李启翔
有这样一种元素,它与我们的关系十分亲密,是人体必需的元素,在人体内含量丰富。有了它,我们的生活才变得有滋有味,我们的肌肉才变得有力气。可一旦摄入过量,它又会为健康带来负担。它就是与我们一日三餐都要见面的钠元素。
从一抹咸味开始
钠元素在人类悠久的历史长河中,有着十分强烈的存在感。其中与人们生活最息息相关的,就是我们烹饪食物时为了使饭菜更美味而添加的食盐——氯化钠。
氯化钠是一种天然矿物质,广泛存在于大自然中,因此人类并不需要生产食盐,只需要将它分离出来。古人们探索出了各种各样获取食盐的方法,包括煎煮海盐、挖掘井盐、开采矿盐和晾晒湖盐等。
虽然盐并不稀缺,但历史上许多国家都将食盐视为战略资源和经济命脉,对盐征收赋税,因为盐是人们最基本的生活必需品。古人甚至会为了盐而发动战争,就像今天为了石油发动战争一样。
“苏打”两兄弟
钠的英语名叫Sodium,来自阿拉伯语suda,意思是头痛。那时的人们认为含有钠的化合物的水溶液,也就是“苏打水”可以缓解头痛。
而钠的元素符号则是Na,元素名为Natrium,源于古拉丁语。而在象形文字中记载,它是古埃及人制造木乃伊的一种关键原料,可以吸水、杀菌。后人经过考证,这种原料很可能是碳酸钠。
碳酸钠,俗称“苏打”、纯碱,是一种透明或白色的晶体,在自然界中广泛存在。古人很早就发现,碳酸钠可以用来制作清洁剂,具有很强的去除油污的效果。碳酸钠还是制作玻璃的重要原料。
碳酸钠吸水后,会变成碳酸氢钠,俗称“小苏打”。小苏打和盐一样,是厨房的常客,人们用它来做发酵粉,使面粉等食材变得蓬松。我们平时喝的苏打水,吃的苏打饼干,也是用小苏打制成的。在医学上,医生也用它来中和胃酸,治疗胃病。
在水中也能闪耀
虽然人类利用钠元素的历史很长,但单质钠的提取也经历了一段复杂的过程,直到1807 年,著名的英国化学家戴维经过多次尝试,终于通过电解氢氧化钠的方法,提取得到单质钠。
钠单质难以提取的原因,与钠元素活泼的性质不无关系。钠元素和之前介绍过的锂元素一样,属于碱金属元素,其共同点是原子的最外层只有1 个电子,因此非常不稳定,容易与其他物质发生反应。将钠金属放在空气中,会迅速因氧化而表面变得暗淡。
将一小块钠单质扔到水里,可以发现一颗熔化的小球在水面游走,如同在水面上“跳舞”,不时还会冒出一些小火花。点燃钠单质,你会看到黄色的火焰,因此它常常被用来制作黄色的烟花。
奔向大海的钠
钠元素在自然界中含量十分丰富,在地壳中的含量位列第六位。虽然陆地上也有许多盐矿,但大海才是钠盐当之无愧的大本营。为什么海里会有那么多盐呢?
在陆地上的河流注入大海之前,它们流经了许多地方,沿途河水不断冲刷地表的岩石,带走岩石中的盐分,最终去往大海中沉积下来。
太阳的照射和风的吹拂,会不断将海里的水分蒸发,在陆地形成的降雨继续携带盐分注入海洋,循环往复。
海底的火山喷发、地震等地质活动,会带来地壳中的盐分。
不止是有滋味
我们说,盐在人类社会中的地位十分重要,这不单是因为我们调味离不开它,更主要在于钠元素是人体必需的物质,在人体运行中扮演着重要的角色。
当盐随着我们吃下的食物被身体吸收,钠元素就以钠离子的形式存在于我们的体液中。钠离子可以调节细胞内外液体的平衡。当钠太多时,液体就从细胞内往细胞外渗出,可能会引起身体水肿;当钠太少时,液体就从细胞外进入细胞内,可能引起循环衰竭。
古人除了用食盐作为调味剂外,他们还发现通过盐腌食物,可以保证食材在长时间内不腐败。
原理也是大量的钠离子,会夺走微生物细胞内的水分,在高盐条件下,大多数细菌、真菌和其他潜在的病原微生物都无法生存,食材也就不容易变质了。
钠离子对维持正常的神经和肌肉功能也十分关键。你或许听说过河豚美味,但食用却容易中毒,其原理正是由于河豚毒素会阻止钠离子进入神经细胞,最终抑制肌肉收缩,导致肌肉麻痹。
钠元素的这些功能, 对许多动物来说也是必需的。因此野生动物会自发从自然界中的土壤、水体和食物中寻找咸味的物质来补充盐分。或者正是出于对钠的需求,人类和一些动物才在进化中获取了尝出咸味的能力。