomplete extraction would at first appear to be a shortcoming, but in fact perfection lies in this defect: many components with undesirable sensory effects are left behind, as a result of which espresso is more readily digestible than ordinary brewed filter coffee.

It is not just water-soluble compounds that are extracted; the hot water also causes the melting of lipids that have diffused to the surface after roasting, and the rapid streaming between coffee particles leads to formation of a fine lipid emulsion, with drop sizes between 0.5 and 1.0 µm. Dissolved in these fat droplets are aromatic substances that would otherwise evaporate upon departure of the hot liquid.

But there is no need to worry. The fat content of espresso is very low, and even those obsessed with such things have absolutely no reason to suffer a guilty conscience over a mere 9 kcal.

Prof. Klaus Roth
Freie Universität Berlin, Germany.
The article has been published in German in:
Chem. Unserer Zeit 2003, 37 (3), 215–217.

References

  1. H. G. Maier, Chem. unserer Zeit 1984, 18, 17. DOI: 10.1002/ciuz.19840180103
  2. A. Illy, R.Viani, Espresso Coffee: The Chemistry of Quality, Academic Press, London 1998.
  3. I. Flament, Coffee Flavor Chemistry, John Wiley & Sons, Chichester 2002.
  4. R. Viani, Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A 7, Wiley-VCH, Weinheim 1996, 315–339
  5. M. Angrick, D. Rewicki, Chem. unserer Zeit 1980, 14, 149. DOI: 10.1002/ciuz.19800140503
  6. R. Viani, AU J. Technol. 2002, 6 (1), http://www.journal.au.edu/au_techno/2002/jul2002/index.html
  7. C. F. Poole, S. K. Poole, Chromatography Today, Elsevier, Amsterdam 1991.
  8. H. Engelhardt, Hochdruck-Flüssigkeits-Chromatographie, Springer, Berlin 1977.
  9. G. Baldini, M. Petracco, 7th Conf. Eur. Cons. Math. Ind. 1993, cited in [2].
  • DOI: 10.1002/chemv.201000003
  • Author: Klaus Roth
  • Published Date: 13 May 2010
  • Source / Publisher: Chemie in unserer Zeit/Wiley-VCH
  • Copyright: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA

http://www.chemistryviews.org/details/ezine/694285/Espresso__A_Three-Step_Preparation.html

Related Articles

  • News: Furan Flavored Coffee
  • Magazine: Coffee Fascinates Chemists
  • News: NMR Spectroscopy To Check Coffee Beans
  • Magazine: Espresso – A Feast for the Senses

A New Approach to Malaria Treatment?

  • Author: Angewandte Chemie International Edition
  • Published Date: 21 January 2014
  • Source / Publisher: Angewandte Chemie International Edition/Wiley-VCH
  • Copyright: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
       Source

Targeting the Non-Mevalonate Terpene Biosynthetic Pathway

Two of the most urgent challenges for scientists are the battles against food shortages and infectious diseases like malaria. Unfortunately, both the herbicides used to protect plants and the anti-infectives that shield us from disease rapidly lose their effectiveness as the target organisms develop resistance. In order to benefit both fields at once, scientists tested lead compounds from agrochemical research against infectious germs as well. In this way, a team of German and Swiss researchers has found a new candidate that may work against malaria, as they report in the journal Angewandte Chemie.

“Recently, enzymes from the non-mevalonate terpene biosynthetic pathway have been identified as attractive target structures with novel modes of activity for the development of herbicides and drugs against infectious diseases,” explains François Diederich from the ETH Zurich, Switzerland. “This biosynthetic pathway is found in many human pathogens and in plants, but does not occur in mammals.” Correspondingly, an inhibitor should only have a toxic effect on pathogens and plants, not humans. Diederich and his co-workers at the ETH, TU Munich, BASF-SE, the University of Hamburg, the Swiss Tropical Institute STPHI in Basel, and TU Dresden have now discovered new inhibitors and characterized the ways in which they work.

Pseudilins Inhibit Enzyme IspD

By using high-throughput screening methods, the researchers of BASF SE led by Matthias Witschel tested about 100,000 compounds for an inhibitory effect against plant IspD, an enzyme of the aforementioned non-mevalonate terpene biosynthetic pathway – and found several hits. The most interesting compounds are pseudilins, highly halogenated alkaloids from marine bacteria, and have a significant inhibitory effect on IspD, as researchers at the TU Munich led by Michael Groll demonstrated in NMR-based tests and researchers at the University of Hamburg led by Markus Fischer showed in photometric tests. Says Groll: “Interestingly, the chemical scaffold of the pseudilins is completely different from that of a previously discovered IdpD inhibitor. This suggests that the mode of action should also be different.”

To research this mechanism, Andrea Kunfermann from Groll’s team synthesized cocrystals of the pseudilins and IspD enzymes and examined them by X-ray crystallography. This showed that the pseudilins bind to an allosteric pocket in the enzyme. Halogen atoms in the pseudilins build up halogen bridges to the enzyme, which are, in addition to metal-ion coordination, responsible for the strong binding. Occupation of this pocket changes the shape of the enzyme so that a cosubstrate required for proper functioning of the enzyme can no longer dock at the binding site in the active center.

“The pseudilins demonstrated herbicidal activity in plant assays and were active against Plasmodium falciparum, the pathogen that causes Malaria tropica and is dependent on the non-mevalonate biosynthesis pathway for survival,” reports Diederich. The researchers hope to use this as a new starting point for malaria treatment.

Pseudilins: Halogenated, Allosteric Inhibitors of the Non-Mevalonate Pathway Enzyme IspD. Andrea Kunfermann, Matthias Witschel, Boris Illarionov, René Martin, Matthias Rottmann, H. Wolfgang Höffken, Michael Seet, Wolfgang Eisenreich, Hans-Joachim Knölker, Markus Fischer, Adelbert Bacher, Michael Groll, François Diederich.
Angew. Chem. Int. Ed. 2014.
DOI: 10.1002/anie.201309557

A Trojan Horse for Cancer Cells

Source

Author: Angewandte Chemie International Edition
Published Date: 19 January 2016
Source / Publisher: Angewandte Chemie International Edition/Wiley-VCH
Copyright: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
Killing Tumor Cells with a Fenton Reaction

Amorphous iron nanoparticles have a specific toxicity in tumor cells. In the journal Angewandte Chemie, Chinese scientists describe their design and synthesis of a special amorphous state of nanoparticulate iron, which can locally release reactive iron species in the acidic and hydrogen peroxide rich environment of cancer cells, providing new possibilities for theranostics and chemodynamic therapies.

Cancer cells are characterized by their relatively acidic cell environment and their production of significant amounts of hydrogen peroxide compared to healthy cells. Some chemodynamic approaches for cancer treatment thus employ the Fenton reaction, that is, iron ions reacting with the hydrogen peroxide to produce reactive oxygen species (ROS), which in turn can damage and destroy the cancer cells. However, the transport of iron ions to the target cells is problematic, and crystalline iron nanoparticles are not as effective.

Amorphous Iron Nanoparticles with Unique Properties

Jianlin Shi and Wenbo Bu and their groups at Shanghai Institute of Ceramics, in collaboration with Fudan University of Shanghai, China, have now prepared iron nanoparticles in an amorphous, glassy state. “Interestingly, the amorphous iron(0) nanoparticles present several unique physicochemical properties,” the scientists write, and: “The results confirm that the amorphous iron nanoparticles, hydrogen peroxide, and acidic conditions act synergistically to kill cells.”

In addition to their potential as drugs, other advantages are a good contrast for magnetic resonance imaging and the possibility of magnetic targeting. “Ideally, a perfect carrier should release its cargo at once when it is transferred from neutral to mildly acidic conditions, such as those in the tumor microenvironment,” the authors write. Using magnetic resonance imaging, they proved by in vitro and in vivo tests that the anticipated mechanism was working.

Magnetic targeting, on the other hand, enables drug delivery to the target tissue through magnetization. The scientists observed that “efficient magnetic targeting and retention had been achieved in vivo, providing a good basis for chemodynamic therapy.” However, they also say that future prospects will include surface modification of the particles to further improve the tumor-targeting performance. In a nutshell, Shi and Bu’s elegant “hubble bubble” approach, as they call it, has produced a tiny, highly effective Trojan horse for chemodynamic cancer therapy, as shown in mice. The preparation method features mild conditions and has prospects for other metals as well.

Synthesis of Iron Nanometallic Glasses and Their Application in Cancer Therapy by a Localized Fenton Reaction.
Chen Zhang, Wenbo Bu, Dalong Ni, Shenjian Zhang, Qing Li, Zhenwei Yao, Jiawen Zhang, Heliang Yao, Zheng Wang, Jianlin Shi.
Angew. Chem. Int. Ed 2016.    DOI: 10.1002/anie.201510031

 

Messenger of Death

Author: Anne Deveson
Published Date: 21 January 2016
Source / Publisher: Chemistry – A European Journal/Wiley-VCH
Copyright: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

          Source

Breast cancer is the most commonly diagnosed malignancy and the deadliest among women worldwide. An interesting field in cancer-fighting research is immunotherapy, which does not aim to directly eliminate cancer cells, but to activate and enhance the immune system’s action against tumours.

In this field, Ramón Martínez-Máñez, University of València, Spain, Ana M. Jiménez-Lara, Instituto de Investigaciones Biomédicas A. Sols CSIC-UAM, Spain, and their collaborators are interested in the use of ligands for Toll-like receptors (TLRs) to potentiate immune stimulatory pathways. They designed a delivery system based on mesoporous silica nanoparticles capped with synthetic double stranded RNA (dsRNA) polyinosinic–polycytidylic acid. The nanoparticles were loaded with doxorubicin, a commonly used chemotherapeutic agent.

The team found that these dsRNA-conjugated nanoparticles can effectively target TLR3-expressing breast cancer cells. They cause a TLR3-mediated internalization of the nanoparticles that correlates with a caspase-dependent apoptosis (cell death) induction.

Targeting Innate Immunity with dsRNA-Conjugated Mesoporous Silica Nanoparticles Promotes Anti-Tumor Effects on Breast Cancer Cells.
Amelia Ultimo, Cristina Giménez, Pavel Bartovsky, Elena Aznar, Felix Sancenon, M. Dolores Marcos, Pedro Amorós, Ana R. Bernardo, Ramón Martínez-Máñez, Ana María JIménez-Lara, Jose R. Murguía,
Chem. Eur. J. 2015. DOI: 10.1002/chem.201504629

 

Разум управляет здоровьем. Эффект плацебо.

Термин плацебо это латинское слово, означающее “Мне это должно помочь или быть полезным”, и описывает явление, при котором инертное средство или вещество, например такое как сахар, может улучшить состояние пациента, потому что пациент считает или верит, что это поможет. И наоборот, плацебо с негативным влиянием называется «ноцебо» (лат.: “Мне повредит”), и является инертным веществом или формой терапии, которая создает у пациента вредные явления. Эффект плацебо является переменной величиной, которую необходимо контролировать в клинических испытаниях лекарственных средств.

Первое исследование с плацебо в контролируемом исследовании состоялось в 1784 году по требованию короля Людовика XVI. В то время американским послом во Франции был знаменитый политический деятель и ученый Бенджамин Франклин и он участвовал в этом исследовании. Немецкий врач и целитель Франц Антон Месмер распространял новый метод лечения называемым животным магнетизмом («месмеризм»). Одной из его последовательниц была королева Мария-Антуанетта, но недоверчивый король повелел чтобы доктрина Месмера была проверена.

Король Людовик XVI назначил четырех членов факультета медицины, уполномоченных расследовать животный магнетизм, который практиковал последователь Месмера, парижский врач Шарль д’Эсло, известный в высших кругах общества. По просьбе этих комиссаров король назначил еще пять дополнительных уполномоченных от Королевской Академии наук, среди которых были химик А. Лавуазье, врач Ж. Гильотен, астроном Жан Сильвен Байи, и американский посол Бенджамин Франклин. В исследовании комиссии был доказан эффект плацебо и Месмер был объявлен мошенником.

Одним из объяснений эффекта плацебо является так называемый регресс к среднему. Известно, что со временем, большинство пациентов покажут улучшение с или без какого-либо лечения. Люди, как правило, обращаются к врачам, когда они чувствуют ухудшение их состояния, которое обычно улучшается исключительно на основе естественного развития болезни. В исследование, проведенном в 1978 году Джон Левин, Ньютон Гордон и Говард Филдс использовали препарат налоксон который блокирует секрецию эндорфинов. В исследовании они работали с пациентами, у которых были извлечены их зубы мудрости и давали им плацебо для прекращения их (фантомной) боли.

Большинство пациентов ощутили уменьшение боли. Некоторые из этих пациентов получали плацебо, в то время как другие получали налоксон. Те, кто получали налоксон сильнее чувствовали боль, и исследователи пришли к выводу, что влияние плацебо на болевые ощущения заключается в секреции эндорфинов в головном мозге. Это было первое исследование, которое показало, что эндорфины и биохимические процессы организма ответственны за эффект плацебо. Нейрологическая теория эффекта плацебо продолжает изучаться и по сегодняшний день.

В 2015 году Кэтрин Холл и ее коллеги предположили, что наследственность также имеет значение в эффекте плацебо. Они рассмотрели связи между силой эффекта плацебо и однонуклеотидным полиморфизмом. Однонуклеотидный полиморфизм (ОНП, англ. Single nucleotide polymorphism, SNP, произносится как снип) — отличия последовательности ДНК размером в один нуклеотид (A, T, G или C) в геноме (или в другой сравниваемой последовательности) представителей одного вида или между гомологичными участками гомологичных хромосом. Если две последовательности ДНК — AAGCCTA и AAGCTTA — отличаются на один нуклеотид, в таком случае говорят о существовании двух аллелей: C и T. Однонуклеотидные полиморфизмы (SNPs) возникают в результате точечных мутаций.

Разнообразием последовательностей ДНК у людей, возможно, объясняется то, как у них происходит течение различных заболеваний, реакции организма в ответ на патогены, прием лекарств, вакцин и т.п. Огромное значение SNPs в биомедицинских исследованиях состоит в том, что их используют для сравнения участков генома между исследуемыми группами (например, одна группа – люди с определенным заболеванием, а вторая – без него).

Таким образом, в исследовании Кэтрин Холл было обнаружено, что люди могут быть генетически предрасположены, или устойчивы к эффекту плацебо и это может оказывать влияние на результаты клинических испытаний с участием пациентов.

Кэтрин Холл участвует в Программе исследований эффектов плацебо и терапии Гарвардской медицинской школы и медицинского центра Beth Israel Deaconess. Определение эффекта плацебо, недавно пересмотренное, теперь звучит как «Под эффектом плацебо понимают, что исцеление может произойти вследствии медицинского ритуала, в контексте лечения, отношений между пациентом и медиком, и силой воображения, доверия и надежды”. Программа Гарвардской медицинской школы является первым научно-исследовательским проектом изучения плацебо, в которой исследователи пытаются понять и использовать этот эффект.

Директор программы Тед Капщук однажды заявил: “Я давно понял, что, по крайней мере, некоторые люди реагируют даже на предложение лечения. Мы знаем это явление очень давно. Но до тех пор, пока мы не выясним, как этот процесс осуществляется, и если мы не докажем это с результатами, которые другие исследователи посчитают достоверными, никто не будет обращать внимание на наши утверждения”.

Может ли использование плацебо оказаться ценным лечением? Интересно думать, что в один прекрасный день эффект плацебо станет более понятным и будет использоватся для оказания помощи в лечении людей.

Written by Michelle Mader, PhD

Перевод: Old Chemist