Почему алкоголь используется для сохранения вещей?

Что произойдет, если вы вложите слишком много?

Акула-молот, хранящаяся в спирте в Восточном крыле Музея естественной истории в Берлине, Германия.

Я когда-либо посещал лабораторию или музей и восхищался нетронутым глазным яблоком или крошечным мертвым существом, плавающим в стеклянной банке, вы видели сохраняющую силу алкоголя. Официальное название этой техники - консервация жидкости. Ученые полагаются на него с 1600-х годов, чтобы сохранить свои любопытные образцы. По данным Американского музея естественной истории, если все сделано правильно, образец может выдержать сотни лет.

Но как это работает?

«Короче говоря, он токсичен для видов микроорганизмов, вызывающих гниение», - сказал Билл Кэрролл, адъюнкт-профессор химии в Университете Индианы в Блумингтоне. В качестве примера он привел вино. Это сделано, когда дрожжи съедают сахар из винограда, а затем выделяют алкоголь. Но дрожжи выделяют столько алкоголя, что концентрация становится токсичной и убивает дрожжи, сказал он. По словамспециалиста, это содержание алкоголя - около 14% - помогает задерживать рост бактерий на долгие годы (многие вина также содержат дополнительные консерванты, такие как сера).

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 использует спирт, в частности этанол, для длительного хранения.

Например, Маслеников может взять образец рыбы, взять некоторые образцы тканей для анализа ДНК и ввести рыбе формалин (раствор газообразного формальдегида, растворенный в воде), чтобы остановить внутренние биологические процессы, такие как ферментативные реакции и разрушение тканей. Затем она может погрузить образец рыбы в банку с 70% спиртом и 30% водой. По словам Масленикова, для длительного хранения "70% - это магическое число". По ее словам, в растворе достаточно воды, чтобы ткани оставались гидратированными, что помогает животному или образцу сохранять свою форму, а также достаточно спирта, чтобы предотвратить рост плесени и бактерий.

Спирт в еще более высоких концентрациях, например 95% этанол, действует как дегидрант, то есть он удаляет и заменяет спиртом воду в клетках, тканях или образце всего тела. Недостаток воды вызывает изменения в чувствительных к воде белках; они разворачиваются, или денатурируют, и затвердевают на месте рядом друг с другом, фиксируя форму образца, согласно серии «Спросите биолога», проведенной Университетом штата Арканзас. Согласно исследованию 2013 года, опубликованному в журнале PLOS One, этот метод является распространенным способом сохранения ДНК.

Может быть сложно решить, какой процент алкоголя использовать. 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 спирта, использованные для обезвоживания образца, сохранят его. Но Маслеников сказал, что этот процесс также может сделать образец сморщенным (из-за потери воды) и 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.

Когда дело доходит до использования алкоголя в качестве консерванта, Кэррол сказал, что вы ищете золотую середину: «Концентрация, при которой вы подавляете микроорганизмы, но не разрушаете клеточную структуру того, на что смотрите».