ALKOHOL I NAPOJE ALKOHOLOWE

Nazwa alkoholu wywodzi się od arabskiego „al-kuhl” — „delikatny proszek”. Alkohol etylowy, czyli etanol, o wzorze chemicznym C₂H₅OH należy do grupy związków organicznych, pochodnych węglowodorów, charakteryzujących się obecnością grupy wodorotlenowej OH w miejsce atomu wodoru. Zależnie od ilości tych grup w cząsteczce, odróżniamy alkohole jedno- i wielowodorotlenowe, natomiast zależnie od ilości atomów wodoru znajdujących się przy tym samym atomie węgla co grupa OH — odróżniamy alkohole pierwszorzędowe (2 atomy), drugorzędowe (1 atom) i trzeciorzędowe.

Alkohol etylowy należy do jednowodorotlenowych, pierwszorzędowych i z tego wynikają jego właściwości fizyczne i chemiczne. Jest on więc cieczą bezbarwną, przezroczystą, o charakterystycznym piekącym smaku i słabym, specyficznym zapachu, łatwopalną, chemicznie obojętną, wysoce higroskopijną (mającą właściwość przyciągania wody), rozpuszczającą się w wodzie w każdym stosunku, rozpuszczającą tłuszcze, ścinającą białka. Ciężar właściwy alkoholu etylowego wynosi ok. 0,8, temperatura wrzenia — 78,3°C. Przy spalaniu 1 grama alkoholu etylowego powstaje 7,08 kalorii (drzewo — 4,5, węgiel — 7), jest więc alkohol etylowy doskonałym środkiem opałowym. Z alkoholu etylowego poprzez odjęcie atomu wodoru w procesie katalizowanym otrzymuje się aldehyd octowy; przez łączenie etanolu z kwasami powstają estry, przez łączenie z metalami — alkoholany.

Dzięki swym fizycznym i chemicznym właściwościom alkohol etylowy stanowi cenną, nieraz wręcz niezastąpioną substancję, szeroko wykorzystywaną w przemyśle, chemii, lecznictwie, gospodarstwie domowym. Wysoka kaloryczność czyni alkohol cennym paliwem, higroskopijność — środkiem odwadniającym i osuszającym, właściwość ścinania białka — środkiem dezynfekcyjnym, właściwość rozpuszczania tłuszczów — rozpuszczalnikiem organicznym, niski punkt wrzenia — wymiennikiem cieplnym. W lecznictwie używa się alkoholu etylowego jako rozpuszczalnika (jodyna itp.), środka ekstrakcyjnego do przygotowywania wyciągów z roślin, środka bakteriobójczego (jedynie w najwyższych stężeniach!), ściągającego i osuszającego.

Dla celów przemysłowych można wytwarzać alkohol etylowy metodami syntezy chemicznej, np. z acetylenu lub z etylenu. Natomiast dla produkcji alkoholu etylowego tzw. konsumpcyjnego (przeznaczonego do picia) wykorzystuje się znany od niepamiętnych czasów proces fermentacji alkoholowej, a następnie destylację i rektyfikację.

Fermentacja alkoholowa cukrów polega na przekształcaniu cukru w alkohol etylowy i w dwutlenek węgla. Przebiega ona tylko w obecności katalizatora, którym jest enzym (zaczyn, ferment) zymaza, znajdujący się w drożdżach. Przez dodanie drożdży do rozdrobnionego produktu wyjściowego, którym mogą być wszelkie substancje zawierające cukier (a więc miód, winogrona, owoce, trzcina cukrowa itp.) zapoczątkowuje się proces fermentacji, która przebiega według wzoru:

C₆H₁₂O₆ = 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 23 kcal.

Przy produkcji alkoholu z ziemiopłodów nie zawierających cukru, np. z żyta czy z ziemniaków, należy uprzednio rozłożyć zawartą w nich skrobię do cukrów prostych. Proces ten przebiega pod wpływem fermentu, zwanego amylazą i znajdującego się w kiełkach jęczmienia lub owsa. Przez dodanie zawierającego amylazę kiełkującego jęczmienia (tzw. słodu) do rozgotowanego zboża lub do ziemniaków, dokonuje się przemiany skrobi w cukier gronowy:

(C₆H₁₀O₅)_n + H₂O = C₆H₁₂O₆

Otrzymany tą drogą cukier poddaje się następnie fermentacji alkoholowej.

Gdy stężenie alkoholu w fermentującym roztworze osiąga 14—16%, drożdże, które są komórkami żywymi, giną i proces fermentacji ulega przerwaniu wobec braku zaczynu zymazy. W drodze fermentowania cukrów można więc wytworzyć jedynie część napojów alkoholowych: piwo (2 do 6% zawartości alkoholu), jabłecznik (4—6%), wina tzw. lekkie (6—7,5%) i ciężkie (powyżej 7,5%), miody pitne (8,5—11%). Dla otrzymania napojów mocniejszych, produkty fermentacji poddaje się destylacji; wykorzystując niską temperaturę wrzenia alkoholu, odparowuje się alkohol z roztworu wodnego i ponownie skrapla, już w wyższym stężeniu. Spirytus (95%) uzyskuje się poprzez tzw. rektyfikację, polegającą na wielokrotnym i bardzo dokładnym destylowaniu produktów fermentacji w kolumnach rektyfikacyjnych. Spirytus można rozcieńczać do dowolnego stężenia, dodawać do niego rozmaite substancje smakowe i zapachowe; tak wyrabia się napoje spirytusowe.

Do napojów destylowanych należą: koniaki (produkowane przez destylację wina — 48—55%), whisky (50—60%), rum (z trzciny cukrowej — 60%), arak (60%), starka, jarzębiak, wypalanki. Napoje uzyskane przez rozcieńczenie spirytusu, to: większość wódek (35—45%), likiery (30—40%) i aperitify (14—19%). Wina o zawartości alkoholu powyżej 16% zwą się wzmocnionymi lub alkoholizowanymi, gdyż wytwarza się je przez dodanie spirytusu do końcowego produktu fermentacji.

Zarówno proces fermentacji, jak i zabiegi przy destylowaniu powodują, że w końcowym produkcie znajdują się znaczne ilości zanieczyszczeń, tzw. fuzli. Są to rozmaite związki chemiczne: inne alkohole (np. metylowy i propylowy), estry, tłuszcze, a także zanieczyszczenia pochodzące z aparatury — związki miedzi, ołowiu itp. Fuzle określają specyficzny smak i zapach trunku, decydują o tzw. „bukiecie” napoju; są to jednak przeważnie środki wielokrotnie bardziej trujące niż sam alkohol etylowy.

W wyrobach Polskiego Monopolu Spirytusowego dopuszczalna ilość tych zanieczyszczeń nie może przekraczać 0,3%, natomiast samogon (bimber), różne napoje domowego wyrobu i niektóre napoje importowane zawierają nawet powyżej 1,5% fuzli.

Denaturat nie należy do napojów alkoholowych. Jest to alkohol etylowy produkowany dla celów technicznych, nie zaś do spożycia. Różni się od napojów alkoholowych niebieskim kolorem i odrażającym zapachem, butelka jest ponadto oznaczona symbolem trucizny—„trupią główką”. Denaturat jest skażony przez dodanie alkoholu metylowego lub pirydyny i substancji tych nie można oddzielić od alkoholu etylowego żadnymi zabiegami. Natomiast produkowany również dla celów technicznych alkohol metylowy nie różni się „na oko” niczym od zwykłego spirytusu. Dlatego też co pewien czas zdarzają się liczne zatrucia alkoholem metylowym, sprzedawanym przez złodziei naiwnym osobom; dlatego też nie należy nigdy kupować napojów alkoholowych z pokątnych źródeł i trzeba zważać, czy butelka jest prawidłowo oznaczona, zakorkowana i zalakowana. Alkohol metylowy jest bardzo silną trucizną; już w kilkadziesiąt minut po jego wypiciu następuje na ogół utrata wzroku, a dawka zaledwie 30 gramów może być już śmiertelna. Również denaturat jest trującym płynem, jednak działa on wolniej i powoduje nie tak groźne jak alkohol metylowy zmiany.