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第14章 奇闻趣事中的化学(2)

在我们的日常饮食中,除了绿豆外,还有很多解毒的食品,下面就为大家列举几种常见的具有解毒功能的食物。

1.海带。

海带性寒,味咸,具有软坚散结、清热利水、去脂降压的作用。现代医学研究证明海带中的褐藻酸能减慢放射性元素锶被肠道吸收,并排出体外,所以海带具有预防白血病,排泄体内镉的作用。

2.茶叶。

茶叶具有加快体内有毒物质排泄的作用,这与其所含茶多酚、多糖和维生素C的综合作用密不可分。

3.猪血。

猪血中的血浆蛋白被人体内的胃酸分解后,能产生一种解毒、清肠的分解物,它能与侵入人体内的粉尘、有害金属微粒发生生化反应,然后从消化道排出体外。

4.无花果。

无花果富含有机酸和多种酶,具有清热润肠、助消化、保肝解毒功效。这是因为无花果对二氧化硫、三氧化硫、氯化氢及苯等有毒物质有一定的抗御能力。

5.胡萝卜。

胡萝卜不仅含有丰富的胡萝卜素,食后能增加人体维生素A,且含有大量的果胶,这种物质与汞结合,能有效降低血液中汞离子的浓度,对预防汞中毒有极大的作用。

饮食是一门学问,不仅要吃得有营养,而且要讲究营养搭配,因为搭配不当就可能引发有害身体的化学反应。比如,豆浆就是一种营养价值非常高的食品,但在食用时,却有很多的禁忌。

1.忌煮不透。豆浆中含有胰蛋白酶抑制物,煮不透,人喝了就会出现恶心、呕吐和腹泻等症状。

2.忌喝过量。豆浆一次喝得过多,易引起“过食性蛋白质消化不良”,出现腹泻、腹胀等症状。

3.忌冲红糖。因红糖中的有机酸能和豆浆中的蛋白质结合,产生“变性沉淀粉”,所以,忌冲红糖饮用,但放白糖不会出现这种情况。

4.忌冲鸡蛋。鸡蛋中的黏液性蛋白易和豆浆中的胰蛋白酶结合,产生一种不被人体吸收的物质,使豆浆失去原有的营养价值。

远离油炸食品

故事里的大学问

炸薯片、炸油条、炸麻花、炸春卷……总之跟油炸食物有关的食品,晓峰都喜欢吃,妈妈认为这样吃不健康,就经常给晓峰清蒸一些食物,这让晓峰很不情愿。

一天,晓峰在家看杂志,一条新闻引起了他的注意:卫生部建议居民在日常生活中应尽可能避免连续长时间或高温烹饪淀粉类食品,改变油炸和高脂肪食品为主的饮食习惯,减少因丙烯酰胺可能导致的健康危害。

晓峰很疑惑:为什么食用油炸食物对健康不利呢?丙烯酰胺又是什么东西呢?

真相是这样的

丙烯酰胺是一种白色晶体化学物质,是生产聚丙烯酰胺的原料,聚丙烯酰胺主要用于水的净化处理、纸浆的加工及管道的内涂层等。

淀粉类食品在大于120℃的高温下烹调,就会产生丙烯酰胺。人体可通过消化道、呼吸道、皮肤黏膜等多种途径接触丙烯酰胺,其中饮水是一条重要的接触途径。2002年,瑞典国家食品管理局和斯德哥尔摩大学研究人员发现,在一些油炸和烧烤的淀粉类食品中,如炸薯条中检出丙烯酰胺,含量超过饮水中允许最大限量的500多倍。

丙烯酰胺进入体内又可通过多种途径被人体吸收,吸收最快的是消化道,进入体内的丙烯酰胺约90%被代谢,仅少量经尿液排出。丙烯酰胺进入体内后,会在体内与DNA上的鸟嘌呤结合形成加合物,导致基因突变等遗传物质损伤。

不过,大家也不必对丙烯酰胺谈之色变,因为偶尔食用油炸类食品是不会对身体造成多大伤害的,就像吸烟可能诱发肺癌一样,它是一个“毒性”长期积蓄的过程,只有长期食用才会对健康造成一定的威胁。

此外,油炸类食品所含热量与脂肪极高,长期摄取高脂肪的食物会引发肥胖或一些相关的疾病,如糖尿病、高血压、冠心病等。

你知道什么是土壤污染吗?土壤污染又与我们的生活有怎样的关系呢?

近年来,因人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中,导致了土壤污染。

土壤污染物的来源广、种类多,大致可分为无机污染物和有机污染物两大类。无机污染物主要包括酸、碱、重金属盐类、放射性元素铯、锶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、石油、合成洗涤剂、酚类、氰化物,以及由城市污水、污泥带来的有害微生物等。

土壤受到污染后,会通过“土壤→植物→人体”的途径,或通过“土壤→水→人体”的途径间接被人体吸收,从而危害人体健康。

什么是食品防腐剂

故事里的大学问

美国一位家住犹他州洛根市的惠普尔拿出了自己收藏14年的“不死汉堡包”,呈现在公众视野中。14年过去了,这个汉堡包没有发霉、没长毛,也没有异味,唯一的不同是蔬菜已经分解了。

14年完好不变质的“不死”汉堡包一出现,就立刻引起了人们的议论,在网络上引起了巨大的轰动,许多人怀疑这个“不死汉堡”与防腐剂有一定的关系。你知道什么是防腐剂吗?人们的质疑是否有道理呢?

真相是这样的

首先,我们来解释一下什么是食品防腐剂。食品防腐剂是防止因微生物的作用引起食品腐败变质,延长食品保存期的一种食品添加剂,还有防止食物中毒的作用。所以,加工的食品中绝大多数含有防腐剂。

防腐剂分为无机防腐剂和有机防腐剂两大类,无机防腐剂含有亚硫酸盐、焦亚硫酸盐及二氧化硫等,但由于使用二氧化硫、亚硫酸盐后残存的二氧化硫能引起严重的过敏反应,所以已经被禁止使用,目前主要使用的是有机防腐剂,其种类包括:

1.苯甲酸及盐类。

苯甲酸又称安息香酸,因其在水中的溶解度低,不方便使用,在实际生产中大多数使用苯甲酸钠、苯甲酸钾两种盐。苯甲酸进入体内后,大部分会在9~15小时内与甘氨酸作用生成马尿酸,经尿液排出,剩余的与葡萄糖化合而解毒。只要苯甲酸在食品中含量符合规定,就不会对正常人身体造成伤害。

2.山梨酸及其盐类。

山梨酸,学名为2,4-己二烯酸,通常用于鱼类和蛋糕、酒等食品,其盐类常用山梨酸钾,水溶性好,性能稳定,其抑菌作用和使用范围与山梨酸相同。山梨酸、山梨酸钾都能参加人体正常的新陈代谢,易被分解为二氧化碳和水,排出体外,所以不会人体造成伤害。

3.对羟基苯甲酸酯类。

对羟基苯甲酸酯类的酸性和腐蚀性较强,胃酸过多的人群和儿童不宜食用。正常人尽量食用不用防腐剂的食品,以防止同种防腐剂的累积中毒。

以上三类防腐剂对人体的毒性大小为:苯甲酸类>对羟基苯甲酸酯类>山梨酸类。

你听说过人造假鸡蛋吗?这种人造假鸡蛋主要成分为氯化钙、海藻酸钠、酸钠脂等,鸡蛋壳则用石蜡和石膏做成。虽然假鸡蛋与真鸡蛋从外表上看十分相似,但化学成分拼凑而成的假鸡蛋是没有营养价值的,还会对人体产生危害。

此外,一些不法商贩为了用普通鸡蛋冒充柴鸡蛋,会在鸡饲料中添加“苏丹红”,以使蛋黄看起来红一些。“苏丹红”并非食品添加剂,而是一种化学染色剂,它的化学成分中含有一种叫萘的化合物,具有致癌性,对人体的肝肾器官具有明显的毒性作用。

铁是怎样炼出来的

故事里的大学问

钢铁是现代生活和工业生产中应用非常重要的一类物质,比如我们的日常用品保险柜、书柜,奥运场馆“鸟巢”,我们都能看到钢铁的身影。

实际上,在公元前6世纪前后,中国就发明了生铁冶炼技术,尤其是春秋战国时期,炼铁技术取得了飞速的发展。原始的炼铁炉是由石堆炼铁法改造而成的,在土中挖一坑洞,在周围砌上石块,称为“地炉”。将铁矿石和木炭一层加一层地放在地炉中利用自然风力进行燃烧,从而获得铁。

那么,你知道为什么要将铁矿石和木炭放在一起来炼铁吗?

真相是这样的

将铁矿石和木炭放在一起来炼铁是利用木炭不完全燃烧产生的一氧化碳,将铁矿石中的氧化铁还原成铁。

现在炼铁技术要远比古代人的炼铁技术先进得多,但其原理都是一样的,生铁冶炼原理是利用还原剂一氧化碳将铁从铁的氧化物中还原出来,化学方程式是:

3CO+Fe?O?2Fe+3CO?,而炼钢则是在高温的条件下用氧气或铁的氧化物把生铁中所含的过量碳或其他杂质氧化为气体或炉渣而除去,主要反应的化学方程式为:

C+O?CO?

那么,生铁与钢的区别在哪里呢?生铁与熟铁和钢的主要区别在于含碳量上,含碳量超过2%的铁叫生铁;含碳量低于0.05%的铁叫熟铁;含碳量在0.05%~2%当中的铁称为钢。

为了提高钢的质量,中国古代工匠从西汉中期起发明了“百炼钢”的新工艺,所谓“百炼钢”,就是将一块炼铁反复加热折叠锻打,使钢的组织致密、成分均匀,杂质减少,从而提高钢的质量,用百炼钢制成的刀剑质量非常高。通过以上的讲解,我们知道铁与钢的主要区别在于碳的含量不同。钢是含碳量为0.05%~2%的铁碳合金,碳钢是最常用的普通钢,冶炼方便、加工容易、价格低廉,而且在多数情况下能满足使用要求,所以,应用非常普遍。

按照含碳量的不同,碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。随着含碳量升高,碳钢的硬度增加、韧性下降。合金钢又叫特种钢,在碳钢的基础上加入一种或多种合金元素,使钢的组织结构和性能发生变化,具有一些特殊性能。

含碳量2%~4.3%的铁碳合金称为生铁。生铁硬而脆,但耐压耐磨。根据生铁中钢铁碳存在的形态不同又可分为白口铁、灰口铁和球墨铸铁。白口铁不能进行机械加工,是炼钢的原料,故又称炼钢生铁;灰口铁易切削,易铸,耐磨;墨铸铁,其机械性能、加工性能接近于钢,在铸铁中加入特种合金元素就可得特种铸铁。

铁锅是如何换新颜的

故事里的大学问

一天中午,芊芊放学回家,看到母亲正在蘸着食醋擦拭铁锅,她好奇地走了过去,问妈妈:“你这是在干什么?”妈妈笑着说:“我在给铁锅换新颜。”芊芊不明白地摇着头。

十分钟过后,原本锈迹斑斑的铁锅一下子变得锃亮起来,像新买的一样。之后,妈妈又向铁锅里倒入少许食用油,将锅加热,使热油浸透锅壁,妈妈解释说,这样就能防止铁锅再次生锈了。

你能用化学知识解释一下芊芊妈妈的做法吗?

真相是这样的

生锈是一种化学反应,当铁放的时间长了就会生锈,铁锈的主要成分是氧化铁,要想除去铁锈,可以利用醋来进行擦拭,醋的主要成分是乙酸,它是一种弱酸,能够与铁锈发生化学反应,生成醋酸铁、水,从而除去铁锈。

铁容易生锈,除了它的化学性质活泼外,还与外界的环境密切相关,水分是使铁容易生锈的物质之一。但光有水也不会使铁生锈,只有当空气中氧气溶解在水里,氧在有水的环境中与铁反应,才会生成氧化铁,即铁锈。

铁锈是一种棕红色的物质,不像铁那么坚硬,很容易脱落,一块铁完全生锈后,体积就可以胀大八倍,如果不能及时除去铁锈,海绵状的铁锈就容易吸收水分,使铁生锈得更快。

那么,芊芊的妈妈在将铁锈除去之后,为什么又向铁锅里加入食用油,将锅加热呢?这样做的目的是让热油浸透到铁锅的细缝中,起到填充防锈的作用,这样铁锅就不容易生锈了。

其实,防止铁生锈的方法还是很多的,比如,组成合金,改变铁内部的组织结果,把铬、镍等金属加入普通钢里制成不锈钢,就大大地增加了钢铁制品的抗生锈能力;在铁制品表面覆盖保护层,根据保护层的成分不同,可以分为以下几种:

1.在铁制品表面涂上矿物性油、油漆或烧制搪瓷、喷塑等。比如,车厢、水桶等常涂油漆。

2.在钢铁表面用电镀、热镀等方法镀上一层不易生锈的金属,如锌、锡、铬、镍等。这些金属表面都能形成一层致密的氧化物薄膜,防止铁制品和水、空气等物质接触而生锈。

当然最简单的方法还是保持铁制品的洁净和干燥。

实际上,不只是铁容易被氧化,自然界中的金属,除铂、金等贵金属以单质形式存在外,绝大多数都是以化合物存在。比如,铁是以赤铁矿、黄铁矿、磁铁矿、锡铁矿、菱铁矿的组成存在于矿石中,铜以赤铜矿、黄铜矿,铝以氧化物和硅酸盐等形式存在于矿石中,这说明除贵金属外,都是经冶炼制成的纯金属如铁、铜、铝等。

经过冶炼制成的纯金属都是不稳定的,如果不采取防锈的措施,金属就容易生锈,这是自然趋势。所以像加工铁和铜、铝等材质的部件时,使用的磨削冷却液和金属清洗剂都要添加水溶性防锈剂。

胶卷是如何洗出照片的

故事里的大学问

虽然使用电子图像感应器感光的数码相机已成为当今市场的主流,胶片已经渐渐变为一个“神秘的传说”,但相信不少人还一定记得胶片相机,它给我们留下了生活的真实记录和美好的回忆。当照相机“咔嚓”一声、快门一开一合的时候,虽然是短短的几秒钟,却发生了一系列的化学变化,那么,你知道这都是哪些化学变化吗?

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