Czy syntetyczne chemikalia są bardziej toksyczne niż naturalne?

W przyrodzie występuje wiele związków organicznych. Są nimi na pewno tłuszcze, białka, enzymy, cukry, skrobie bądź inne węglowodany. Związkami organicznymi są także prawie wszystkie leki, takie jak środki przeciwbólowe, syropy na kaszel czy też leki przeciwdepresyjne. To nadal nie wszystko, ponieważ perfumy, aromaty spożywcze, materiały typu guma, wszelkie tworzywa sztuczne oraz tkaniny jak nylon, sztuczny jedwab czy poliester są również substancjami organicznymi.

W ciągu ostatniego stulecia liczba syntetycznych (wytworzonych przez człowieka) związków organicznych znacznie wzrosła. Od $2009$ roku ludzie wyizolowali lub zsyntetyzowali ponad $50$ milionów różnych związków chemicznych, w oparciu o liczbę zarejestrowanych w American Chemical Society. Niektóre z nich są naturalnie występującymi związkami, wyizolowanymi głównie z roślin, zwierząt i mikroorganizmów. Najwięcej jednak pojawiło się nowych zsyntetyzowanych związków, które nigdy wcześniej nie istniały.

R2cbxaQZlvlfT

Zdjęcie portretowe niemieckiego chemika Friedricha Wöhlera Litho. To dojrzały mężczyzna. Ma pociągłą twarz, którą okalają krótkie, bujne, kręcone włosy. Usta wydatne, uszy przykryte włosami lekko odstające. Mężczyzna patrzy w bok. Ubrany jest elegancko - w marynarkę z epoki, białą koszulę, pod szyją ma finezyjnie zawiązaną chustkę, tak zwany halsztuk.

Mnóstwo naturalnie występujących związków jest wysoce toksycznych. Jednym z najbardziej toksycznych związków znanych ludzkości jest toksyna botulinowa (znana pod nazwą jad kiełbasiany), naturalnie wytwarzana przez pewien gatunek bakterii. Jadowita bakteria rozwija się choćby w źle przechowywanych wędlinach. Działanie jadu polega na porażeniu zakończeń nerwowych (powoduje osłabienie, trudności z połykaniem, opadanie powiek oraz podwójne widzenie, a w najgorszym przypadku porażenie mięśni oddechowych i serca). Mimo to, człowiek znalazł także korzystne zastosowanie jadu kiełbasianego, w dodatku w medycynie – jest on wykorzystywany w chirurgii plastycznej.

Ekstrakt melatoniny jest ciekawym przykładem produktu pochodzenia naturalnego, stosowanego jako popularny środek nasenny. Naturalnie pochodząca melatonina jest hormonem syntetyzowanym – głównie w szyszynce zwierząt – mogącym zawierać materiał wirusowy. Natomiast syntetyczna melatonina jest molekularnie dokładnie taka sama, a o wiele bezpieczniejsza.

Lepiężnik to roślina zawierająca związek przeciwzapalny zwany petasyną, który jest naturalnym lekarstwem na leczenie migreny i profilaktykę. Niestety, rośliny lepiężnika zawierają również alkaloidy pirolizydynowe (PA), które mogą powodować poważne uszkodzenie wątroby. Właśnie dlatego ważne jest, aby ekstrakt lepiężnika został oczyszczony w celu usunięcia PA.

Wąglik, azbest, rycyna i tytoń, to tylko niektóre z przykładów produktów naturalnych, które mogą nam zaszkodzić.

Aromat nie tylko z natury

Wanilia jest jednym z najpopularniejszych aromatów, powszechnie dostępnych w wielu sklepach spożywczych. W $\text{XX}$ wieku odkryto nowe metody syntezy i produkcji syntetycznej wanilii, przez co stała się konkurencyjna w stosunku do naturalnych ekstraktów z wanilii. Nie ma dowodów na to, że cząsteczkę waniliny ze źródeł naturalnych można odróżnić od tej wytworzonej w fabryce chemicznej. Nie oznacza to jednak, że syntetyczny aromat i naturalny ekstrakt waniliowy są identyczne. Oba będą zawierać wanilinę jako główny składnik, ale ekstrakt naturalny prawdopodobnie zawiera inne naturalne produkty w bardzo małych ilościach. Syntetyczna wanilia może być czystsza i tańsza, a ekstrakt naturalny, pomimo występujących zanieczyszczeń, będzie prawdopodobnie wielokrotnie droższy.

Nie wszystko, co słodkie, jest cukrem

Czy wszystkie środki słodzące są niebezpieczne dla zdrowia, a w szczególności dla cukrzyków? Okazuje się, że istnieje spora grupa substancji słodzących, które mogą być bezpiecznie stosowane, bez ryzyka wzrostu poziomu glukozy we krwi. Co ciekawe, pod względem budowy chemicznej, nie wszystkie z nich są zaliczane do grupy węglowodanów. Poniżej przedstawiono podział substancji słodzących.

Kolory żywności

Barwniki nadają wyrazisty kolor produktom, a w przypadku jedzenia wygląda ono bardziej apetycznie. Niestety często oszukują rzeczywistość, a nadmierne ich spożycie może być niebezpieczne.

Nie wszystkie naturalne barwniki spożywcze są całkowicie bezpieczne, jak np. karmel, koszelina. Mogą być także powodem reakcji alergicznych. Najwięcej sztucznych barwników zawierają napoje izotoniczne i napoje „kolorowe”. Są one również częściowo szkodliwe dla zdrowia, a także toksyczne chociażby dla wątroby.

Polimery naturalne a syntetyczne

Istnieją dwa rodzaje polimerów:polimerpolimerów: syntetyczny oraz naturalny. Syntetyczne polimery pochodzą m.in. z ropy naftowej. Przykładami syntetycznych polimerów są nylon, polietylen, poliester, teflon i żywica epoksydowa. Naturalne polimery występują w naturze, a ich przykłady to: jedwab, wełna, DNA, celuloza, a także białka.

Kauczuk występuje w naturze i można go zebrać jako lateks (mleczny płyn) z kilku rodzajów drzew. Kauczuk naturalny, pochodzący z lateksu drzewnego, jest zasadniczo polimerem wytworzonym z jednostek izoprenowych z niewielkim procentem zanieczyszczeń.

Kauczuk naturalny nie ma ani bardzo dobrych właściwości (jest lepki), ani nie jest trwały (gnije). Zwykle wymaga wulkanizacjiwulkanizacjawulkanizacji, a podczas tego procesu zamienia się w elastyczną gumę.  Kauczuk syntetyczny można wytwarzać z polimeryzacji różnych monomerów, w tym izoprenu. Kauczuk syntetyczny jest korzystniejszy, ponieważ różne monomery można mieszać w różnych proporcjach, co daje szeroki zakres właściwości fizycznych, mechanicznych oraz chemicznych. Monomery można wytwarzać czyste, a domieszkowaniedomieszkowaniedomieszkowanie można kontrolować, aby uzyskać optymalne właściwości.

Tworzywa sztuczne, zbudowane z polimerów, jak polietylen czy polipropylen, utrzymują się w środowisku przez wiele lat po ich wyrzuceniu. Często z uwagi na obecność substancji biologicznych, fizyczny recykling tych materiałów jest niepraktyczny, a nawet niepożądany. Istnieje jednak grupa polimerów, tzw. polimery biodegradowalnebiodegradowalnybiodegradowalne, które są zdolne do rozkładu przez enzymatyczne działanie mikroorganizmów, takich jak bakterie, grzyby i glony. Ich łańcuchy polimerowe mogą być również rozkładane przez procesy nieenzymatyczne, np. hydrolizę chemiczną. Polimery biodegradowalne, produkowane z surowców naturalnych, są stosowane coraz częściej jako substytuty polimerów konwencjonalnych.

Wszystkie powyższe przykłady komplikują odpowiedź na pytanie, czy naturalne oznacza wszystko to, co dobre, a syntetyczne tylko to, co złe. Dzięki powyższemu materiałowi wiesz już chociażby na co zwracać uwagę, czego unikać. Spróbuj zmierzyć się z poniższym zadaniem, przypominając sobie zdobyte informacje. Może sam zaproponujesz jakiś inny przykład?

Słownik

Bibliografia

Encyklopedia PWN

Głowacki J., Chemia w życiu codziennym, Kraków 2012.

Jones L., Atkins P., Chemical Principles: The Quest for Insight, 5th Edition, New York 2009.

Krzyśko–Łupicka T., Kręcidło M., Kręcidło Ł., Barwniki w żywności a zdrowie konsumentów, „Kosmos” 65, 2016, nr 4, s. 543–552.

Przygoda B., Substancje dodatkowe, Samodzielna Pracownia Wartości Odżywczych Żywności i Żywienia w Warszawie.

Solymosi K., Colour Additives for Foods and Beverages, 2015, s. 4–34.