化學與食品健康

化學與食品健康第1頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月生活中的能量及其來源常用食物的化學特征合成食品的發(fā)展動向食物的儲存和保鮮食品與化學第2頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

日?；顒拥哪芰肯囊弧⑷粘；顒拥哪芰肯?．一些主要活動的能量消耗成年人的一般活動，每天約消耗1萬千焦能量。一個60公斤體重的男生，平均每天能量消耗大約為12600千焦；一個55公斤體重的女生，平均每日能量消耗大約為8820千焦。國際衛(wèi)生組織規(guī)定人均日攝取熱量達到10000千焦（合約2400千卡），就算達到了溫飽線。美、俄、法、加、澳為1.4－1.5萬千焦，日本為1.2千焦。我國于1982年第二次營養(yǎng)調(diào)查結果顯示，全國男女老少平均日攝入熱量為1.04萬千焦，表明我國人民溫飽問題早已基本解決。返回前一頁下一頁第3頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

日?；顒拥哪芰肯亩⒛芰康膩碓慈梭w能量來源于食物。食物通常包括食物主體、維生素和無機物質(zhì)（特別是微量元素）三種成份。其中食物主體指糖、蛋白質(zhì)和脂肪，是它們提供人體正常能量需求。

1．主食

2．微量成分

第4頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月日?；顒拥哪芰肯娜⒛芰康霓D換和利用食物主體和微量成分雖可提供能量，但它們本身還不是能量，需要經(jīng)過轉換而加以利用。1．消化和吸收2．能量的轉換3.人的饑餓和口渴

第5頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月消化和吸收

從化學觀點看，消化作用是指被攝入的食物通過水解得到斷裂產(chǎn)物，進而通過腸壁吸收到體液中并參與新陳代謝的過程。糖、蛋白質(zhì)和脂肪的水解分別產(chǎn)生單糖、氨基酸和脂肪酸，進而在酶的催化下氧化（或稱燃燒）釋放出熱量。

（1）糖糖是快速能源。在酶催化下，被吸收后轉化產(chǎn)生的單糖(如葡萄糖)才被“氧化”(燃燒)，提供人體所需要的能量。葡萄糖氧化的反應式為：

C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O＋2889千焦第6頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月消化和吸收

從化學觀點看，消化作用是指被攝入的食物通過水解得到斷裂產(chǎn)物，進而通過腸壁吸收到體液中并參與新陳代謝的過程。糖、蛋白質(zhì)和脂肪的水解分別產(chǎn)生單糖、氨基酸和脂肪酸，進而在酶的催化下氧化（或稱燃燒）釋放出熱量。

（2）蛋白質(zhì)食物蛋白質(zhì)在胃酸的協(xié)助下，由胃蛋白酶分解為朊及胨。經(jīng)胃加工后出來的蛋白質(zhì)，經(jīng)多種蛋白酶的作用最后分解為氨基酸，通過腸壁吸收。第7頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月消化和吸收

從化學觀點看，消化作用是指被攝入的食物通過水解得到斷裂產(chǎn)物，進而通過腸壁吸收到體液中并參與新陳代謝的過程。糖、蛋白質(zhì)和脂肪的水解分別產(chǎn)生單糖、氨基酸和脂肪酸，進而在酶的催化下氧化（或稱燃燒）釋放出熱量。

（3）脂肪與糖和蛋白質(zhì)不同，脂肪的消化主要在腸道中進行。唾液中不含脂肪分解酶，所以此時脂肪不被水解；進入胃后，在胃液中脂肪分解酶的作用下，一部分脂肪分解為甘油與脂肪酸。第8頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月能量的轉換在能量的轉換中，酶起專一的催化作用，參與一切生化過程。

(1)酶的作用酶的基體是蛋白質(zhì)，但光有基體，還不具備活性。須有活動輔助劑存在或分子結構中有相當于此輔助劑的活性基團才可產(chǎn)生效力。前者稱為酶朊，后者稱為輔酶。要使酶活化（即發(fā)生作用），酶朊必須先和輔酶結合。正像要打開銀行保險箱需要兩把鑰匙一樣。

第9頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月能量的轉換在能量的轉換中，酶起專一的催化作用，參與一切生化過程。

（2）最重要的輔酶――三磷酸腺甙（ATP）所有的細胞都有1－15毫摩爾的ATP。它的特點是隨時可發(fā)生反應，釋出193千焦/摩爾的反應熱：ATP＋H2O===ADP＋H3PO4＋193千焦這個熱量就是我們賴以生存的能量。第10頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月食物產(chǎn)生能量的反應可以歸結為：食物＋O2－→ATP（＋CO2＋H2O）－→△H（＋ADP＋H3PO4）式中，△H＝生化合成＋肌肉運動＋熱（體溫）＋其它能耗所以ATP被戲稱為生物體內(nèi)的能量通貨，相當于將難以花費的大鈔（食物），兌換成常用的硬幣（ATP）。人體消化液中的這種酶，雖能將食物中的主成分淀粉水解成為人體能吸收的葡萄糖,但不能催化纖維素水解。牛、羊等吃草動物的消化系統(tǒng)中寄生了某些衍生物，可以分泌出使纖維素水解的酶，這種酶可使纖維素迅速水解轉化為葡萄糖。

能量的轉換在能量的轉換中，酶起專一的催化作用，參與一切生化過程。

第11頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

主食糖、蛋白質(zhì)和脂肪都屬于碳水化合物。這些碳水化合物被氧氣氧化成二氧化碳和水，同時放出大量的熱。按上述溫飽水平的日攝取能量要求，一個成年每天需要攝取：

①糖，300-400克

1克糖約提供17千焦能量，

300－400克糖理論上可提供5100-6800千焦能量，即可滿足人體需要。其中1/3為食糖，2/3為淀粉，占總能量的35－45％。②蛋白質(zhì)，80-120克

1克蛋白質(zhì)也大約可提供17千焦能量，每天應攝入46－56克，相當于310克瘦肉或3個雞蛋。③脂肪，100-150克每克脂肪可提供37千焦能量，每天攝取100－150克脂肪，可放出3700-5550千焦，占總能量的35－50％。

第12頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月微量成分維生素和微量元素被稱為生物催化劑，起促進化學反應、轉換能量及維持各種代謝的重要作用。

①維生素維生素在機體內(nèi)的作用與酶有密切關系，缺乏某種維生素會引起特定的疾病。例如，缺維生素A會導致夜盲癥；缺維生素D會生佝僂??；缺維生素E會不孕；缺維生素B、C會貧血等。②微量元素通常指鐵、鋅、銅、錳、鉻、鈷、鉬、釩、硒、氟、硼、碘等元素，是動植物生命體系的營養(yǎng)元素或必需元素，它們都有重要的生理功能。例如早就知道缺鐵會導致耳聾；缺碘會導致甲狀腺腫。近來報道長期飲用含鎘量較高的水，“只生女，不生男”，即影響到染色體的活動能力。

第13頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月人的饑餓和口渴

（1）饑餓饑餓是指一段禁食期之后對食物的生理欲求，而食欲則是對現(xiàn)存食物的認識反應或習慣反應。攝入食物是為了向體內(nèi)補充能源，由食欲來自行調(diào)節(jié)。當胃中有食物時，它會不停地蠕動，而一旦空腹，胃就強烈收縮，伴有不適即饑餓感。血糖值低是饑餓的自然信號，人在清晨空腹時血糖量約為80毫克%，感到餓；進食后，血糖值可達140毫克%，幾小時內(nèi)都感到飽，并且精力充沛。第14頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月人的饑餓和口渴

（2）口渴所謂口渴是指有意識地想喝水。這種心理感受在控制體內(nèi)水分和鈉離子濃度上極為重要，它影響體內(nèi)的水平衡，調(diào)節(jié)水的攝入。飲水中樞位于下丘腦的視上核前面的視前區(qū)兩側。用埋藏電極刺激此中樞，動物在幾秘鐘內(nèi)就開始喝水；注入高滲鹽水（由于使水分子從神經(jīng)細胞中滲出，從而造成脫水），可使它們狂飲。當體液中鈉離子濃度比正常值高2毫摩爾/升時，就會刺激飲水中樞，表示口渴。第15頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月常見食物的化學特征

根據(jù)我國的實際情況，將食物分為主食和副食兩類。

一、主食即通常的糧食，包括谷物和豆類，其共同特點是均為干品。濕存水含量一般在2%以下。1．谷物谷物包括米、面、玉米、高梁、小米、蕎麥等，它們的的主成分為糖質(zhì)，以淀粉為多。淀粉是由葡萄糖為單元連接而成的大分子，結構上有直鏈與支鏈之分（直鏈遇碘呈藍色，支鏈則呈紅褐色）。通常大米、小麥、玉米等主要為直鏈淀粉。粳米與糯米淀粉結構略異，前者支鏈占20％，后者則幾乎全為支鏈。由于支鏈物加熱后易纏結，所以糯米飯粘性比粳米飯好。谷物的主要化學成分如表1-1。第16頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月常見食物的化學特征

一、主食2.豆類豆類包括大豆、花生、芝麻、葵子及雜豆等，其化學成分較為復雜（詳見表1－2）。下面僅擇大豆和花生略作分析。（1）大豆大豆所含的氨基酸中除胱胺酸及甲硫胺酸較少外，其它與動物性蛋白相似，故有植物蛋白之稱。（2）花生營養(yǎng)價值很高，其所含蛋白質(zhì)中含有人體必需的8種氨基酸，脂肪含量也很高，還有約占1％的鉀、磷和較豐富的維B及菸堿酸。唯缺維C。第17頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月表常見豆類的化學成分（％）名稱糖蛋白質(zhì)脂肪灰分大豆花生芝麻葵子綠豆豌豆蠶豆14.6201425556503830203022222517.84551631.61.01.04.53543.02.23.0第18頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月常見食物的化學特征

根據(jù)我國的實際情況，將食物分為主食和副食兩類。

二、副食

副食可分肉、蔬菜及水果三類。按其來源可分為陸產(chǎn)與水產(chǎn)兩類；按宗教習慣分為葷、素兩類；有的西方國家則分為動物與植物性兩大類。1.肉

2.蔬菜3.果品第19頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月肉

常指雞、鴨、魚及其它禽獸（家養(yǎng)及野生）的可食用部分，包括肌肉、結締組織、脂肪及臟器（腦、舌、心、肺、肝、脾、腎、腸、胃等）以及血、骨、筋、膠原等，以肌肉為主。（1）肌肉即瘦肉，其主成分為蛋白質(zhì)（20％），干物中約占80％，氨基酸甚多，且組成匹配好，因而肉成為營養(yǎng)之必備品。

（2）魚及水產(chǎn)品不論是淡水或海水產(chǎn)品，除含高蛋白外，均以維生素多及無機微量元素高為特點。例如烏賊的肝臟含銅占其灰分的4％，還含相當多的鋅、鈷、鎳。另一特點是水產(chǎn)品的蛋白質(zhì)中的硫等非氮化合物約占30％，賦予其味道鮮美。第20頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月肉（3）蛋各類禽蛋主成分均為蛋白質(zhì)（約18％），其中鵪鶉蛋和鵝蛋的含量較高。一般蛋之成分如表1－3。蛋的食用部分為蛋清和蛋黃，二者成分不同。蛋清除水分外（占86％）幾乎全為蛋白質(zhì)；蛋黃則含多種成分：脂肪18.0％，卵磷脂及其它磷脂11.0％，蛋黃磷蛋白質(zhì)14.5％，蛋黃素、膽固醇、血蛋白元共5.7％，灰分1.0％，其余為水分49.5％（pH約為6.3）。蛋含的氨基酸品種最全（18種），消化率95％以上，胃內(nèi)停留時間最短。蛋的維生素甚多，維A、維B、菸堿酸、泛酸豐富（后者達3.1毫克％），微量元素也多，如鐵7毫克％，主存于蛋黃中。營養(yǎng)價值很高。第21頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月蔬菜

指含水分90％以上，可作維生素、無機質(zhì)和纖維之源的植物。按外觀可分葉（白菜、菠菜）、莖（芹、筍）、根（蘿卜、薯）、果（茄、瓜）四類，其中也包括各種海菜以及蕈(xun)類等，特點如表1－4。蔬菜的價值還在于其特殊成分及其特殊作用。纖維素和果膠質(zhì)使腸蠕動，促進消化；蔬菜中酶含量較多，有助于消化及各種生理功能；多種維生素，特別是維C；有鮮味及各種刺激性成分如蕈類之鮮味、蔥類之辛辣味等。第22頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）豆制品。豆?jié){、豆腐腦、豆腐、豆腐干等都是豆制品。豆制品的特點是蛋白質(zhì)含量高、膽固醇低（1％以下），宜于老年人及心臟病患者食用，因而近年風靡西方及東南亞市場。

蔬菜（2）豆芽菜。有黃、綠豆芽兩種。維C豐富，達25－30毫克％。蛋白質(zhì)、糖含量亦高；每日見光半小時，維C及磷含量將有所提高。（3）蘿卜葉。是一種高營養(yǎng)蔬菜，其營養(yǎng)價值優(yōu)于其根。干品含蛋白質(zhì)達30％，且易消化，尤富含蘇氨酸等氨基酸，可補谷物蛋白質(zhì)之不足；富含維生素，維C達90毫克％；并富含微量元素鐵。第23頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月蔬菜（4）甜椒?；蚍Q柿子椒、燈籠椒，以其肥大肉厚似燈籠狀而得名，通常呈翠綠色，過熟者亦有呈鮮紅色的。除主含蛋白質(zhì)及糖外，維生素含量也豐富，特別是維C高達200毫克％，是蔬菜及果品中最多的，有高營養(yǎng)價值。

（5）洋蔥。除含蛋白質(zhì)、糖等外，其特點是有特殊的刺激性及辣味，與蒜、韮類似，有特殊香味。呈味物的主成分為丙烯硫化物，有催淚、抗菌作用，兼有維B之功效，助消化。

（6）蘆筍。干品含蛋白質(zhì)30－35％，主含天冬素。分綠、白兩種，含多種維生素，尤綠色者更多，其中維C達31毫克％。磷含量亦豐富，尖端為100毫克％，莖部較少亦有30毫克％。罐裝蘆筍有特殊香味，因含二巰基異丁酸，有抗癌效果，備受推崇。第24頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月（7）木耳。有黑、白兩種。白木耳富含蛋白質(zhì)和維生素，有特殊芳香風味，增進食欲。白木耳可入藥，有強精補腎、止咳潤肺、提神健腦、嬌嫩皮膚和防癌之功效。蔬菜第25頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月果品

分漿果（葡萄、草莓、鳳梨）、仁果（蘋果、柿、枇杷、柑桔）、核果（桃、梅、杏、李）、堅果（栗、核桃、白果、榛子）四類，除后者為干果外，前三者約含90％水分，故稱水果。主要成分為糖（10％），發(fā)熱量約200焦/克，多數(shù)缺脂肪及蛋白質(zhì)，但含某些特殊營養(yǎng)成分。各種果品特點如表1－5。第26頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月合成食品的發(fā)展動向

為了解決糧食生產(chǎn)的工業(yè)化問題，人們想到了合成食品。目前一般有生物制備和化學合成兩種。

一、生物制備二、化學合成食品

第27頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月生物制備

1．食用酵母食用酵母是一類微生物，除含蛋白質(zhì)外還含有糖類（干體的10－60%，似動物體之肝糖）、油脂（2－3%）、灰分（2.5－14%），富含多種微量元素。2．石油蛋白

以烴類化合物代替糖為培養(yǎng)細菌或酵母之碳源，蛋白質(zhì)含量可達60－70%。由于原料來源廣闊，意義重大。

3．藻類

以綠藻類為主，與菌類同屬單細胞植物，可進行光合作用。在簡單的無機物組成的培養(yǎng)液中，在陽光或人工熒光下，通過含二氧化碳2－5%的空氣進行光合作用，反應期為1周。

第28頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月化學合成食品

1965年，我國化學家合成了具有生物活性的牛胰島素，突破了一般有機分子和生物大分子的界限。1983年，重復了人工合成牛胰島素的試驗，其分子量接近6000，是典型的蛋白質(zhì)。同年還完成了豬胰島素結構測定。人們知道，地球上生命的物質(zhì)基礎是蛋白質(zhì)和核酸。在細胞中蛋白質(zhì)合成需要核酸來編碼；核酸的合成和復制，需要蛋白質(zhì)（酶）來催化。因此蛋白質(zhì)的人工合成意義重大。我們的食物不論來自植物、動物還是微生物，在化學家的眼里不過是一些蛋白質(zhì)、脂肪、糖、維生素、無機鹽和水，而這些營養(yǎng)物質(zhì)大部分是碳、氫、氧和氮四種化學元素構成的化合物，再配合少量的硫、磷、鐵、氯、鈉、碘、鎂、鈷等，常見的不超過20種元素。第29頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月化學合成食品

“植物蛋白肉”是由豆類蛋白質(zhì)加工而來的。配上味精等調(diào)料，可賦予肉味。利用植物蛋白或者石油微生物蛋白做原料，加工成雞、鴨、魚、肉的形狀，淋灑點化學香精如雞味素、魚鮮精，再涂抹上食用色素，就成為以假亂真的“人造佳肴”了。當然，人造食物要做到完全和天然食物一模一樣是不太容易的。食品化學家用靈敏的化學分析儀器檢驗過，每種食品里含有幾十種到上百種化合物，它們的品種和數(shù)量又是那么千差萬別，稍有一點變化，風味就大不相同。但人們可以預料，將來，從化工廠里可以源源不斷地生產(chǎn)出“人造牛排”或“全素烤鴨”?；瘜W將使“人造食物”擺滿餐桌。第30頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月貯存的一般方法某些容易腐壞的物品的貯存辦法（1）谷類。谷類在貯存中因氧化、呼吸、酶作用而發(fā)生各種變質(zhì)。（2）肉、乳、蛋類。即葷食類，其特點是蛋白質(zhì)及脂肪含量高，貯存時易發(fā)生細菌作用和酵解。①肉。貯藏的主要問題是控制腐敗細菌的活動。通用的方法是酸化（因酸性環(huán)境不利細菌生長。如醋泡豬蹄、香腸等）、排除空氣（或充二氧化碳、氮氣包裝，以防氧化）、干燥（烘干、風干、速凍以降低水分）、腌制（鹽、糖漬）、輻射等。第31頁，課件共34頁