Ben Valsler

Misschien heb je wel eens gehoord over zoete, koolzuurhoudende dranken die mensen, in het bijzonder kinderen, hyperactief maken. Maar er zit een verbinding in veel koolzuurhoudende dranken die het tegenovergestelde effect kunnen hebben, zoals Raychelle Burks uitlegt …

Raychelle Burks

Coke, Pepsi, Dr. Pepper, Mt. Dauw, Fanta … Sommige doktoren en tandartsen zeggen dat we te veel frisdrank drinken, wat resulteert in te veel ongewenste kilo’s en gaatjes. Voor een Amerikaanse man eind jaren negentig leidde te veel cola tot een bezoek aan de afdeling spoedeisende hulp van zijn plaatselijke ziekenhuis. Hij klaagde over hoofdpijn, vermoeidheid, verwarring en een onvermogen om lichamelijke bewegingen onder controle te houden (‘ataxie genoemd;). Het was niet de suiker of cafeïne die hem in de spoedeisende hulp bracht, het was de bromide.

Bromide kan een kalmerend effect hebben. In de jaren dertig tot en met de jaren vijftig waren anorganische bromidezouten – zoals natriumbromide en kaliumbromide – bijna net zo populair als aspirine en net zo gemakkelijk verkrijgbaar. Het kalmerende effect van bromide is te wijten aan de chemische familieband met chloor. Beide zijn halogenen en vertonen vergelijkbare eigenschappen, zoals het vormen van enkelvoudige, negatief geladen ionen: chloride (Cl-) en bromide (Br-).

Communicatie tussen neuronen hangt af van een zorgvuldig beheerde uitwisseling van gehydrateerd chloride. Bromide kan chloride vervangen, maar is kleiner, dus glijdt sneller de cellen in. Een stortvloed van anionen maakt een neuron negatiever dan zijn rusttoestand – dit wordt ‘hyperpolarisatie’ genoemd. Hypergepolariseerde neuronen zijn erg moeilijk te stimuleren door andere neuronen en dit leidt tot een gevoel van kalmte of verdoving.

Een beetje kalmte klinkt niet zo erg, maar de kalmerende dosis bromide ligt te dicht bij de toxiciteit van bromide niveau. Bovendien kan bromide zich ophopen in ons lichaam. In de jaren 1930-1950 leidde overmatig gebruik van bromideproducten tot medische aandoeningen met de toepasselijke naam. Door bromide geïnduceerde coma werd ‘de bromideslaap’ genoemd. Algemene bromide-toxiciteit was ‘bromisme’. Buiten de geneeskunde, als je gewoon een beetje saai was, werd je beledigend een ‘bromide’ genoemd.

Onze frisdrankdrinkende man vertoonde veel van de symptomen van bromisme – maar hoe? Bromidezouten en hun producten stonden al meer dan 20 jaar niet meer in de schappen tegen de tijd dat hij in het ziekenhuis belandde, en deze zouten waren sowieso nooit een hoofdbestanddeel van soda-pop.

Bromidezouten waren dat niet in zijn drankjes, maar gebromeerde plantaardige olie.

Gebromeerde plantaardige olie, afgekort BVO genaamd, wordt gemaakt door broom toe te voegen over de dubbele bindingen van bepaalde vetzuren in plantaardige olie, meestal sojaolie. Net als gewone plantaardige olie lost BVO goed in water onoplosbare smaak-, geur- en kleurstoffen van voedsel op en dient het als drager voor deze middelen in frisdranken, die meestal water zijn. Noch gewone plantaardige olie, noch BVO is oplosbaar in water, maar we kunnen olie / water-emulsies maken door kleine druppeltjes smaakdragende olie door een soda-oplossing te verspreiden.

Maar waarom zou je BVO gebruiken als gewone, plantaardige olie zou kunnen werken? Dichtheid. Na verloop van tijd doet de zwaartekracht zijn werk en breekt de emulsie af, waardoor de olie en het water scheiden. Als een gewone plantaardige olie wordt gebruikt, drijft de oliefractie – die die allerbelangrijkste smaakstoffen bevat – naar de top. Voedingswetenschappers noemen dit ‘opromen’.

Een manier om het opromen onder controle te houden, is door wat dikkere olie toe te voegen en de dichtheid aan te passen totdat deze overeenkomt met de waterige fractie. BVO is ongeveer 30% dichter dan gewone plantaardige olie, dus het is een populair ‘weegmiddel’. Het is ook uitstekend geschikt voor het bewaren van citrusoliën, plus andere geur- of smaakoliën, precies waar ze zouden moeten zijn in een drank – gesuspendeerd.

Maar is BVO veilig als voedingsadditief? De Amerikaanse Food & Drug Administration zegt dat BVO ‘veilig kan worden gebruikt … in een hoeveelheid van niet meer dan 15 delen per miljoen in de afgewerkte drank’. Gemiddeld gebruiken frisdrankfabrikanten ongeveer 8 delen per miljoen – niet genoeg om crèmevorming volledig te voorkomen, hoewel het het langzamer maakt. Deze concentratie is niet voldoende om bromisme te veroorzaken – normaal gesproken. Onze gebromeerde man was geen normale frisdrankdrinker.

Uit onderzoek blijkt dat Amerikanen ongeveer 217 liter frisdrank per jaar per hoofd van de bevolking drinken. Dat is ongeveer 600 milliliter per dag, waarvan sommige BVO kunnen bevatten. Onze gebromeerde man zei dat hij elke dag 2 tot 4 liter BVO-bevattende frisdrank dronk gedurende 6 maanden voorafgaand aan zijn verblijf in het ziekenhuis. Dat is tot zeven keer de dagelijkse inname van zijn mede-Amerikanen. Zoveel frisdrank, in die tijd, leverde hem een geval van bromisme op.

Meestal is bromisme een gemakkelijk op te lossen aandoening. Hoewel het vermogen van bromide om chloride te vervangen, problemen kan veroorzaken, biedt het ook de oplossing voor bromisme.Een patiënt wordt beladen met zoutoplossing, een natriumchloride-oplossing en er wordt aanzienlijke verbetering gezien. Maar onze gebromeerde man had meer nodig dan zoutoplossing. Hij moest hemodialyse ondergaan om al dat bromide te verwijderen en zijn ionenbalans te helpen herstellen. Hij ‘drastisch verbeterd’ en hopelijk verminderde hij zijn inname van koolzuurhoudende dranken drastisch.

Ben Valsler

Raychelle Burks over het contra-intuïtieve sedatie-effect van gebromeerde plantaardige olie in anderszins suikerhoudende, cafeïnehoudende dranken. Volgende week vind je misschien nog een andere verbinding in de kasten thuis …

Brian Clegg

Deze eenvoudige anorganische verbinding is gewoon NaClO – het enige verschil met dat gewone zout is dat in plaats van een chloride-ion het heeft hypochloriet met een toegevoegd zuurstofatoom, maar de transformatie in de stof is opmerkelijk.

Ben Valsler

Lees meer met Brian Clegg in de Chemistry van volgende week in zijn Element-podcast . Is er een compound waarvan u wilt dat wij deze verkennen? Stuur ons een bericht op twitter naar @ChemistryWorld, en we zullen zien wat we kunnen doen! Tot de volgende keer ben ik Ben Valsler, bedankt voor je komst.