【天津市民族中学科普日活动】加强科学教育提升科学素养

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【天津市民族中学科普日活动】加强科学教育提升科学素养

2025-10-31

阅读数：80

科普日活动

第58期：蜂蜜长期保存不变质

——高渗透压抑菌的天然保鲜术

加强科学教育提升科学素养

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天津市民族中学开展学校科普日活动，旨在大力弘扬教育家精神，实施“双驱引领”下的科学教育。通过广泛传播科学知识、弘扬科学精神，激发学生崇尚科学、探索未知的兴趣，营造讲科学、爱科学、学科学、用科学的氛围。

学校将在科普日面向全校师生推广科普知识。学生和家长通过关注学校微信公众号，可以了解学校在每期科普日推送的科普内容或活动。在后续的科普日活动中，学校还将组织学生开展现场活动，助力学生科学思维的发展和科学探究能力的提升。

本期科普日由学校生物学科教师祁红颖讲述蜂蜜长期保存不变质——高渗透压抑菌的天然保鲜术。

家里的蜂蜜开封后，即使在常温下放置数月甚至数年，也很少出现发霉、变质的情况；而同样是甜味食品的糖水、果酱，若保存不当，很快就会滋生细菌、长出霉斑——蜂蜜为何有如此强大的“保鲜能力”？这并非蜂蜜中添加了防腐剂，而是其独特的成分构成形成了“高渗透压环境”，能抑制微生物的生长繁殖，从而实现长期保存。要理解这一现象，需从蜂蜜的成分特点、微生物生长的条件以及高渗透压的抑菌机制入手，揭开蜂蜜长期不变质的生物学奥秘。

首先，我们需要了解蜂蜜的主要成分。蜂蜜是蜜蜂采集植物花蜜后，经过唾液中的“酶”（如蔗糖酶、淀粉酶）作用，再通过反复吞吐、扇风蒸发水分制成的。其主要成分是糖类，含量占蜂蜜总量的80%以上，包括葡萄糖、果糖和少量蔗糖，其中葡萄糖和果糖是单糖，能被人体直接吸收利用；其次是水分，蜂蜜中的水分含量极低，通常在20%以下，优质成熟蜂蜜的水分含量甚至低于18%；此外，蜂蜜中还含有少量的酶类、维生素（如维生素B族）、矿物质（如钾、钙、铁）和有机酸（如柠檬酸、苹果酸），这些成分不仅赋予蜂蜜独特的风味和营养价值，还能辅助抑制微生物生长。

蜂蜜的主要成分

微生物（如细菌、霉菌、酵母菌）的生长繁殖需要满足三个基本条件：充足的水分、适宜的营养物质和合适的环境（如温度、pH值）。其中，水分是微生物生存的关键——微生物细胞内的所有生理活动（如新陈代谢、酶促反应）都需要在有水的环境中进行，若环境中水分不足，微生物细胞会因失水而无法正常活动，甚至死亡。而蜂蜜的成分特点，恰好从根本上破坏了微生物的水分条件，形成了抑制微生物生长的“天然屏障”。

高渗透压抑菌原理：左侧是微生物细胞在蜂蜜中失水萎缩的过程，右侧是正常微生物细胞，用箭头对比水分流动方向。

蜂蜜能长期保存的核心机制是“高渗透压抑菌”。渗透压是指溶液中溶质分子对水分子的吸引力，溶液中溶质浓度越高，渗透压越大，对水分子的吸引力越强。蜂蜜中糖类含量极高，水分含量极低，形成了高浓度的糖溶液，渗透压远高于微生物细胞内的渗透压。当微生物（如霉菌孢子、细菌）落入蜂蜜中时，由于蜂蜜的渗透压远大于微生物细胞内的渗透压，微生物细胞内的水分会通过“渗透作用”不断向蜂蜜中扩散——水分子会从渗透压低的区域（微生物细胞内）向渗透压高的区域（蜂蜜）移动，导致微生物细胞逐渐失水、萎缩，最终失去活性，无法生长繁殖。这种“脱水效应”就像将微生物置于“干燥环境”中，使其无法进行正常的生理活动，自然也就无法导致蜂蜜变质。

高渗透压抑菌原理示意图

除了高渗透压，蜂蜜中的其他成分也能辅助抑制微生物生长。一方面，蜂蜜中含有少量的“过氧化氢”（双氧水），这是蜜蜂唾液中的“葡萄糖氧化酶”与蜂蜜中的葡萄糖反应生成的——过氧化氢具有一定的氧化性，能破坏微生物的细胞结构（如细胞膜、酶系统），抑制微生物的生长；另一方面，蜂蜜的pH值通常在3.2-4.5之间，呈酸性环境，而大多数能引起食品变质的微生物（如大肠杆菌、霉菌）适宜在中性或弱碱性环境中生长，酸性环境会降低微生物体内酶的活性，影响其新陈代谢，进一步抑制微生物繁殖。

蜂蜜中过氧化氢生成过程概念图

蜂蜜酸性环境说明图

需要注意的是，蜂蜜的长期保存需要满足一定条件，若保存不当，仍可能出现变质。首先，蜂蜜具有较强的“吸湿性”，若长期暴露在潮湿空气中，会吸收空气中的水分，导致自身水分含量升高，渗透压降低，抑菌能力减弱，微生物就可能开始生长；其次，若使用未清洗干净的勺子取用蜂蜜，会将外界的微生物带入蜂蜜中，即使蜂蜜本身抑菌能力强，大量微生物的侵入也可能打破平衡，引发变质；此外，高温环境会破坏蜂蜜中的酶类和过氧化氢，降低其抑菌效果，还可能导致蜂蜜中的糖类结晶（虽然结晶不影响蜂蜜品质，但会影响口感）。因此，保存蜂蜜时，应将其密封在干燥、清洁的容器中，置于阴凉、干燥、避光的地方，取用后及时盖紧盖子，避免水分和微生物污染。

蜂蜜正确保存方法

蜂蜜保存不当变质对比图

蜂蜜的高渗透压抑菌原理，不仅解释了其长期保存不变质的原因，也为食品保鲜提供了思路。在古代，人们就利用类似的原理保存食物，如用盐腌制肉类、用糖腌制水果（如蜜饯）——盐和糖能形成高渗透压环境，抑制微生物生长，延长食物的保质期。这种天然保鲜方法无需添加人工防腐剂，既安全又健康，体现了人类对自然规律的利用。从古代的蜂蜜储存，到现代的食品保鲜技术，高渗透压抑菌始终是一种有效的天然保鲜手段。深入理解蜂蜜长期不变质的生物学原理，能让我们更好地掌握蜂蜜的保存方法，充分利用其营养价值，同时也能让我们认识到生物体内成分与环境适应的精妙关系——生命的智慧，就藏在这一勺能长期保鲜的甜蜜之中。