ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΡΕΘΥΜΝΟΥ - Η ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΣΤΗΝ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗ ΖΩΗ
Η ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΣΤΗΝ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗ ΖΩΗ Εκτύπωση

         Δε χρειάζεται να ψάξει κανείς πολύ για να βρει περιπτώσεις-παραδείγματα, που αποτελούν εφαρμογές των γνώσεων της Βιολογίας στην καθημερινή μας δραστηριότητα, γιατί υπάρχουν πολυάριθμα. Άλλα απ` αυτά είναι πολύ απλά κι άλλα συνθετότερα. Άλλα βασίζονται σε παλιότερες γνώσεις κι άλλα σε σύγχρονες. Άλλα αποτελούν μηχανιστικές διαδικασίες κι άλλα απαιτούν  πολύπλοκους και ειδικούς χειρισμούς. Οπωσδήποτε όμως μπορούν να σχετίζονται με κάθε βιολογική επιστήμη, με την Κυτταρολογία, τη Γενετική, τη Μικροβιολογία, την Οικολογία, την Ανοσοβιολογία, τη Βιοτεχνολογία  κ.τ.λ.
 
  Γιατί καθαρίζουμε τις πληγές με  οξυζενέ; 

Το οξυζενέ (υπεροξείδιο του υδρογόνου - H2O2) παράγεται φυσιολογικά μέσα στα κύτταρα. Αποτελεί  όμως  τοξική ουσία γι' αυτά και γι΄ αυτό  κατάλληλα ένζυμα όπως π.χ. η καταλάση που υπάρχει μέσα στα  υπεροξειδιοσώματα καταλύουν τη διάσπασή του, σύμφωνα με την εξίσωση:

 H2O2       καταλάση→ H2O    + ½ O2 

Το ένζυμο αυτό αφθονεί  στα κύτταρα του αίματος. Αν, λοιπόν, σε πληγή που τρέχει αίμα ρίξουμε  οξυζενέ θα γίνει αντίδραση που συνοδεύεται  από παραγωγή οξυγόνου «εν τω γεννάσθαι», η μεγάλη συγκέντρωση  του οποίου δρα τοξικά εναντίον των μικροοργανισμών, που θα μπορούσαν να μας μολύνουν απ’ τη θέση της πληγής. ΄Ετσι επιτυγχάνουμε αντισηψία .

Τι είναι το σιτεμένο κρέας που ζητάμε απ’ το  χασάπη;

Είναι κρέας που προέρχεται από ζώο που έχει σφαχτεί λίγες μέρες πριν. Το κρέας αυτό είναι πιο μαλακό  κατά τη μάσηση και πιο εύπεπτο. Πού όμως οφείλονται οι ιδιότητές του αυτές; Μέσα στα λυσοσώματα των κυττάρων υπάρχουν ένζυμα που υδρολύουν πρωτεΐνες (πρωτεάσες), λιπίδια (λιπάσες), νουκλεϊκά οξέα (νουκλεάσες).Αυτά  χρησιμοποιούνται  για την πέψη διαφόρων ουσιών στη διάρκεια της ζωής του κυττάρου και για την αποικοδόμηση των συστατικών του μετά το θάνατο (αυτόλυση). Είναι, λοιπόν, αυτά που δρουν και στην περίπτωση των κυττάρων του κρέατος και προκαλούν μια πρώτη διάσπαση των βιολογικών μακρομορίων με τα αποτελέσματα που αναφέραμε  και στην αρχή.

Γιατί ζεματίζουμε τα λαχανικά πριν τα βάλουμε στην κατάψυξη; 

Όταν κόβουμε τα διάφορα λαχανικά και τα φρούτα απ΄ τα φυτά, τα κύτταρά τους δε νεκρώνονται. Εξακολουθούν να ζουν και να πραγματοποιούν χημικές αντιδράσεις και λειτουργίες. Πάντα, φυσικά, με τη συμβολή  των ενζύμων που περιέχουν.

Για να εμποδίσουμε τη δράση αυτών των ενζύμων που μπορούν να προκαλέσουν μη επιθυμητές αλλαγές στα τρόφιμα που σκοπεύουμε να συντηρήσουμε στην κατάψυξη, τα βουτάμε για λίγο σε βραστό νερό. Η ψηλή  θερμοκρασία επιδρά στα ένζυμα, που είναι πρωτεΐνες και τα καταστρέφει.

Οι πρωτεΐνες, όπως ξέρουμε, σχηματίζονται με τη συνένωση πολλών αμινοξέων, που συνδέονται μεταξύ τους με πεπτιδικό δεσμό. Εκτός ,όμως, απ΄ αυτόν τον πρωτεύοντα δεσμό, αναπτύσσονται μεταξύ τους και άλλοι, δευτερεύοντες, όπως δεσμοί υδρογόνου, ιοντικοί δεσμοί, γέφυρες θείου υδρόφοβοι δεσμοί, δυνάμεις Van der Waals. ΄Ολοι αυτοί συμβάλλουν στη δημιουργία μιας συγκεκριμένης στερεοχημικής διαμόρφωσης για κάθε πρωτεΐνη, απ’ την οποία εξαρτάται και ο βιολογικός της ρόλος.

 

Χημικοί Δεσμοί

 Σε υψηλή,  λοιπόν, θερμοκρασία  καταστρέφονται οι δεσμοί υδρογόνου και οι δυνάμεις  Van der Waals, οπότε  η πρωτείνη χάνει τη χωροδιάταξή της και παύει να είναι λειτουργική. Αυτό ακριβώς συμβαίνει και με τα ένζυμα. Ο βρασμός τα καταστρέφει και παύουν να καταλύουν αντιδράσεις μέσα στα κύτταρα των τροφίμων.΄Ετσι, αν  ζεματίσουμε  τα κληματόφυλλα π.χ. θα εμποδίσουμε το μαύρισμά τους, ως συνέπεια της αναστολής ενζυμικών  αντιδράσεων.

 Μερικές φορές η σούπα «κόβει ». Γιατί ; 

Αναφερόμαστε σε σούπα, που για να την παρασκευάσουμε χρησιμοποιούμε αυγό. Το ασπράδι του αυγού είναι πλουσιότατο σε πρωτεΐνες. ΄Οταν το χτυπάμε πρέπει,να ρίχνουμε το λεμόνι σταγόνα - σταγόνα, αν είναι δυνατόν. Κι αυτό γιατί το κιτρικό οξύ που περιέχει δρα πάνω στις πρωτεΐνες και  καταστρέφει τους ιοντικούς δεσμούς που αυτές έχουν. Αυτό έχει  σαν συνέπεια, όπως  και στην προηγούμενη  περίπτωση με τη δράση της θερμοκρασίας, την αλλαγή της χωροδιάταξής των. Οι  υδρόφιλες ομάδες των  αμινοξέων, που συνήθως βρίσκονται προς τα έξω και συντελούν στο να διατηρούν την πρωτείνη σε διάλυση, αλλάζουν θέση προς τα μέσα και οι υδρόφοβες, που  συνήθως βρίσκονται εσωτερικά, μετατοπίζονται προς τα έξω. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να μην είναι πια η πρωτείνη διαλυτή και να κροκιδώνεται. Φυσικά η όλη κατάσταση έχει  σαν συνέπεια να χάσει η πρωτείνη τη  βιολογική της δράση, δηλαδή να μετουσιωθεί.

 Το καλό χτύπημα πρώτα στο ασπράδι και ύστερα σε κάθε μικρή  ποσότητα (σταγόνα) λεμονιού που πέφτει, τη διασπείρει μέσα σ΄ όλη  τη μάζα του διαλύματος, την αραιώνει και δεν την αφήνει  να δώσει το οπτικό αποτέλεσμα της κροκίδωσης, δηλαδή να  «κόψει». Το ίδιο κι όταν  προσθέτουμε το ζεστό  ζωμό  που  πρέπει να πέφτει  σε  μικρές ποσότητες και ν΄ ακολουθεί καλό  χτύπημα.

        Γιατί όταν αλατίζουμε  τα τρόφιμα, λαχανικά, κρέας ή ψάρι, αυτά βγάζουν νερό;

Το κύτταρο για να λειτουργήσει  φυσιολογικά απαιτεί :

άφθονο νερό, που διαλύει τις ουσίες που χρειάζεται και τις μεταφέρει στα διάφορα μέρη του, παίρνει μέρος στις  χημικές του αντιδράσεις(υδρολύσεις), κ.τ.λ.

γλυκόζη, αν δε μπορεί να τη συνθέσει μόνο του, για την παραγωγή ενέργειας.

Ο2,για την αναπνοή του, αν είναι αερόβιο.

διάφορα ιόντα ,όπως Κ+, Να+ ,Cl-,Fe2+, Ca2+ κλπ.

 Κάθε κύτταρο χαρακτηρίζεται από  ορισμένη συγκέντρωση αλάτων. Η προσθήκη ΝαCI  εξωτερικά δημιουργεί  υπέρτονο περιβάλλον ,οπότε με βάση το φαινόμενο της ώσμωσης, βγαίνει νερό. Φυσικά, παράλληλα, διαμέσου της κυτταρικής μεμβράνης γίνεται και διάχυση ιόντων Να+ και CI- μέσα στα κύτταρα, γεγονός που το διαπιστώνουμε  από τη γεύση του τροφίμου μετά το μαγείρεμα. Η διαπερατότητα της μεμβράνης για τα ιόντα Να+, Κ+  υπολογίζεται ότι είναι 109 φορές μικρότερη  από του νερού. Ενδεικτικά παραθέτονται κατά σειρά  οι συντελεστές διαπερατότητας  γνωστών μορίων και ιόντων.
Ο συντελεστής διαπερατότητας αποτελεί ένα μέτρο της ταχύτητας με την οποία μια ουσία διαπερνά τη  μεμβράνη.
 

 

Διαπερατότητα

 

 

Γιατί η μαρμελάδα ή τα γλυκά κουταλιού άλλοτε μουχλιάζουν κι άλλοτε όχι;

Τα παραπάνω παρασκευάσματα παράγονται μετά από κατάλληλες επεξεργασίες σε διάφορα φρούτα ή λαχανικά, ώριμα ή άγουρα και περιλαμβάνουν οπωσδήποτε  βρασμό και σημαντική  ποσότητα ζάχαρης ώστε να δημιουργούνται πυκνά  διαλύματα.

Οι διάφοροι μικροοργανισμοί και κυρίως μύκητες (μούχλες) πού μπορούν εύκολα να βρεθούν σ’ αυτά τα υλικά,αναγκάζονται, λόγω ώσμωσης, να χάσουν  ποσότητα νερού. Η ελάττωση, όμως, της ποσότητας του νερού των κυττάρων πέραν από κάποια όρια, συνεπάγεται  και το θάνατό τους.

Όταν, λοιπόν, έχει προστεθεί η σωστή  ποσότητα ζάχαρης και έχει βραστεί κανονικά το παρασκεύασμα, τότε η αφυδάτωση των μικροβίων που μπορούν να το προσβάλλουν είναι μεγάλη και επέρχεται ο θάνατος. Αν όμως η ποσότητα της ζάχαρης ήταν λιγότερη ή το παρασκεύασμα δεν «έδεσε» αρκετά για να συμπυκνωθεί,η αφυδάτωση είναι περιορισμένη οπότε οι μύκητες επιβιώνουν και το παρασκεύασμα μουχλιάζει. 

Πως εξασφαλίζεται η συντήρηση τροφίμων από τη δράση μικροοργανισμών;

Ορισμένοι παράγοντες του περιβάλλοντος των βακτηρίων, όπως η  θερμοκρασία, η υγρασία, το pH, η ωσμωτική  πίεση, οι ακτινοβολίες, ασκούν ουσιαστική επίδραση στην ανάπτυξη των βακτηρίων .Για καθέναν απ’ αυτούς τους παράγοντες, οι διάφοροι μικροοργανισμοί αναπτύσσονται μέσα σ’ ορισμένες περιοχές τιμών. Διακρίνουμε  την άριστη τιμή  (ΟPTIMUM ), στην οποία πολλαπλασιάζονται  πολύ γρήγορα, την ελάχιστη τιμή (MINIMUM), τιμή κάτω απ’ την οποία δεν αναπτύσσονται και τη μέγιστη τιμή (ΜAXIMUM), πάνω απ ΄την  οποία αναστέλλεται η ανάπτυξή τους  ή και πεθαίνουν.

 ΄Ολες λοιπόν οι μέθοδοι  που αναφέραμε παραπάνω, βασίζονται στην εξής αρχή: Προσπαθούμε, σε κάθε περίπτωση, να δημιουργήσουμε δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες, ένα μη «φιλικό» περιβάλλον, για  να πετύχουμε την αναστολή της δράσης των επιβλαβών βακτηρίων που μπορούν να προκαλέσουν αλλοίωση των  τροφίμων.
Μέθοδοι  που χρησιμοποιούνται σήμερα για τη συντήρηση τροφίμων, άλλη λιγότερο κι άλλη περισσότερο  ή και σε  συνδυασμό, είναι:

Συντήρηση:

Μ’ αλάτισμα 

  Με ψύξη 

Με απομάκρυνση μέρους του νερού που περιέχουν. 

Με κάπνισμα  

Μέσα σε όξινα διαλύματα (νερατζόζουμο, λεμόνι, ξύδι ) 

Με κονσερβοποίηση 

Με χημικά συντηρητικά.

 

Συντήρηση με αλάτισμα.

Αποτελεί μία απ’ τις αρχαιότερες γνωστές μεθόδους συντήρησης που μπορεί να εφαρμοσθεί μόνη της ή και σε συνδυασμό μ’ άλλες.

Το αλάτισμα μπορεί να γίνει κατά δύο τρόπους:

1) Με προσθήκη αλατιού, όπως γίνεται με τα ψάρια (ρέγγες βακαλάοι, σαρδέλλες).

2)  Με βύθιση του τροφίμου σε άλμη (σαλαμούρα ), όπως γίνεται με τις ελιές,  τα κληματόφυλλα, κ.ά. 

 Πλασμόλυση βακτηρίων

Το αλάτι δημιουργεί διαλύματα με αυξημένη ωσμωτική πίεση, επιδρά στις πρωτεΐνες των τροφίμων. Τα ιόντα του επιδρούν στους μικροοργανισμούς. Έτσι η συντήρηση βασίζεται στην καταστροφή των μικροοργανισμών.

 

Βακτήρια

 

 Συντήρηση με κατάψυξη ή ψύξη.

Οι χαμηλές θερμοκρασίες αποτελούν άριστο μέσο συντήρησης τροφίμων. Το ψύχος περιορίζει την ταχύτητα με την οποία αλλοιώνονται τα τρόφιμα. Με την απλή ψύξη δεν καταστρέφονται, βέβαια τα μικρόβια, πολλά απ’ τα οποία μετατρέπονται σε σπόρια, αναστέλλεται όμως η ανάπτυξή τους και περιορίζεται η δράση των ενζύμων, ώστε οξειδώσεις, υδρολύσεις συστατικών να γίνονται με πολύ αργούς ρυθμούς. Σε χαμηλές, εξάλλου, θερμοκρασίες η εξάτμιση είναι επίσης πολύ αργή κι έτσι αποφεύγεται η ξήρανση.

Σε συνθήκες κατάψυξης πήζουν τα υγρά των ιστών των τροφίμων αλλά και των μικροβίων και σχηματίζονται παγοκρύσταλλοι μέσα τους. Αυτοί μπορούν να προκαλέσουν το θάνατο μικροοργανισμών, αν και ορισμένοι μετατρέπονται σε σπόρια. Οι διάφορες αντιδράσεις γίνονται επίσης με εξαιρετικά αργούς ρυθμούς.

 

ΒΑΣΙΚΟ ΜΕΝΟΥ

ΠΡΟΣΩΠΙΚΟ

 Υπεύθυνος
Τσίγκρης Μιλτιάδης
 Συνεργάτες 
Αναστασιάδης Γιώργος
  Καπελώνη Ελένη
  Παππά Εύα 
Πενθερουδάκης Γιώργος
Σιγαλού Ελένη
Συσκάκης Γιάννης
Χαλκιαδάκης Κώστας

ΕΝΕΡΓΟΙ ΧΡΗΣΤΕΣ

ΕΠΙΣΚΕΠΤΕΣ

57018734 Επισκέπτες