Если вы когда-нибудь посещали лабораторию или музей и восхищались нетронутым глазным яблоком или крошечным мертвым существом, плавающим в стеклянной банке, вы видели консервирующую силу алкоголя. Официальное название этой техники-сохранение жидкости. Ученые полагаются на него с 1600-х годов, чтобы сохранить свои любопытные экземпляры. И, если все сделано правильно, он может выдержать образец в течение сотен лет, по данным Американского музея естественной истории. Рекомендуем вам ознакомиться с интересной статьей — как действует кофеин.
Но как это работает?
«Главное и главное в том, что он токсичен для тех видов микроорганизмов, которые могут вызвать разложение», — сказал в интервью Live Science Билл Кэрролл, адъюнкт-профессор химии в Университете Индианы в Блумингтоне. В качестве примера он привел вино. Его делают, когда дрожжи съедают сахар из винограда, а затем выделяют алкоголь. Но дрожжи выделяют так много алкоголя, что концентрация становится токсичной и убивает дрожжи, сказал он. И это содержание алкоголя — около 14% — помогает задерживать рост бактерий в течение многих лет (многие вина также содержат дополнительные консерванты, такие как сера), по словам Калифорнийского консультанта по винам.
Для сохранения других органических материалов, таких как ДНК, ткани или даже целые животные, требуется более высокая концентрация алкоголя, сказала Кэтрин Масленикова, менеджер по коллекциям рыб в Музее Берка в Сиэтле. Маслеников обычно полагается на алкоголь, в частности на этанол, для длительного хранения.
Например, Маслеников может взять образец рыбы, удалить некоторые образцы тканей для анализа ДНК и ввести рыбе формалин (раствор формальдегида, растворенного в воде), чтобы остановить внутренние биологические процессы, такие как ферментативные реакции и деградация тканей. Затем она может погрузить образец рыбы в банку с 70% — ным спиртом и 30% — ной водой. Для долгосрочного хранения «70%, по-видимому, является этим магическим числом», — сказал Маслеников. В растворе достаточно воды, чтобы ткани оставались увлажненными, что помогает животному или образцу сохранять свою форму, и достаточно спирта, чтобы предотвратить рост плесени и бактерий, сказала она.
Алкоголь в еще более высоких концентрациях, например 95%-ный этанол, действует как дегидрант, то есть удаляет и заменяет воду из клеток, тканей или образцов всего тела алкоголем. Недостаток воды вызывает изменения в чувствительных к воде белках; они разворачиваются или денатурируются и застывают на месте рядом друг с другом, фиксируя форму образца, согласно Ask a Biologist, серии, проводимой Университетом штата Арканзас. Этот метод является распространенным способом сохранения ДНК, согласно исследованию 2013 года, опубликованному в журнале PLOS One.
Может быть сложно решить, какой процент алкоголя употреблять. Использование слишком большого или слишком малого количества может повлиять на форму и гибкость образца или даже снизить его способность сохранять образец в растворе. Высокие концентрации алкоголя, используемые для обезвоживания образца, сохранят его. Но Маслеников сказал, что этот процесс также может привести к тому, что образец сморщится (из-за потери воды) и станет хрупким (из-за затвердевших белков). Иногда это нормально; все зависит от того, что вы пытаетесь сохранить.
Между тем, образец может быстро испортиться, если в нем останется слишком много воды.
«Если в тканях организма достаточно воды, он может разбавить алкоголь», — сказал Кристофер Роджерс, доцент-исследователь в Канзасском биологическом исследовании и Центре экологических исследований при Университете Канзаса, в электронном письме в Live Science. Если это произойдет, концентрация алкоголя может быть недостаточно сильной, чтобы убить затаившиеся микроорганизмы, которые могут быть спрятаны глубже в образце, где-то в кишечнике целого животного образца. Эти пропущенные бактерии может разложить образец. «Вот почему важно менять спирт [примерно] через 24 часа после маринования твари», — сказал Роджерс, потому что это повышает концентрацию алкоголя в растворе.
Когда дело доходит до использования алкоголя в качестве консерванта, Кэррол сказал, что вам нужна концентрация: «Концентрация, при которой вы подавляете микроорганизмы, но не разрушаете клеточную структуру того, на что вы смотрите».
