1.Вода и ее физико-химические свойства.

Обязательным компонентом всех живых организмов является вода. Она играет важную роль в биологических процессах, является растворителем органических и неорганических веществ, выполняет транспортную функцию, а также перенос химической энергии. В некоторых реакциях вода принимает непосредственное участие-это реакция гидролиза, окисление. Необычные свойства воды обусловлены ее малыми размерами и высокой полярностью ее молекул, и способностью соединяться в группы друг с другом посредством водородных связей. Молекула воды в целом электроотрицательна, ее отрицательный и положительный заряды пространственно разделены, что приводит к возникновению у нее электрического дипольного момента. Две соседние молекулы воды могут притягиваться друг к другу за счет сил электростатического взаимодействия между частичным положительным и отрицательным зарядами. Такой тип электростатического притяжения называется водородной связью (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 – Схема водородной связи

Такая связь слабее ковалентных связей, но благодаря своей многочисленности они обеспечивают высокую устойчивость жидкой воды. Время жизни водородной связи составляет 1∙10^-9 сек., поэтому вода не вязкая, а подвижная жидкость. Вода состоит из полярных дипольных молекул V-образной формы.

Благодаря этому молекулы воды имеют электростатическое притяжение как с положительно, так и с отрицательно заряженными веществами, окружают их и гидратируют. За счет полярных свойств молекул, вода является лучшим растворителем, чем другие жидкости. Кристаллические соли, например натрий хлор, хорошо растворимы в воде, но почти не растворимы в неполярных жидкостях.

Количество воды в сырье и продуктах питания оказывает существенное влияние на их пищевую ценность, качество, активность микробиологических и биохимических процессов. Наличие большого количества влаги приводит к увеличению интенсивности дыхания растительного сырья, развитию микрофлоры и вредителей хлебных запасов на поверхности и внутри продуктов.

• Чистота воды – наличие в ней примесей, бактерий, солей тяжелых металлов, хлора и др.

• Поверхностное натяжение – это степень сцепления молекул воды друг с другом. Этот параметр определяет степень усвояемости воды организмом. Чем более «жидкая» вода, тем меньше энергии требуется организму для разрыва молекулярных связей и осуществления взаимодействия. Поверхностное натяжение воды в среднем сейчас составляет около 73 д/см. Поверхностное натяжение клетки нашего организма около 43 д/см.

• Жесткость воды – наличие в ней солей. От жесткости зависит также степень взаимодействия воды с другими веществами.

• Кислотно-щелочное равновесие воды. Основные жизненные среды (кровь, лимфа, слюна, межклеточная жидкость, спинномозговая жидкость и др.) имеют слабощелочную реакцию (в среднем 7,5 ед.). Кислотно-щелочное равновесие воды в настоящее время колеблется от 3,0 ед. до 7,0 ед. При сдвигах их в кислую сторону, меняются биохимические процессы, организм закисляется. Это ведет к развитию болезней.

• Окислительно-восстановительный потенциал воды (ОВП). Это способность воды вступать в биохимические реакции. Она определяется наличием свободных электронов. Это очень важный показатель для организма человека. ОВП межклеточных жидкостей в организме в среднем равно -50 – (-100). ОВП воды в среднем равно +55 – (+630).

• Структура воды. Вода представляет собой жидкий кристалл. Диполи молекулы воды ориентируются в пространстве определенным образом, соединяясь в структурные конгломераты. Это позволяет жидкости составлять единую биоэнергоинформационную среду. Вся жидкость в организме структурирована. Только в таком состоянии она способна проводить энергетические импульсы. Когда вода находится в состоянии твердого кристалла, молекулярная решетка жестко ориентирована. При таянии разрываются жесткие структурные молекулярные связи. И часть молекул, высвобождаясь, образует текучесть воды.

• Информационная память воды. За счет структуры кристалла происходит запись биополевой информации. Это один из очень важных параметров воды, имеющий большое значение для организма человека. Японский ученый Эмото Масару проводил исследования, фотографируя кристаллы замороженной воды из различных источников, которой давал послушать классическую и современную музыку, прочитать слова, написанные на разных языках мира, показывал снимки. В результате своих исследований он доказал, что Вода может слышать, видеть, читать. Учитывая, что мы с вами состоим из воды, то вся информация, которую мы получаем извне и генерируем внутри себя (обиды, злость, досада или радость, прощение, доброту, сочувствие), мы записываем на своих жидкостях и передаём своим потомкам.

• Минерализация воды. Наличие в воде макро- и микроэлементов необходимо для здоровья. Жидкости организма представляют собой электролиты, и восполнение минерального состава идет, в том числе, за счет воды. Необходимо учитывать, что легче в организме усваиваются минералы органического происхождения.

Вода является превосходным растворителем для полярных веществ, например солей, сахаров, спиртов, кислот и др. Вещества хорошо растворимые в воде, называются гидрофильными.

Абсолютно неполярные вещества типа жиров или масел вода не растворяет и не смешивается с ними, поскольку она не может образовывать с ними водородные связи. Нерастворимые в воде вещества называютсягидрофобными.

Вода обладает высокой удельной теплоемкостью. Для разрыва водородных связей, удерживающих молекулы воды, требуется поглотить большое количество энергии. Это свойство обеспечивает поддержание теплового баланса организма при значительных перепадах температуры в окружающей среде. Кроме того, вода обладает высокой теплопроводностью, что позволяет организму поддерживать одинаковую температуру во всем его объеме.

Вода обладает также высокой теплотой парообразования, т.е. способностью молекул уносить с собой значительное количество тепла, охлаждая организм. Это свойство воды используется при потоотделении у млекопитающих, тепловой одышке у крокодилов и транспирации у растений, предотвращая их перегрев.

Для воды характерно исключительно высокое поверхностное натяжение. Это свойство имеет очень важное значение для адсорбционных процессов, для передвижения растворов по тканям (кровообращение, восходящий и нисходящий токи в теле растений). Многие мелкие организмы извлекают для себя пользу из поверхностного натяжения: оно позволяет им удерживаться на воде или скользить по ее поверхности.