膳食纖維的基本知識

膳食纖維的基本知識一.膳食纖維的基本知識1.1膳食纖維的分類及相關(guān)概念1.1.1膳食纖維的概念膳食纖維是指能抗人體小腸消化吸收，而在人體大腸能部分或全部發(fā)酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相類似物質(zhì)的總和（美國化學(xué)家協(xié)會），一般是指不易被消化酶消化的多糖類食物成分，聚合度≥3的碳水化合物和木質(zhì)素，主要來自于植物的細(xì)胞壁（中國營養(yǎng)學(xué)會）?；谝陨隙x，膳食纖維包括很多不被人體小腸消化的物質(zhì)，如纖維素、半纖維素、樹膠、β-葡聚糖、膠質(zhì)、木質(zhì)素、葡聚糖、果聚糖、抗性淀粉和糊精等。1.1.2膳食纖維的分類1，根據(jù)膳食纖維在水中溶解性不同，將其分為2個基本類型，即：水溶性膳食纖維（SDF）與不溶性膳食纖維（NDF）。水溶性膳食纖維（SDF）是可溶于溫水或熱水，且其水溶液能被4倍95%的乙醇再沉淀的那部分纖維，主要是細(xì)胞壁內(nèi)的儲存物質(zhì)及分泌物，另外還包括微生物多糖和合成多糖，其組成主要是一些膠類物質(zhì)，如果膠、樹膠和粘液等，還有半乳甘露糖、葡聚糖、海藻酸鈉、羧甲基纖維素和真菌多糖等，部分半纖維素。不溶性膳食纖維（IDF）是不溶于溫水或熱水的那部分纖維，主要是細(xì)胞壁的組成部分，包括纖維素、部分半纖維素、木質(zhì)素、原果膠、角質(zhì)、殼聚糖、植物蠟和二氧化硅及不溶性灰分等。此外，功能性低聚糖和抗性淀粉也普遍認(rèn)為屬于膳食纖維。此部分纖維在中性洗滌劑的消化作用下，樣品中的糖、淀粉、蛋白質(zhì)、果膠等物質(zhì)被溶解除去后不能消化的殘渣。雖然低聚果糖和其它類型的復(fù)雜碳水化合物傳統(tǒng)意義上并不被認(rèn)為是纖維，但它們確實符合必要的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在被接受為一些膳食纖維的形式。2，根據(jù)在大腸內(nèi)的發(fā)酵程度不同，膳食纖維可分為部分發(fā)酵類纖維和完全發(fā)酵類纖維。部分發(fā)酵類纖維包括：纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、植物蠟和角質(zhì)等；完全發(fā)酵類纖維包括：β-葡聚糖、果膠、瓜爾豆膠、阿拉伯膠、海藻膠和菊粉等。一般說來，完全發(fā)酵類纖維多屬于可溶性纖維，而部分發(fā)酵類纖維多屬于不溶性纖維，但也有些例外，例如羧甲基纖維（CMC）易溶于水，但幾乎不被大腸內(nèi)的菌群所發(fā)酵。1.2粗纖維粗纖維是植物細(xì)胞壁的主要組成成分，包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素及角質(zhì)等成分。通常蔬菜、水果、糧谷類所含的食物纖維都叫粗纖維（目前我們國家還沒有粗纖維的定義，只是一個習(xí)慣稱呼而已）。粗纖維是膳食纖維的一部分，在測定中，是植物組織用一定濃度的酸、堿、醇和醚等試劑，在一定溫度下，經(jīng)過一定時間的處理后所剩下的殘留物，其主要成分是纖維素和木質(zhì)素。酸性洗滌纖維（ADF）：用酸性洗滌劑去除飼料中的脂肪、淀粉、蛋白質(zhì)和糖類等成分后，殘留的不溶解物質(zhì)的總和，包括纖維素、木質(zhì)素及少量的硅酸鹽等。中性洗滌纖維（NDF）：用中性洗滌劑去除飼料中的脂肪、淀粉、蛋白質(zhì)和糖類等成分后，殘留的不溶解物質(zhì)的總和，包括構(gòu)成細(xì)胞壁的半纖維素、纖維素、木質(zhì)素及少量的硅酸鹽等。1.3膳食纖維的主要成分1.3.1不溶性膳食纖維纖維素（Cellulose），是不溶性膳食纖維的基本結(jié)構(gòu)，一種由β葡萄糖分子以β-糖苷鍵連接起來的直鏈聚合物，由300-500個葡萄糖縮合而成，最多能達(dá)到1000個葡萄糖單體。自然界分布最廣、含量最多的一種多糖，占自然界碳含量50%以上，一般木材中，纖維素占40-50%，還有10-30%的半纖維素和20-30%的木質(zhì)素。不溶于冷水、熱水、烯酸和稀堿溶液。人體內(nèi)的淀粉酶只能水解α-1,4-糖苷鍵，而不能水解β-1,4-糖苷鍵，因此纖維素不能被人體胃腸道的酶消化；半纖維素（Hemicellulose），是由一些單糖如阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖和木糖混合組成的一種聚合物，是一種具有支鏈的異質(zhì)多糖，也不溶于冷水、熱水和烯酸，但能溶于稀堿溶液（半纖維素中的某些成分是可溶的，在谷類中可溶的半纖維素被稱之為戊聚糖，它們可形成黏稠的水溶液并具有降低血清膽固醇的作用），與烯酸加熱時比纖維素更易水解，具有親水性。原來是從總纖維素中以17.5%NaOH至24%KOH提取出來的多糖成分的總稱，而沒有相應(yīng)的特定的化學(xué)結(jié)構(gòu)。半纖維木聚糖在木質(zhì)組織中占總量的50%，它結(jié)合在纖維素微纖維的表面，并且相互連接，這些纖維構(gòu)成了堅硬的細(xì)胞相互連接的網(wǎng)絡(luò)。1.3.2可溶性膳食纖維果膠（Pectin）：可溶性膳食纖維的一種，許多蔬菜、水果含有果膠，其化學(xué)組成與半乳糖醛酸相似。其分子主鏈上的糖基是半乳醛酸，其側(cè)鏈上是半乳糖和阿拉伯糖。它是一種無定型的物質(zhì)，存在于水果和蔬菜的軟組織中，可在熱溶液中溶解，在酸性溶液中遇熱形成膠態(tài)，具有與離子結(jié)合的能力。β-葡聚糖（β-glucan）：可溶性膳食纖維的一種，β-葡聚糖在結(jié)構(gòu)上是不同于一般多糖（如淀粉、糖原、糊精等）的，因為一般多糖是以β1,4-糖苷鍵聯(lián)結(jié)，而葡聚糖則是以β-1,3糖苷鍵結(jié)構(gòu)為主體，而又一些β-1,6鍵為側(cè)枝，不同于一般糖類的線型分子結(jié)構(gòu)，而是形成螺旋型分子結(jié)構(gòu)。聚葡萄糖（Polydextrose）：聚葡萄糖是由葡萄糖和少量山梨醇、檸檬酸經(jīng)高溫熔融，隨機(jī)縮聚而成的多糖。聚葡萄糖分子量分布廣（162-20000Da），約有90%的聚葡萄糖分子量在504-5000之間，平均聚合度約為12，平均分子量為2000.聚葡萄糖含有的糖苷鍵種類多，以1,6-糖苷鍵為主，分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。甲殼質(zhì)（Chitin）：又叫甲殼素，是以β-1,4-糖苷鍵相連的線型生物高分子，是自然界中唯一存在的堿性多糖。存在于低等植物菌類、藻類的細(xì)胞，高等植物的細(xì)胞壁，以及節(jié)肢動物（蝦、蟹）的甲殼，烏賊的骨架，昆蟲的外殼、內(nèi)臟襯里、筋腱及翅上的覆蓋物等。甲殼素與纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)非常相似，分子鏈為線型直鏈，不同點(diǎn)在于甲殼素C2上又一個乙酰氨基（CH3CONH-）。甲殼素脫去乙酰基便得到殼聚糖，三者的結(jié)構(gòu)比較，如圖所示：抗性淀粉（ResistantStarch，RS）：抗性淀粉是指在健康者小腸中不能被吸收的淀粉及其降解產(chǎn)物，主要存在于整粒和回生的高淀粉類食物中，可被結(jié)腸菌群分解為乙酸、丙酸和丁酸等短鏈脂肪酸（SCFA）及其降解產(chǎn)物，對人體健康有益。RS的分子結(jié)構(gòu)較小，長度為20-25個葡萄糖殘基，是以氫鍵連接的多分散線性聚糖。RS之所以能抵抗酶的水解，是由于聚糖的葡萄糖殘基鏈之間存在較強(qiáng)的氫鍵，該氫鍵在155-160℃時具有40J/g的焓，可能是由于這種聚糖具有β型晶體結(jié)構(gòu)。1.3.3木質(zhì)素木質(zhì)素（Lignin），并非多糖，而是以苯丙烷為單位的多聚物，具有復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，非縮合型結(jié)構(gòu)主要有三種，即愈傷木基結(jié)構(gòu)、紫丁香基結(jié)構(gòu)和對羥苯基結(jié)構(gòu)，主要存在于纖維素之間，植物的木質(zhì)部含有大量木質(zhì)素，起抗壓作用，使木質(zhì)部維持極高的硬度。在木本植物中的含量為25-30%，是自然界第二豐富的有機(jī)物；因為木質(zhì)素存在于細(xì)胞壁中很難與纖維素分離，所以在膳食纖維的組成成分中包括了木質(zhì)素，人和動物都不能消化木質(zhì)素。1.4膳食纖維的生理功能膳食纖維的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)決定了其理化性質(zhì)，雖然膳食纖維在人體內(nèi)不能被消化吸收，但卻具有重要的生理功能。1.4.1促進(jìn)胃腸蠕動，減少便秘膳食纖維促進(jìn)腸胃蠕動，縮短了食糜在腸道內(nèi)停留時間，加速糞便排出。膳食纖維在腸腔中被細(xì)菌產(chǎn)生的酶所酵解，先分解成單糖而后又生成短鏈脂肪酸。短鏈脂肪酸被利用后在腸腔內(nèi)產(chǎn)生CO2并使酸度增加、糞便量增加以及加速腸內(nèi)容物在結(jié)腸內(nèi)的轉(zhuǎn)移而使糞便易于排出，從而達(dá)到預(yù)防便秘的作用。1.4.2清道夫作用由于膳食纖維中含有果膠、樹膠、海藻多糖等結(jié)構(gòu)，能明顯增加小腸內(nèi)容物的黏度，膳食纖維含有大量的羥基、羧基等集團(tuán)，可以有效地減少飲食中的汞、鎘、鉛等重金屬以及亞硝胺、苯并芘等有毒物質(zhì)在腸道內(nèi)的吸收；在接近胃pH的條件下，含水溶性纖維較多的水果纖維的吸附能力較強(qiáng)。此外，膳食纖維可抑制厭氧菌的生長和繁殖，有利于腸道有益菌合成供人體利用的維生素。另外，膳食纖維可減少病原菌從后腸向前腸轉(zhuǎn)移，水不溶性膳食纖維對有害物質(zhì)有較強(qiáng)的吸附毒素和病原菌的能力，還攜帶有其他生物活性物質(zhì)，諸如植酸等，可抑制癌癥的形成，減少結(jié)腸癌的發(fā)病率。1.4.3穩(wěn)定血糖濃度，降低血液膽固醇水平膳食纖維所形成的粘液在胃中形成膠基層，降低胃的排空率。在腸內(nèi)阻礙消化酶與實務(wù)的接觸，減緩小腸收縮，影響葡萄糖的吸收，舒服葡萄糖，降低腸液葡萄糖的有效濃度，影響α-淀粉酶對淀粉的降解作用，降低腸液中葡萄糖的釋放速度，改善末梢組織對胰島素的感受性，降低機(jī)體對胰島素的作用，使葡萄糖的吸收率下降。1.4.4穩(wěn)定腸道菌群平衡1.4.5發(fā)酵性能厭氧菌與酵母可分解膳食纖維，其發(fā)酵情況與細(xì)菌可以接觸底物的程度和多糖的個體化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)，其中多糖分子中單糖和糖醛酸的種類、數(shù)量級成鍵方式等結(jié)構(gòu)特性很大程度上決定該纖維在腸道內(nèi)的發(fā)酵情況。同一來源的膳食纖維，顆粒小者較顆粒大者更易發(fā)酵，單獨(dú)攝入的較包在基質(zhì)中的更易酵解。那些可溶的/易發(fā)酵的膳食纖維在結(jié)腸中被發(fā)酵，并為結(jié)腸中的微生物提供營養(yǎng)，纖維發(fā)酵產(chǎn)生的短鏈脂肪酸（乙酸、丙酸和丁酸），反過來抑制病原菌的生長，有利于穩(wěn)定腸道菌群平衡。另外，丁酸可以為結(jié)腸黏膜細(xì)胞提供能量，促進(jìn)上皮細(xì)胞的增殖，維持腸黏膜的完整性，從而有益于養(yǎng)分的吸收并預(yù)防腹瀉。腸內(nèi)的腐生菌易在高pH值環(huán)境中生長，結(jié)腸內(nèi)的一些有益菌將膳食纖維降解產(chǎn)生短鏈脂肪酸，降低腸道內(nèi)的pH值，從而抑制了腐生菌的生長。1.4.6膳食纖維具有持水膨脹的特性膳食纖維具有親水性的極性基團(tuán)，因而具有持水性和溶脹性。膳食纖維比重小，遇水后體積增大，對腸道產(chǎn)生容積作用，進(jìn)食后充填胃腔，需要較長時間來消化，延長胃排空的時間，減少動物饑餓引起的異常行為的發(fā)生。表1.1可溶性和不溶性膳食纖維在生理作用方面的差別生理作用不溶性膳食纖維可溶性膳食纖維咀嚼時間延長縮短胃內(nèi)滯留時間略有延長延長對腸內(nèi)pH值的影響無降低與膽汁酸的結(jié)合結(jié)合不結(jié)合可發(fā)酵性極弱較高腸粘性物質(zhì)偶有增加增加大便量增加關(guān)系不大對大腸癌有預(yù)防作用不明顯1.5可發(fā)酵膳食纖維的介紹（此部分資料未完善）1.5.1可發(fā)酵膳食纖維膳食纖維的來源非常廣泛，包括樹（α-纖維素），植物提取物（阿拉伯樹膠、低聚果糖），水果提取物（柑橘果膠），海藻（大型褐藻、角叉膠）、堅果的殼（花生殼）。從生物學(xué)的角度，膳食纖維通過能否被胃腸道細(xì)菌利用來分類。被細(xì)菌利用的形式被認(rèn)為是可發(fā)酵的并且似乎與改善動物健康有很大關(guān)系。目前的證據(jù)顯示可發(fā)酵纖維有益于更改腸道細(xì)菌數(shù)量，增強(qiáng)腸道免疫力，改善口服葡萄糖耐受性，再分配含氮廢物排泄物，被公認(rèn)為有益健康一個重要的角色。膳食纖維，特別是可發(fā)酵品種，大部分貢獻(xiàn)在于對胃腸道內(nèi)細(xì)菌繁殖數(shù)量的變化。但纖維扮演提升腸道健康的角色是一個復(fù)雜的問題，將不是一項輕松的任務(wù)，包括細(xì)菌和一些變量之間的相互作用。腸道內(nèi)的一些細(xì)菌群體，被認(rèn)為是有益的，包括雙歧桿菌、乳酸桿菌以及一些真細(xì)菌類和其他菌群。這些菌群的典型特征是具發(fā)酵纖維的能力，被認(rèn)為比致病菌和腐敗菌明顯有效。這種能力使得發(fā)酵纖維的使用成為選擇性促進(jìn)有益菌而減少有害菌群比例的方法。高密度有益菌對于動物體有很多益處，包括降低癌癥的風(fēng)險，改善血清脂肪形態(tài)，增強(qiáng)免疫性作用，改善糞便特征和排便方式。此外，細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)生的短鏈脂肪酸被寄主迅速地吸收和利用。1.5.2胃腸道生態(tài)系統(tǒng)（GIT）胃腸道生態(tài)系統(tǒng)是為生物的相互作用所建立的模型，可以被應(yīng)用于更好地了解胃腸道和飲食中添加可發(fā)酵性纖維有益于健康的潛能。GIT包括一些明顯不同的部分，從胃開始，經(jīng)小腸快速消化，在大腸長時間滯留。GIT的每一部分都有截然不同的非生物特征，包括與粘膜結(jié)構(gòu)有關(guān)的物理特性，蠕動帶動的消化流速率，化學(xué)特性如pH、電解液及營養(yǎng)物質(zhì)濃度和消化液等。甚至一個區(qū)域內(nèi)都有變量，比如，小腸的物理化學(xué)特性存在由近及遠(yuǎn)的梯度，消化流動的速率從近到遠(yuǎn)依次遞減。根據(jù)小腸的長度，梯度導(dǎo)致了不同生境的存在。腸腔內(nèi)容物和粘膜之間的細(xì)菌同樣存在不同。GIT生態(tài)系統(tǒng)生境的連續(xù)性，使得很難去用排泄物樣品來評估發(fā)生GIT不同區(qū)域的狀況和過程。1.5.3胃腸道生態(tài)系統(tǒng)（GIT）內(nèi)的細(xì)菌成人的GIT生態(tài)系統(tǒng)包含已知400多種細(xì)菌，隨著我們培養(yǎng)和鑒定細(xì)菌的能力提高，這個數(shù)據(jù)還會繼續(xù)增長。以前主要關(guān)注于致病菌菌群，主要由于對其它細(xì)菌認(rèn)識得相對較少，而不是因為它們不重要。除細(xì)菌以外，GIT的生物部分包括：酵母、真菌類、病毒、螺旋原蟲、原生動物、其它各種單或多細(xì)胞生物，這種結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)在于限制了細(xì)菌。雖然存在于豬GIT中的細(xì)菌與人體內(nèi)的細(xì)菌特征不同，但不同種類細(xì)菌在數(shù)量上與人和其他哺乳動物相當(dāng)。腸道內(nèi)各種細(xì)菌的相對比例和密度，取決于諸如pH值、蠕動力、飲食中營養(yǎng)成分的濃度和形態(tài)、胰腺分泌物、膽囊分泌物、消化道（如胃和腸）分泌物、腸道免疫功能、多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合、GIT內(nèi)里的細(xì)胞膜結(jié)合位點(diǎn)。因此，GIT的每一個區(qū)域和生境都有典型的細(xì)菌種類組裝。GIT的物理和化學(xué)特性發(fā)生輕微和不明顯差異也能對細(xì)菌菌群產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。相對應(yīng)地，生長中GIT特性的改變和個體之間的變量可以通過細(xì)菌的不同組合反映。細(xì)菌的活動和相互作用是決定菌群特性的重要因素。例如，需氧菌和不嚴(yán)格的厭氧菌隨著氧氣消耗和代謝物產(chǎn)生，生態(tài)系統(tǒng)化學(xué)特性發(fā)生改變，允許專性厭氧菌增殖。這個過程，通過一批生物體改變環(huán)境，從而增強(qiáng)其他生物體的增殖，被認(rèn)為是助長。營養(yǎng)物質(zhì)的競爭和結(jié)合位點(diǎn)同樣能影響哪種物種占優(yōu)勢。最近發(fā)現(xiàn)特定的GIT細(xì)菌產(chǎn)生代謝物和其它化學(xué)物質(zhì)抑制其它物種的生長，這個過程稱為抑制。例如乳酸菌（如雙歧桿菌和乳酸桿菌）的增殖可以限制一些致病菌和腐敗菌的生長。細(xì)菌之間的相互作用似乎出生后特別重要，特別是增殖過程。第一個進(jìn)入并拓殖GIT的細(xì)菌被認(rèn)為改變了環(huán)境，允許其他菌群增殖。因而，GIT微生物群經(jīng)歷一系列連續(xù)的階段最終達(dá)到成人微生物群。最終的組合反映現(xiàn)存的物理化學(xué)條件下組成的物種的耐受性，競爭的相互作用，抑制的影響。1.5.4可發(fā)酵纖維和GIT生態(tài)系統(tǒng)成人的微生物群被認(rèn)為是相對穩(wěn)定的，然而有證據(jù)表明雖然細(xì)菌的整體密度保持不變，不同物種的相對比例能夠并做出改變?nèi)ミm應(yīng)內(nèi)外因素的波動。除了影響GIT的結(jié)構(gòu)和功能特性外，飲食能直接影響存在的細(xì)菌。通過GIT細(xì)菌有兩個基本的方法來檢查纖維發(fā)酵。1體外實驗混合的培養(yǎng)系統(tǒng)已有效地證實不同類型和來源的纖維的發(fā)酵研究。這個方法可作為一種快速的、非擴(kuò)散性的方法去評估是否特定類型或來源的纖維可被發(fā)酵。此外，來自同時進(jìn)行的體內(nèi)研究的數(shù)據(jù)顯示體外研究能被用來合理地預(yù)測完整生物體的纖維消化力。模擬大腸環(huán)境的體內(nèi)條件，通過發(fā)酵特性即培養(yǎng)介質(zhì)中纖維的消失和因而獲得短鏈脂肪酸的濃度和比例來評估發(fā)酵纖維的含量等。依此方法進(jìn)行研究，需要注意一下幾點(diǎn)。①能被豬結(jié)腸細(xì)菌發(fā)酵的纖維來源很多，有很寬的變化，不同纖維怎樣被排泄物細(xì)菌發(fā)酵，不同日齡、品種等之間有什么差別，甚至接近的相關(guān)的纖維之間在支持發(fā)酵的能力方面有差別，也導(dǎo)致不同代謝產(chǎn)物。②一般認(rèn)為，通過設(shè)計混合的纖維來源產(chǎn)生特定的短鏈脂肪酸比例是可能的。特別是，通過發(fā)酵纖維產(chǎn)生的三種主要SCFA被不同的組織優(yōu)先用作代謝底物，結(jié)腸吸收丁酸鹽，肝臟吸收丙酸鹽，神經(jīng)組織吸收醋酸鹽。初步認(rèn)為，建議當(dāng)選擇特定類型和來源的纖維時，需要考慮有益菌和有害菌利用纖維作為底物的相關(guān)能力。③在收集糞便樣品之前，給動物喂食會影響發(fā)酵過程的強(qiáng)度和特性。已有用不同來源的蛋白質(zhì)喂狗對GIT細(xì)菌體外活動的影響的報道。2體內(nèi)試驗一些利用體內(nèi)試驗研究飲食或纖維對動物GIT的影響，由于GIT宿主、內(nèi)存的細(xì)菌和飲食的攝入之間復(fù)雜的相互作用使得結(jié)果往往難以解釋。比如，由于SCFA能被很快吸收，SCFA的濃度和形態(tài)通過糞便樣品甚至是內(nèi)腔內(nèi)容物衡量，均不足以準(zhǔn)確反映細(xì)菌發(fā)酵。盡管有這些和其它的研究限制，體內(nèi)試驗產(chǎn)生的結(jié)果還是能提供一些有用的信息。1.6膳食纖維的改性方法介紹通過原料的不同配比改善膳食纖維中不同組分的比例，而通過不同方法對膳食纖維進(jìn)行改性，可以改變膳食纖維的物理及化學(xué)特性，提高其品質(zhì)及利用效率。1.6.1超微粉碎技術(shù)：超微粉碎技術(shù)是利用動力學(xué)及流體力學(xué)克服物料內(nèi)部凝聚力使物料破碎的方法。分為微米級粉碎、亞微米級粉碎、納米級粉碎。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，超微粉碎技術(shù)在改性膳食纖維方面有以下優(yōu)點(diǎn)：①改善膳食纖維的物化特性，對其膨脹力、持水性以及結(jié)合水能力等方面有顯著效果，增加纖維質(zhì)的可溶性；②使其具有良好的乳化性、增稠性；③提高其生物活性；④改善使用品質(zhì)，保證物料完整性。陳存社研究過此法對小麥胚芽膳食纖維物化性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過超微粉碎后可將其持水性及膨脹力大大增加。1.6.2擠壓蒸煮技術(shù)：擠壓蒸煮技術(shù)指膳食纖維經(jīng)高溫、高壓及剪切使連接膳食纖維分子的化學(xué)鍵斷裂，發(fā)生分子裂變，使膳食纖維徹底微?；?。經(jīng)擠壓蒸煮改性后的膳食纖維有以下優(yōu)點(diǎn)：①營養(yǎng)和風(fēng)味得到較大改善；②提高膳食纖維的可溶性；③消化率得到提高；④改善其生理活性；⑤生產(chǎn)率高，成本低，無三廢污染。據(jù)報道，對蘋果渣進(jìn)行熱處理、酸堿處理、擠壓處理比較得出擠壓處理使蘋果渣中的可溶性膳食纖維含量得到了最大程度的提高。1.6.3瞬時高壓技術(shù)：瞬時高壓技術(shù)是以微射流均質(zhì)機(jī)為物質(zhì)基礎(chǔ)的瞬時高壓作用，是集混合、超微粉碎、加溫、加壓、膨化等多單元操作作為一體的一門全新技術(shù)，對膳食纖維的改性起著重要作用，使可溶性膳食纖維的含量增加，還有殺菌作用，從而延長貨架期。1.6.4發(fā)酵法：發(fā)酵法主要利用微生物發(fā)酵和動態(tài)超高壓均質(zhì)處理，消耗原料中的碳源、氮源，以消除原料中的植酸，減少蛋白質(zhì)、淀粉等成分，產(chǎn)生大量的短鏈脂肪酸——膳食纖維生理功能發(fā)揮的重要物質(zhì)，從而改善膳食纖維的持水力等物化特性。同非發(fā)酵的膳食纖維相比，發(fā)酵的同類產(chǎn)品口感香甜，溶脹性和持水性明顯高于原料和化學(xué)方法制得的產(chǎn)品。1.6.5綜合方法：通常為酶法水解淀粉；堿法水解蛋白質(zhì)和脂肪，蛋白質(zhì)在堿的作用下降解為可溶性的小分子肽和游離氨基酸，脂肪通過皂化反應(yīng)水解為甘油和脂肪酸的鹽類，從而被清除；結(jié)合擠壓膨化方法將其改性，最后再用超微粉碎技術(shù)將其粉碎，最終達(dá)到改性膳食纖維，提高其風(fēng)味和口感的目的。二.膳食纖維的檢測方法膳食纖維的測定方法有很多種，國內(nèi)外常用的方法主要有兩類——洗滌劑法和酶分析法。洗滌劑法是將樣品中可消化成分蛋白質(zhì)和淀粉通過酸性洗滌劑或中性洗滌劑相互作用而分開，處理后的殘渣與灰分的差值即為“洗滌劑纖維”。“洗滌劑纖維”中主要是不溶于洗滌劑溶液中的膳食纖維部分，包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等成分。洗滌劑法包括粗纖維（CF）法、酸性洗滌纖維（ADF）法和中性洗滌纖維（NDF）法。洗滌劑法的缺點(diǎn)是不能測定可溶性膳食纖維。從本質(zhì)上講，CF的方法檢測到木質(zhì)素和纖維素；ADF的方法檢測到木質(zhì)素、纖維素和酸不溶性半纖維素；NDF的方法檢測到木質(zhì)素、纖維素和中性洗滌劑不溶性半纖維素。酶分析法是利用酶的處理使得可被人體利用和吸收的組分部分去除。根據(jù)重量分析測定那些未被水解的殘留部分即是膳食纖維。2.1膳食纖維檢測方法2.1.1酶-重量法此法自20世紀(jì)80年代在國外發(fā)展起來，現(xiàn)在已得到廣泛認(rèn)可。主要用α-淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖苷酶將樣品中的酶和蛋白質(zhì)降解為低分子物質(zhì)，酶解后的樣品用乙醇洗滌，沉淀物用乙醇和丙酮洗去，除去脂質(zhì)，得到的殘渣干燥后稱量，可同時測定不溶性膳食纖維和可溶性膳食纖維的含量，且酶的專一性高、快速，具有分析結(jié)果穩(wěn)定、可重復(fù)性好、準(zhǔn)確率高、所用設(shè)備較少等優(yōu)點(diǎn)，但過程比較復(fù)雜，影響因素較多，操作不方便且成本高。2.1.2酸性洗滌法利用酸性洗滌劑（2%十六烷基三甲基溴化銨溶液）的作用除去膳食纖維中可消化部分，即最大程度地除去淀粉、蛋白質(zhì)和半纖維素等成分，又不能破壞非淀粉碳水化合物與木質(zhì)素的存在與性質(zhì)。所得到的為酸性洗滌劑纖維，主要包括纖維素和木質(zhì)素兩種成分（酸性洗滌纖維）。2.1.3中性洗滌法采用中性洗滌劑（3%十二烷基硫酸鈉溶液）除去淀粉和蛋白質(zhì)，所得到的為中性洗滌劑纖維，主要包括纖維素、不溶性半纖維素和木質(zhì)素3中成分（中性洗滌纖維或不溶性膳食纖維）。此法對去除細(xì)胞間的蛋白質(zhì)很有效，能較好地測定不溶性膳食纖維的含量，而且重復(fù)性好。但測不出可溶性膳食纖維的含量，同時也不能很好地去除淀粉，過濾較難。2.1.4酶-化學(xué)法該法以測樣品中非淀粉性多糖作為膳食纖維的測定指標(biāo)。主要有Englyst和Uppsala法：先將淀粉去除，加乙醇沉淀，得到可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維殘渣，用酸水解，通過比色法、氣相色譜（GLC）或高校液相色譜（HPLC）測定單糖組成和含量，通過轉(zhuǎn)換系數(shù)得到的總糖為非淀粉多糖，該法可測總的非淀粉多糖、水溶性淀粉多糖和水不溶性多糖，且能測定組成膳食纖維的單糖組分，但卻不能測定木質(zhì)素等膳食纖維（通常在歐盟國家使用）。2.2粗纖維檢測方法——VanSoest洗滌纖維體系常規(guī)飼料分析方法測定的粗纖維，是將飼料樣品經(jīng)1.25%烯酸、稀堿各煮沸30min后，所剩余的不溶解碳水化合物。經(jīng)過這一處理，大部分膳食纖維都丟失（100%水溶性纖維、50-60%半纖維素、10-30%纖維素），測得的數(shù)值僅有膳食纖維總量的20-50%。該方法在分析過程中，有部分半纖維素、纖維素和木質(zhì)素溶解于酸、堿中，使測定的粗纖維含量偏低，同時又增加了無氮浸出物的計算誤差。VanSoest（1976）提出了用中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、酸性洗滌木質(zhì)素（ADL）作為評定飼草中纖維類物質(zhì)的指標(biāo)。同時將飼料粗纖維中的半纖維素、纖維素和木質(zhì)素全部分離出來，能更好地評定飼料粗纖維的營養(yǎng)價值。2.3膳食纖維發(fā)酵性能測定一般分為體內(nèi)發(fā)酵性能測定和體外發(fā)酵性能測定。1，體內(nèi)發(fā)酵性能測定：通過測定飼喂膳食纖維后動物糞便中短鏈脂肪酸含量與pH值等進(jìn)行評定；2，體外發(fā)酵性能測定：制備腸道發(fā)酵菌群。取一定數(shù)量的離心管，向每個離心管中加定量的（100mg）膳食纖維樣品作為接種體重微生物的作用底物，再想所有離心管中加入10ml接種菌體，向其中吹入CO2氣體后蓋上蓋子，將離心管放在充滿CO2氣體的密閉容器中，置于37℃恒溫培養(yǎng)箱中。發(fā)酵結(jié)束后取出離心管并放到-20℃的冰箱中測定其中的短鏈脂肪酸含量及pH值。附錄資料：不需要的可以自行刪除生活中的物理知識大全廚房中的物理知識

我們認(rèn)真觀察廚房里燃料、炊具，做飯、做菜等全部過程，回憶廚房中發(fā)生的一系列變化，會看到有關(guān)的物理現(xiàn)象。利用物理知識解釋這些現(xiàn)象如下：

一、與電學(xué)知識有關(guān)的現(xiàn)象

1、電飯堡煮飯、電炒鍋煮菜、電水壺?zé)_水是利用電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，都是利用熱傳遞煮飯、煮菜、燒開水的。

2、排氣扇（抽油煙機(jī)）利用電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，利用空氣對流進(jìn)行空氣變換。

3、電飯煲、電炒鍋、電水壺的三腳插頭，插入三孔插座，防止用電器漏電和觸電事故的發(fā)生。

4、微波爐加熱均勻，熱效率高，衛(wèi)生無污染。加熱原理是利用電能轉(zhuǎn)化為電磁能，再將電磁能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

5、廚房中的電燈，利用電流的熱效應(yīng)工作，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能。

6、廚房的爐灶（蜂窩煤灶，液化氣灶，煤灶，柴灶）是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即燃料燃燒放出熱量。

二、與力學(xué)知識有關(guān)的現(xiàn)象

1、電水壺的壺嘴與壺肚構(gòu)成連通器，水面總是相平的。

2、菜刀的刀刃薄是為了減小受力面積，增大壓強(qiáng)。

3、菜刀的刀刃有油，為的是在切菜時，使接觸面光滑，減小摩擦。

4、菜刀柄、鍋鏟柄、電水壺把手有凸凹花紋，使接觸面粗糙，增大摩擦。

5、火鏟送煤時，是利用煤的慣性將煤送入火爐。

6、往保溫瓶里倒開水，根據(jù)聲音知水量高低。由于水量增多，空氣柱的長度減小，振動頻率增大，音調(diào)升高。

7、磨菜刀時要不斷澆水，是因為菜刀與石頭摩擦做功產(chǎn)生熱使刀的內(nèi)能增加，溫度升高，刀口硬度變小，刀口不利；澆水是利用熱傳遞使菜刀內(nèi)能減小，溫度降低，不會升至過高。

三、與熱學(xué)知識有關(guān)的現(xiàn)象

（一）與熱學(xué)中的熱膨脹和熱傳遞有關(guān)的現(xiàn)象

1、使用爐灶燒水或炒菜，要使鍋底放在火苗的外焰，不要讓鍋底壓住火頭，可使鍋的溫度升高快，是因為火苗的外焰溫度高。

2、鍋鏟、湯勺、漏勺、鋁鍋等炊具的柄用木料制成，是因為木料是熱的不良導(dǎo)體，以便在烹任過程中不燙手。

3、爐灶上方安裝排風(fēng)扇，是為了加快空氣對流，使廚房油煙及時排出去，避免污染空間。

4、滾燙的砂鍋放在濕地上易破裂。這是因為砂鍋是熱的不良導(dǎo)體，燙砂鍋放在濕地上時，砂鍋外壁迅速放熱收縮而內(nèi)壁溫度降低慢，砂鍋內(nèi)外收縮不均勻，故易破裂。

5、往保溫瓶灌開水時，不灌滿能更好地保溫。因為未灌滿時，瓶口有一層空氣，是熱的不良導(dǎo)體，能更好地防止熱量散失。

6、炒菜主要是利用熱傳導(dǎo)方式傳熱，煮飯、燒水等主要是利用對流方式傳熱的。

7、冬季從保溫瓶里倒出一些開水，蓋緊瓶塞時，常會看到瓶塞馬上跳一下。這是因為隨著開水倒出，進(jìn)入一些冷空氣，瓶塞塞緊后，進(jìn)入的冷空氣受熱很快膨脹，壓強(qiáng)增大，從而推開瓶塞。

8、冬季剛出鍋的熱湯，看到湯面沒有熱氣，好像湯不燙，但喝起來卻很燙，是因為湯面上有一層油阻礙了湯內(nèi)熱量散失（水分蒸發(fā)）。

9、冬天或氣溫很低時，往玻璃杯中倒入沸水，應(yīng)當(dāng)先用少量的沸水預(yù)熱一下杯子，以防止玻璃杯內(nèi)外溫差過大，內(nèi)壁熱膨脹受到外壁阻礙產(chǎn)生力，致使杯破裂。

10、煮熟后滾燙的雞蛋放入冷水中浸一會兒，容易剝殼。因為滾燙的雞蛋殼與蛋白遇冷會收縮，但它們收縮的程度不一樣，從而使兩者脫離。

（二）與物體狀態(tài)變化有關(guān)的現(xiàn)象

1、液化氣是在常溫下用壓縮體積的方法使氣體液化再裝入鋼罐中的；使用時，通過減壓閥，液化氣的壓強(qiáng)降低，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，進(jìn)入灶中燃燒。

2、用焊錫的鐵壺?zé)?，壺?zé)粔模舨谎b水，把它放在火上一會兒就燒壞了。這是因為水的沸點(diǎn)在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下是100℃，錫的熔點(diǎn)是232℃，裝水燒時，只要水不干，壺的溫度不會明顯超過100℃，達(dá)不到錫的熔點(diǎn)，更達(dá)不到鐵的熔點(diǎn)，故壺?zé)粔?。若不裝水在火上燒，不一會兒壺的溫度就會達(dá)到錫的熔點(diǎn)，焊錫熔化，壺就燒壞了。

3、燒水或煮食物時，噴出的水蒸氣比熱水、熱湯燙傷更嚴(yán)重。因為水蒸氣變成同溫度的熱水、熱湯時要放出大量的熱量（液化熱）。

4、用砂鍋煮食物，食物煮好后，讓砂鍋離開火爐，食物將在鍋內(nèi)繼續(xù)沸騰一會兒。這是因為砂鍋離開火爐時，砂鍋底的溫度高于100℃，而鍋內(nèi)食物為100℃，離開火爐后，鍋內(nèi)食物能從鍋底吸收熱量，繼續(xù)沸騰，直到鍋底的溫度降為100℃為止。

5、用高壓鍋煮食物熟得快些。主要是增大了鍋內(nèi)氣壓，提高了水的沸點(diǎn)，即提高了煮食物的溫度。

6、夏天自來水管壁大量“出汗”，常是下雨的征兆。自來水管“出汗”并不是管內(nèi)的水滲漏，而是自來水管大都埋在地下，水的溫度較低，空氣中的水蒸氣接觸水管，就會放出熱量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量“出汗”，說明空氣中水蒸氣含量較高，濕度較大，這正是下雨的前兆。

7、煮食物并不是火越旺越快。因為水沸騰后溫度不變，即使再加大火力，也不能提高水溫，結(jié)果只能加快水的汽化，使鍋內(nèi)水蒸發(fā)變干，浪費(fèi)燃料。正確方法是用大火把鍋內(nèi)水燒開后，用小火保持水沸騰就行了。

8、冬天水壺里的水燒開后，在離壺嘴一定距離才能看見“白氣”，而緊靠壺嘴的地方看不見“白氣”。這是因為緊靠壺嘴的地方溫度高，壺嘴出來的水蒸氣不能液化，而距壺嘴一定距離的地方溫度低；壺嘴出來的水蒸氣放熱液化成小水滴，即“白氣”。

9、油炸食物時，濺入水滴會聽到“叭、叭”的響聲，并濺出油來。這是因為水的沸點(diǎn)比油低，水的密度比油大，濺到油中的水滴沉到油底迅速升溫沸騰，產(chǎn)生的氣泡上升到油面破裂而發(fā)出響聲。

10、當(dāng)鍋燒得溫度較高時，灑點(diǎn)水在鍋內(nèi)，就發(fā)出“吱、吱”的聲音，并冒出大量的“白氣”。這是因為水先迅速汽化后又液化，并發(fā)出“吱、吱”的響聲。

11、當(dāng)湯煮沸要溢出鍋時，迅速向鍋內(nèi)加冷水或揚(yáng)（舀）起湯，可使湯的溫度降至沸點(diǎn)以下。加冷水，冷水溫度低于沸騰的湯的溫度，混合后，冷水吸熱，湯放熱。把湯揚(yáng)起的過程中，由于空氣比湯溫度低，湯放出熱，溫度降低，倒入鍋內(nèi)后，它又從沸湯中吸熱，使鍋中湯溫度降低。與熱學(xué)中的分子熱運(yùn)動有關(guān)的現(xiàn)象

1、腌菜往往要半月才會變咸，而炒菜時加鹽幾分鐘就變咸了，這是因為溫度越高，鹽的離子運(yùn)動越快的緣故。

2、長期堆煤的墻角處，若用小刀從墻上刮去一薄層，可看見里面呈黑色，這是因為分子永不停息地做無規(guī)則的運(yùn)動，在長期堆煤的墻角處，由于煤分子擴(kuò)散到墻內(nèi)，所以刮去一層，仍可看到里面呈黑色。

我們在日常生活、生產(chǎn)中只要細(xì)心觀察身邊的物理現(xiàn)象，聯(lián)系到我們學(xué)過的物理知識，去分析和解釋這些現(xiàn)象，就能夠提高觀察、分析及解決物理問題的能力。

我們在廚房里，若留心看一下其中的爐灶、器皿以及做飯、炒菜中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象，定會發(fā)現(xiàn)很多處要用到物理知識。

一、熱涼粥或冷飯時，鍋內(nèi)發(fā)出”撲嘟、撲嘟”的聲音，并不斷冒出氣泡來，但一嘗，粥或飯并不熱，這是為什么？

把涼粥或飯燒熱與燒開水是不一樣的。雖然水是熱的不良身體，對熱的傳導(dǎo)速度很慢，但水具有很好的流動性。當(dāng)鍋底的水受熱時，它就要膨脹，密度減小就上浮，周圍的涼水就流過來填補(bǔ)，通過這種對流，就把鍋底的熱不斷地傳遞到水的各部分而使水變熱。而涼粥或飯，既流動性差又不易傳導(dǎo)熱。所以，當(dāng)鍋底的粥或飯吸熱后，溫度就很快上升，但卻不能很快地向上或四周流動，大量的熱就集中在鍋底而將鍋底的粥燒焦。因熱很難傳到粥的上面，所以上面的粥依然是涼的。加熱涼粥或飯時，要在鍋里多加一些水，使粥變稀，增強(qiáng)它的流動性。此外，還要勤攪拌，強(qiáng)制進(jìn)行對流，這樣可將粥進(jìn)行均勻加熱。

二、用砂鍋煮肉或燒湯時，當(dāng)湯水沸騰后從爐子上拿下來，則湯水仍會繼續(xù)沸騰一段時間，而鐵、鋁鍋卻沒這種現(xiàn)象，這是為什么？

因為砂鍋是陶土燒制成的，而非金屬的比熱比金屬大得多，傳熱能力比金屬差得多。當(dāng)砂鍋在爐子上加熱時，鍋外層的溫度大大超過100℃，內(nèi)層溫度略高于100℃。此時，鍋吸收了很多熱量，儲存了很多熱能。將砂鍋從爐子上拿下來后，遠(yuǎn)高于100℃的鍋的外層就繼續(xù)向內(nèi)層傳遞熱量，使鍋內(nèi)的湯水仍達(dá)到100℃而能繼續(xù)沸騰一段時間，鐵、鋁鍋就不會出現(xiàn)這種現(xiàn)象（其原因請同學(xué)們自己分析）。

三、炒肉中的“見面熟”。逢年過節(jié)，人們總要炒上幾個肉菜，那么怎樣爆炒肉片呢？

若將肉片直接放入熱油鍋里去爆炒，則瘦肉纖維中所含的水分就要急劇蒸發(fā)，致使肉片變得干硬，甚至于會將肉炒焦炒糊，大大失去鮮味。為把肉片爆炒得好吃，師傅們往往預(yù)先將肉片拌入適量的淀粉，則肉片放到熱油鍋里后，附著在肉片外的淀粉糊中的水分蒸發(fā)，而肉片里的水分難以蒸發(fā)，仍保持了原來肉的鮮嫩，還減少了營養(yǎng)的損失，肉又熟得快即“見面熟”。用這種方法炒的肉片，既鮮嫩味美，又營養(yǎng)豐富。

四、凍肉解凍用什么方法最好？從冰箱里取出凍肉、凍雞，如何將其解凍呢？

用接近0℃的冷水最好。因為凍肉溫度是在0℃以下，若放在熱水里解凍，凍肉從熱水中吸收熱量，其外層迅速解凍而使溫度很快升到0℃以上，此的肉層之間便有了空隙，傳遞熱的本領(lǐng)也就下降，使內(nèi)部的凍肉不易再吸熱解凍而形成硬核。若將凍肉放在冷水中，則因凍肉、凍雞吸熱而使冷水溫度很快降到0℃且部分水還會結(jié)冰。因1克水結(jié)成冰可放出80卡熱量（而1克水降低1℃只放出1卡熱量），放出的如此之多的熱量被凍肉吸收后，使肉外層的溫度較快升高，而內(nèi)層又容易吸收熱量，這樣，整塊肉的溫度也就較快升到0℃。如此反復(fù)幾次，凍肉就可解凍。從營養(yǎng)角度分析，這種均勻緩慢升溫的方法也是科學(xué)的汽車上的物理知識

一、力學(xué)方面

1、汽車的底盤質(zhì)量都較大，這樣可以降低汽車的重心，增加汽車行駛時的穩(wěn)度。

2、汽車的車身設(shè)計成流線型，是為了減小汽車行駛時受到的阻力

3、汽車前進(jìn)的動力——地面對主動輪的摩擦力（主動輪與從動輪與地面的摩擦力的方向相反）

4、汽車在平直路面勻速前進(jìn)時——牽引力與阻力互相平衡，汽車所受重力與地面的支持力平衡

5、汽車拐彎時：①司機(jī)要打方向盤——力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因；②乘客會向拐彎的反方向傾倒——由于乘客具有慣性

6、汽車急剎車（減速）時，①司機(jī)踩剎車——力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因；②乘客會向車行方向傾倒――慣性

;③司機(jī)用較小的力就能剎住車――杠桿原理；④用力踩剎車——增大壓力來增大摩擦；⑤急剎車時，車輪與地面的摩擦由滾動變摩擦成滑動摩擦

7、不同用途的汽車的車輪還存在大小和個數(shù)的差異——這與汽車對路面的壓強(qiáng)大小相關(guān)

8、汽車的座椅都設(shè)計得既寬且大，這樣就減小了對坐車人的壓強(qiáng)，使人乘坐舒服

9、汽車快速行駛時，車的尾部會形成一個低氣壓區(qū)，這是我們常常能在運(yùn)動的汽車尾部看到卷揚(yáng)的塵土形成原因

10、交通管理部門要求：①小汽車的司機(jī)和前排乘客必須系好安全帶——這樣可以防止慣性的危害；②嚴(yán)禁車輛超載——不僅僅減小車輛對路面的破壞，還有減小摩擦、慣性等；③嚴(yán)禁車輛超速——防止急剎車時，因反應(yīng)距離和制動距離過長而造成車禍

11、簡單機(jī)械的應(yīng)用：①方向盤、車輪、開窗搖柄等都是輪軸，②調(diào)速桿，自動開關(guān)門裝置是杠桿

12、汽車爬坡時要調(diào)為低速：由P=Fv，功率一定時，降低速度，可增大牽引力

13、關(guān)于速度路程，時間的計算問題；參照物與運(yùn)動狀態(tài)的描述問題

14、認(rèn)識限速，里程，禁鳴等標(biāo)志牌，了解其含義

二、聲學(xué)方面

1、汽車?yán)劝l(fā)聲要響，發(fā)動機(jī)的聲音要盡量消除（發(fā)動機(jī)上裝配消音器）――這是在聲源處減弱噪聲

2、為減輕車輛行駛時的噪聲對道旁居民的影響，在道旁設(shè)置屏障或植樹――可以在傳播過程中減弱噪聲

3、喇叭發(fā)聲：電能――機(jī)械能

三、熱學(xué)方面

1、汽車發(fā)動機(jī)常用柴油機(jī)或汽油機(jī)——它們是內(nèi)燃機(jī)——利用內(nèi)能來做功

2、發(fā)動機(jī)外裝有水套，用循環(huán)流動的水幫助發(fā)動機(jī)散熱——水的比熱容大

3、冬天，為防凍壞水箱，入夜時要排盡水箱中的水――防止熱脹冷縮的危害

4、小汽車的后窗玻璃板中嵌有一道道的電熱絲——它可以防止車內(nèi)形成的霧氣附著于玻璃上并凝結(jié)

5、剛坐進(jìn)汽車或有汽車從你身旁駛過時，會聞到濃濃的汽油味——擴(kuò)散現(xiàn)象

6、空調(diào)車車窗玻璃設(shè)計成雙層的――防止傳熱

7、環(huán)保汽車使用氣體燃料，可減小對大氣的污染

四、電學(xué)方面

1、汽車的發(fā)動機(jī)常用低壓電動機(jī)起動：電動機(jī)是根據(jù)磁場對電流的作用的道理制成的，工作時把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

2、汽車電動機(jī)（汽車電機(jī)）常用車載電瓶（蓄電池）供電，汽車運(yùn)行過程中可以利用的車輪帶動車載發(fā)電機(jī)發(fā)電，給蓄電池充電。給蓄電池充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，此時蓄電池是用電器；用蓄電池給電動機(jī)供電時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，此時蓄電池才是電源

3、車載蓄電池還被用來為汽車上配裝的空調(diào)、電扇、收錄機(jī)、CD機(jī)及各種用途的電燈供電，方便地電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、聲能、光能等等

3、油罐車的尾部通常要掛一條鐵鏈直達(dá)路面，這樣做有利于使運(yùn)輸過程中因顛簸而產(chǎn)生的電荷迅速傳到大地上，避免因靜電放電而帶來災(zāi)難

4、車燈發(fā)光：電能――光能

五、光學(xué)方面

1、汽車旁的觀后鏡，交叉路口的觀察鏡用的都是凸面鏡，可以開闊視野

2、汽車在夜間行駛時，車內(nèi)一般不開燈，這樣可防止車內(nèi)乘客在司機(jī)前的擋風(fēng)玻璃上成像，干擾司機(jī)正確判斷

3、汽車前的擋風(fēng)玻璃通常都不直立（底盤高大的車除外），這是因為擋風(fēng)玻璃相當(dāng)于平面鏡車內(nèi)物體易通過它成像于司機(jī)面前，影響司機(jī)的判斷

4、汽車尾燈燈罩：角反射器可將射來的光線反回，保證后面車輛安全

5、汽車頭燈：凹面鏡反射原理，近距光燈絲在焦點(diǎn)附近，遠(yuǎn)距光燈絲在焦點(diǎn)上自行車上的物理知識

你知道自行車上有哪些物理知識嗎？下面我們來看一看。

1、自行車上的摩擦知識。

①自行車外胎為什么要有凸凹不平的花紋

摩擦力的大小跟兩個因素有關(guān)：壓力的大小、接觸面的粗糙程度。壓力越大，摩擦力越大；接觸面越粗糙，摩擦力越大。自行車外胎有凸凹不平的花紋，這是通過增大自行車與地面間的粗糙程度，來增大摩擦力的，其目的是為了防止自行車打滑。

②自行車為什么能前進(jìn)？

當(dāng)我們騎在自行車上時，由于人和自行車對地面有壓力，輪胎和地面之間不光滑，因此自行車與路面之間有摩擦，不過，要問自行車為何能前進(jìn)？這還是依靠后輪與地面之間的摩擦而產(chǎn)生的，這個摩擦力的方向是向前的。那前輪的摩擦力是干什么的？阻礙車的運(yùn)動！其方向與自行車前進(jìn)方向相反。正是這兩個力大小相等，方向相反，所以自行車作勻速運(yùn)動。不過，當(dāng)人們在地上推自行車前進(jìn)時，前輪和后輪的摩擦力方向都向后。那誰和這兩個力平衡呢？腳對地面的摩擦力向前！

③剎車以后，自行車為何能停止？

剎車時，剎皮與車圈間的摩擦力，會阻礙后輪的轉(zhuǎn)動。手的壓力越大，剎皮對車圈的壓力就越大，產(chǎn)生的摩擦力也就越大，后輪就轉(zhuǎn)動的越慢。如果完全剎死，這時后輪與地面之間的摩擦就變?yōu)榛瑒幽Σ亮Γㄔ瓉頌闈L動摩擦，方向向前），方向向后，阻礙了自行車的運(yùn)動，因此就停下來了。

④自行車哪些地方安有鋼珠？為什么安鋼珠？

在自行車的前軸、中軸、后軸、車把轉(zhuǎn)動處，腳蹬轉(zhuǎn)動處等地方，都安有鋼珠。

人們騎自行車總是希望輕松、靈活、省力。而用滾動代替滑動就可以大大減小摩擦力，因此要在自行車轉(zhuǎn)動的地方安裝鋼珠，我們可以經(jīng)常加潤滑油，使接觸面彼此離開，這樣就可以使摩擦力變得更小。

2、自行車上的杠桿、輪軸知識。

①自行車上的杠桿

A、控制前輪轉(zhuǎn)向的杠桿：自行車的車把，是省力杠桿，人們用很小的力就能轉(zhuǎn)動自行車前輪，來控制自行車的運(yùn)動方向和自行車的平衡。

B、控制剎車閘的杠桿：車把上的閘把是省力杠桿，人們用很小的力就能使車閘以較大的壓力壓到車輪的鋼圈上。

②自行車上的輪軸

A、中軸上的腳蹬和花盤齒輪：組成省力輪軸（腳蹬半徑大于花盤齒輪半徑）。

B、自行車手把與前叉軸：組成省力輪軸（手把轉(zhuǎn)動的半徑大于前叉軸的半徑）。

C、后軸上的齒輪和后輪：組成費(fèi)力輪軸（齒輪半徑小于后輪半徑）。

3、自行車上的氣壓知識。

自行車內(nèi)胎充氣：早期的各種輪子都是木輪、鐵輪，顛簸不已?，F(xiàn)代自行車使用充氣內(nèi)胎主要是使胎內(nèi)的壓強(qiáng)增大，可以起到緩沖的作用，同時可以減小自行車前進(jìn)的阻力。

氣門芯的作用：充氣內(nèi)胎上的氣門芯，起著單向閥門的作用，只讓氣體進(jìn)入，不讓氣體外漏，方便進(jìn)氣，保證充氣內(nèi)胎的密封。

4、自行車上光學(xué)知識。

自行車上的紅色尾燈，不能自行發(fā)光，但是到了晚上卻可以提醒司機(jī)注意，因為自行車的尾燈是由很多蜂窩狀的“小室”構(gòu)成的，而每一個“小室”是由三個約成90度的反射面組成的。這樣在晚上時，當(dāng)后面汽車的燈光射到自行車尾燈上，就會產(chǎn)生反射光，由于紅色醒目，就可以引起司機(jī)的注意。

自行車在我國是很普及的代步和運(yùn)載工具。在它的“身上”運(yùn)用了許多力學(xué)知識

1．測量中的應(yīng)用

在測量跑道的長度時，可運(yùn)用自行車。如普通車輪的直徑為0.71米或0.66米。那么轉(zhuǎn)過一圈長度為直徑乘圓周率π，即約2.23米或2.07米，然后，讓車沿著跑道滾動，記下滾過的圈數(shù)n，則跑道長為n×2.23米或n×2.07米。

2．力和運(yùn)動的應(yīng)用

(1)減小與增大摩擦。

車的前軸、中軸及后軸均采用滾動以減小摩擦。為更進(jìn)一步減小摩擦，人們常在這些部位加潤滑劑。

多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦。如車的外胎，車把手塑料套，蹬板套、閘把套等。變滾動摩擦為滑動摩擦以增大摩擦。如在剎車時，車輪不再滾動，而在地面上滑動，摩擦大大增加了，故車可迅速停駛。而在剎車的同時，手用力握緊車閘把，增大剎車皮對鋼圈的壓力以達(dá)到制止車輪滾動的目的。

(2)彈簧的減震作用。

車的座墊下安有許多根彈簧，利用它的緩沖作用以減小震動。

3．壓強(qiáng)知識的應(yīng)用

(1)自行車車胎上刻有載重量。如車載過重，則車胎受到壓強(qiáng)太大而被壓破。

(2)座墊呈馬鞍型，它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強(qiáng)，使人騎車不易感到疲勞。

4．簡單機(jī)械知識的應(yīng)用

自行車制動系統(tǒng)中的車閘把與連桿是一個省力杠桿，可增大對剎車皮的拉力。自行車為了省力或省距離，還使用了輪軸：腳蹬板與鏈輪牙盤；后輪與飛輪及龍頭與轉(zhuǎn)軸等。

5．功、機(jī)械能的知識運(yùn)用

(1)根據(jù)功的原理：省力必定費(fèi)距離。因此人們在上坡時，常騎“S形”路線就是這個道理。

(2)動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。

如騎車上坡前，人們往往要加緊蹬幾下，就容易上去些，這里是動能轉(zhuǎn)化為勢能。而騎車下坡，不用蹬，車速也越來越快，此為勢能轉(zhuǎn)化為動能。

6．慣性定律的運(yùn)用

快速行駛的自行車，如果突然把前輪剎住，后輪為什么會跳起來。這是因為前輪受到阻力而突然停止運(yùn)動，但車上的人和后輪沒有受到阻力，根據(jù)慣性定律，人和后輪要保持繼續(xù)向前的運(yùn)動狀態(tài)，所以后輪會跳起來。

切記下坡或高速行駛時，不能單獨(dú)用自行車的前閘剎車，否則會出現(xiàn)翻車事故！民諺俗語中的物理知識

在日常生活中，我們經(jīng)常會接觸到一些民諺、俗語，這些民諺、俗語蘊(yùn)含著豐富的物理知識，我們平時如果注意分析、了解一些民諺、俗語，就可以在實際生活中深化知識，活化知識，這對培養(yǎng)我們分析問題、解決問題的能力是大有幫助的。下面列舉幾例：

1、小小稱砣壓千斤——根據(jù)杠桿平衡原理，如果動力臂是阻力臂的幾分之一，則動力就是阻力的幾倍。如果稱砣的力臂很大，那么"一兩撥千斤"是完全可能的。

2、破鏡不能重圓——當(dāng)分子間的距離較大時（大于幾百埃），分子間的引力很小，幾乎為零，所以破鏡很難重圓。

3、摘不著的是鏡中月?lián)撇恢氖撬谢ā矫骁R成的像為虛像。

4、人心齊，泰山移——如果各個分力的方向一致，則合力的大小等于各個分力的大小之和。

5、麻繩提豆腐--提不起來——在壓力一定時，如果受力面積小，則壓強(qiáng)就大。

6、真金不怕火來煉，真理不怕爭辯——從金的熔點(diǎn)來看，雖不是最高的，但也有1068℃，而一般火焰的溫度為800℃左右，由于火焰的溫度小于金的熔點(diǎn)，所以金不能熔化。

7、月暈而風(fēng)，礎(chǔ)潤而雨——大風(fēng)來臨時，高空中氣溫迅速下降，水蒸氣凝結(jié)成小水滴，這些小水滴相當(dāng)于許多三棱鏡，月光通過這些"三棱鏡"發(fā)生色散，形成彩色的月暈，故有

"月暈而風(fēng)"之說。礎(chǔ)潤即地面反潮，大雨來臨之前，空氣濕度較大，地面溫度較低，靠近地面的水汽遇冷凝聚為小水珠，另外，地面含有的鹽分容易吸附潮濕的水汽，故地面反潮預(yù)示大雨將至。

8、長嘯一聲，山鳴谷應(yīng)——人在崇山峻嶺中長嘯一聲，聲音通過多次反射，可以形成洪亮的回音，經(jīng)久不息，似乎山在狂呼，谷在回音。

9、但聞其聲，不見其人——波在傳播的過程中，當(dāng)障礙物的尺寸小于波長時，可以發(fā)生明顯的衍射。一般圍墻的高度為幾米，聲波的波長比圍墻的高度要大，所以，它能繞地高墻，使墻外的人聽到；而光波的波長較短（10-6米左右），遠(yuǎn)小于高墻尺寸，所以人身上發(fā)出的光線不能衍射到墻外，墻外的人就無法看到墻內(nèi)人。

10、開水不響，響水不開——水沸騰之前，由于對流，水內(nèi)氣泡一邊上升，一邊上下振動，大部分氣泡在水內(nèi)壓力下破裂，其破裂聲和振動聲又與容器產(chǎn)生共鳴，所以聲音很大。水沸騰后，上下等溫，氣泡體積增大，在浮力作用下一直升到水面才破裂開來，因而響聲比較小。

11、豬八戒照鏡子--里外不是人——根據(jù)平面鏡成像的規(guī)律，平面鏡所成的像大小相等，物像對稱，因此豬八戒看到的像和自已"一模一樣"，仍然是個豬像，自然就"里外不是人了"。

12、水火不相容——物質(zhì)燃燒，必須達(dá)到著火點(diǎn)，由于水的比熱大，水與火接觸可大量吸收熱量，至使著火物溫度降低；同時汽化后的水蒸氣包圍在燃燒的物體外面，使得物體不可能和空氣接觸，而沒有了空氣，燃燒就不能進(jìn)行。

13、洞中方一日，世上已千年——根據(jù)愛因斯坦的相對論，在接近光速的宇宙飛船中航行，時間的流逝會比地球上慢得多，在這個"洞中"生活幾天，則地球上已渡過了幾年，幾十年，甚至幾百年，幾千年。

14、千里眼，順風(fēng)耳——人們利用電磁波傳送聲音和圖像信號，使古代神話中的"千里眼，順風(fēng)耳"變?yōu)楝F(xiàn)實。并且人類的視野已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了"千里"。

15、坐地日行八萬里——由于地球的半徑為6370千米，地球每轉(zhuǎn)一圈，其表面上的物體"走"的路程約為40003.6千米，約8萬里。這是毛澤東吟出的詩詞，它還科學(xué)的揭示了運(yùn)動和靜止關(guān)系——運(yùn)動是絕對的，靜止總是相對參照物而言的。

16、釜底抽薪——液體沸騰有兩個條件：一是達(dá)到沸點(diǎn)，二是繼續(xù)吸熱。如果"抽薪"以后，便能制止液體沸騰。

17、墻內(nèi)開花墻外香——由于分了在不停的做無規(guī)則的運(yùn)動，墻內(nèi)的花香就會擴(kuò)散到墻外。

18、坐井觀天所見甚少——由于光沿直線傳播，由幾何作圖知識可知，青蛙的視野將很小。

19、如坐針氈——由壓強(qiáng)公式可知，當(dāng)壓力一定時，如果受力面積越小，則壓強(qiáng)越大。人坐在這樣的氈子上就會感覺極不舒服。

20、瑞雪照豐年——下到地上的雪有許多松散的空隙，里面充滿著不流動的空氣，是熱的不良導(dǎo)體，當(dāng)它覆蓋在農(nóng)作物上時，可以很好的防止熱傳導(dǎo)和空氣對流，因此能起到保溫作用。

21、霜前冷，雪后寒——在深秋的夜晚，地面附近的空氣溫度驟然變冷（溫度低于0℃以下），空氣中的水蒸氣凝華成小冰晶，附著在地面上形成霜，所以有"霜前冷"的感覺。雪熔化時要需吸收熱量，使空氣的溫度降低，所以我們有"雪后寒"的感覺。

22、一滴水可見太陽，一件事可見精神——一滴水相當(dāng)于一個凸透鏡，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，透過一滴水可以有太陽的像，小中見大。

23、雞蛋碰石頭——自不量