Azoto fi ks a c i ja

1. IV. TECHNOLOGIJŲ PASIEKIMAI MAISTO PRAMONĖJE IR ŽEMĖS ŪKYJE IV.1. Trąšos ir dirvožemio maistingosios medžiagos Azoto fiksacija Azoto fiksacija yra gamtinis procesas, kurio metu mikroorganizmaipaverčia nereaktyvų azotą neorganiniais azotojunginiais, kurie savo ruožtu, pirmieji patenka į mitybos grandinę kaip organiniai junginiai, tokie kaip baltymaiir augalai. Dirvos azotas, ypač nitratai, reikalingas derliui padidinti. Daugelis pramoninių procesų buvo sukurti gaminti azotines trąšas, tarp jų geriausiai žinomas Haber-Bosch amoniako sintezėsmetodas. Kjeldalis 1956 m. parengėmetodą azotui nustatyti organiniuose junginiuose, kuris plačiai naudojamas dirvos balansui pasiekti. Azoto ciklas Šaknų gumbeliai Haberio-Bosh procesas Devynioliktojo amžiaus pabaigoje nepakankamas maisto kiekis greitai didėjant gyventojų skaičiui pradėjo kelti didelį susirūpinimą. Azoto kiekis dirvoje seko ir nebuvo žinoma, kaip apsirūpinti trąšomis pramoniniu būdu Azoto kiekis dirvožemyje buvo išnaudotasir pramonės indėlis azoto trąšų gamybai buvo neišspręstas. Kai kurie mokslininkai perspėjo apie gręsiantį badą. Todėl iškilo uždavinys gaminti azoto junginius panaudojant ore esantį azotą. Klausimą išsprendė vokiečių mokslininkas Fritz Haberis 1908 m.,kuris ado amoniako sintezę pasinaudodamas turimomis fizikos ir chemijos žiniomis. Sintezė vyksta naudojant geležies katalizatorių aukštame slėgyje ir temperatūroje. Carl Bosch, BASF (Badische Anilin- & Soda-Fabrik) chemikas komercializavo procesąir 1913 m. prasidėjo pirmoji trąšų pramoninė gamyba. Šis pramoninis procesas leido padidinti žemės ūkio produktyvumą ir žmonių populiaciją 20 amžiuje. Fritz Haberis Trąšos Nuo 1913 m. gaminamos sintetinės trąšos ženkliai padidino javų derlių. Vėliau buvo tobulinama cheminių trašų gamyba:nuo 1930 m. gaminamos granuliuotos trąšos, 1965 m. pradėta gaminti trąšų suspenzija. Nuo 1970 m. naujas granuliavimas leidžia trąšų mišinius parengtibuitinėmis sąlygomis. Naujausios inovacijos pramoninėje trąšų gamyboje susijusios su jų inkapsuliavimu, dėl to trąšos patenka į dirvą palaipsniui ir apsaugo aplinką nuo per didelės trąšų koncentracijos. Žaliojirevoliucija ir hibridiniai augalai Hibridiniai augalai buvo sukurti apie 1870 m.siekiant perkelti vienų augalų pageidaujamus bruožus kitiems ir padidinti maisto kokybę ir produktyvumą. Organinė chemija padeda nustatyti reikiamas augalų savybes, jos perkeliamos į hibridinius augalus, kurie maksimaliai įsisavina azotą. Šie pasiekimaivadinami „Žaliąjarevoliucija", kuri prasidėjo Meksikoje 1943 m., kai ji pirmoji pradėjo užsiauginti reikiamąkviečių kiekį. Jau 1964 m. dauguma Azijos gyventojųturėjo pakankamai maisto iš hibridinių augalų panaudojant dirvožemio maistingas medžiagas. Dabar fermeriainaudoja naujus hibridinius augalus, tokius kaip kukurūzai ir bulvės, kurių lapai ir stiebai išskiria pesticidus.

2. IV. TECHNOLOGIJŲ PASIEKIMAI MAISTO PRAMONĖJEIR ŽEMĖS ŪKYJE IV.2. Javų apsauga ir kova su kenkėjais Bordeaux metodas ir fungicidai Prancūzų botanikas Pierre M. A. MillardetIn 1882 m. panaudojovario sulfato ir kalkių vandens tirpalų mišinį (Bordo mišinį) efektyviai kovai su miltlige Prancūzijos vynuogynuose. Bordo mišinys dabar naudojamas ir prieš įvairius grybelius, kurie yra javų kenkėjai. Tai buvo plataus fungicidų panaudojimo pradžia javams apsaugoti. Chemikai kūrė naujus fungicidus −1934 m. pradėtas naudoti ditiokarbamatas ir 1996 m. strobilurino grupės fungicidai. DDT ir pesticidai Pesticidai apsaugo žemės ūkio kultūras nuo vabzdžių ir grybelių. Paul Mueller 1939 m. pasiūlė nebrangų insekticidą DDT (dichlor-difeniltrichloretaną) kovai su kolorado vabalais ir kitais vabzdžiais. DDT ir panašūs pesticidai kovai su kenkėjais buvo naudojami daugiau nei dvidešimt metų. Tačiau apie 1960 m. paaiškėjo, kad šis pesticidas kenkia aplinkai ir kaupiasižmogaus organizme, be to, kenkėjai tampa jam atsparūs. Buvo pradėta ieškoti naujų pesticidų ir DDT nustota naudoti. Dabar naudojami efektyvūs pesticidai, kurie yra ekonomiškesni, saugesni ir mažiau kenksmingi aplinkai. DDT naudotas kovai su maliarija Suplonėję kiaušinių lukštai nuo DDT Galvijųapsauga Galvijų ligos gydomos vakcinacijaar medikamentais prisidėjo tiekiant maisto kiekį ir\ kokybę. Louis Pasteras 1881 m. sėkmingaiištobulino galvijų vakcinavimąpadidinant imunitetą prieš juodligės sukėlėjus. 1981 m. prieš parazitinis preparatas Ivermektinas buvo pradėtas naudoti kovai su įvairiais kirminais, erkėmis ir kitaisvidiniaisgalvijų parazitais. Dabar vykdomi tyrimai siekiant užkirsti kelią kempinligei (jaučio spongiforminei encefalopatijai (BSE), kurią, manoma, sukelia proteinai gyvulių pašaruose, juoseslepiasi infekcija. Louis Pasteur Fermų mechanizacija Kartu su naujomis ir efektyviomisagrochemijos technologijoms (trąšos, pesticidai) per pastarąjį šimtmetį vystėsi ir fermų mechanizacija. Tai ženkliai padidino fermų efektyvumą ir produktyvumą. Dyzelinį traktoriųamerikiečių išradėjas Benjamin Holt išrado 1904 m. Plačiai naudojami šiuolaikiniai traktoriai, kultivatoriai, pjautuvai, irigacinės mašinos, kompiuterinės technologijos, tarp jų pasaulinė vietos nustatymo sistema. Chemijos indėlis svarus kuriant naujas kuro rūšis, struktūrines medžiagas (metalų lydinius ir pažangius plastikus), padangas, elektroniką. Šiuolaikinis kombainas Traktorius, kurį išrado Holt

3. IV. TECHNOLOGIJŲ PASIEKIMAI MAISTO PRAMONĖJE IR ŽEMĖS ŪKYJE IV.3. Maisto apdorojimas, tvarkymas ir sauga Sacharinas ir saldikliai Sintetiniai saldikliai sukurti panaudojant cheminius metodus kaip alternatyva cukrui sergantiems diabetu sumažinant cukraus vartojimą. John F. Quenny pradėjo gaminti sintetinį saldiklį sachariną 1901 m. 1967 m. pradėtas gaminti kukurūzų fruktozės sirupaspanaudojantužpatentuotą fermentą, padidinantį kukurūzų fruktozės saldumą nuo 14% iki 42%. Jis greitai tapo daugumos vaisvandenių saldikliu. Aspartamas pradėtas pardavinėti 1985 m. JAV, šis mažai kaloringas saldiklis buvo sukurtas 1955 m. kaip galimas vaistas opaligei gydyti. Vitaminųpriedai Maisto biocheminiai tyrimai patobulino mitybą pasiūlant priemones nepakankamam ir nekokybiškammaitinimuisidėl vitaminų stokos. Chemijos indėlis svarbus atrandant pirmąjį vitaminą. Vitaminas A (beta-katotenas) buvo išskirtas 1913 m. iš sviesto ir kiaušinių trynio ier yra ypaą svarbi maistinė medžiagaregėjimui ir epitelio apsaugai. Jo cheminė struktūra buvo nustatyta 1931 m. ir pirmą kartą susintezuotas 1947 m. Vengrų biochemikas Albert Szent-Györgyi išskyrė heksurono (askorbo)rūgštįiš antinksčių liaukų 1928 m. Ji yra vitaminas C. 2001 m. genetiškai modifikuoti„auksiniai ryžiai"gamina pro-vitaminą A ir Azijoje padeda kovoti su aklumu ir kitomis ligomis. Saugojimas ir gamyba Maisto chemijos pradžia laikomas devynioliktas amžius, kuomet vokiečių chemikas Justus Liebig pirmasisgavo mėsos ekstraktą. Pažangios saugojimo ir gamybos technologijos leido perdirbti maistą. Maisto chemijaįgalino sukurti naujus procesus, šios technologijos pailgina maisto galiojimo laiką, įskaitantdžiovinimą šaltyje (liofilizacija) (1906), užšaldytus produktus (1920) ir prieš virimąužšaldytą maistą (1939), gaminant koncentratus iš skysčių (1946). Senovinė Liebigo mėsos ekstrakto afiša Maisto sauga ir testavimas Žemės ūkio produktai ar maisto gaminiai gali būti užteršti ir pakenkti žmogaus sveikatai.Užteršti galima gaminant, tiekiant ar laikant maistą. Cheminiai metodai leidžia greitai nustatyti mikrobinį ir epidemiologinį maisto užterštumą ir naudojami užtikrinti maisto saugą. Sveikatos sutrikimai dėl paplitusių maisto patogenų sumažėjo 20% nuo 1997 m. iki 1999 m. JAV.

4. IV. TECHNOLOGIJŲ PASIEKIMAI MAISTO PRAMONĖJE IR ŽEMĖS ŪKYJE IV.4. Miasto saugojimas Maisto pakuotės Maisto pakavimui naudojami plastikai, metalas, stiklas irkeramikaleidžia išsaugoti maistą gaminant, transportuojant, parduodant. Ralph Wiley 1930 m. iš vinilideno chlorido ir vinilchloridopagamino polivinilideno polimerą. Buityje naudojamaplėvelė pradėta naudoti 1953 m. apsaugoti maistą nuo deguonies, drėgmės, kvapų ir kitų aplinkos veiksniųnepalankiomis sąlygomis. Vėliau pradėtos naudoti aliuminio skardinės maistui ir gėrimams (1960s), ir perdirbamos taros PET (polietileno tereftalatas) pakuotės (1970s). Šaldytuvai ir chlorofluorangliavandeniliai Šaldytuvai nuo pat naudojimo buityje pradžios 1918 m. pagerino šviežio maisto laikymą ir transportavimą. 1920 m. pradžioje šaldytuvaikurį laiką prarado populiarumą, kai buvo nustatyta, kad šaldiklis sieros dioksidas yra toksiškas. Problemą išsprendė Freon 12, chlorofluorangliavandenilis (žymimas CFC, formulė CCl2F2), kurį šaldymo agentupasiūlė naudoti Thomas Midgley ir Charles Kettering 1931 m. Šaldytuvaigreitai tapo įprastiniai buityje, restoranuose, bakalėjos parduotuvėse. Freoną nustota naudoti, kadangi jis patekęs į atmosferą ardo ozonosluoksnį. Ledo dėžė (1890) ir šiuolaikinis šaldytuvas Mikrobangų krosnelė Buitinė įranga 20 amžiujepakeitė kasdienįmaisto ruošimą. Viena iš tokių inovacijų buvo mikrobangų krosnelė. Percy L. Spencer 1945 m. kelis kartus buvo netoli veikiančio radaro Rayteone, kai jo kišenėje buvęs saldainis pradėjolydytis. Susižavėjęs jis pakartojošį patyrimą su kukurūzų spragėsiais ir taip buvo sukurta mikrobangų krosnelė. Radarange krosnelė debiutavoviruvėse vėliau tą dešimtmetį. Ir šiandien II pasaulinio karo tipo mikrobangų siųstuvas, vadinamas magnetronu, yra šio plačiai naudojamo įrenginio pagrindinė dalis. Hipochloro rūgšties molekulė Švarus vanduo Chemijos metodai įgalina tiekti švarų vandenį, kuriame nėra bakterijų, virusų ir kitų pavojingų teršalų. Panaudotos inovacijosleidžia pašalinti blogą skonį ir kvapą naudojant anglį, kiti priedaiminkština vandenį, pašalina sunkiuosius metalus. Moderniostechnologijosnaudojamos vandens apdorojimuiir tiekimui. Chloras naudojamas vandens dezinfekcijainuo 1910m., obuitiniai balikliai įdiegti 1913 m. Chloruotidezinfekantaiišlieka puikus metodas virtuvėje ir kitose maisto apdorojimoįrangose pašalinant maistinės kilmės ligų sukėlėjus.