شيمي در منزل

۱- مواد غذايي
همه كس با اهمتي غذا در زندگي آشنا هستند. در سرتاسر جهان، ميليونها كودك با غذايي كمتر از مقدار لازم زندگي مي كنند. جسم و روح اين كودكان آن طور كه بايد و شايد رشد نمي كنند. استخوانهاي كودكاني كه به اندازة كافي غذا مصرف نكرده اند (فقر غذايي) تغيير شكل مي دهند. دندانها فاسد و كج مي شوند. دچار ضعف قواي عقلاني اند و وزن كافي ندارند. متأسفانه، آسيبهاي ناشي از فقر غذايي را نمي توان به آساني جبران كرد. كوكاني كه به علت فقر غذايي در سالهاي ابتدايي عمر خود دچار آسيب شده اند، نتايج حاصل از آن را براي بقية عمر خود همراه خواهند داشت.

راستي غذا چيست؟ مواد غذايي در بدن مصرف مي شوند تا بدن رشد كند و خرابيها ترميم شوند، مواد غذايي مصرف مي شوند تا براي حركتهاي ما انرژي توليد كنند و بدن را گرم نگهدارند. فرآورده هاي شيميايي بدن ما به غذا نياز داند. مواد غذايي مورد نياز بدن را مي توان به طور خلاصه به شش گروه زير طبقه بندي كرد:
موادغذايي
پروتئينها كربوهيدراتها چربيها و مواد معدني ويتامينها آب

اثر آنزيمها بر مواد غذايي
بسياري از واكنشهاي حياتي در بدن جانداران تنها در مجاورت بعضي از مواد شيميايي، موسوم به آنزيم، انجام مي شوند. آنزيمها نقش كاتاليزور را بازي مي كنند يعني به انجام واكنش كمك مي كنند اما خود بدون تغيير باقي مي مانند. براي مثال، آنزيم آميلازكه از لوزالمعهده ترشح مي شود، وارد روده كوچك شده و مواد نشاسته اي را به گلوكز تبديل مي كند.
به طور كلي همة سلولها آنزيم دارند. آنزيمهاي موجود در سلول، فرآيندهاي مورد نياز جانداران و گياهان را براي ادامة زندگي به راه مي اندازند.

آنزيمهاي موجود در ميوه ها موجب «رسيدن» ميوه پس از جدا كردن ميوة «نارس» از درخت مي شوند. گوشت به اثر ماندن نرم و ترد مي شود. زيرا اثر آنزيمهاي موجود در گوشت، سر نسوج آن ادامه مي يابد. فعاليت آنزيمهاي موجود در بسياري از مواد غذايي را بايد در دوران نگهداري آنها در انبار زير كنترل داشت. اگر فعاليت آنزيم در زمان نگهداري در انبار زياد باشد، مي تواند موجب فاسد شدن مواد خوراكي شود. نگهداري مواد غذايي در سرما از فساد آن جلوگيري مي كند. زيرا سرما از فعاليت آنزيمها مي كاهد. تقريباً همه خوراكيها داراي آنزيم هستند. انجام بعضي عمليات تصفيه ممكن است موجب حذف آنزيمها و يا از بين رفتن آنها شود. براي مثال قند معمولي و روغن گياهي به گونه اي تصفيه مي شوند كه آنزيمي در آنها باقي نماند.

 

اثر گرما بر خوراكيها:
پختن غذا احتمالاً به طور تصادفي كشف شده است. انسانهاي اوليه غذاي خود را خام مصرف مي كردند. امروزه «پختن» يك هنر است. آب پز كردن، سرخ كردن و كباب كردن چند نمونه از راههاي پختن غذاست، غذا چه ساده باشد و چه تشريفاتي، از مواد شيميايي تشكيل شده است. پختن غذا تغييرهاي شيميايي و در بعضي از موارد، تغييرهاي فيزيكي در آن بوجود مي آورد. اين تغييرات اغلب بر اثر انرژي گرمايي حاصل مي شوند. بعضي از تغييرهاي شيمايي به منظور تغيير مزه غذا در آن ايجاد مي شود، اما بسياري از تغييرها به منظور حفظ سلامتي است. انرژي گرمايي، باكتريها و ديگرا مواد زيان آور در مواد غذايي را از بين مي برد. غذاهاي پخته اغلب آسانتر از غذاهاي خام گوارش مي شوند.

قهوه اي شدن غذاها:
تقريباً، هميشه رنگ غذاها با پختن تغيير مي كند. اغلب تيره تر مي شوند. تغيير رنگ غذاها را قهوه اي شدن مي نامند.
رنگ ميوه ها پي از بريده شدن و يا ماندن به مدتهاي طولاني قهوه اي مي شوند. احتمالاً آنزيمهاي اكسيد كننده موجب اين تغيير رنگ مي شوند. آب ليمو كه به شدت اسيدي است. با فعاليت اين آنزيمها مقابله و قهوه اي شدن را متوقف مي كند يا به تأخير مي اندازد.

ميوگلوبين، يك پروتئين رنگي است كه رنگ قرمز گوشت از آن ناشي مي شود. در شرايط معمولي، هنگامي كه با اكسيژن تركيب شده باشد، رنگ قرمز روشن دارد. گوشت را مي پزند، ميوگلوبين موجود در آن تغيير ماهيت مي دهد و يك ماده رنگي جديد تشكيل مي شود كه رنگ قهوه اي دارد. آهن موجود در ساختار ميوگلوبين از ظرفيت (آهن ۲ ظرفيتي) به ظرفيتي آهن ۳ ظرفيتي تبديل مي شود. بنابراين، وقتي ميوگلوبين قرمز در گوشت تازه، به پروتئين قهوه اي تبديل مي شود، يك واكنش شيميايي انجام شده است.

آرد، خمير مايه و نانوايي:
گندم سفيد، درصد بالايي نشاسته و در حدود ۱۰ تا ۱۴ درصد پروتئين دارد. هنگامي كه آرد را خمير مي كنند و مالش مي دهند، پروتئينهاي نامحلول موجود در آرد به پروتئين محلول تبديل مي شوند.
در ضمن براي آن كه نان، كيك يا ديگر فرآورده هاي نانوايي به اصطلاح «برآيد» به خمير بدست آمده، خمير مايه مي زنند. خمير مايه ها، از قند موجود در آرد خمير شده، دي اكسيد كربن توليد مي

كنند. از جوش شيرين در مجاورت يك اسيد مانند شير ترش (كه داراي اسيد لاكتيك) است. نيز مي توان به عنوان خمير مايه استفاده كرد، در اين مورد نيز دي اكسيد كربن توليد مي شود. فرآيندي را كه در آن حفره هاي زيادي در خمير به وجود مي آيد و اين حفره ها پس از پخت نان نيز همچنان باقي مي‌مانند.
خمير مايه زدن مي نامند. هدف از خمير مايه زدن ايجاد حفره گازي در خمير شبيه اسفنجي است. اين حفره ها سبب نرمي و سبك شدن نان مي شوند، جويدن اين نوع نان آسانتر است، مزه بهتري دارد و آسانتر گوارش مي شود.

نگهداري غذاها:
انسانهاي اوليه، هميشه غذاهاي خود را تازه مصرف مي كردند. اما خيلي زود دريافتند كه غذاها به سرعت فاسد مي شوند. براي نگهداري غذاها، راههايي نظير پختن، خشك كردن و نمك زدن پيدا كردند. ادويه زدن مزه غذا را بهتر مي كند و سبب سالم ماندن آن مي شود. آنچه اهميت دارد. سالم نگهداشتن غذاست. اگر شما در يك مزرعه زندگي مي كرديد، شايد اين امكان وجود مي داشت كه هميشه غذاي خود را تازه مصرف كنيد. اما بيشتر مردم كه غذاي خود را، پيش از مصرف، به گونه اي محافظت كنند. خشك كردن، فلفل و نمك زدن قديمي ترين راههاي محافظت از غذاست. اين راهها امروزه نيز همچنان مورد استفاده اند.
راستي چرا لازم از غذاها محافظت كنيم؟ انسانها تنها جانداراني نيستند كه به غذا دارند. ميكروبها، باكتريها و قارچها نيز به غذا نياز دارند. غذاي ما را مي خورند مگر آنكه جلوي آنها را بگيريم. بعضي از ميكروبها تركيبهاي زيان آوري توليد مي كنند و موجب مسموم شدن غذا مي شوند. در همة روشهاي محافظت از غذا سعي بر آن است كه از رشد ميكروبها جلوگيري شود. يك راه براي جلوگيري از ميكروبها، كشتن آنهاست.

اين فرآيند را سترون (استريل) كردن مي نامند. راه ديگر اين است كه از رشد سريع ميكروبها جلوگيري كنيم. براي اين كار، مي توان مواد غذايي را خشك و يا منجمد كرد. در اين صورت، ميكروبها، براي ادامه زندگي، آب كافي در اختيار نخواهند داشت.

مواد افزودني به غذاها چه چيزهايي هستند؟
قرنهاست كه موادي به غذا مي افزايند تا بهتر بمانند و يا مزه مناسبتري داشته باشند. امروزه افزودن مواد افزودني به غذا خيلي متداول شده است. به طوري كه بعضي از مردم نگران خطر آفريني آنها براي سلامتي خود شده اند.

دولتها، مواد افزودني به غذاها را معمولاً زير كنترل دارند. به چند نوع مادة افزودني مهم و نقش آن را كه در جدول اشاره شده است:
رنگ به غذا رنگ دلخواه مي دهد و يا جايگزين رنگ از دست رفته به هنگام آماده سازي آن مي شود.
نگهدارنده غذا را محافظت مي كند و از سرعت فاسد شدن آن مي كاهد
مزه به غذا مزة دلخواه مي بخشد
ضد اكسيد كننده از بدبو و تند شدن روغنها در اثر اكسيد شدن جلوگيري مي كند
شيرين كننده مصنوعي غذا را شيرين مي كند بدون آنكه از قند استفاده شده باشد

بعضي از روشهاي مهم نگهداري غذا در جدول زير خلاصه شده است:
روش كار بعضي از روشهاي مهم نگهداري غذا نقش آن در نگهداري
كنسرو كردن غذا را مي پزند و در ظرف در بسته نگهداري مي كنند پختن، ميكروبها را مي كشد. دربسته بودن مانع ورود ميكروبهاي تازه مي شود
خشك كردن غذا را در آفتاب يا در گرمكن هاي ويژه خشك مي كنند خشك كردن، آب مورد نيا براي ادامه زندگي ميكروبها را از دسترس آنها دور مي كند

منجمد كردن غذا را به سرعت منجمد مي كنند آب مورد نياز ميكروبها منجمد مي‌شود- سرعت واكنشهايي كه منجر به تغيير غذا مي شوند، كاهش مي يابد
ادويه زدن در روغن غذا را مي پزند، سپس آن را با روغن ادويه دارد مي پوشانند پختن، ميكروبها را مي كشد. روغن از ورود ميكروبهاي تازه به آن جلوگيري مي كند. ادويه مانع رشد ميكروبها مي شود
ادويه زدن در سركه غذا را با سركه مي پوشانند و در بطري نگهداري مي كنند ميكروبها در محصول اسيدي خوب رشد نمي كنند

استفاده از نگهدارنده هاي شيمايي مواد شيمايي كنترل كننده اين مواد شيميايي براي ميكروبها سميت دارند اما براي انسانها بي خطرند
نمك سود كردن
غذا در محلول غليظ نمك مي خيسانند ميكروبها در محلولهاي غليظ نمك خوب رشد نمي كنند
مربا كردن غذا را در محلول غليظ قند نگه مي دارند ميكروبها در محلولهاي غليظ قند به خوبي رشد نمي كنند و از بين مي روند
پرتودهي غذا را در برابر پرتو X قرار مي دهند پرتو X ميكروبها را مي كشد

آيا افزودنيها به سلامتي آسيب مي رسانند؟
افزودنيها را نمي توان به غذا افزود مگر آنكه مورد آزمايش دقيق قرار گرفته باشند. با وجود اين، بعضي از افزودنيها مدتها مورد استفاده بوده اند اما اكنون مصرف آنها ممنوع شده است. براي مثال در سال ۱۹۵۷، از ۳۰ رنگ خوراكي مجاز در غذا استفاده مي‌شد. اما امروز تنها نيمي از آنها مجاز شمرده مي شوند، با وجود اين، بعضي از مردم نگرانند كه اين افزودنيها براي سلامتي زيان آور باشند.

شيمي، ميوه هاي نارس را به ميوه هاي رسيده تبديل مي كند:
گاهي لازم است كه بعضي از ميوه ها، به نقاط دور دست حمل و به بازار فروش عرضه كنند. براي جلوگيري از فاسد شدن آنها در جريان حمل و نقل، آنها را به صورت نارس به محل مصرف حمل مي كنند. در آنجا، براي تبديل ميوه هاي نارس به ميوه هاي رسيده، آنها را در محلي گرم قرار مي دهند و با مقدار كمي گاز اتيلن مجاور مي سازد. اتيلن تركيبي از كربن و هيدروژن با فرمول مولكولي است، به اين تركيبها كه از دو اتم ئيدروژن و كربن ساخته شده اند،(هيدروكربن) مي گويند كه در ميوه هاي رسيده تبديل مي شود و در ضمن ميوه هاي نارس را به ميوه هاي رسيده تبديل مي كند.

پاك كننده ها
شستن دستها و دور كردن چرك و آلودگي از آنها، مطمئن ترين راه براي حفظ سلامتي است. در واقع يكي از دلايل كه موجب شده است، رندگي انسان در سالهاي اخير طولاني تر باشد، پاكيزگي است. وقتي انسان بدن خود را پاك و عاري از ذره هاي عفونت زا نگهدارد، زندگي طولاني تري خواهد داشت.
آب براي بسياري از مواد يك حلال خوب است. ولي براي پاك كردن چرك از لباس كارايي چنداني ندارد. زيرا چرك در آب نامحلول است. از اين رو براي جدا كردن چرك از لباس بايد از پاك كننده استفاده كنيم. هر چيزي كه در پاك كردن چرك از لباس مؤثر باشد. پاك كننده ناميده مي شود. معمولاً از دو نوع پاك كننده استفاده مي شود:
۱- صابون كه از چربي يا روغن گياهي استفاده مي شود
۲-پاك كننده هاي غير صابوني (دترجنت):از تركيبهاي نفتي تهيه مي شوند.
امروزه صابونها و پاك كننده هاي گوناگوني بازار عرضه مي شود.

در سالهاي اخير، مصرف صابون، براي تميز كردن لباس، كاهش يافته است. علت اتفاقي است كه در موقع شستشو با صابون در «آب سخت» روي مي دهد. همان طور كه مي دانيد آب سخت داراي مقادير قابل توجهي از يون كلسيم و منيزيم است و به اين دليل صابون در آب سخت كف نمي كند. يونهاي كلسيم و منيزيم موجود در آب سخت، جانشين يونهاي سديم يا پتاسيم ملكولهاي صابون مي‌شوند و صابون نامحلول تشكيل مي دهند:
يونهاي سديم + صابونهاي كلسيم يونهاي كلسيم+ صابون سديم وقتي از پاك كننده هاي غير صابوني استفاده مي كنيم، چنين اتفاقي روي نمي دهد.

پاك كننده غير صابوني: صابون متداولترين پاك كننده است، با اين حال پاك كننده هاي ديگري مانند مايع ظرفشويي، پودر لباسشويي، شامپوهاي گونانگون و … نيز وجود دارد. اين نوع پاك كننده را (پاك كنندة غير صابوني) مي نامند.
پاك كننده هاي غير صابوني، در آبهاي سخت، بهتر از صابون عمل مي كنند، يعني «لخته» تشكيل نمي دهند و بلافاصله كف مي كنند. بعضي از پاك كننده هاي غير صابوني موجب آلودگي محيط زيست مي شوند. يعني باكتريها نمي توانند آنها را تجزيه كنند و از بين بروند. اين وضعيت هنگامي پيش مي آيد كه زنجير هيدروكربني پاك كننده شاخه دار باشد. به دو ساختار از يك پاك كننده غير صابومي توجه كنيد.
در ساختار نخست، زنجير هيدروكربني شاخه دار است و به وسيله باكتريها تجزيه نمي‌شود. در ساختار دوم، زنجير هيدروكربني۰ بي شاخه است. در نتيجه، به وسيله باكتريها تجزيه مي شود و سبب آلودگي محيط زيست نمي شود.
يك پاك كنندة شاخه دار، غير قابل تجزيه توسط باكتريها
يك پاك كنندة بي شاخه، قابل تجزيه توسط باكتريها

استفاده از پاك كننده غير صابوني، مشكل ديگري نير براي محيط زيست بوجود مي‌آورد. معمولاً براي رفع مزاحمتهاي يونهاي كلسيم و منيزيم موجود در ابهاي سخت، مقداري فسفات سديم به پاك كننده مي افزايند. يونهاي كلسيم و منيزيم با يونهاي فسفات تركيبهاي نسبتاً پايدار تشكيل مي دهند و به اين ترتيب، مزاحمت آنها از بين مي رود. اين تركيبهاي فسفردار از طريق فاضلابها به رودخانه ها و از آنجا به درياچه ها مي ريزند و به عنوان كود موجب رشد بيش از اندازة خزه اها و جلبكها مي‌شوند. مصرف اكسيژن موجود در اب و همچنين جلوگيري از رسيدن نور خورشيد به

اعماق درياچه ها بوسيلة اين گياهان، موجب مرگ ماهيها و ديگر آبزيان مي شود. كوششهايي به منظور يافتن جاشينين مناسب براي فسفات سديم مورد استفاده در پاك كننده هاي غير صابوني به عمل آمده اما هنوز نتيجه اي مطلوب عايد نشده است.
از پاك كننده هاي غير صابوني بيشتر در فرآيندهاي صنعتي استفاده مي شود. مصرف سالانة آنها تقريباً سه برابر بيشتر از صابون است. در صنعت پارچه بافي، در شستشوي فلزها و از بين بردن چربي موجود در سطح آنها، در كاغذسازي و بسياري صنايع ديگر كاربرد دارند. در نظافت منزل به مقدار زياد جاي صابون را گرفته اند. در شامپو و خمير دندادن نيز مصرف مي شوند.

نظافت منزل با مواد شيميايي:
علاوه بر نظافت شخصي، عامل مهم ديگري در حفظ سلامتي، تميز نگهداشتن محيطي است كه در آن زندگي مي كنيم كثافت به گسترش و پراكندگي ذره هاي زيان آور كمك مي كند. استفاده از بعضي مواد شيميايي، از بروز بيماري در منلز جلوگيري مي‌كند.

بعضي از مواد فنول و فرمالين به عنوان ضد عفوني كنند، براي نابود كردن مورد استفاده قرار مي گيرند.
در فرآيند لكه گيري، كلر يا اكسيژن فعال (o) آزاد مي شود و با رنگ يا لكه اي كه منظور برطرف كردن آن است، واكنش شيميايي انجام مي دهد. در اين واكنش ماده رنگي به يك تركيب بي رنگ تبديل مي شود.
در بعضي از رنگبرها از تركيبي موسوم به پركلرين استفاده مي شود. اين تركيب، گرد سفيد با بوي كلر و ناپايدار است و ناپايدار يعني به آساني تجزيه مي شود.
اين گرد رنگبر را با عبور گاز كلر از درون آب، تهيه مي كنند. اين تركيب به آساني در آب تجزيه مي شود و به عنوان منبع توليد كلر، براي شستشو، رنگبري و ضد عفوني كننده مورد استفاده قرار مي گيرد. سلامت بسياري از استخراهاي شنا را با افزودن آهك كلردار يا پركلرين تضمين مي كنند.

آب ژاول يكي ديگر از رنگبرها و گندزادهاي معروف است كه به طور معمول از آن استفاده مي شود.
هرسال، هزارها تن تركيب بي رنگ كننده ساخته مي شود، كه بيشتر در صنايع به كار مي رود، اما در منزل به عنوان محلول سفيد كننده، با نامهاي گوناگون به مقدار زياد مصرف مي شود. كارخانه هاي كاغذسازي، براي بيرنگ كردن تراشه چوب، كه مرحله اي از تهيه كاغذ به شمار مي رود، به مقدار زيادي مواد بيرنگ كننده نياز دارند.