1.    Obecné poznatky o alkoholu

1.1.   Úvod

Etanol, alkohol a líh. Jméno alkohol pochází z arabského al-kahal, což znamená jemnou substanci. Alkohol vzniká při kvašení cukru působením kvasinek. Zkvašení může probíhat do koncentrace 14% alkoholu. Při vyšší koncentraci jsou kvasinky zničeny vlastním produktem, dalším procesem vzniká užitečný ocet. Koncentrovanější alkohol nad l5% nutno vyrobit destilací.

U člověka, který nikdy nepožil alkohol, činí hladina etanolu v krvi 0,003 g.kg^-1. V mnoha nápojích jsou ovšem stopy alkoholu.

Průměrná normální fyziologická  hladina alkoholu v krvi u každého člověka se pohybuje v rozmezí 0,03 - 0,05 g.kg^-1.

 

Lidstvo velmi záhy poznalo účinky alkoholu a pije jej od nepaměti. Lidstvo poznalo nejdříve víno, potom pivo, destilace vešla v širší známost v 11. století. Že poznalo víno, tak to  není nic divného, ale divné je, že se naučilo vařit pivo, které se pilo již např. v starém Egyptě. Alkohol měl i svého boha a to boha vína. U Řeků jim byl Dionýsos a u Římanů Bakchus.

Konfucius, Budha a Mohamed zakazovali alkohol. Zakazovali je nejen mravoučnými zkazkami, ale i přísnými nařízeními se bojovalo proti alkoholu. Čínský císař Vu Vong vydal v roce 1220 př. n. l. nařízení, aby všechny osoby přistižené při pitce byly trestány smrtí. Drakón v Athénách dával opilé zabíjet. Solón je nejdříve pokutoval a pak popravoval.

Různí lidé mají různou toleranci alkoholu. Někdo se opije po 0,1 l vína, někdo nejeví podstatné psychické úchylky ani po 0,4 l koncentrovaného nápoje. U pijáků tolerance zprvu stoupá, pak opět léty klesá.

1.2.   Vlastnosti alkoholu

Čistý líh je kapalina bezbarvá, zvláštní, „lihové" vůně; vře při 78,3°C, silně ochlazen (kapalným vzduchem) houstne a tuhne ve sklovitou hmotu, jež taje při -114°C. Absolutní líh je libovolně mísitelný s etherem, chloroformem, benzinem, benzenem. Je velmi hygroskopický; s vodou se mísí v každém poměru za kontrakce (zmenšení objemu) a vývoje tepla. Největší kontrakce nastává, smísí-li se 52 objemů lihu a 48 objemů vody; tento roztok má při 20°C jen 96,3 objemů. Hustota lihu bezvodého činí 790,74 kg.m^-3 při 20°C (různé prameny uvádí různé hodnoty). Hodnota vodného lihu se stanoví určením hustoty a teploty, načež se v tabulkách, jež jsou empiricky přesně sestaveny, se přečtou procenta lihu. V obchodě se užívá procent objemových, jež udávají, kolik litrů absolutního lihu je obsaženo ve 100 litrech vodnatého lihu. K stanovení se užívá alkoholometru; čísla na jeho stupnici udávají přímo % objemová při teplotě zároveň udané.

Líh je snadno zápalný; hoří plamenem bleděmodrým, horkým. Je velmi dobrým rozpouštědlem pro mnoho látek. Oxidací dává acetaldehyd a dále kyselinu octovou; ta se tvoří též při tzv. octovém kvašení zředěného lihu.

Koncentrovaný líh má chuť palčivou. Líh požitý v malém množství je opojný, ve větším množství najednou požit způsobuje otravu akutní, častěji požíván způsobuje otravu chronickou.

Líh určený pro účely výrobní činí se ne­poživatelným (denaturuje se) různý mi prostředky, a to takovými, aby se nedaly snadno odstranit; nejvíce se k tomu používá zásad pyridinových, methylalkoholu a benzinu.

1.3.   Upotřebení

Líh se hojně užívá jako rozpouštědlo, dále k výrobě kyseliny octové, etheru, octanu ethylnatého, chloroformu, jodoformu, chloralu, při výrobě barviv, laků, voňavek, k topení, svícení žárovými tělísky, k pohonu motorů, v lékařství k dezinfekci, k přípravě tinktur. Hojné využití má též v potravinářském průmyslu.

1.4.   Výroba

Líh se vyrábí v lihovarech. Líh se vyrábí především zkvašováním sacharidů, jejichž zdrojem jsou zemědělské plodiny.

Brambory se v pračce vyperou, v tla­kovém pařáku se rozvaří na kaši, bramborová kaše smíchaná se sladem a vodou se zapařuje v kádích při 60 až 62°C. Škrob účinkem diastasy obsažené ve sladu se zhydrolyzuje na maltosu. Zcukřená zápara se ochladí a zkvašuje se působením kvasnic v kvasných kádích; kvašením stoupá teplota, ale nenechá se překročit 30°C. Zkvašená zápara se destiluje ve sloupových (kolonových) přístrojích, čímž se obdrží surový líh až 95%, ačkoliv zkvašená zápara obsahuje nejvýš 18% lihu. Kolona destilačního přístroje účinkuje jako deflegmátor; je rozdělena řadou přihrádek s prohlu­binkami a přepady v oddělení, v nichž se zadržují méně těkavé produkty, takže jen nejtěkavější část předestiluje.

Výroba lihu z melasy: Melasa je cukerná šťáva, zbývající po vykrystalování cukru; obsahuje příměsi, jež brání krystalizaci cukru v ní ještě obsaženého – odpadní produkt v cukrovaru. Melasa se zředí vodou, okyselí se slabě kyselinou sírovou a povaří se; tím se zhydrolyzuje (invertuje) sacharóza na směs glukózy a fruktózy, zvanou invertní cukr, a zároveň se zničí bakterie. Pak se melasa ochladí na teplotu asi 20°C a přidají se kvasnice.

Líh se vyrábí též z cukrové řepy, cukrové třtiny, pšenice, ječmene, žita, kukuřice, rýže a dále z bobulí a různého ovoce obsahující cukr.

Líh se vyrábí též chemickou syntézou, např. katalytickou hydratací ethylenu:

CH₂=CH₂ + H₂O    à   CH₃–CH₂OH

takto vyrobený líh není vhodný (je zakázáno užití) pro potravinářské a kosmetické účely.

Líh nelze pouhou destilací zkoncentrovat výše než do 96%, protože líh dává a vodou směs - azeotrop (95,57 %_hm lihu a 4,43%_hm vody), která vře konstantně při 78,15°C, kdežto čistý (absolutní) líh vře při 78,3°C.

1.5.   Alifatické alkoholy v potravinách

Prvním členem homologické řady nasycených alifatických alkoholů je metanol. Jako přirozená složka se vyskytuje v některých ovocných šťávách, kde vznikl z pektinu (hydrolýzou metho­xylové skupiny katalyzované pektinmethylesterasou) na pek­tovou kyselinu a metanol. Šťáva černého rybízu obsahuje 70 až 176 mg.l^-1 metanolu, jablečný mošt čirý 36 až 88 mg.l^-1, šťáva citrusová obsahuje nejmenší množství metanolu, a to 24 až 47 mg.l^-1.

Metanol nalézající se v různých lihovinách pochází z pektinu. V průběhu kvašení vznikají příznivější podmínky pro působení přítomných pektinmethylesteras, a proto obsah metanolu bývá o něco vyšší než v ovocných šťávách. Jeho obsah se pohybuje u destilátů koňakového typu v rozmezí 320 až 400 mg.l^-1, ve slivovici 3 950 až 7 320 mg.l^-1, v ovocných destilátech 790 až 3 950 mg.l^-1. Poměrně málo metanolu obsahuje vodka, a to od 79 do 158 mg.l^-1.

Metanol se vyskytuje též v mnoha rostlinných materiálech ve formě různých esterů, nejčastěji jako ester benzoové, salicylové a skořicové kyseliny.

Metanol se může tvořit též sekundárně rozkladem celulosy, kdy zároveň vzniká 2-furaldehyd, 2,3-butandion (biacetyl) a řada dalších rozkladných produktů. Tím lze vysvětlit i jeho přítomnost v některých silicích, kde může vznikat z celulosy v průběhu destilace. Přítomnost metanolu a etanolu byla zjištěna též v některých bílkovinách ozářených ionizujícími paprsky.

Při kvašení cukrů vzniká etanol, který je převažujícím alkoholem. V poměrně malém množství je též součástí některých silic, např. silice jahod, malin, příp. destilačních vod pomerančového oleje spod. Častěji bývá přítomen v těkavých podílech různých aromatických složek ve formě příslušných esterů mastných kyselin o menším počtu uhlíků.

Při etanolovém kvašení vzniká též malé množství vyšších alifatických alkoholů, jejichž prekurzory jsou některé aminokyseliny, zejména alanin, valin, leucin a isoleucin. Tyto vyšší alkoholy jsou vlastně vedlejšími produkty biosyntézy některých aminokyselin v kvasných systé­mech. Je prokázáno, že syntéza vyšších alifatických alkoholů začíná reakcí pyruvátu s aktivním acetaldehydem nebo aktivní octovou kyselinou. V prvním případě dochází k tvorbě rozvětvených alkoholů, v druhém případě k tvorbě alkoholů normálních.

Některé alifatické alkoholy jsou složkou chlebového arómatu. Vedle etanolu byly identifi­kovány 1-propanol, 2-methyl-l-propanol (isobutanol), 1-butanol a 3-methyl-l-butanol (isoamyl­alkohol), avšak jejich koncentrace je na rozdíl od etanolu o několik řádů nižší. Je zřejmé, že tyto alkoholy vznikají kvasnými procesy probíhajícími v těstu.

Etanol a některé další alkoholy jsou přítomny též v různých druzích zakysaných mléčných

výrobků. V různých rostlinných produktech bývají přítomny alifatické alkoholy, které vznikly jinými cestami než při procesech kvasných (z esterů a kyselin).

Prekurzory některých alkoholů byly i mastné kyseliny. V chřestu a okurkách bylo zjištěno, že působením lipoxygenasy vzniká řada sloučenin, mezi nimi též 1-pentanol, 1-hexanol a 2-nonen-l-ol.

Některé alifatické alkoholy se mohou tvořit ze zcela jiných prekurzorů (např. 2-methyl-l-pro­panol, 1-butanol a 1-pentanol jsou také produkty oxidace ß-karotenu.

Vedle nasycených alifatických alkoholů mají jistý význam některé nenasycené alkoholy, které tvoří významnou složku různých charakteristických arómat. Např. z malin a ze zelených listů rozličných rostlin byl izolován cis-3-hexen-l-ol. Senzoricky nejdůležitější složkou arómatu žampiónů je 1-okten-3-ol . Jeho přirozená (-)-forma se vyznačuje daleko silnější vůní než (+)-forma. Rovněž v jiných houbách byl kromě 1-oktanolu a 3-oktanolu prokázán také 1-okten-3-ol. Reakční mechanismus vzniku 1-okten-3-olu není dosud zcela spolehlivě objasněn.

Z dvojfunkčních alifatických alkoholů glykolů (diolů) je produktem činnosti některých mikro­organismů 2,3-butandiol. Jeho prekurzorem je biacetyl, z něhož 2,3-butandiol vzniká redukcí.

Jako potravinová aditivní látka se pro určité případy povoluje 1,2-propandiol, např. jako pří­sada do žvýkacích gum. Jiné glykoly nejsou povoleny pro svou toxicitu, která je u některých glykolů způsobena zřejmě jejich přeměnou v organismu na št'avelovou kyselinu.

Trojfunkční alkohol glycerol (1,2,3-propantriol neboli 1,2,3-trihydroxypropan) se vyskytuje v potravinách rostlinného a živočišného původu převážně ve formě triacylglycerolů a dalších lipidů. V poměrně malém množství vzniká glycerol při alkoholickém kvašení, a může být proto přítomen v některých alkoholických nápojích.