第三章學生新型科技生活的體驗1
1.人造食品與合成食品
據統計，全世界每年消耗的糧食總計達12億噸，這等於在赤道上用糧食鋪成一條寬17米、厚18米的環球公路。而且，人口的增長，又使這條“糧食公路”每年延長1000公裏。這使人類麵臨食品短缺的嚴重局麵。麵對這一挑戰，人類正在一方麵控製人口，另一方麵努力尋找食品的新來源——人造食品。
通過非農業途徑生產單細胞蛋白，是解決人類對蛋白質需求的辦法之一。單細胞蛋白，俗稱“人造肉”，是一種微生物食品。微生物大多是單細胞，是核酸和蛋白質的實體。用發酵法生產這種單細胞微生物就可以得到極為豐富的單細胞蛋白。微生物的繁殖速度驚人，500公斤的活菌體，在合適的條件下，一晝夜可生產1250公斤的單細胞蛋白；而一頭體重500公斤的牛，每天隻能合成05公斤的蛋白質。
“人造肉”的主要成分是蛋白質、脂肪、糖類、維生素和礦物質，營養價值可與牛奶、雞蛋媲美。1噸微生物蛋白的營養價值，抵得上21噸精肉或3噸雞蛋或12噸牛奶。它既可以做食品，也可以做飼料。
藻類是微生物世界的佼佼者，它可以像高等植物一樣以二氧化碳為養分在太陽下進行光合作用，但生長速度比高等植物快幾十倍。一畝地大小的湖泊中收獲的藻粉，折合成濃縮蛋白，相當於5噸大豆，這為人類利用空氣、水分和陽光製造糧食展示了廣闊的前景。
將來走上餐桌的還有合成食品，它是利用遺傳變異微生物或固定基酶製造出來的食物，與天然食品沒有兩樣。還可以利用變異的真菌和酵母菌，把人們不愛吃的食物變成美食家所樂道的食品。比如，人們可以像處理合成纖維一樣，把真菌生產出的菌絲按照某種紋理結構紡織、編結、成型，這樣，就可以指定生產某種特殊的食品，如牛腿、牛裏脊、牛肝、牛筋等。英國已把合成的牛肉食品推廣到市場，供應合成牛肉漢堡包和凍“牛肉”餡。
2.久藏不腐的輻照食品
這是一種用放射線輻射處理過的食品，它可以在沒有冷凍條件下貯存很長時間。美國曾上市一種用銀箔包裝的肉食，是專門為宇航員準備的帶汁的雞肉、牛肉和瘦豬肉，整整存放了六年之久，可是食品的色澤、香味、味道和營養如同新鮮的一樣。
食品進行輻照處理時，要先把食品裝入多層塑料薄膜袋中，並用真空泵抽出袋中的空氣。然後放入液氮中降溫冷卻。這樣做是為了盡量減少在以後處理中食品色澤、味道、肉質和營養成分的損失。
輻射處理是放在18米厚牆壁圍成的巨大房間裏進行的。常用的射線有伽瑪射線和電子束。伽瑪射線能使電子從食物分子或原子結構逸出，造成新離子。新產生的離子和細菌、黴菌或其他的蟲卵中的蛋白質起反應，從而殺死這些微生物和蟲卵，或者阻止它們生長。同時還能殺死病原體和引起腸胃病的細菌。
用不同的照射劑量，可得到不同的效果。小劑量照射，一般用來抑製植物發芽和過度成熟，以及用來殺滅病原和寄生蟲等。中等劑量的照射多用於肉類、雞蛋、魚類、貝類、果品、蔬菜等延長保存期，殺滅沙門氏菌。大劑量的照射目的是完全滅菌，如極低溫冷凍的肉類、魚類、臘肉等。
食品輻射的用途極為廣泛。蔬菜經過輻照處理後，可抑製腐爛，延長貯存期，延緩後熟期等，為淡季提供更多的蔬菜品種。肉類的輻照滅菌，可延長儲存期和保鮮。香蕉、荔枝、柑桔等水果經射線輻照後，可延緩成熟過程，經長途運輸而不腐爛變質。各種名酒用射線輻照處理，可以加速陳釀過程，提高品質，從而增加產量。
輻照食品不僅能在常溫下久存，節省很多電能，安全性好，不帶藥物殘餘，不影響質量，而且能改進食品品質，是未來軍事、醫療、旅遊和野外工作者的理想食品。
3.未來世界食品如何保鮮
低溫可以使食品細胞的呼吸作用減緩或停止，阻止進一步成熟或衰老。冰箱就是利用這一原理使食品保鮮的。這種方法稱為冷藏保鮮技術。
但是，一些葉類蔬菜往往在0℃左右就會變味，西紅柿、黃瓜在7℃以下就會褪色，出現皺褶、斑痕，如果再放回到較高的溫度中就會腐爛。為了解決這個問題，科學家發明了氣調塑料包裝技術。
氣調塑料包裝是將食品封入裝有一定氣體的塑料薄膜袋內，並調節好密封塑料包裝內的氣體濃度，使它恰好能夠維持食品組織的有限呼吸。袋內的食品既不致成熟、衰老，也不會發生無氧呼吸而發酵。經過實驗，青椒在含3％氧氣和3％二氧化碳氣的塑料薄膜包袋內可保鮮三星期；半成熟的西紅柿貯藏兩周後，再打開包裝仍然可以繼續成熟。氣調塑料包裝也適用於魚、肉等加工品，可使它們保持十足的鮮味和誘人的顏色。
國內外市場上已出現一種小包裝速凍食品，它是采用快速流態凍結新技術製成的，這是繼氣調塑料包裝技術之後發明的又一新技術。食品在流態凍結過程中，先凍結外殼，再全部凍結。如果食品需要久存，隻要送到噴水管下噴水，使食品表麵結成薄膜，防止幹耗氧化，然後再包裝貯存。
滅菌，是食品保鮮貯藏中一道重要的工序。傳統的食品罐頭一般是先包裝再滅菌，這種技術將被無菌包裝所代替。無菌包裝是將超高溫滅菌的食品，在無菌狀態下裝封在無菌的包裝容器中，它可以最大限度地保存食品原有的營養成分、組織結構、色香味等。無菌包裝的番茄汁，其中維生素C保存率達91—98％，而製成普通罐頭，維生素C保存率僅為59—67％。
除加熱滅菌外，微波滅菌是更先進的技術。它可以對塑料薄膜包裝、紙盒包裝的食品組織內部進行均勻、迅速的加熱，破壞食品中微生物的蛋白質及其他成分，起到殺菌作用。
4.未來的炊具
未來的炊具可以隨身攜帶，它們不僅小巧，使用方便，而且人們不必為找不到能源而優慮。比如，一隻加蓋的杯子就是一個小型加熱器。隻要一拉杯子外麵的手柄，杯子裏麵的咖啡、雞湯等就會立即被加熱，人們可以直接用杯子喝熱咖啡、熱湯，絕不會燙嘴，因為杯子的絕緣性能極好。
杯子加熱的秘密，全在杯子底部底層內壁和外壁之間裝有一種固態的化學藥品和一顆充滿液體的膠囊。當你一拉外麵的手柄時，膠囊就破裂，兩種化學藥品混在一起，隨即發生反應，產生的熱量可以將杯子內的水燒開，煮咖啡、熱湯或加熱其他已燒製好的半成品的菜肴。這種加熱杯是一次性的，吃完後扔掉杯子就行了。
根據類似的道理，可以製成飲料速凍罐。它是類似現在“易拉罐”的標準鋁製罐頭，裏麵有一個極小的冷凍裝置，其中裝有少量的高壓液體。如果扳起蓋子，高壓液體就會自動蒸發，但化學藥品絲毫不會接觸飲料。90秒種後，飲料的溫度就會下降到1～2℃人們可以立即喝到清涼可口的飲料。
5.未來世界的飲用水
世界上有許多國家和海島的人，生活在無盡的海水包圍之中，卻往往遭受無水之苦。
地球上97%的水都集中在海洋裏，然而，海水既不能供人飲用，也不能直接應用。人飲用水的含鹽量不得超過005%，海水的平均含鹽量卻為35%。用海水灌溉農田，農作物將被“鹹死”；用鍋爐燒海水，鍋爐內壁會結成厚厚的鍋垢，影響傳熱，甚至會引起爆炸。
科學的發展，為人類提供了淡化海水的可能性。現在常用的淡化海水的方法有蒸餾淡化法和太陽能淡化法，但蒸餾淡化法耗電量極大，成本很高，每噸水比普通自來水高幾十倍，再加上長途運輸和損耗，居民喝到的淡水每噸最高成本比石油還貴。阿拉伯半島上的石油國靠著他們生產石油的雄厚實力，才有可能發展海水淡化工程，圓滿解決用水問題。
未來海水淡化將向簡便、低廉的方向發展，太陽能、原子能將被廣泛用作淡化海水的能源。適用於遠洋輪船、漁船和野外勘察隊的小型淡化器將會產生，淡化海水的方法也會隨著科學的發展不斷改進。比如，使過濾的海水通過高壓下的特製薄膜，析離全部鹽分，剩下的淨水進入貯水池，即可飲用。這種逆滲透式淡化法工藝流程簡單，耗能很少，是今後淡化海水的方向。
此外，還有人正在研製仿魚鰓的淡化器。海魚生活在鹹水中，為何魚肉不鹹呢？人們發現魚鰓有“氯化物分泌細胞”那樣的特殊組織。它像過濾器一樣，將海水變為淡水供給體內需要。仿魚鰓海水淡化器的研製已經取得了初步成果。
6.未來農業提供的食品
人造種子
農業生產都要在作物成熟時選擇優良的果實作為種子。這種傳統的選種方式有兩個弊端。一是在幾代選擇後，種子性能會發生退化；二是數量不足。現在，科學家已經找到一種人工合成種子的方法，一旦實踐成功，可望解決上述矛盾。
世界上第一批人造種子已由法國農業專家研製出來，其中有小麥、水稻、苜蓿、胡蘿卜和山茶等。這些人造種子和天然種子不同。天然種子形狀各異如大豆種子是圓形的，小麥種子是紡錘形的，而人造種子都是球體膠囊，形狀像蛙卵。不過，把它們播種到地裏，都可以生根、發芽，生長成正常的作物。
人工製造種子，首先要篩選秧苗，從原來作物的植株上選切一塊組織切片，然後把切片置入事先注滿營養液的培養試管中。經過快速的無性繁殖，原植物的細胞發育成胚胎——種子，就可用於播種。