生活中的生物和化學(xué)

1、Bio-Chemistry in our life生活中的生物和化學(xué)Dr. Ho Wing ShingThe Chinese University of Hong Kong漂白水 (Bleach)漂白水n漂白水是一種有效的家居消毒劑，其主要成分是次氯酸鈉 (Sodium hypochlorite)-NaOCln能使微生物的蛋白質(zhì)變質(zhì)，有效殺滅細(xì)菌、真菌及病毒。漂白水n漂白水對(duì)黏膜、皮膚及呼吸道具刺激性，遇熱和光會(huì)分解，亦容易與其它物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。n不當(dāng)使用漂白水會(huì)影響其殺菌功能，甚至造成意外，威脅健康。n過量使用漂白水或使用濃度過高的漂白水，會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)污染環(huán)境，破壞生態(tài)。 調(diào)校及使用稀釋

2、漂白水的方法及步驟 n調(diào)校或使用漂白水時(shí)要開窗，使空氣流通。 n由於漂白水會(huì)刺激黏膜、皮膚及呼吸道，所以調(diào)校及使用漂白水時(shí)須佩戴保護(hù)裝備。 n稀釋時(shí)要用凍水，因?yàn)闊崴畷?huì)令成分分解，失去效能。 調(diào)校及使用稀釋漂白水的方法及步驟n以漂白水的次氯酸鈉濃度為5.25%來計(jì)算，調(diào)校方法如下n1:99稀釋家用漂白水（以10毫升漂白水混和於1公升清水內(nèi)），可用於一般家居清潔。 n1:49稀釋家用漂白水（以10毫升漂白水混和於0.5公升清水內(nèi)），用於消毒染有嘔吐物、排泄物、分泌物或血液的表面或物件。調(diào)校及使用稀釋漂白水的方法及步驟n若使用的漂白水中次氯酸鈉濃度高過或低於5.25%，所用分量便要相應(yīng)調(diào)整。 n計(jì)

3、算方法：漂白水分量倍數(shù) = 5.25 漂白水的次氯酸鈉濃度。 n舉例說，使用的漂白水只含有5%次氯酸鈉，所用分量倍數(shù)便是5.255=1.05倍。即是用10 x 1.05 = 10.5毫升漂白水來調(diào)校濃度。碳水化合物 (Carbohydrate)碳水化合物n碳 水 化 合 物 含 有 碳、氫、氧。其 通 用 化學(xué) 方 程 式 是 Cx(H2O)y。n碳 水 化 合 物 主 要 存 在 於 植 物 中 ， 例 如 米 ， 麥 ， 豆 ， 水 果 ， 蔬 菜 ， 牛 奶 是 少 數(shù) 含 有 碳 水 化 合 物 的 動(dòng) 物 來 源 。 碳 水 化 合 物 可 分 成 二 類 ： A. 單 一 碳 水

4、化 合 物 (Simple Carbohydrate ) B. 複 合 碳 水 化 合 物 (Complex Carbohydrate)A. 單 一 碳 水 化 合 物(Simple Carbohydrate )n常 見 的 單 糖 是 葡 萄 糖 和 果 糖，它 們 的分 子 式 相 同，都 是 C6H12O6，但 是 分 子 內(nèi) 原 子 的 排 列 方 式 有 所 不 同。n單 糖 易 溶 於 水，有 甜 味，容 易 被 人 體 吸收。葡 萄 糖 是 呼 吸 受 質(zhì)，在 呼 吸 作 用 中被 分 解，釋 出 能 量，所 以 葡 萄 糖 是 我 們直 接 的 能 量 來 源。n單 糖 又 稱

5、 為 還 原 糖，因 為 單 糖 可 使 一些 物 質(zhì) 還 原（使 其 氧 化 物 失 掉 分 子 中的 氧）。B. 複 合 碳 水 化 合 物 (Complex Carbohydrate)n碳 水 化 合 物 分 解 成 為 葡 萄 糖 才 可 被 吸 收 。 n它 提 供 身 體 正 常 運(yùn) 作 所 需 的 大 部 份 能 量 特 別 提 供 唯 一 可 被 腦 細(xì) 胞 及 紅 血 球 所 需 的 能 量 。 n而 未 被 使 用 的 葡 萄 糖 ， 可 變 成 脂 肪 ， 儲(chǔ) 存 於 體 內(nèi) 。 此 乃 肥 胖 原 因 之 一 。 B. 複 合 碳 水 化 合 物(Complex Car

6、bohydrate)n在 碳 水 化 合 物 內(nèi) ， 含 有 一 些 不 被 消 化 的 纖 維 ， 它 有 吸 水 及 吸 脂 作 用 ， 所 以 有 助 清 洗 ， 大 腸 及 降 低 膽 固 醇 ， 令 大 便 暢 通 ， 體 內(nèi) 廢 物 順 利 排 洩 於 體 外 。 減 低 患 心 血 管 疾 病 及 大 腸 癌 的 機(jī) 會(huì) 。 B. 複 合 碳 水 化 合 物 (Complex Carbohydrate)n如 果 我 們 進(jìn) 食 太 多 碳 水 化 合 物，便 會(huì) 變 得 肥 胖，因 為 過 剩 的 碳 水 化 合 物 會(huì) 以 糖 原 形 式 貯 藏 在 肝 臟，或 被轉(zhuǎn) 化 為

7、脂 肪，積 聚 在 皮 膚 下。 澱 粉 質(zhì) 會(huì) 否 致 肥 ？ n澱 粉 質(zhì) 是 碳 水 化 合 物 的 一 種 ， 碳 水 化 合 物 提 供 的 熱 量 少 於 脂 肪 所 提 供 的 熱 量 的 一 半 。 n坊 間 流 傳 之 低 澱 粉 質(zhì) 減 肥 方 法 會(huì) 令 身 體 失 去 大 量 水 份 ， 因 而 減 輕 體 重 ， 其 實(shí) 並 沒 有 減 去 脂 肪 。 n長(zhǎng) 期 缺 少 足 夠 的 碳 水 化 合 物 會(huì) 影 響 身 體 機(jī) 能 ， 令 身 體 覺 得 疲 倦 ， 減 低 活 動(dòng) 量 。 蛋 白 質(zhì) (Protein) 蛋 白 質(zhì) (Protein)n蛋 白 質(zhì) ：蛋

8、 白 質(zhì) 主 要 由 碳、氫、氧和 氮 構(gòu) 成，有 些 蛋 白 質(zhì) 還 含 有 硫 和磷 等 其 他 元 素。n蛋 白 質(zhì) 的 基 本 單 位 是 氨 基 酸。至 今自 然 界 中 發(fā) 現(xiàn) 的 氨 基 酸 約 有 22 種。當(dāng) 氨 基 酸 串 連 一 起 時(shí)，便 組 成多 肽，而 蛋 白 質(zhì) 是 由 多 肽 組 合 而 成的。蛋 白 質(zhì) (Protein)n氨 基 酸 (Amino Acid) 分 兩 大 類 ： Non-essential Amino Acid： 身 體 能 自 行 製 造，不 需 依 賴 食 物 提 供 。 Essential Amino Acid： 身 體 不 能 製 造

9、，有 賴 食 物 提 供 。蛋 白 質(zhì) (Protein)n由 動(dòng) 物 提 供 的 蛋 白 質(zhì) ： 牛 肉 、 豬 肉 、 羊 肉 、 家 禽 、 雞 蛋 、 牛 奶 、 魚 等 。 但 動(dòng) 物 蛋 白 質(zhì) 一 般 含 脂 肪 量 較 多 ， 多 吃 可 引 發(fā) 心 血 管 病 、 癌 病 。 所 以 不 宜 多 吃 。 n由 植 物 提 供 的 蛋 白 質(zhì) ： 豆 、 麥 、 蔬 菜 等 ， 此 類 型 蛋 白 質(zhì) 有 益 健 康 ， 宜 多 吃 。蛋 白 質(zhì) (Protein)蛋白質(zhì)的重要性：n細(xì)胞： 細(xì)胞質(zhì)的主要成份是蛋白質(zhì)。n肌肉： 肌肉纖維是蛋白質(zhì)。n角蛋白： 是構(gòu)成毛髮，指甲和皮膚

10、外層的蛋白質(zhì)。n能量： 如果膳食中缺少碳水化合物，蛋白質(zhì)可被分解來供給能量。n酶： 這是一類很重要的蛋白質(zhì)，它們幾乎控制了細(xì)胞的全部化學(xué)反應(yīng)。蛋白質(zhì)的重要性：n它 的 主 要 作 用 ： 它 是 組 成 人 體 及 各 器 官 的 基 本 要 素 。 提 供 部 份 人 體 所 需 的 能 量 。 製 造 荷 爾 蒙 ， 酵 素 ， 抗 體 ， 肌 肉 組 織 ， 頭 髮 ， 手 甲 等 的 基 本 物 質(zhì) 。 保 持 人 體 酸 鹼 度 平 衡 。毛髮的構(gòu)造n皮質(zhì)層(Cortex) 是毛髮主要構(gòu)造，由細(xì)長(zhǎng)角質(zhì)化細(xì)胞 (角蛋白Keratin) 組成，讓頭髮具韌性及彈性；並含有決定髮色的麥拉寧色

11、素(Melanin) ，染髮時(shí)就是在皮質(zhì)層作用，讓秀髮變亮、變色。n角質(zhì)層(Cuticle )是頭髮的最外層，由交疊的毛鱗片組成，有 710 層毛鱗片緊貼一起，以防阻外物滲入，保護(hù)頭髮。 角質(zhì)蛋白質(zhì)的分子構(gòu)造圖：Amino acidCuticleCortexKeratin(protein)PolypeptidePeptide染髮n頭髮的顏色取決於所包含的黑色素(melanin)與另一種天然色素(phaeomelanin)之多寡及其物理狀態(tài)，缺少以上色素會(huì)使頭髮轉(zhuǎn)白或灰。n欲使髮色由深變淺或染色，則通常先以脫色染髮劑過氧化氫(hydrogen peroxide)漂白，再染上其他色彩之染料。染髮染

12、髮劑的成份n阿摩尼亞(Ammonia)是持久性染髮劑中的重要成份，它讓頭髮毛鱗片張開，便於染色因子進(jìn)入髮幹，為秀髮上色。n染色劑 (Colorant) 和阿摩尼亞 (Ammonia) 會(huì)和顯色敷用劑 (Developer) 一起作用，在顯色敷用劑淡化頭髮黑色素的同時(shí)，染色劑會(huì)在已淡化的髮色上，染上人工色素。染髮n中國(guó)人頭髮偏向黑色，要染上顏色，必須先使用脫色染髮劑破壞頭髮的分子結(jié)構(gòu)，才能把原有的黑色褪去，染上色彩。不過，由於脫色染髮劑中含有胺水、雙氧水等化學(xué)成分，脫色染髮劑在褪色過程中，其內(nèi)的化學(xué)藥物，容易經(jīng)由頭皮微血管傳輸至人體，對(duì)人體頭部、頸部、臉部及皮膚造成傷害，而且使用脫色劑時(shí)，會(huì)破壞

13、頭髮中的雙硫鍵，對(duì)毛囊、髮質(zhì)都可能造成損傷。 染髮的原理SSSSSSSS脫色染髮劑含過氧化氫(hydrogen peroxide)能破壞頭髮中的雙硫鍵（disulphide bonds） ，把頭髮的分子結(jié)構(gòu)改變，把原有的黑色褪去。頭髮的顏色取決於所包含的黑色素(melanin)與另一種天然色素(phaeomelanin)之多寡及其物理狀態(tài)，缺少以上色素會(huì)使頭髮轉(zhuǎn)白或灰。無色之有機(jī)分子，經(jīng)由毛鱗片表面滲透到毛髮皮質(zhì)層後，會(huì)透過氧化作用與髮內(nèi)硫醇物結(jié)合成一不易滲出之大分子，因而達(dá)成長(zhǎng)期染色目的。 脫色染髮劑含過氧化氫(hydrogen peroxide)能破壞頭髮中的雙硫鍵（disulphide

14、bonds） ，把頭髮的分子結(jié)構(gòu)改變，把原有的黑色褪去。電髮電髮n髮主成分中角質(zhì)的多勝鏈(polypeptide chain)有許多側(cè)鏈鍵結(jié)相互連接，使毛髮呈現(xiàn)網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)。 n在種種側(cè)鏈結(jié)中，與燙髮關(guān)係最為密切的，應(yīng)屬?gòu)?qiáng)度最大的雙硫鍵(S-S鏈)。雙硫鍵可被還原劑打斷形成胱胺酸(cysteine)，再經(jīng)氧化劑的作用而形成新的雙硫鍵。燙髮燙髮 n燙髮就是藉助這種還原、氧化交替的過程使毛髮鬈曲。其模式如下圖： 燙髮燙髮 1.軟化：軟化： 是利用冷燙藥水之第一劑，將皮質(zhì)層之二硫化鍵切斷，並且使頭髮膨脹軟化而失去彈性，此過程稱之為氧化(還原劑)作用，其藥水成份通常使用乙硫醇酸(thioglycolic

15、 acid)為主要成份，另一種則是以胱胺酸(cysteine)為主成份。 2.成型：成型：第一劑藥水放置在頭髮上約10-20分鐘，但可視各廠牌或個(gè)人的頭髮性質(zhì)得以延長(zhǎng)或縮短，其次是捲子的大、小也會(huì)影響波浪的鬈曲度。 當(dāng)捲度達(dá)到所需之捲曲度後，即可沖水將停留在頭髮上之第一劑完全沖淨(jìng)，軟化作用即告停止。 燙髮燙髮 3.固定：固定：冷燙的固定作用是靠第二劑來完成，在髮捲上塗抹第二劑讓二硫化鍵重新在新的位置上重新結(jié)合，使頭髮恢復(fù)彈性與活力。 第二劑固定時(shí)間約為10-15分鐘，藥水可分二次使用，以讓頭髮能充分吸收，如為長(zhǎng)髮可將時(shí)間延長(zhǎng)為20分鐘。 毛髮的構(gòu)造n毛髮由角質(zhì)蛋白組成，由20多種的氨基酸構(gòu)成角質(zhì)蛋白質(zhì)，是成縱的連接，每個(gè)氨基酸內(nèi)主要有水素結(jié)合、鹽鍵、二硫化物鍵成橫的連接。每一根頭髮是由許多氨基酸所連成螺旋捲，而每9個(gè)螺旋捲又結(jié)合成一個(gè)原始纖維，更多的原始纖維結(jié)合成大纖維，大纖維相互間互相扭轉(zhuǎn)，而形成皮質(zhì)層纖維。染髮n人的頭髮，含有大量的蛋白質(zhì)纖維。當(dāng)染髮劑與白髮接觸後，染髮