Органический синтез продуктов питания

Русский ботаник К. А. Тимирязев, который изучал жизнь растений и раскрыл роль фотосинтеза, писал, что можно дать повару столько солнечного света, сколько он захочет, целую реку богатой солями воды и потребовать от него приготовить из этих элементов сахар, крахмал и жиры, короче говоря все, что производит зеленый лист, но его старания будут напрасными.

Лабораторией является лист, местом, где происходит фотосинтез является хлоропласт, а чудесным веществом - поваром растительного мира - хлорофил, сложный пигмент зеленого цвета, основным свойством которого является удержание определенных видов светового излучения (красного и голубого), следовательно, поглощение световой энергии и фиксация с ее помощью некоторых элементов из воды и воздуха, в результате чего возникает бесконечное множество органических соединений.

Если предположить, что лист имеет поверхность 15 см² и на каждом квадратном миллиметре растительной ткани имеется хотя бы 1000 хлоропластов, значит, лист насчитывает 1-2 миллиона работающих в полную силу фабрик, осуществляющих фотосинтез. Если вспомнить далее, что дерево может иметь 100000 листьев, мы получим баснословную цифру в 10-20 миллионов хлоропластов, которые одновременно поглощают солнечную энергию и производят синтез органических веществ.

Допустив, что в лесу имеется несколько десятков тысяч деревьев, нетрудно представить себе огромную энергетическую мощность "Фабрики Флоры".

Не удивительно, что в течение года вся флора нашей планеты производит на основе воды, воздуха и света 400 миллиардов тонн органических веществ, составляющих основную пищу животного мира.

Известно, что фотосинтез протекает в два этапа: светлая фаза, в ходе которой хлорофил захватывает частицы светового излучения (фотоны) и происходит фотолиз воды, и темная фаза или светохимическая фаза, в результате которой происходит интеграция поглощенного из воздуха СО₂ в уже имеющиеся в хлоропластах вещества, и синтез новых органических соединений (углеводов, белков, липидов).

Органический синтез продуктов питания

Число образующихся в растениях веществ значительно. Некоторые из них распространены во всем растительном царстве, например различные виды сахара (фруктоза, глюкоза, сахароза), крахмал, целлюлоза, хлорофил, суберин. Кроме этого имеется очень большое число веществ, образуемых лишь определенными видами растений. Следует вспомнить о пигментах пурпурных бактерий, о смолах хвойных деревьев, о латексах и каучуке, которые производят некоторые травы и деревья, об алкалоидах, синтезируемых некоторыми семействами растений (хинин, стрихнин, кокаин, морфин и т. д.), о различных белковых соединениях, а также о маслах, приправах и ароматических веществах.

Конечно, человечество получило бы фантастическую выгоду, если бы научилось искусственно получать продукты, воспроизводя механизмы и операции фотосинтеза. Большая победа была одержана в 1960 году, когда Р. Б. Вудард осуществил в лаборатории синтез хлорофилла. Но до получения синтетическим путем сахара, крахмала, жиров в промышленности еще предстоит пройти долгий путь.