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《我们需要化学》第2集——《饮食之基》

2017-07-25 字号:[ ] 编辑:56hx 来源:网络 浏览:
第二集 饮食之基
注:剧透内容来源:上海教育电视台。分享该视频,只为让更多的人了解化学,认识化学!
 

这是繁华城市中的又一个夜晚,

流淌的霓虹灯下,

归人熙攘,行色匆匆,

又一个属于大家的晚餐时刻到来,

无论身处何方,无论是否丰盛,

饮食总是能带给人们强烈的满足感,

 

千万年来,人们从自然中获得食材,

并为之着迷,

进而开始农业生产,

时至今日,越来越多奇妙的加工,

让我们打破四季的限制,

品尝着更多的味道。

 

第二集 饮食之基

酒乡绍兴一年一度的冬酿之日,

搅拌,封缸,贮存,发酵,

古往今来,爱酒之人的无限衷情,

都起于这一系列的动作,

无论果品发酵,粮食酿造,还是蒸馏提纯,

人类饮酒的历史,

正是不自觉地利用化学反应的过程。

 

(洪然 中国科学院上海有机化学研究所研究员)

洪然:“酿酒的原材料一般是两种比较多的,

一种是水果类的,

比如葡萄这些,还有苹果都可以,

还有一种是我们吃的谷物,

大米,小米,高粱这种,

这个过程是很类似的,

基本上都是从葡萄糖,

通过一些酵母的酶把它切断成乙醇,

就是我们说的酒精,

按照分子式的角度来说,

六个碳的葡萄糖会分解成两分子的乙醇,

然后会产生两分子的二氧化碳,

这个分解乙醇含量的高低会决定酒精度怎么样,

它原材料的来源不同的组份,

会导致最终酒品的口感都会不一样。”

 

酿造,转化,

几千年来,

人类早已开始了利用化学参与饮食的脚步,

酸、甜、苦、咸、鲜

其实,人类对于味觉的感知,

进食的饱腹感,饮酒的快感,

都是源自体内物质化学转化的过程。

 

洪然:“比如说我们吃的糖份,

纯粹的大米这个东西不能作为营养成分的,

经过各种各样的酶,

把它分解成葡萄糖,

然后这种葡萄糖再把它分解成小的切块,

这种分子的话重新组合到人体的各种酶反应里面去,

然后把我们组装到人体所需的各个组的成分里面去,

这个都是一步一步的化学反应转化过去的。”

 

通过化学的转化,获得自身的满足,

人类开启化学与饮食结缘的脚步,

更在科学的进步中,

得到越来越多来自化学的帮助。

 

四大洋五大洲,

人类繁衍生息的共同主题,

核心就是先要保证充足的粮食供给,

到今天为止,72亿人口共享着地球的食物资源,

这无疑压力巨大,

人类发展的脚步如此迅速,

当城市不断被兴建,耕地越来越少,

需求却越来越大,

人们很难想象,

在今天的地球上仍然有

近10亿人口正在面临饮食的困境,

人类与饥饿的赛跑从未结束。

 

(吕龙 中国科学院上海有机化学研究所研究员)

吕龙:“现在一般的统计,

全世界大概有15%到20%的人口

是处于饥饿状态。”

 

古语有云“民以食为天”,

在曾经漫长的岁月中,

严重的饥荒问题阻碍着世界人口的发展,

但是人类并未在困难面前倒下,

因为,化学改变了这一切。

 

春光明媚,万物复苏,春耕来临,

作为农作物的家长,

每一个种植者都非常关心它们的生长问题,

与过去“汗滴禾下土”的场面不同,

现代农业的核心问题,

不再是人手与劳力的充足。

 

吕龙:“现在农业一定是一个系统过程,

种子的培育技术是其中农业的一个核心技术,

你没有一个好的种子,

那你不谈农业生产。

有了种子以后,你要有合适的土壤,

这个土壤里面涉及的面也很宽的,

我个人认为我们常见说的比较多的是,

种子、化肥、农药以及系统管理,

是我们农业生产中的最关键的几个因素。”

 

“好雨知时节,雷电发庄稼”,

在19世纪以前人类帮助粮食增产的武器十分有限,

靠天吃饭和有限的天然肥料。

幸运的是,人类迎来了化学的诞生和发展,

化学家开始将目光投向了

“雷电发庄稼”的原理研究之中。

 

吕龙:“雷电发庄稼这是我们古代的一个说法,

什么意思呢?通过闪电,

闪电是用电极在短时间高压高电的情况下,

它把空气当中的氮打了以后,

变成一个氮的元素进入到庄稼中去了。

打了闪电以后,这个地方的氮的含量增加了,

它促进了作物的生长。”

 

聪明的人类观察到身边的神奇转化,

于是开始垂涎头顶漂浮的空气,

那里面五分之四的成分都是氮气,

可是人类是否可以成功呢?

 

合成氨,一个神奇的化学反应式,

也被称为人类历史上最重要的反应。

全人类一百五十年的智慧结晶,

超过3位化学家因为研究它获得诺贝尔奖,

它真正将“天雷”变成了“地肥”。

 

吕龙:“十八世纪末期到十九世纪,

合成氨是一个最热门的科学研究,

按现在讲这叫战略,

当时全世界著名的科学家都是扑在了合成氨上。

弗里茨哈伯就是一个有名的科学家,

他就是利用了高压的方法,

把氢和氮在高压通过铁催化剂变成了合成氨。

现在我们的合成氨大概百分之七八十都是用在氮肥上。

现在一般讲化肥对农业的增长大概在40%到50%,

这个是非常惊人的,

应该说对保障整个世界的粮食安全

起了非常大的作用。”

 

受人类照顾的粮食作物迎来了加速生长,

氮、磷,钾,

百年的化学科研带来的化肥,

让人类终于有了对抗饥饿的重要武器,

但是,还有其他的考验在等待着欣喜的人类。

吕龙:“还有一个农业中最常见的病、虫,草害,

这三大害,我们有初步的统计,

如果你不使用农药的话,

大概病虫草害让们的粮食减产至少30%。

那你想想看,

我们中国的农业产量粮食产量

降低30%是个什么概念,

是个非常可怕的事。”

 

即便有化肥助力,如果不施农药,

世界粮食产量仍将减产三分之一,

价格接近翻倍。

以中国为例,

使用化学农药每年挽回的粮食损失就多达5800万吨。

 

但是与粮食增产带来的巨大促进相反,

农药和化肥正在公众心目中成为妖魔化。

在“无农药,无残留”的说法面前,

我们应该向左走,还是向右走呢?

 

吕龙:“我觉得要把它的残留控制在某一个多少范围内,

这是一个科学的说法。

我们大家不要把绿色食品和粮食安全挂钩,

或者说和食品安全挂钩。

食品安全什么意思就是说一定要让食品它的有害物质,

这里面可能有残留,

这些有害物质符合国家的标准就是粮食安全。”

 

与之类似,“添加剂”这个名词,

也正在面临着社会舆论的考验。

 

盐,在人类历史上

绝对称得上是最重要的调味品,

如果没有盐 人类世界难以想象。

 

20世纪,日本人池田菊苗发现了“鲜味”,

并通过生物发酵得到了味精,

与盐一样,我们生活中的调味品,

其实都是如今让很多人谈之色变的添加剂。

 

洪然:“食物链里面一直会存在着食品添加剂,

其实另外一种蔬菜里面化学物质释放出来,

让你原来的菜品鲜味更好,

这个其实也是添加剂,

从这个角度来讲,

只是说你的来源不一样,

但是从分子的水平来讲,

它的分子都是一样的。”

 

(常雅宁华东理工大学副教授)

常雅宁:“对食品添加剂,

大家可能有一些误区,

我们国家食品添加剂的法规上

颁布的食品添加剂的种类,

现在是22大类,差不多是6000多种,

但实际上我们常用到的只有2000多种,

这里面包含的种类其实很多,

就比如我们日常用的一些香辛料

也是属于食品添加剂。”

 

在化学质检室中,

检测人员正对这些现代食品进行成分检测,

与配料表一致,

这些饮料和食品中含有这些添加剂,

但是,这真的可怕吗?

 

常雅宁:“在我们的食品添加剂行当里有一句话叫

‘没有食品添加剂,就没有现代食品工业’,

饮料里面的添加剂,

有一些是为了调味,

还有一些是为了饮料保存的,

应该讲这些饮料,

如果是在食品添加剂的

安全范围里都没有问题的。

食品添加剂在它的研发过程里面,

有一个法规规定,

我们会规定一个ADI的值,

人有副反应的最小的用量,

但我们食品添加剂里规定,

只能用这个ADI的1%作为你这个品种的上限。

反过来也就讲你一天大概

要吃100种以上的添加剂,

而且是达到最大量才有可能超出安全范围,

一般我们食品添加剂里面

每天的总和是不会达到的,

大家还是可以比较安心的去食用。”

 

添加剂,被誉为现代食品工业的灵魂,

远到太空食品制造,近到生活调味品,

正是化学发酵和提取技术的不断进步,

才有了今天便捷又丰富美味的世界。

那么添加剂为何成为了人们的恐惧呢?

 

常雅宁:“所曝光的关于

食品添加剂的食品安全事件,

绝大部分都是由于一些非法添加剂所引起的,

随着我们现在《食品安全法》的颁布和实施,

这些现象越来越杜绝在源头,

使大家能够更加放心的食用到安全食品。”

 

从远古到现代,

一切饮食的来源本身都引起于化学反应,

天然发酵,人工合成,

而正是得益于对化学越来越深入的研究,

才让人类掌握了进步的魔力,

可以不断满足我们的生存需求,

进而进步到味蕾的满足。

化学,

筑就了人类生存的饮食之基,

并还将在未来人类的岁月中,

不断继续下去!

本期名家介绍

 

洪然

中国科学院上海有机化学研究所 研究员

出生于1975年10月,上海有机化学研究所“百人计划”项目研究员,课题组长。主要研究方向包括:天然产物(仿生)全合成和酶模拟物的设计以及在不对称催化反应中的应用;天然产物的(仿生)全合成;基于“阳离子-π电子相互作用”概念的催化剂的设计;酶类似物的设计、合成和应用。

 

吕龙

中国科学院上海有机化学研究所 研究员

1964年12月出生于江苏省南京市,目前任中国科学院上海有机化学研究所研究员,国家精细化工产业技术创新战略联盟专家委员会副主任,博士生导师,副所长。主要研究领域包括:环境友好的新农药创制研究;含氟功能材料的研究和开发,如含氟质子交换膜、高性能氟橡胶、聚全氟苯等;有机氟化学反应研究:新型含氟砌块的合成、反应和应用研究。

 

常雅宁

华东理工大学 副教授

1969年生于上海,华东理工大学生物工程学院副教授,食品科学专业硕士生导师。国家级精品课程“酶工程”的主要完成者,上海市化工区理工类教学奖。主要研究领域包括:动物血液的资源化利用,食品添加剂的研制(色素领域),固体废弃物的资源化利用。曾参与国家二类新药的研制。

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