Scie chimiche e sabbia

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Qualche giorno fa è piovuto in tutta Italia. La pioggia ha sporcato tutto perché conteneva la sabbia portata dai deserti africani. Si tratta di un fenomeno del tutto naturale.

I venti forti provenienti dall’emisfero meridionale sollevano la sabbia del deserto che viene dispersa nell’atmosfera. I venti trasportano questa sabbia lungo il loro percorso assieme a tutte le altre componenti dell’aria, inclusa l’acqua. Quando i venti anzidetti incontrano i fronti freddi provenienti dal nord, si verifica la condensazione dell’acqua atmosferica. Le gocce di acqua che si formano, una volta raggiunte dimensioni tali da risentire dell’effetto della forza gravitazionale, precipitano sotto forma di pioggia. Durante il processo di condensazione, le gocce di acqua inglobano anche la sabbia presente in atmosfera. La conseguenza è che diciamo che “piove sabbia”.

Naturalmente frotte di capre ignoranti (senza offesa per quei simpatici animaletti; si tratta solo di un modo di dire) hanno cominciato a fantasticare di complotti mondiali ad opera non si sa bene chi, in base ai quali ci starebbero avvelenando mediante l’irrorazione di sostanze tossiche attraverso le cosiddette “scie chimiche”. La prova di ciò è che caproni, la cui sottocultura proviene dai meandri più nascosti e maleodoranti del mondo della rete (le famose università della vita), hanno fatto pseudo esperimenti casalinghi in cui dimostrano che la sabbia piovuta nei giorni scorsi viene attirata dalle calamite. Potete trovare un esempio di ciò in questo link. Secondo queste capre, questo fenomeno è strano perché la sabbia non deve essere attirata dalle calamite.

Il punto è che sarebbe meglio che adulti rincretiniti dal troppo vedere filmati porno in rete, si fermassero e cominciassero a spendere il loro tempo in modo più proficuo aprendo qualche libro. Andrebbe bene anche un sussidiario della quinta elementare. Vediamo perché.

La sabbia è fatta da piccoli frammenti minerali le cui dimensioni sono per lo più inferiori a 2 mm. Sotto l’aspetto della composizione chimica, si può dire che non esiste “la sabbia”, ma esistono diverse sabbie in funzione di quello che contengono. Più correttamente dovrei dire che la composizione delle sabbie dipende dalla natura delle rocce dalla cui erosione esse si producono. Possiamo per esempio avere le sabbie bianche, come la sabbia di San Vito lo Capo in Sicilia o delle Maldive. Il colore bianco è dovuto alla presenza di gesso (il solfato di calcio, CaSO4), come nel caso del White Sands National Monument nel New Mexico (USA), o di calcare (il carbonato di calcio, CaCO3), come nel caso delle Maldive. Si può avere sabbia verde come quella di Papakōlea nelle Hawaii. In questo caso il colore verde è dovuto alla presenza di olivina, un minerale contenente sia ferro che magnesio. Si tratta, in effetti, di un silicato misto di ferro e magnesio con formula generale (Fe, Mg)2SiO4.

Come si evince da quanto appena scritto, le sabbie possono contenere anche il ferro. Il ferro è paramagnetico. Il termine “paramagnetico” non è una parolaccia. Vuol dire, sotto il profilo chimico, che il ferro ha elettroni spaiati; sotto il profilo pratico l’aggettivo “paramagnetico” si traduce nel fatto che il ferro viene attirato dalle calamite.

Ecco, quindi, spiegato lo strano fenomeno che il caprone ignorante ha osservato nel filmato di facebook (Figura 1)

Figura 1. Fotogramma del filmato in cui si vede come la sabbia venga attirata da una calamita

Non basta mettersi gli occhiali alla Men in Black per sembrare acculturati. Purtroppo la cultura va alimentata con lo studio continuo e la lettura approfondita. Come diceva Umberto Eco, oggi la rete ha dato visibilità a frotte di scemi del villaggio.

Fonte dell’immagine di copertina: http://www.energynnovation.it/la-sabbia-riscaldata-puo-produrre-energia/2015/06/09/

Fonte dell’immagine di chiusura: https://www.cinematographe.it/news/men-in-black-f-gary-gray/

Aria calda ed igiene personale

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Cosa c’entra l’ aria calda in un blog di chimica?

Voglio evidenziare una notizia che ho letto nel web e che mi ha molto incuriosito. Si tratta di una recente scoperta in merito ai diffusori di aria calda usati per asciugare le mani nei bagni pubblici di tutto il mondo (la notizia la apprendo da questo sito, ma l’ho verificata e nel paragrafo “Per saperne di più” trovate il riferimento).

Un team di ricercatori della University of Connecticut School of Medicine ha pubblicato su Applied and Environmental Microbiology uno studio in cui riportano  i risultati di analisi microbiologiche condotte sulla diffusione di alcuni batteri patogeni per l’uomo campionati dai diffusori di aria calda summenzionati.

Questi ricercatori hanno deciso di identificare la natura degli eventuali batteri diffusi dal flusso di aria calda degli asciugamani elettrici presenti nei bagni pubblici di tre aree distinte del loro centro di ricerca. Hanno scoperto che la quantità di batteri risultava trascurabile quando questi diffusori non erano utilizzati, ma diventava molto importante quando essi venivano usati anche solo per pochi secondi. Ma la cosa più sorprendente è stata scoprire che i batteri diffusi non sono proprio innocui per l’uomo. Infatti questi ricercatori hanno scoperto che ben 254 diverse tipologie di batteri, tutti di origine fecale, venivano raccolte sulle piastre usate per campionare l’aria calda. La conclusione degli studiosi è stata che l’uso degli scarichi nebulizza nell’aria dei bagni pubblici tutti i microrganismi di origine fecale. Questi si depositano sugli asciugamani elettrici. Quando gli asciugamani ad aria calda vengono messi in funzione,  i microrganismi di origine fecale finiscono sulle mani di chi ha provveduto a lavarsi dopo aver espletato le sue funzioni fisiologiche. Molto meglio, quindi, fare uso dei fazzolettini di carta per asciugarsi dopo aver fatto uso dei bagni pubblici.

interessante, vero?

Per saperne di piu

Applied and Environmental Microbiology, 2018, doi: 10.1128/AEM.00044-18

Fonte dell’immagine di chiusura: http://ilsitodellerisposte.xyz/2016/11/13/qual-e-lorigine-del-fazzoletto-di-carta/

Fonte dell’immagine di copertina: Wikimedia Commons

La chimica del sapore. Il dolce

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Guardate la Figura 1. Interessante vero? Si tratta di alcuni dolcificanti di sintesi. Le loro strutture sono alquanto differenti le une dalle altre. Come è possibile che tutte quelle molecole stimolino la sensazione del “dolce”?

Figura 1. Strutture molecolari di alcuni dolcificanti di sintesi (Fonte)

In base al principio secondo cui l’attività biochimica di una molecola dipende dalla sua struttura molecolare, ci si aspetterebbe che il sapore dolce possa essere dovuto alla similitudine strutturale delle molecole che costituiscono i dolcificanti. Ed invece non è così.  Molecole dalla natura chimica molto differente mostrano tutte la medesima capacità dolcificante (in merito all’intensità del sapore dolce ho già scritto qui).

Ricordiamo che tutto quanto studiamo nei libri dei settori scientifici, in realtà, è controintuitivo. È vero che esiste la relazione biunivoca struttura-attività (ad una data struttura corrisponde quella attività biochimica ed una certa attività biochimica è dovuta ad una specifica struttura molecolare), tuttavia non è solo la forma della molecola che deve essere presa in considerazione per spiegare l’attività biochimica; occorre prestare attenzione anche ad altri fattori.

Una delle prime teorie ad essere state sviluppate per spiegare perché molecole dalle caratteristiche così differenti siano in grado di funzionare tutte come dolcificanti, è quella che prende il nome di “modello AH-B” (Figura 2).

Figura 2. Schema del modello AH-B

I recettori presenti sulla nostra lingua sono caratterizzati dalla presenza di due gruppi funzionali di cui uno è un donatore di idrogeno (-AH in Figura 2) e l’altro è un accettore di idrogeno (-B in Figura 2).  Il dolcificante è una molecola che contiene almeno due gruppi funzionali che hanno le stesse proprietà donatrici/accettrici di idrogeno dei gruppi presenti sulla superficie dei recettori.

Quando la molecola “dolcificante” si avvicina al recettore del sapore dolce presente sulla lingua, si formano due legami a idrogeno come quelli mostrati in Figura 2. È proprio alla presenza di questi due legami a idrogeno che è attribuibile il sapore “dolce”.

La Figura 3 mostra quali sono i gruppi funzionali di diverse molecole dolcificanti in grado di formare i legami a idrogeno summenzionati.

Figura 3. Schema dei gruppi funzionali in grado di formare i legami a idrogeno nel modello AH-B (Fonte)

In realtà le cose sono un po’ più complesse di quanto descritto.  Tuttavia, i meccanismi esatti del perché sentiamo il “dolce” o altre tipologie di sapori, non sono ancora ben chiari. Per avere più informazioni e delucidazioni approfondite, consiglio la lettura dei lavori ai link nel paragrafo “Per saperne di più”.

Per saperne di più
  1. Shallenberger et al., 1967, Nature, 216: 480
  2. Kier, 1972, J. Pharm. Sci., 9: 1394
  3. Shallenberger, 1997, Pure & Applied Chemistry, 69: 659
  4. Smith et al., 2001, Scientific American, 32
  5. Morini and Bassoli, 2007, AgroFood, 6
  6. Zhang et al., 2010, PNAS, 107: 4752
  7. Bo Liu et al., 2011, The Journal of Neuroscience, 31: 11070

Fonte dell’immagine di copertinahttp://www.misya.info/ingrediente/zucchero

Il decalogo del ciarlatano scientifico

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Chi è il ciarlatano? Si tratta di una persona poco affidabile, di un imbonitore, di qualcuno che vende fumo. Nel mondo scientifico, il ciarlatano è colui che cerca la fama proponendo modelli che spiegano solo ciò che egli pensa di osservare, senza dare alcuna importanza a ciò che è stato fatto in precedenza. Si tratta di persone con seri problemi di personalità che tendono a paragonarsi a grandi del passato come Galilei.

Come possiamo riconoscere un ciarlatano? Alla luce dell’analisi del comportamento medio dei ciarlatani, è possibile stilare un decalogo di atteggiamenti cui il ciarlatano medio tende ad attenersi.

Il decalogo per riconoscere il ciarlatano scientifico

1. tende a isolarsi dall’ambiente scientifico;
2. per comunicare le sue scoperte non usa i canali tradizionali in genere utilizzati da tutti gli scienziati (riviste scientifiche e congressi), ma preferisce la stampa non specializzata;
3. i suoi metodi sono segreti e non vengono divulgati;
4. pretende vi sia un pregiudizio degli scienziati nei suoi confronti;
5. cita casi in cui insigni scienziati dovettero lottare contro il dogmatismo scientifico dei loro tempi;
6. denuncia l’insufficienza delle teorie scientifiche attuali;
7. i suoi resoconti sono lacunosi o inesistenti;
8. quando i suoi metodi vengono sottoposti a una valutazione scientifica, rifiuta di accettarne i risultati;
9. può essere indifferentemente incolto o fornito di titoli accademici;
10. i suoi sostenitori sono privi di competenze nel campo in cui pretende di esprimersi.

Riconoscete in uno o più punti persone che rispondono ad uno o più dei requisiti anzidetti? Io sì. Ci sono stati e ci sono molti colleghi che, pur avendo fatto un ottimo lavoro in un passato più o meno recente, sono poi passati al lato oscuro della scienza. Non mancano tra questi illustri premi Nobel che, affetti dal Nobel disease, pensano di poter dire la loro anche in campi di cui sono totalmente inesperti.

Per approfondire

Luca Simonetti – La scienza in tribunale (2018) Fandango libri
Lista di scienziati famosi affetti da Nobel disease

Fonte dell’immagine di copertina: http://www.stoccolmaaroma.it/2014/due-nobel-a-trieste/

Fonte dell’immagine in chiusura: http://goabgamersab.blogspot.it/2015/08/bien-bienvenidos-vallan-ala-pagina-web.html

Tutta questione di Molibdeno

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Vi siete mai chiesti perché ci sono alcune popolazioni che non sono in grado di sopportare l’alcol e si ubriacano velocemente? È tutta questione d biochimica ed, in particolare, del Molibdeno.

Il molibdeno è un metallo che ha una azione tossica. Pensate che solo 50 mg di tale metallo, assunti tutti assieme, sono in grado di uccidere un ratto. Nell’uomo pare che questo metallo agisca sulle funzioni epatiche portando ad iperbilirubinemia. Il Molibdeno è anche convolto nella sintesi dell’acido urico. Un eccesso di Molibdeno sembra legato all’accumulo di cristalli di acido urico nelle articolazioni con insorgenza di una patologia molto dolorosa: la gotta.

Nonostante la sua tossicità, il molibdeno è un metallo essenziale per il nostro organismo. Noi ne assumiamo circa 0.3 mg al giorno nella nostra dieta per un ammontare di circa 8 g nella nostra intera vita. Ebbene questo metallo è un cofattore di uno degli enzimi che ci consentono di metabolizzare l’alcol che ingeriamo.

L’alcol etilico viene prima trasformato in acetaldeide da un enzima che contiene zinco (alcol deidrogenasi); l’acetaldeide viene poi ossidata prima ad acido acetico da un enzima che contiene molibdeno (aldeide ossidasi) e poi ad anidride carbonica secondo lo schema riportato qui di seguito:

CH3CH2OH → CH3CHO → CH3COOH → CO2

L’anidride carbonica viene espulsa dal nostro organismo mediante la respirazione. Le reazioni descritte servono per ricavare l’energia necessaria per la nostra sopravvivenza dalla ossidazione dell’alcol etilico. Tuttavia, ci sono alcune popolazioni come quelle orientali, per esempio I giapponesi, che hanno quantità più basse di aldeide ossidasi. Per questo motivo non sono in grado di degradare velocemente come noi l’alcol e tendono ad ubriacarsi più velocemente di noi.

Interessante, vero?

Alla prossima pillola di scienza…e…cin cin

Per saperne di più
https://saluteuropa.org/nutrizione-integrativa-2/il-molibdeno-metallo-importante-per-luomo/

Fonte dell’immagine di chiusurahttp://www.sapere.it/sapere/strumenti/domande-risposte/di-tutto-un-po/perche-si-dice-cin-cin-quando-si-brinda.html

Fonte dell’immagine di copertina: https://blog.edoapp.it/alcol-e-calorie-nascoste/

Aspirina: una storia breve

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1763. Il reverendo Stone della Chiesa d’Inghilterra informa la Royal Society che un infuso da lui preparato con la corteccia del salice bianco (Figura 1) e somministrato ad una cinquantina dei suoi parrocchiani affetti da stato febbrile, ha funzionato molto bene nell’attenuare la febbre.

Figura 1. Salice bianco (nome botanico Salix alba) dalla cui corteccia, nel 1763, fu preparato un infuso contro la febbre
Tutto nasce durante una passeggiata

Il reverendo non sa perché l’infuso abbia funzionato, ma pare che l’idea per tale rimedio gli fosse venuta  nel 1758 durante una passeggiata in un bosco. Per motivi non noti, fu indotto ad assaggiare la corteccia del succitato albero e notò una corrispondenza di sapori con quella dell’albero della febbre (si tratta del Cinchona) usata fin dall’antichità tra le popolazioni pre-colombiane per la cura di stati febbrili. Tale corrispondenza lo indusse a pensare che anche la corteccia del Salix alba potesse avere gli stessi effetti curativi, come effettivamente potè verificare.

Il principio attivo

Ciò che il reverendo Stone non poteva sapere era che il principio attivo nella corteccia dell’albero della febbre era differente da quello presente nella corteccia del salice bianco. Infatti, mentre nella prima era presente il  chinino (Figura 2A), nella seconda era presente l’acido salicilico (Figura 2B).

Figura 2. A. Struttura del chinino presente nella corteccia dell’albero della febbre i cui effetti curativi erano noti fin da tempi antichi tra le popolazioni precolombiane. B. Struttura dell’acido salicilico presente nella corteccia del salice bianco o Salix alba i cui effetti curativi furono scoperti dal reverendo Stone.
Gli effetti collaterali

L’acido salicilico presenta gravi effetti collaterali dovuti al fatto che è un acido organico abbastanza forte (Figura 3). In particolare, esso è un potente irritante in grado di causare emorragie ed ulcere sia in bocca che nello stomaco.

Figura 3. Equilibrio di dissociazione dell’acido salicilico. La costante acida ha il valore riportato in figura
Ed eccoci all’aspirina

Nel 1893, Felix Hoffmann, un chimico della Bayer, sintetizzò un derivato dell’acido salicilico mediante una reazione di acilazione al gruppo ossidrilico. Ottenne l’acido acetil salicilico (Figura 4) i cui effetti collaterali risultarono molto più tenui rispetto a quelli dell’acido salicilico, pur conservando le medesime proprietà terapeutiche. Era nata l’aspirina©.

Figura 4. Struttura molecolare dell’acido acetil salicilico

Il nome Aspirina© sembra sia stato ricavato usando la radice del nome dell’acido spirico, il principio attivo presente nella Spiraea ulmaria e chimicamente simile all’acido salicilico, a cui venne anteposta la “a” di acetile.

I vantaggi dell’Aspirina©

Gli esperimenti sull’attività farmacologica dell’Aspirina© condotti dal Dr. Heinrich Dreser della Bayer, ne evidenziarono non solo le caratteristiche antipiretiche, ma rivelarono anche le sue  proprietà antireumatiche e la capacità di migliorare l’attività cardiaca attraverso la fluidificazione del sangue. La presenza del gruppo acetile, inoltre, ne aumentava la torrelabilità gastrica rispetto all’acido salicilico.

Oggi l’Aspirina© è un farmaco molto comune utilizzato in tutto il mondo in diverse formulazioni farmacologiche. Tra queste l’Alka Seltzer®, la forma solubile di Aspirina©, è quella più famosa. L’Alka Seltzer® contiene bicarbonato di sodio, acido citrico ed acido acetil salicilico. Il bicarbonato di sodio ha il compito di deprotonare l’acido acetil salicilico per la formazione dell’acetilsalicilato di sodio (Figura 5). Quest’ultimo è più facilmente solubile dell’acido acetil salicilico. La presenza dell’acido citrico (oltre che quella di altri aromi come quelli di arancia e limone) serve a mascherare il cattivo sapore dell’acetilsalicilato di sodio.

Figura 5. Reazione di formazione dell’acetilsalicilato di sodio

Un’altra formulazione farmacologica è l’aspirinetta. Si tratta di pillole che contengono circa 1/5 (ovvero all’incirca 100 mg) della dose di acido acetilsalicilico contenuta nelle tradizionali confezioni di Aspirina© (ovvero 500 mg). Assunta giornalmente, questa dose di acido acetisalicilico consente di prevenire i trombi e, di conseguenza, problematiche cardiache.

Gli svantaggi dell’Aspirina

Nonostante tutti i suoi effetti positivi, l’idrolisi del gruppo acetile nello stomaco porta alla formazione dell’irritante acido salicilico con possibilità di formazione di ulcere. Gli individui sensibili devono evitare di assumere Aspirina©. Inoltre la dose giornaliera consigliata per gli adulti non deve eccedere i 4 g (sotto controllo medico). Oltre la predetta quantità gli effetti indesiderati possono portare anche alla morte. Nel caso di bambini al di sotto dei 12 anni, l’assunzione di acido acetilsalicilico ha portato a rarissimi casi di sindrome di Reye, per cui è sempre consigliabile non usare Aspirina© al di sotto dell’età anzidetta.

Il funzionamento come antipiretico

Quando il nostro organismo subisce qualche lesione o viene invaso da microorganismi patogeni, si attiva una risposta che porta all’aumento nel circolo sanguigno della quantità di molecole che prendono il nome di prostaglandine, il cui precursore è l’acido prostanoico la cui struttura è in Figura 6.  È la presenza delle prostaglandine che porta allo stato febbrile.

Figura 6. Struttura dell’acido prostanoico, precursore delle prostaglandine

Sia l’acido salicilico che il suo derivato, acido acetilsalicilico, sono in grado di inibire l’attività degli enzimi coinvolti nella sintesi delle prostaglandine. La conseguenza è, quindi, la diminuzione della temperatura corporea.

Conclusioni

La storia dell’Aspirina© ci insegna che un prodotto naturale come l’acido salicilico, sebbene possa avere effetti benefici, ha tante controindicazioni peraltro anche abbastanza gravi. Al contrario un prodotto di sintesi come il suo derivato acetilato, ha molte meno controindicazioni e può essere usato con maggiore sicurezza. Naturalmente, pur essendo oggi l’Aspirina© un prodotto da banco, cioè il preparato contenente 500 mg di acido acetilsalicilico è vendibile senza presentazione di ricetta medica, è sempre consigliabile non abusarne ed assumerne sempre sotto controllo medico in modo tale da poter monitorare eventuali intolleranze che possono sfociare in effetti indesiderati piuttosto pericolosi.

 

 

Fonte dell’immagine di copertinahttp://www.aspirina.it/

I dolcificanti parte IV. Lo zucchero ad alta solubilità

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Stamattina mi sono alzato, ho eseguito tutte le operazioni mattutine per consentirmi di svegliarmi (di sabato sono senza successo), sono andato dal barbiere a farmi radere quei quattro peli che mi son rimasti e poi sono andato al bar vicino casa per prendere un cappuccino.

Direte voi: “ma perché questo ci racconta sti fatti? Cosa interessa a noi di quello che fa la mattina e di quanti peli abbia?”

Un attimo e vi racconto.

Arrivo semisveglio al bar e, dopo aver chiesto la mia bevanda preferita a base di caffè e latte montato, l’occhio mi cade sul contenitore delle bustine di zucchero. Alcune di queste sono verdi. La prima cosa che penso, mettendo in funzione il neurone attivo nel fine settimana, è: “toh, guarda. Ci sono le bustine di zucchero steviolitico”.

Grande è la mia sorpresa quando prendo una di quelle bustine verdi e leggo che si tratta di zucchero ad alta solubilità.

Qui i miei sensi di chimico (come quelli di ragno di Peter Parker) si allertano. Cos’è sto zucchero ad alta solubilità?

Dovete sapere che sotto l’aspetto chimico, il concetto di solubilità si riferisce alla quantità massima di soluto che è possibile sciogliere in una prefissata quantità di solvente prima che il soluto cominci a precipitare.

Esistono zuccheri che hanno solubilità differenti. Per esempio, è possibile sciogliere in un litro di acqua circa 2 kg di saccarosio, circa 1 kg di glucosio, circa 3 kg di fruttosio e circa 7 g di lattosio. Insomma, a seconda di quella che è la natura chimica dello zucchero preso in considerazione è possibile sciogliere quantità differenti di prodotto nella stessa quantità di acqua.

Da chimico ho pensato: “zucchero ad alta solubilità…va bene…si tratta di fruttosio”. Poi però ho pensato: “un attimo…ma perché chiamarlo zucchero se nel linguaggio comune questo termine corrisponde al saccarosio? Perché il fruttosio non viene indicato come tale, dal momento che in questo modo possono venderlo ad un prezzo maggiorato?”.

A questo punto dopo aver fatto quattro chiacchiere col gestore del bar, gli chiedo se posso portare via una bustina di questo “zucchero ad alta solubilità”. Sono curioso. Voglio capire di cosa si tratta. Vado in laboratorio dove ho un po’ di strumenti che posso usare il sabato mattina senza colpo ferire.

La prima cosa che faccio è prendere una bustina di zucchero che usiamo per il caffè in laboratorio (Figura 1) e, dopo essere andato in giro per cercare un po’ di vetrini d’orologio, non faccio altro che pesare il contenuto delle bustine contenenti lo zucchero “normale” (l’aggettivo non vuol dire nulla chimicamente, ma mi serve solo per indicare lo zucchero che ho prelevato dal cassetto sotto la macchina da caffè in laboratorio) e quello ad alta solubilità.

Figura 1. La bustina verde è lo zucchero “ad alta solubilità. Nel cerchio la scritta che mi ha incuriosito. La bustina bianco/blu è una “normale” bustina di zucchero che usiamo per il caffè in laboratorio.

Ognuna delle bustine contiene circa 4 g di prodotto (Figura 2).

Figura 2. A sinistra il peso dello zucchero “normale”. A destra quello “ad alta solubilità”. Non fatevi trarre in inganno. Su una bilancia meno sofisticata di quella da laboratorio, i pesi sono identici (e comunque nell’aprire la bustina dello zucchero “ad alta solubilità”, una piccola quantità di campione mi è caduta).

L’ispezione visiva (in gergo laboratoriale noi diciamo “occhiometrica”) mi permette di vedere che lo zucchero “ad alta solubilità” è più finemente suddiviso rispetto a quello “normale” (Figura 3).

Figura 3. A sinistra l’aspetto fisico dello zucchero “ad alta solubilità”. A destra quello dello zucchero “normale”

A questo punto comincio a pensare che il mio barista avesse ragione nel dire che si tratta di zucchero “normale” che però appare un po’ più impalpabile. Ma io sono un chimico e non mi fido delle parole. Già che sono in laboratorio posso usare lo spettrometro ad infrarossi (spettroscopia FT-IR) per registrare l’impronta digitale molecolare dei due prodotti.

Figura 4. Spettri FT-IR dello zucchero “ad alta solubilità” (in nero) e dello zucchero “normale” (in rosso). Le due impronte sono identiche.

La Figura 4 mostra i risultati dell’analisi. Le due impronte molecolari sono assolutamente identiche: si tratta di normale saccarosio. Ed allora perché stampare sulla bustina “alta solubilità”, dal momento che il saccarosio, indipendentemente dal contenitore in cui è racchiuso, ha sempre la stessa solubilità?

Qui entra il gioco l’uso scorretto dei termini chimici nel mondo del marketing. Ma andiamo con ordine.

La velocità con cui un soluto si scioglie in un solvente dipende dall’area superficiale del soluto. Più elevata è l’area superficiale, più velocemente avviene la solubilizzazione come conseguenza di un contatto più intimo tra soluto e solvente.

Il valore dell’area superficiale dipende dalla dimensione dei granuli del soluto. Più piccola è la dimensione di questi granuli, più alta è l’area superficiale e più velocemente avviene la solubilizzazione. In altre parole, il linguaggio del marketing si è appropriato del termine “solubilità”, che ho definito poco più su, per farlo diventare “velocità di solubilizzazione”.

Quindi secondo i “geni” del marketing,  “alta solubilità” non vuol dire che nella stessa quantità di solvente posso sciogliere una quantità più elevata di soluto, ma significa che lo zucchero si scioglie più rapidamente.

Il sabato mattina, quando ancora non riuscite a capire se siete vivi o se deambulate come zombies solo per inerzia, è importante usare lo zucchero “ad alta solubilità”: fare tre giri di cucchiaino nel vostro caffè invece che quattro vi aiuta a risparmiare energia.

That’s all folks (e grazie al gestore del Cicì Coffee and Drink per le quattro chiacchiere che facciamo la mattina e per avermi regalato una bustina di questo zucchero “ad alta solubilità”)

 

 

Fonte dell’immagine dell’uomo ragno: https://www.zoomflume.com/events/meet-spiderman-2017/

Fonte dell’immagine di copertina: https://blog.edoapp.it/saccarosio-cose-e-a-cosa-serve/

L’omeopatia è innocua?

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Torno di nuovo sull’ omeopatia. Di tanto in tanto fa bene riportare alla memoria le sciocchezze relative a questa pratica di cui ho già avuto modo di scrivere e parlare tanto (qui la collezione di articoli presenti nel blog ed una intervista radiofonica nel programma Neandhertal Pride di Lele Pescia, Ivo Ortelli e La Iena Ridens, mentre qui c’è la lezione sull’omeopatia tenuta al Caffè dei Libri di Bassano del Grappa qualche anno fa). Le cose scritte in questo articolo riprendono quanto avevo scritto all’inizio del 2017 sulla mia pagina scientifica in Facebook, prima che venisse reso pubblico questo blog.

Uno dei fatti più importanti che bisogna evidenziare in merito alla omeopatia è che le aziende che producono rimedi omeopatici non sono in grado di né interessate a sviluppare conoscenza. Infatti, dal momento che esse basano i loro prodotti su credenze nate nella prima metà del XIX secolo e sono ferme alle conoscenze dell’epoca, benché lo sviluppo scientifico abbia cominciato a smentirle già a partire dal 1811, le suddette aziende non hanno interesse alcuno a sviluppare ricerca e tecnologia e, di conseguenza, non possono essere considerate come un settore produttivo di crescita a lungo termine per un qualsiasi paese.

Solo con un piccolo investimento, senza alcuna velleità di sviluppo culturale perché ferme a idee di circa 200 anni fa ormai superate dalle moderne conoscenze scientifiche, le aziende di prodotti omeopatici vendono sogni e si fanno pagare a peso d’oro. Non sto parlando di fitoterapia che, sebbene entro certi limiti, una qualche bio attività la dimostra, ma di omeopatia, ovvero di preparati che non hanno alcun ruolo biochimico se non quello placebo che è di carattere psicologico.

Nelle varie discussioni seguite alla pubblicazione on line dei miei articoli, ho dovuto notare, con mia enorme sorpresa oltre che dispiacere, che una gran quantità di interventi era fatta da persone che spengono il cervello, assieme al proprio pensiero critico, quando si tratta di argomenti che vanno ad intaccare le proprie convinzioni fideistiche. Sì, perché l’omeopatia, purtroppo, deve essere considerata come un vero e proprio atto di fede che va ad affiancare e/o sostituire la fede canonica in una qualsiasi entità soprannaturale.

Naturalmente, la fede rende ciechi e chiude ogni possibilità di dialogo razionale. In tutte le discussioni in cui sono intervenuto e tuttora intervengo mi son preso e mi prendo tantissimi insulti e, naturalmente, una buona dose di “ignorante”, nonostante dichiari la natura della mia professione (sono un chimico e tengo alla differenza tra “professione” e “mestiere”, come insegnato alle elementari dei miei tempi).

Tra le tante argomentazioni a sostegno dell’omeopatia compare la famosa    “ognuno si cura come vuole”, oppure “se le cure omeopatiche sono rimborsate dal SSN allora vuol dire che funzionano”; queste argomentazioni sempliciotte fanno solo sorridere perché fanno capire i limiti culturali di chi si espone in questo modo e ritiene che un giudice o un legislatore qualunque possa intervenire nel modificare quelle che sono leggi scientifiche; confondono le leggi chimiche o biochimiche con quelle del codice civile. Ma va bene, perché non tutti possono essere addentro alla chimica. La cosa grave si osserva quando di fronte ad argomentazioni serie di natura scientifica, queste persone si trincerano, o meglio si arroccano, nelle loro false convinzioni ed alzano barriere impenetrabili a qualsiasi argomento razionale.

Da qualche parte ho letto che il fact checking, ovvero la semplice esposizione dei fatti, sortisce l’effetto opposto a quello desiderato: le persone invece di aprire la loro mente si rinchiudono sempre più nel loro mondo. E sempre gli esperti suggeriscono di utilizzare tanta pazienza come quando i genitori cercano di blandire i figli piccoli cocciuti che non ne vogliono sapere di prendere una medicina o mangiare la verdura. Il punto è che in questo caso si ha a che fare con persone adulte che hanno delle responsabilità. Tuttavia, nonostante tutto, esse ancora perseverano nelle loro convinzioni invocando il principio di autorità: “ho consultato tantissimi medici preparati”, “se tanti medici la consigliano vuol dire che funziona” e così via di seguito. Si tratta dello stesso principio di autorità contro cui si scagliano quando qualche scienziato preparato cerca di far loro capire le sciocchezze che affermano. Interessante questa dissociazione mentale, vero? Sono contro il principio di autorità solo quando fa loro comodo. Ma tant’è.

Dagli interventi sempliciotti si passa a quelli pseudo scientifici: “su di me (sui miei animali) funziona” come se le osservazioni soggettive fatte senza un controllo fossero attendibili e come se sugli animali non fosse mai stato osservato l’effetto placebo.

Ma ciò che colpisce di più è la assoluta incongruenza logica di questi individui, fan sfegatati dell’ omeopatia. L’omeopatia, secondo loro, è innocua.

Invocare l’innocuità dell’ omeopatia è una contraddizione in termini. Se uno ammette che l’assunzione di preparati omeopatici apporta benefici, non può parlare di innocuità. Se si ammette che l’omeopatia in qualche modo funziona sul nostro organismo, allora non può essere innocua. Tuttavia, capisco che per queste persone il termine “innocuità” si riferisce all’assenza di effetti collaterali. Questa assenza sarebbe certificata dai bugiardini dei preparati omeopatici che non riportano le lunghissime liste di contro indicazioni trovate nei bugiardini dei farmaci veri. In realtà, queste persone non sanno o fanno finta di non sapere o ancora dimenticano che la legislazione che regolamenta l’immissione in commercio dei farmaci veri è molto stringente e richiede diverse fasi di sperimentazione oltre ad imporre la descrizione di tutti i possibili effetti indesiderati verificatisi o osservati, sebbene non necessariamente correlati all’assunzione del farmaco, durante la sperimentazione. Al contrario i preparati omeopatici non sono soggetti ad alcuna sperimentazione oltre a essere soggetti ad una legge più “tenera” di quella cui sono soggetti i farmaci veri. Mancano le contro indicazioni dai bugiardini dei preparati omeopatici semplicemente perché, non avendo alcuna funzione biochimica, essi non hanno alcun effetto. L’unico effetto dei preparati omeopatici è quello placebo, di tipo psicologico, come detto prima.

“I preparati omeopatici non uccidono”. Ecco un’altra argomentazione. Come se ad uccidere una persona non fosse la grave patologia diagnosticata, ma il rimedio farmacologico usato per combatterla. Capisco la necessità psicologica di individuare un “nemico fisico” contro cui scagliarsi nelle avversità della vita. Ci passiamo o ci siamo passati tutti. Ma questo non ci autorizza a spegnere la nostra razionalità. I preparati omeopatici non uccidono nel senso che non sono un veleno. Ma quando l’omeopatia si sostituisce alle terapie accreditate e valide, allora sì, l’omeopatia uccide. Come non ricordare il caso di quella ragazza diabetica morta perché la terapia insulinica era stata sostituita con una omeopatica? Mi si potrà dire che le cure omeopatiche coadiuvano quelle farmacologiche, ma anche l’amore di un genitore, l’affetto di chi ti è vicino sono degli ottimi coadiuvanti e, soprattutto, costano molto meno di un preparato omeopatico.

Dal mio punto di vista, il problema dei fan dell’omeopatia è un forte distacco dalla realtà ed una assurda lontananza dalle regole fondamentali della logica del pensiero razionale. La cosa è preoccupante. Queste persone votano e col loro voto sono in grado di influenzare le scelte politiche ed economiche di una intera nazione portandola a livelli di devoluzione/involuzione quanto mai assurdi.

Fonte dell’immagine di copertinahttp://ildubbio.news/ildubbio/2017/05/30/omeopatia-la-grande-truffa/

Effetto Paperino

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Oggi mi sono imbattuto in un filmato molto divertente in cui due persone, dopo aver bevuto una birra all’elio, hanno cominciato a parlare con la voce di Paperino.

Ecco il filmato:

Divertente, vero?

Come mai quando respiriamo elio la nostra voce assume toni acuti?

Dovete sapere che l’emissione dei suoni è legata ad un meccanismo mediato dall’azione di corde vocali, faringe e bocca. Le prime, situate nella laringe (Figura 1), si avvicinano tra loro, si allontanano o vengono  tese (insomma, vibrano) grazie all’azione di alcuni muscoli. Sono proprio le vibrazioni delle corde vocali a generare il suono che si propaga attraverso l’aria che respiriamo.

Figura 1. Anatomia della gola (Fonte)

La frequenza del suono emesso da una sorgente che vibra è inversamente proporzionale alla radice quadrata della densità del mezzo in cui il suono si propaga. In altre parole, più denso è il mezzo, più bassa è la frequenza del suono. Più bassa è la densità del mezzo, maggiore è la frequenza del suono. Nel primo caso sentiamo suoni gravi, nel secondo sentiamo suoni acuti. Guardate il video qui sotto per conoscere meglio le caratteristiche dei suoni.

L’aria atmosferica, costituita da circa il 79% di azoto molecolare, il 20% di ossigeno molecolare e dall’1% di altri gas come anidride carbonica, argon etc., è mediamente otto volte più densa dell’elio. Questo vuol dire che il suono emesso dalle vibrazioni delle corde vocali attraversate dall’aria atmosferica ha una frequenza circa tre volte più bassa rispetto a quella del suono che si propaga attraverso l’elio (il “tre volte” viene fuori dal rapporto della densità dell’aria rispetto a quello dell’elio. La radice quadrata di 8 è 2.9, ovvero circa 3). La conseguenza di quanto appena scritto è che il suono che si propaga attraverso l’aria atmosferica è più grave di quello che si propaga attraverso l’elio. L’effetto finale quando respiriamo l’elio da un palloncino o beviamo birra addizionata di questo gas, come nel primo filmato di questa nota, è la caratteristica voce di Paperino.

Per saperne di più

Anatomia della gola

La propagazione del suono 1 e 2

Fonte dell’immagine di copertinahttp://cinetramando.blogspot.it/2011/12/paperino-donald-duck-walt-disney.html

I dolcificanti parte III. Il potere dolcificante

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Da un po’ di tempo sto studiando gli edulcoranti e nel mio vagabondare tra siti internet e libri di vario genere, incontro informazioni nuove e sempre molto interessanti. Ho già scitto in merito ad aspartame e saccarina. I due articoletti possono essere letti qui. Nei commenti a questi due articoletti  sui vari social network in cui sono stati pubblicati, mi è stato chiesto di fare un confronto tra i diversi edulcoranti in termini di qualità dolcificante.

Come facciamo a stabilire quale edulcorante è il più dolce?

Esiste un parametro, chiamato “potere dolcificante”, che ci consente di confrontare la capacità degli edulcoranti di dare un sapore dolce all’alimento in cui essi sono contenuti.

Il potere dolcificante viene misurato rispetto ad una sostanza “dolce” di riferimento.  La sua definizione prevede che esso vada inteso come il rapporto tra la concentrazione di una soluzione di saccarosio (il normale zucchero da tavola) e quella dell’edulcorante che ha la stessa intensità di sapore. In altre parole, prendiamo il saccarosio (sostanza di riferimento) e ne sciogliamo una quantità nota  in acqua;  attribuiamo il valore 1 al suo sapore (per esempio, assegniamo potere dolcificante pari a 1 ad una soluzione di 1 g di saccarosio in 1 L di acqua).  A questo punto prepariamo soluzioni a concentrazioni differenti di un edulcorante qualsiasi. Confrontiamo il sapore di queste soluzioni con quella di 1 g/L di saccarosio. Se la soluzione contenente la quantità X g/L di dolcificante ha sapore uguale alla soluzione di saccarosio 1 g/L, allora il suo potere dolcificante (PX) è dato dal rapporto 1 (g/L) / X (g/L), ovvero:

PX = 1/X

e possiamo dire che il dolcificante ha dolcezza X volte quella del saccarosio.

Alla luce di quanto scritto,  si può comprendere il significato dei numeri riportati nella  tabella sottostante

Sostanza Potere dolcificante
Lattosio 0.200
Galattosio 0.220
Maltosio 0.320
Sorbitolo 0.540
Mannitolo 0.700
Glucosio 0.740
Saccarosio 1
Fruttosio 1.5
Ciclammato 35
Aspartame 200
Acesulfame K 200
Saccarina 400

Il glucosio ha un potere dolcificante pari a 0.740. Significa che 1.00 g di glucosio sciolto in 0.740 L di acqua hanno lo stesso sapore di 1.00 g di saccarosio disciolto in 1.00 L di acqua:

[saccarosio] = 1.00 g/1.00 L = 1.00 g/L

[glucosio] = 1.00 g/0.740 L = 1.35 g/L

PGlu= [saccarosio]/[glucosio] = 1.00 (g/L) / 1.35 (g/L) = 0.740

Se, invece, ci riferiamo alla saccarina, si ha:

[saccarina] = 1 g /200 L = 0.00250 g/L

PSaccarina = [saccarosio]/[saccarina] = 1/0.00250 = 400

In altre parole, occorre sciogliere più di 1 g di glucosio e solo 2.5 mg di saccarina in 1 L di acqua, rispettivamente, per ottenere lo stesso sapore di 1 g/L di saccarosio.

Conclusioni

Il potere dolcificante è molto utile per fare un corretto uso degli edulcoranti. Tuttavia, si tratta di un parametro il cui valore dipende da tanti fattori. Tra questi, i più importanti sono temperatura e concentrazione. Non bisogna dimenticare, però, che anche le sensazioni soggettive giocano un ruolo importante. Infatti, stabilire cosa abbia un sapore identico a quello di una qualsiasi sostanza di riferimentio significa fare i cosiddetti “panel test”. Questi consistono nel far assaggiare a delle persone un alimento. Queste persone, poi, devono stabilre sulla base delle loro sensazioni – che dipendono da tante cose, incluse lo stato di salute soggettivo – se l’alimento sotto indagine è identico o meno a quello di riferimento. Il potere dolcificante, in definitiva, va preso con le pinzette. Un esempio è dato dalla tabella su riportata che è estrapolata da un libro molto noto nella chimica degli alimenti (Cappelli, Vannucchi (2000) Chimica degli alimenti, seconda ed., Zanichelli); i valori del potere dolcificante lì riportati sono diversi rispetto a quelli di altri riferimenti come quello che potete trovare qui (sempre dalla Zanichelli).

Fonte dell’immagine di copertina: CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=26027