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没有这些化学反应，人类历史将被改写！ 发酵 吃是人类最基本的需求，许多美味的诞生，都少不了生物化学反应的加持。 在众多的生物化学反应中，发酵是历史悠久、影响深远的。发酵技术的出现，促进了人类向农业社会的转变。 我们现在常吃的很多发酵食品，都有很悠久的历史。几千年前人类就学会了酿酒，考古发现，在距今6800—4800年以前的我国三星堆文化遗址中，发现了大量陶器和青铜器酒器。 在龙山文化时期的墓葬中，更是有大量的酒器被出土。前两年，以色列考古人员在一批出土的5000年前古代陶器中发现了休眠数千年的酿酒酵母菌落。 据记载，我国在周朝时期就知道利用鱼、肉生产酱；至少在孔子时期就已经懂得腌制腊肉。公元前二千年初期的乌尔第三王朝的苏美楔形文本中也发现了奶酪的最早文字证据。 不过，尽管人类很早就懂得利用发酵制作美食我们真正知道发酵的原理却是在100多年前。 19世纪，法国生物学家路易斯·巴斯德（Louis Pasteur，微生物学之父）成功发现了发酵反应的原理，他证明每一种发酵作用都是由于某类微生物的代谢，而后他还发明了有名的“巴氏杀菌法”。 发酵其实是一类生物氧化反应，人们利用某些微生物的生长培养和化学变化，产生特定的代谢产物。 发酵有多种类型，就拿我们常吃的酱油来说，就是以大豆、小麦粉、麸皮等为原料，在霉菌（如米曲菌、黑曲菌）、酵母菌（如鲁氏酵母菌）、细菌（如乳酸菌）的参与下，在合适的温度下发生生化反应和食品褐变作用，从而产生多种高级醇、酯、有机酸、谷氨酸等。 现代发酵技术在传统发酵技术的基础上有了很大的发展，现代发酵技术不仅可以控制发酵过程，还会严格遵循微生物生长规律，并常引入一些高科技生物技术如细胞融合、分子结构工程和DNA重组等，所用的微生物种类也更多，包括细菌、酵母、真菌及放线菌等。 在食品领域，发酵技术的应用，不仅给人类带来了各种自然中不存在美味，在没有冰箱的古代，发酵还帮助人类保存食物，解决粮食短缺时期的吃饭问题。另外，发酵在净化水源、提供营养等方面也有很大的贡献。 在农业领域，人们利用微生物把粪便中的物质分解成植物可吸收的小分子物质，给植物施肥，从而提高粮食产量。 除了食品行业、农业（如堆肥），医药和化妆品等领域都会用到发酵技术。 哈伯-博世反应 1905年，德国的两个化学家弗里茨·哈伯（FritzHaber）和卡尔·博世（Carl Bosch）发明了用氮气合成氨的方法。他们利用氢和空气中的氮在高温高压的条件下进行催化，最终在600摄氏度、200个大气压的条件下，大规模地合成了氨。 之所以需要高温高压的条件是因为氮分子中氮-氮三键非常稳定，很难在温和条件下直接解离氮分子。另外，催化剂的加入改变了反应历程，降低了反应的活化能，从而大大提高了反应速率。 哈伯-博世制氨法的出现，开启了工业合成氨的时代，使人类摆脱了对天然氮肥的依赖，而工业合成氮肥在农业上广泛的应用，又使得粮食增产，从而养活了地球上更多的人。 正如欧盟专家马克苏顿所说，“如果没有工业氮肥的话，全世界一半以上的人都得饿死”。 哈伯-博世制氨法的影响之大，为弗丽茨·哈伯赢得了1918年的诺贝尔化学奖，博世也于1931年因发明与发展了化学高压技术获得了诺贝尔奖。 齐格勒-纳塔（Ziegler-Natta）催化剂 现在，聚烯烃产品遍布在我们生活的方方面面，它们在日用杂品、包装、农业、电子电气、机械等方面都有非常广泛的用途。而这些产品的生产，得益于一种化学催化剂——齐格勒-纳塔（Ziegler-Natta）催化剂。 齐格勒-纳塔催化剂是由德国化学家卡尔·齐格勒（Karl Ziegler）和意大利化学家居里奥·纳塔（Giulio Natta）共同发明的。 反应过程大概是：四氯化钛先与有机铝作用，被还原成三氯化钛，接着三氯化钛被烷基化得到氯化烷基钛，烯烃络合在钛原子的空位，逐步聚合成长链。 齐格勒-纳塔催化剂应用于聚乙烯的生产，得到了支链很少的高密度聚乙烯。随后，齐格勒-纳塔催化剂又被应用于聚丙烯的生产，得到了高聚合度、高规整度的聚丙烯。 齐格勒-纳塔催化剂的出现使得聚烯烃产品生产工业化，极大地推动了经济的发展，促进全球经济的繁荣。同时，聚烯烃产品的出现也使得人类大大减少了木材、玻璃等材料的使用，而这，对环境的正面影响的巨大的。 发明齐格勒-纳塔催化剂的卡尔·齐格勒和居里奥·纳塔也因此获得了1963年的诺贝尔化学奖。   横图    横图   |
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