國際化學年

現在我們談談化學與衣食住行里的“食”。你也許會感到疑惑，“食”和化學有什么關系?難道我們每天吃的食物是化學家制造的人造物質?

誠然，我們的食品主要是天然物質——水稻、小麥、玉米、魚、蝦、蛋肉、薯類、蔬菜和水果等都是天然物質。然而，化學家對天然食品的貢獻也大得很，沒有化學，我們的食品不會像現在這樣豐富完美。

就說人類食用的糧食和蔬菜吧。農作物從播種到收獲，要經歷一個相當長的過程，誰都知道，沒有一種作物是今天播種明天就收獲的。農作物在這個漫長的生長過程中要度過種種劫難。

要提高農作物的產量，施肥是不可缺少的。農家肥，或被稱為有機肥的總量早就不能滿足農業發展的需要了，化學肥料早已成為肥料的主體。化學肥料是化學家制造的。就說氮肥吧，如今最主要的氮肥品種是尿素，它的化學組成很簡單，可用化學式CO(NH₂)₂來表示。尿素分子里的氮(N)元素是從哪里來的呢?是從空氣中來的。約4／5的大氣是氮氣。氮氣分子是2個氮原子結合而成的雙原子分子。這2個氮原子的結合力大得驚人，為了打破它，把2個氮原子分開，制成農作物能吸收的含氮的肥料分子例如尿素分子，耗盡了幾代化學家的畢生精力。在1773年，化學家就從尿液里發現了尿素，它在常溫下是一種易溶于水的無色無味無臭的晶體，它是蛋白質和氨基酸在哺乳動物體內新陳代謝的產物，被腎臟過濾至尿液排出。1828年，德國人武勒發現含氮的叫做氰酸銨的無機物受熱會轉化為尿素，這是化學史上的一件大事。在此之前，科學家以為只有生命體在一種假設存在的所謂“生命力”的作用下才會制造尿素。武勒的實驗證實“生命力”是子虛烏有的。為了生產尿素，首先要合成氨，化學式為NH₃。科學家們為了將空氣里的氮氣轉化為氨，花費了150年的漫長時間，終于，德國猶太人哈伯于1913年成功地發明了工業生產規模的氮氣和氫氣反應合成氨的工藝(稱為哈伯法)。哈伯因此得到諾貝爾化學獎。有了氨，用它和二氧化碳反應，很容易地實現了尿素的工業生產。現今全球尿素的年產量高達10億噸，我國為5700萬噸。工業生產的尿素主要用作氮肥。如果沒有尿素，農作物的產量決不可能達到如今這樣高的水平，全球的糧食就會供應不足，導致饑荒。這充分說明化學對食品生產的巨大作用。

作物在生長過程中經常發生各種病蟲害。在20世紀，人們主要是靠化學家合成的且自然界不存在的殺蟲劑和殺菌劑來制服作物的病蟲害。在眾多的農用殺蟲劑中，“六六六”曾是最為重要的一種。“六六六”是一個俗名，因它的分子里只有6個碳原子、6個氫原子和6個氯原子而得名。雖然如今它已被禁用了，但我們不要忘記，它曾為殺滅農作物害蟲立下過汗馬功勞。“六六六”早在1825年就被著名的英國科學家法拉第合成了。到1935年，發現了“六六六”的殺蟲活性，隨后開始大量用于農作物殺滅害蟲。據統計，1950~2000年期間，全球合成了60萬噸“六六六”，主要用來殺滅農作物害蟲。60萬噸“六六六”可以殺死多少農業害蟲?你可以算一算——據統計，甲殼類害蟲沾上1mg／L的“六六六”懸浮液，50％就會斃命!我國在20世紀五六十年代曾是生產“六六六”最多、應用最廣的國家，“六六六”對確保我國農業豐收和預防傳染病方面起過巨大作用。還有一種殺蟲劑叫做滴滴涕(英文俗名DDT的漢譯)，除用于殺滅農作物害蟲外還用來殺滅蚊子、蒼蠅等害蟲。滴滴涕最早是一名奧地利大學生在1874年合成的。1939年瑞士化學家米勒發現了它的殺蟲活性。1940年正式上市。雖然滴滴涕也被禁用了，但它的巨大歷史功績同樣不容遺忘。據記載，由于使用滴滴涕殺滅蚊子、虱子等害蟲，控制了瘧疾、傷寒、霍亂等傳染病，在第二次世界大戰期間挽救了大約2500萬人的生命。1944年，盟軍在那不勒斯用滴滴涕成功阻止了一場斑疹傷寒的爆發。20世紀50年代至80年代是滴滴涕的使用高峰期，這一段時間內每年滴滴涕的使用量均超過4萬噸。據估計自1940年起，滴滴涕的全球總產量達到180萬噸。如今，人類殺滅害蟲有了更環保、更清潔的新農藥和新思維，而這些新農藥和新思維的獲得，化學同樣起著關鍵的作用。

除了肥料和農藥，為了滿足人類對食品的需求，還需要使用具有各種功效的人工合成的化學品。數量之巨，品種之多，難以盡言。再舉一個小小的例子吧。你是否知道叫做薄荷的唇形科小草?共一屬25種，常統稱薄荷。薄荷是一種古老的中藥，有止癢、止痛、防腐、刺激、麻醉、清涼和抗炎作用，可治頭痛、神經痛、瘙癢及呼吸道炎癥、萎縮性鼻炎、聲啞等。薄荷的主要成分叫做薄荷醇。把薄荷葉放進嘴里，會有涼涼的感覺。正是薄荷里這種天然產物的作用。薄荷醇是一種重要的食品添加劑，添加在許多飲料、糖果中，特別是被大量用來制造薄荷味的口香糖。由于薄荷醇的大量需求，人們種植了大片大片的薄荷。在我國許多地區例如山東。薄荷一直是重要的經濟作物。然而，有一個日本化學家叫野依良治，發明了一種人工合成薄荷醇的化學方法。在日本開設了年產量達到5000噸薄荷醇的工廠。你在吃口香糖時有沒有想到它的薄荷味不是來自農民種植的薄荷而是來自化學家人工合成的?山東的農民也許沒有想到，正是由于日本開了一家人工合成薄荷醇的大廠，他們種植的薄荷由于價格比人工合成的薄荷醇高得太多而賣不出去了!薄荷醇只是食品添加劑的一個小小例子。眼下被權威機構批準可以加入食品中去的食品添加劑有幾百種，大多是化學家合成的，只要用量恰當，為食品增加了色、香、味，大大改善了食品的質量，有的還大大延長了食品的保質期。遺憾的是。由于某些人濫用食品添加劑，被媒體一宣傳，許多人以為食品添加劑是化學的罪惡，以為食品添加劑都是要不得的。

做一做：你能從互聯網的搜索引擎上搜索一些食品添加劑的名稱、作用和用量嗎?請你從中慢慢體驗。你應該愛化學呢還是恨化學?