在电视上看到了一种溶液,是由玉米淀粉和水结合而成,是一种“非牛顿流体”当你快速地用拳打向玉米淀粉液时,不但不会溅出来,还还你了一个力,就是反冲力!几个主持人提出了——做实验!
1. 找一个密封袋,将玉米淀粉液灌入。
2. 找一个生鸡蛋,将其放入灌有玉米淀粉液的密封袋中。
3. 从二楼扔下。
结果:鸡蛋丝毫未损,坠下的密封袋向上轻轻弹起。
这个结果,让喜欢奇思妙想的主持人又有了新念头:在灌满玉米淀粉液的小水池中跳舞。50厘米深的小水池中的玉米淀粉液竟然让没卷裤脚的,在玉米淀粉水上疯狂舞蹈的主持人干净利落地回演播室!
真的太奇怪了!难道非牛顿流体的浮力很大吗?要不然主持人的裤脚怎么会不湿呢?我把我的猜测同妈妈说了,她也不能确定。于是我上网,去寻找答案!
简单讲:
淀粉(c6h12o6)n
属于多糖类,它遇到碘元素的时候,会发生反应,生成的化合物显蓝色,所以我们会看到上述的现象。
详细讲:
淀粉是一种高分子化合物。淀粉与碘酒反应的本质是生成了一种包合物(碘分子被包在了淀粉分子的螺旋结构中了),这种新的物质改变了吸收光的性能而变了色。天然的淀粉组成成分可以分为两类:直链淀粉和支链淀粉。<直链淀粉约占10%—30%,分子量较小,在50000左右,可溶于热水(70℃—80℃)形成胶体溶液。直链淀粉与碘酒作用显蓝色,但较短的直链则呈现红色、棕色或黄色等不同的颜色支链淀粉约占70%—90%,分子量比直链淀粉大得多,在60000左右,不溶于水,支链淀粉与碘酒作用显紫色或紫红色所以,淀粉遇碘酒究竟显什么颜色,取决于该淀粉中直链淀粉与支链淀粉的比例。有的豆类几乎全是直链淀粉,遇碘酒显蓝色;糯米中几乎全是支链淀粉,遇碘酒显紫色;玉米、马铃薯分别含有27%、20%的直链淀粉,所以马铃薯遇碘酒所显的颜色比玉米遇碘酒所显的颜色要略深。
淀粉在浓硫酸催化下加热分解成葡萄糖,可用新制CU(OH)2溶液鉴定,葡萄糖与之反应生成氧化亚铜沉淀~~~~~
以二氧化碳为原料,不依赖植物光合作用,直接人工合成淀粉——看似科幻的一幕,真实地发生在实验室里。我国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成,相关成果北京时间24日由国际知名学术期刊《科学》在线发表。
从“0到1”的巨大突破
论文通讯作者、中科院天津工业生物所所长马延和介绍,此次研究中,科研人员用一种类似“搭积木”的方式,从头设计、构建了11步反应的非自然二氧化碳固定与人工合成淀粉新途径。核磁共振等检测发现,人工合成淀粉分子与天然淀粉分子的结构组成一致。
相比而言,自然界的淀粉合成依赖植物光合作用,涉及约60步代谢反应以及复杂的生理调控。
论文第一作者、天津工业生物所副研究员蔡韬介绍,实验室初步测试显示,人工合成淀粉的速率是自然淀粉合成速率的8.5倍。在充足能量供给的条件下,按照目前的技术参数推算,理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国5亩玉米地的年产淀粉量。
这一突破得到该领域一批国际知名专家的高度评价。德国科学院院士曼弗雷德·雷兹表示,将二氧化碳固定并转化为有用的有机化学品是一项重大的国际挑战,本项工作将该领域研究向前推进了一大步。美国工程院院士延斯·尼尔森表示,这是利用合成生物学解决当今 社会 面临的若干重大挑战的惊人案例,将为日后更多相关研究铺平道路。
合成淀粉的巨大意义
淀粉由许多葡萄糖单元通过糖苷键连接而成,是粮食的主要成分,是人和畜禽重要的食物能量来源,也是广泛应用的工业原料(造纸、塑料等),目前主要由玉米、小麦、红薯等农作物通过光合作用固定二氧化碳产生。在植物体内,这个过程涉及大约60步生化反应、复杂的生理调节,理论上总体能量转换效率在2%左右。
人工合成淀粉是 科技 领域一个重大课题,吸引了多国科学家深入 探索 ,但一直未取得实质性重要突破。
合成生物学被认为是影响未来的颠覆性技术。模拟自然作物光合作用,重新设计生命合成代谢过程,设计人工生物系统,不依赖植物种植进行淀粉制造,潜藏着惊人的变革前景。
步骤简单 速度快,效率高
这次合成只需要了不多的步骤,而与之对比,自然界中生物从二氧化碳合成淀粉,需要大约60步生化反应,且需要复杂的生理调节。而这个人工合成,大概11个步骤。
并且这次实验室合成的速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍。此外,根据报道,其效率也高,自然界合成淀粉的效率约为2% (玉米),而工业合成效率可以达到10%以上。
合成淀粉应用前景
在科学家眼里,人工合成淀粉未来如果进入实际应用,不仅能节约耕地和淡水资源、进一步保障粮食安全,还将带来诸多想象空间。
人工合成淀粉对于解决农业问题有着巨大意义。民以食为天,一直以来,农业问题关乎了人类的生死存亡。而采用这种工业办法,可以解决农业所需的耕地、淡水资源,也能够避免农药和化肥等的使用,改善粮食安全。
我国的耕地面积为150多万平方千米,占国土面积的16%左右,也就是说,不到五分之一,剩下五分之四的国土面积都是不能作为耕地的,这也使得我国的粮食问题一直非常严峻。有了这种技术,高山峡谷、沙漠、冰原,这些地方都可以成为农业产地。
同时,这项技术可以直接固定二氧化碳,效率远高于植物,对于缓解全球变暖问题也有着巨大意义。
甚至在更为遥远的未来,这项技术很可能成为人类 探索 遥远宇宙时的食物来源。
中科院副院长周琪说,成果目前尚处于实验室阶段,离实际应用还有距离,后续需尽快实现从“0到1”概念突破到“1到10”的转换。
在烹饪中合理应用淀粉糊化,不仅可以增加菜肴的嫩度和滑感,更可以大大提高菜肴的营养价值。