Chyba każdy spróbował kiedyś czegoś, co było bardzo gorzkie w smaku. Liczne zioła (na czele z piołunem), gorzki melon czy wyciąg z pestek grejpfruta to tylko kilka przykładów. Pomijając wyjątki takie jak tabliczka gorzkiej czekolady czy kieliszek orzechówki, smak goryczy zdecydowanie nie należy do tych najprzyjemniejszych.
Ale jaka jest najbardziej gorzka substancja na świecie? Kandydatur na to miejsce jest wiele, ale na tronie od wielu lat pozostaje jeden związek chemiczny – Bitrex.
Moc jego goryczy można przedstawić obrazowo tak: jedna łyżeczka Bitrexu rozpuszczona w wodzie o objętości olimpijskiego basenu (25m x 51m x 2m) powoduje, ze woda jest wyczuwalnie bardzo gorzka i praktycznie niezdatna do wypicia [1]. Robi wrażenie, nieprawdaż?
Zresztą nazwa Bitrex to zlepek słów „bitter – gorzki” i „rex – król”. Prawdziwy król goryczy, wpisany (pod formalną nazwą chemiczną benzoesan denatonium) zresztą do Księgi Rekordów Guinnessa w 1989 r. [2]
Struktura i właściwości
Bitrex to sól organiczna zbudowana z czwartorzędowego kationu amoniowego i anionu benzoesanowego (rys.1). Nazwa denatonium nawiązuje do jednego z zastosowań tego związku jako substancji skażającej (o tym poniżej), a przyrostek –onium określa jego chemiczne właściwości jako kationu.
Rys.1. Struktura benzoesanu denatonium (materiały autora)
Jeśli chodzi o właściwości fizykochemiczne, benzoesan denatonium jest białym krystalicznym ciałem stałym, bez zapachu, za to o niezwykle gorzkim smaku, który jest wykrywany już przy stężeniu 10ppb (part per bilion*). Użytkowo jest stosowany w zakresie stężeń 5-500ppm (part per milion) i jest tańszą alternatywa dla związków nadających gorzki smak jak strychnina, czy chinina [3].
*part per billion – jedna cześć na miliard (10-9). Nie mylić z polskim znaczeniem
„jednej części na bilion” (10-12).
Przypadkowe odkrycie
Historia odkrycia Bitrexu to dzieło przypadku. W 1958 r. w malej szkockiej firmie farmaceutycznej Macfarlan Smith (obecnie Veranova) zespół chemików pracował nad lekiem z grupy lidokain, w zamierzeniu mającym być środkiem znieczulającym w stomatologii. Podczas jednego z etapów procesu wykrystalizowano przypadkowo jeden z produktów pośrednich – biały proszek o niezwykle gorzkim smaku. Testy wykazały, że jest bezwonny, nietoksyczny i wykazuje gorzkie właściwości w niewielkiej dawce. Dalej wydarzenia potoczyły się szybko: patent szybko zarejestrowano i tak narodził się produkt znany dzisiaj pod nazwą handlową jako Bitrex®. Inne nazwy handlowe to Denatrol, Bitterant, Aversion.
Szerokie zastosowania
Bitrex jako substancja niezwykle gorzka jest używany jako denaturant (nie mylić z denaturatem), czyli substancja skażająca inne płyny (alkohol, kosmetyki) i zniechęcająca do ich spożycia. Nazwa kationu denatonium nawiązuje właśnie do tego zastosowania. Ciekawostką jest fakt, że w początkowych latach po odkryciu Bitrex był składnikiem kremu stosowanego w hodowli świń, które odgryzały sobie nawzajem…ogony [1]. Zastosowanie kremu z Bitrexem szybko rozwiązało problem.
Wiele produktów dostępnych w supermarketach jako dodatek zawiera Bitrex. Logo odnajdziemy na farbach, detergentach, szamponach czy lakierach do paznokci.
Z ciekawszych zastosowań można wymienić skażanie kartrydżów do gier, zapobiegające przypadkowemu połknięciu ich przez dzieci [4], i dodawanie jako składnika placebo (substancja obojętna) w badaniach klinicznych nowych leków. Dodaje się go, żeby imitował gorzki smak niektórych preparatów medycznych [5].
Zdj.1. Logo Bitrex (zdjęcie ze strony producenta)
Bitrex pomaga w śledztwie
Kilkanaście lat temu chemik z laboratorium Izby Celnej w mieście na wschodzie Polski opowiadał mi, jak Bitrex rozbił groźną grupę przestępczą. W partii alkoholu skonfiskowanego na jednym z targów w przygranicznej miejscowości wykryto ślady Bitrexu. W tamtych czasach używany był on także jako środek skażający koncentraty z płynami do mycia szyb. Pozwoliło to zawęzić działania operacyjne służb i w efekcie ujęto groźną grupę, która w zwykłym gospodarstwie rolnym trudniła się chałupniczym oczyszczaniem płynu do mycia szyb i rozprowadzaniem go już w postaci alkoholu. Co ciekawe, mocno wyczuwalny gorzki smak alkoholu nie przeszkadzał kupującym, na co wpływ miała zapewne niska cena za butelkę trunku.
Oczywiście kwestią czasu było opracowanie przez chemików na usługach grup przestępczych metod efektywnego usuwania Bitrexu ze skażonych nim produktów (płyny do mycia szyb, podpałki do grilla). Jedną z takich metod było zastosowanie podchlorynu sodu (NaOCl). Po dodaniu podchlorynu w ilości odpowiadającej 200 μl na litr alkoholu ze skażonego spirytusu usuwane są jony denatonium, całkowicie powodując zanik gorzkiego smaku przy stosunkowo niezmienionym pH roztworu. Aniony benzoesanowe znikają dopiero po dodaniu NaOCl w ilości odpowiadającej 80 ml na litr alkoholu. Wartość pH osiąga jednak poziom 11–12 co uniemożliwia konsumpcyjne użycie tego alkoholu. Dzięki temu wiemy, że jeśli w produkcie spirytusowym potwierdzona zostanie obecność jonów benzoesanowych, to możemy zakładać, iż wcześniej w takim produkcie znajdował się benzoesan denatonium, czyli Bitrex [6].
Sprawdź jak smakuje Bitrex
Czytanie o najbardziej gorzkiej substancji na świecie jest nieco abstrakcyjne, jeśli nie zna się jej smaku. Ktoś ma ochotę spróbować? Nic prostszego – wystarczy wypełnić formularz na stronie producenta: https://www.bitrex.com/the-bitrex-taste-test/. Można otrzymać darmowy test i przekonać się na własnej skórze (a dokładnie na języku) jak smakuje Bitrex. Zapewniam, że jest bardzo gorzki, a przysłowiowy piołun w porównaniu z denatonium smakuje jak słodka landrynka.
Mała uwaga: nie mogę potwierdzić, że testy są wysyłane poza granice UK, ale zachęcam do sprawdzenia.
Zdj. 2. Bitrex Taste Test (z lewej) i autor w trakcie testu. Fotografie: Tomasz Kubowicz
Przypisy:
[2]. https://www.guinnessworldrecords.com/world-records/66305-bitterest-substance.
[3]. https://www.chemicalbook.com/ChemicalProductProperty_EN_CB2674421.htm
[5]. https://drugs.ncats.io/drug/4YK5Z54AT2
[6]. Zuba D, Świegoda C, Byrska B, Lechowicz W. Ocena efektywności metody usuwania benzoesanu denatonium (Bitrexu) ze skażonych wyrobów spirytusowych za pomocą podchlorynu sodu. Probl. Forensic Sci. 2005; 63:288–298.