聚乙烯酰胺聚丙烯酰胺和磺酸视频

牛油果(上)

大多数农民会种植春小麦和秋小麦,然后种植小扁豆、鹰嘴豆或干豌豆。轮种有助于控制害虫,但同样重要的是,豌豆和豆子将氮固定在土壤里,而这自然会为接下来种植谷物提供肥料。

草和豆类的这种搭配和农业一样历史悠久,无论在何处,人们驯化植物的时候总是反复使用这种方法。在新月沃地,鹰嘴豆、小扁豆和干豌豆都是与大麦小麦一起发展的。在中国,早期种植水稻的农民后来又搭配种植了大豆、赤豆和绿豆。中美洲的玉米和斑豆搭配在一起,而非洲小米和高粱总是和豇豆和落花生密切合作。

这种协同配合不仅仅是一个很好的种植方法,它还延伸到了人们的餐桌上,使富含淀粉的谷物与富含蛋白质的豆类在味道上和营养上完美地互补。因为大米和豆子的组合,或者小扁豆和大麦的组合都能提供完全蛋白质。在某一种特定的谷物中可能缺乏的基本营养素,一般都能在搭配的豆类中找到,反之亦然。不过谷物和豆类成分的显著差异也引起了有关种子生物学的基本问题。

中国人对大豆都非常熟悉,大豆原产于中国,在中国有五千年的种植历史,它可以榨出豆油,榨油剩下的残渣可作为家禽家畜的饲料。大豆能用来制作很多食品,如炒豆子、豆奶、豆腐、豆腐干等,尤为可贵的是,豆腐食品里能吃出肉类的味道,很多寺庙都用豆类制作仿肉类味道的素食食品,这也为几千年来穷苦的老百姓带来了很多生活的慰藉。

黄豆苗(上图)

既然草在自然界中如此成功,对人们如此有用,那么种子装备富含淀粉的能量库显然是一个很不错的进化方式。因此,为什么不是所有的植物都这么做?为什么豆子和坚果以蛋白质和植物油的方式储存能量?为什么一粒棕榈果仁含有50%以上的饱和脂肪?为什么荷荷巴的种子会滴落液态蜡?

草的淀粉或许是人类的主食,它们充满淀粉的种子很容易被转换为糖。但植物显然有许多其它的方式为它们的种子以及为我们提供食物,如可可豆,用热压机挤压可可豆,它的一多半质量就会以可可脂的形式滴落,可可脂是一种拥有重要特征的脂肪,在室温下是固体,在32摄氏度以上则为液体,所以在人的口中它会融化。可可树生长在墨西哥南部、中美洲和亚马逊河流域的森林中。玛雅人和阿兹台克人发现它能从可可豆中提取一种有兴奋剂作用的能量饮料,在他们的语言里可可属的意思是上帝的食物。

如今,可可豆已为全世界人所喜爱,人们在这上面花费颇巨。在生态学上,拥有一个肥大而油腻的种子是很有道理的,和香豆树或牛油果一样,可可树种子进化出能在黑暗森林中发芽和生长的能力。在黑暗森林中,幼苗必须储存巨大的能量才能生存,但奇怪的是,为什么这种能量不是淀粉而是脂肪的形式储存呢?

可可树(上)

可可豆(上)

同样椰子也是一种神秘的植物,椰子在热带很多地方都存在,证明了它是非常成功的植物。它之所以取得巨大的成功,是因为它的果实起到了会漂浮的大块种子的功能。每一个有浮力的外壳都包围着一个拳头大小的果仁,这个果仁中只有一种富含营养的液体,这就是椰子水,学术上叫做非细胞型胚乳。

当椰子树的种子成熟的时候,它的很多液体就会变硬,成为固体的胚乳,名为椰干。这种为我们熟知的白色果肉不仅能制糖,还为菲律宾炖菜、牙买加面包和南印度酸辣酱增添了风味。

从果肉中挤出汁水就得到了椰浆,它是整个热带沿海地区制作咖喱和酱汁的一种基本原料。只要简单加工,就能从椰干中榨出占本身重量一半多的椰子油,它是世界上五大植物油之一,也是一种常用的添加剂,从人造奶油到防晒霜等各种产品都会用到它,椰子的用途之广被马来西亚岛民称为有一千种用途的树。

椰子(上图)

当一颗成熟的椰子从树上掉落下来后,它总是先落到沙滩上。野生椰子树耐盐耐热,适应流动的土壤,这些特质帮助它在热带海滩边茁壮成长,而潮汐和风暴会定期地将它们的种子带进海洋中。一旦漂浮在洋面上,一颗椰子至少可以存活三个月,它会乘风破浪地漂浮几百英里,甚至可能是上千英里。在此期间,胚乳继续凝固,但仍有足够的椰子水帮助种子在冲上了干燥的沙滩后萌芽。有了液态的胚乳保持了内部湿润,有了富含植物油的椰干提供能量,一只幼小的椰子可以在没有任何外在资源的帮助下连续生长几周时间。在热带地区的市场上,我们常常看到有人将发了芽的椰子作为苗木销售,这些苗木上新生的树叶已经有几英尺高了。

椰子树的水上适应能力使它与众不同,但这依然没有解释为什么它的种子需要如此丰富而油腻的养料。毕竟,如果把淀粉或可可脂装进那个巨大的纤维状果壳里,它们也能漂浮起来。

收集资料的时候,看到一则内容颇觉好玩,特别收转如下:

椰子汁虽然很好喝,但是它的外壳却很坚硬,常常需要用刀或斧头等东西把它劈开或者钻个孔洞才能喝到椰汁。但是如果你刚吃了个口香糖,却可以用它来把椰子钻个洞。

如果不实际操作的话,这样说可能没人信,但是可能也有人看到过这样的一段视频,就是有人把吃过的口香糖,弄成下大上小的钉子一样的形状,然后拿一个坚硬的椰子使劲砸在上面,接着神奇的事情发生了,椰子竟然被口香糖粘了个洞,而口香糖的形状变化并不大。这是怎么回事呢?

其实这是一种非牛顿流体被快速撞击时常会出现的现象!所谓非牛顿流体,是指不满足牛顿黏性实验定律的流体,指的是其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。

非牛顿流体和牛顿流体是不同的,水、酒精等大多数纯液体、轻质油、低分子化合物溶液以及低速流动的气体等均为牛顿流体,而高分子聚合物的浓溶液和悬浮液等一般为非牛顿流体。

不过非牛顿流体其实也很常见,如聚乙烯、聚丙烯酰胺、橡胶溶液、各种工程塑料、化纤的熔体、溶液等,都是非牛顿流体。再如石油、泥浆、水煤浆、陶瓷浆、纸浆、油漆、油墨、牙膏、高含沙水流、泥石流、地幔等也都是非牛顿流体。而食品中的番茄汁、淀粉液、蛋清、果浆、酸奶、酱油、炼乳、琼脂、土豆浆、巧克力酱、面团、米粉团、以及鱼糜、肉糜等各种糜状食品物料也都是非牛顿流体。

口香糖所以能顶开椰子,是因为非牛顿流体在快速撞击下有"遇强则强"的特性,因为非牛顿流体的形态变化非常慢,流动性越差的非牛顿流体,其形态变化的时间就越慢,当椰子砸下来的时候,口香糖形状根本来不及发生大的变化,对椰子的受力时间就已经结束了,所以才能把椰子顶出一个洞。

植物的进化在很多方面似乎没有逻辑,淀粉、油、脂肪、蛋白质和其它能量策略在植物王国里似乎是随机分布的。这些策略的进化程度相差无几,因为最近进化出来的物种,有着与古老物种相同的储藏能量的基本方式。更为复杂的是,种子通常含有几种不同的能量,母株会根据降水量、土壤肥力或其它生长条件的不同而改变能量的比例。

生长环境相似或者生长过程相似的植物也并不一定依赖相同的策略。众所周知,草籽富含淀粉,但是庄稼地里常见的野草是一种叫做油菜的一年生芥菜,它的小种子可以产出大量的低酸菜籽油。

油菜(上图)

一个普通的原则,在相同的情况下,储存油和脂肪的种子拥有的能量最大。从脂类中获取的能量比从一大堆淀粉中获得的要多。种子通常在萌芽之后才能获得这种能量。大多数种类的种子会准备足够的糖分以触发胚胎的生长,然后开始更为复杂的获取储备能量的过程。

淀粉能够相对容易地转换成糖分,但要将蛋白质、脂肪或油转换成一种对细胞有帮助的形式,则需要经过一系列的过程。对于这一点你在马拉松比赛中也能见到,组委会会为运动员准备香蕉、谷物棒或者果酱三明治,而不是大块的培根或几杯橄榄油。就种子进化而言,这种方式着重于新发芽的植物及其生长条件所需的资源。

扁桃仁(上图)

然而,尽管那可以解释像可可豆扁桃仁这样生长在森林里的种子,为什么利用脂肪和油在树荫下为自身生长提供缓慢而稳定的营养,但它无法解释在开阔田野中的芥菜种子为什么利用完全相同的物质进行快速生长。

我们以为种子已经完善出储存能量的最佳方式了,经过自然选择,许多种可能性被淘汰了,只留下几种最佳的生存策略适应于特定的地理环境。可现实情况要复杂得多,也有趣得多,就像进化本身一样,是展现所有可能性的一种优雅而永无止境的过程。就像种子可以在不同的部位(子叶、胚乳、外胚乳等)装备它的能量库一样,能量也可以有很多形式。

如果它们只能提供淀粉,毫无疑问,种子在自然界中仍然会很成功,我们也仍然会把它们作为我们依赖的主食。但是如果没有油、脂肪、植物蜡、蛋白质和其它能量,种子的用途就不会如此广泛,它们也就无法在这么多陆地生态系统中占主导地位了。

人们将无法从豌豆、豆子和坚果中获取全世界超过45%的蛋白质。我们也无法享用油炸食品,在油毡上走路,为我们的房子刷漆,给火箭和赛车引擎加润滑油,或者惊叹于伦勃朗、梵高、达芬奇的艺术作品。所有这些活动都依赖于种子中的油脂。就连种子中最不常见的能量来源,对人类来说都有宝贵的用途。

南美洲的象牙棕榈为种子储藏能量的方式是增加胚乳内部细胞壁的厚度,有时细胞壁甚至将细胞内的活性物质挤了出来。因此它的种子非常坚硬,可以被切割打磨成纽扣和首饰,雕刻雕像,或代替真象牙用于生产棋子、骰子、 拆信刀、装饰手柄以及精致的乐器。

象牙棕榈(上)

还有一种叫瓜尔胶的神奇植物,被广泛地应用在食品制造上,它能够影响冰激凌的质地、无麸质面包以及印度北部的摩托车价格。或许它比任何例子都能更好地展示种子储存能量的多样性,以及它们触及我们生活的令人意想不到的方式。

瓜尔胶来自一种外形杂乱的、主要生长在印度沙漠之州拉贾斯坦邦的瓜尔豆。植物学家将它归类为含胚乳豆类植物,这个种类的植物很少,它们的种子不像我们所知的豆子、花生和其他豆科植物那样拥有巨大的子叶。相反,瓜尔豆的种子将能量储存在富含高度支化的碳水化合物的胚乳中。在化学教科书的示意图中,那些分子看上去像上海地铁的线路图,但对于生长在拉贾斯坦邦沙漠的瓜尔豆幼苗来说,它们是一种简单而基本的适应性改变。

瓜尔豆树(上)

这些组织受到了双重保护,首先,它们可以被分解为食物,成为可供植物生长的葡萄糖。但它们还形成了一种包围着胚胎的、起到保护作用的湿润层。对于这种沙漠植物,这种保水技能可将每一次罕见而珍贵的降雨都转化为一次至关重要的萌芽机会。这是一次经历了多次进化的习性,槐豆能做到,葫芦巴也可以,但是都出现在气候干燥的地方。

最初瓜尔豆只是被当地人拿来烧菜,后来人们认识到瓜尔豆作为食物增稠剂效果是淀粉的8倍时,它的命运改变了,经过萃取和净化,瓜尔胶出现在各类产品中,只这一项收入,2000年印度瓜尔豆的出口量就达到了2.8亿美元。

瓜尔胶还被应用到了石油钻探技术上,油井里泵入的多达几百万加仑的压裂液是一种含有水、沙子、酸和化学品的黏稠混合物,将它们黏合在一起的只有瓜尔胶,因此种植瓜尔豆的农民都赚到了很多钱。

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