化学与食品.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化学与食品,STS,教育的基本概念,STS,教育即科学（,Science),、,技术（,Technology),、,社会（,Society),教育的缩写。是建立在科学、技术与社会相互作用基础上的一种新的教育形式。,STS,教育主要强调以下几个观点：第一，主要强调教育应该主要面向社会大众；第二强调教育应该从学生身边接触的事物和问题开始。第三强调技术教育。第四强调带着明显的价值目标进行教育。,STS,教育目前应该从以下三个方面加以落实：一是课程设置；二是教学内容；三是教学方法；,课程设置方面主要是开设面向大众的以普及科学技术知识为主要内容的课程；课程内容以发生在学生周围的事物及问题为主线，将科学概念及科学知识融会于其中的教学内容；教学方法则强调应用各种先进的直观教学手段与传统的直观教学手段相结合，寓教育于学生喜闻乐见的，生动活泼的教学活动中。,社会化学的产生及研究范畴,社会化学是介绍和研究化学在人类生活和社会活动各个领域应用的原理、方法和技术的一门实用化学。社会化学的教学目标：第一扩大学生的知识面；第二使学生具体深刻地认识化学无所不在、无处不在；第三使学生掌握一定的实用技术；,化学与生活,一、世纪的化学教育 化学教育应以培养学生的创新精神和实践能力为目标，发挥学生自身的优势，将科学探索作为课程改革的突破口，激发学生的主动性和创新意识，从学生和社会的需要出发，革新教学观念，改变课程内容过于强调偏重学科知识的倾向，努力改变过于强调接受学习，机械训练的现象促使学生积极主动学习，使获得化学知识和技能的过程成为理解化学、进行科学探索、联系社会实际和科学价值观的过程，增强学生对自然和社会的责任感。化学教学要体现时代性、突出主体性、重视实践性、倡导创新性、贯彻多样性。,二、化学与生产、生活及科学技术的联系,科学技术是第一生产力，科学技术的教育可以通过学校、通过自学、通过教科书、通过科普读物、通过专题讲座。在科教兴国的形势下，需要人们更新观念、更新知识，了解高新的科学技术，去抢占世界高新科技及其产生的制高点。我们赖以生存的环境,地球，乃至宇宙，是一个由物质构成的世界。自古以来，人们一直不懈地努力探索着这个物质世界，在可能到达的范围内已经发现自然界存在的天然元素共有,90,多种，他们千变万化的组合形成了我们所能见到的形形色色的物质，使这个世界变得绚丽多彩、千姿百态、变幻无穷。化学是一门基础科学，可以说现代生活离不开化学，现代科学发展离不开化学，就是信息技术、空间技术、海洋技术、生物技术、新材料新能源等等高新技术及其产业的发展都离不开化学，化学与人类的生活密不可分，生活中处处能够接触到化学物质。,第一讲,化学与食品,民以食为天,1,食品的主要化学成分,食品：,可食的、含有易消化营养素的物质。,营养素：,能被人体吸收后产生热量、促进发育、修复组织的物质。,食品中的化学成分：,水、脂肪、蛋白质、糖、无机盐、维生素,1,食品的主要化学成分,食物名称,数量,主要供给,谷类制品,500,克；,1/4,为杂粮,碳水化合物、蛋白质、粗纤维和维生素,蔬菜、水果,500,克；黄绿叶菜占,1/3-1/2,无机盐、维生素和纤维素,E,食用油,2550克,必需脂肪酸和纤维素,动物肉类,50克,蛋白质,黄豆类及制品,75,克,蛋白质,最好能加,1,个鸡蛋或,250,克牛奶,一个成人一天的饮食安排,：,（一）食品中的水分及其作用,水是人体中,不可缺少,的物质，也是构成,人体组织的,重要部分。成年人体内水占体重65,左右，儿童可达,75,。人体所有器官都含水，如血液占,80,、肌肉,70,、骨胳,3,。,水在人体中的作用至关重要，如,促进,食物消化、运输养料、调节体温、维持,酸碱度、保持电解质平衡等。,每人每天,最低要补充水量,1500,mL。,（一）食品中的水分及其作用,蔬菜,85,97,蛋类,73,75,水果,80,90,乳类,87,89,鱼类,67,81,猪肉,43,59,食品的含水量除,谷物和豆类,等种子外（,12,16,），一般都比较高（,60,90,），,水是食物各种组分中数量最多的组分,。,（二）油脂及其结构,油：室温下呈液态的油脂。,脂肪：室温下程固态的油脂。,油脂主要成分：甘油和脂肪酸形成的,甘油三酸酯,。,人体脂肪有三种不饱和脂肪酸,亚麻油酸、亚麻油烯酸和花生油烯酸,。它们是人体不能合成的必需脂肪酸，有促进发育、减少血小板粘性、保护皮肤和溶解脂溶性维生素等功用。,油脂及其结构,油脂烘烤食物,脂肪是在常温下呈固态的,甘油酯,。成年人约占体重的,13.2,。每天需摄入约,60,g,脂肪，每克脂肪在人体内能产生,37.7,kJ,热量，比糖和蛋白质热量要高一倍多。,脂肪是人体内储存和供应能量的重要物质，对人体起,保暖作用,能帮助脂溶性维生素（,A、D、E、K）,等的消化吸收，耐饥饿，能延长食物在体内的消化过程。,维生素,D,的合成就是以胆固醇为原料的，人体内激素、胆汁的合成也以胆固醇为原料。,血液中含量高于标准值时可引起动脉硬化，并导致高血压病症。,类脂化合物,胆固醇,脂肪摄入过少,，皮肤可因缺少脂肪的充盈和滋润，而显得干涩无光泽。,脂肪摄入过多,，易使皮下脂肪堆积，引起肥胖。又可造成皮肤脱屑、脂溢性皮炎、痊疮等皮肤病，影响皮肤健美及美容。,（三）蛋白质,1839,年，德国,Mulder,GT,将,细胞结构里复杂多变的，存在于一切活细胞中的一类,大分子,定义为,蛋白质,（,Protein）。,所有的蛋白质都含有,C、N、O、H,等元素，大多数含有,S、P。,分子量范围在,1.2,万至,100,万之间，蛋白质是氨基酸类聚合物，水解时产生的单体叫氨基酸。,人体肌肉、肝脏、酶直到毛发，无一不是蛋白质。在人体中约有,1,万多种蛋白质，占人体细胞干重的,80,。,蛋白质是,维持生长,和,修补更新,的主要材料。,蛋白质在人体内起调节消化、呼吸、血液循环、神经活动等作用，维持毛细管正常渗透压和身体的酸碱平衡。,蛋白质是人体热量来源之一。每克蛋白质在体内氧化后能产生,16.7,kJ,热量。,成年人每天摄入蛋白质不得少于,60,g,，,否则会引起营养缺乏症，如体重减轻、发育迟缓、乏力，浮肿等症状。,蛋白质约由,20,种不同,氨基酸,组成。,必需氨基酸：,苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸,等,8,种是人体不能合成的，必须靠食物摄入（婴儿还需组氨酸）。,含以上,8,种必需氨基酸的蛋白质叫完全蛋白质（如蛋蛋白、酪蛋白、球蛋白），否则叫半完全和不完全蛋白质（如玉米蛋白、胶蛋白）。,主要由,碳、氢和氧,三种元素组成，分子通式为,C,n,(H,2,O),n,人们吃任何糖类化合物后，必须在体内水解成,葡萄糖,，才能被人体吸收和利用。每克葡萄糖氧化后能产生,16.7,kJ,热量。当糖类化合物进入体内时，一部分被氧化而供身体热能消耗，另一部分以糖原形式储藏在肝和其他部分，供紧急时用。,（四）糖类,1,、,单糖：,凡不能被水解成为更小分子的糖。,如：葡萄糖、果糖、半乳糖。,2,、,寡糖：,凡能水解成少数（,26,个）单糖分子的糖。如：蔗糖、麦芽糖和乳糖。,单糖和寡糖能溶于水，多有甜味。,3,、,多糖：,凡能水解为多个单糖分子的糖。,如：淀粉、纤维素等。,糖类物质的分类,人体的血糖：血液中的葡萄糖。,来源：食物中的糖类、肝糖原的蓄积、以及某些氨基酸、脂肪酸和乳酸的转化。,人体正常血糖含量为：每,100,毫升血液中约,80100,毫克葡萄糖。,人体中只有,淀粉酶,而没有,纤维素酶,，因此人类只能吃五谷杂粮生存。牛、马等动物体内既有淀粉酶，又有纤维素酶。,纤维素,在体内不易消化，主要功能是刺激肠蠕动，有助于防止阑尾炎、心脏病和直肠癌。主要来源是干果、鲜果、蔬菜及全谷类。,（五,）无机盐,人体中已知有几十种元素，其中,氧、碳、氢、氮,占人体质量的,96,，,钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁,7,种元素占,3.95,，上述,11,种元素叫,必需常量元素,。,锰、铁、钴、铜、锌、钼、碘、钒、铬、硒、氟、硅,等叫,必需痕量元素,，在人体中含量不到,1,。,钙约占成人体重的,2%,，人体中的钙,99%,以上存在于骨骼和牙齿中，其余,1%,存在于体液及柔软组织中。,成人每日钙的需要量为,600800,毫克，孕妇及发育期儿童每日的摄入量为,15002000,毫克。,虾米、小鱼等海产品和乳制品中含量较多。,（1,）钙,人体中最多的常量元素,磷约占成年人体重的,1%,，是人体中除了钙以外最多的矿物元素。,磷和钙一起构成骨骼和牙齿，占身体总磷量的,80%,，其余,10%,在肌肉中，,10%,存在于脑、神经、内脏中。,食品的钙磷比例以,1：1.5,最合适，有利于骨骼的发育。,（2,）磷,来自大多数食物,成人体内含有约,75,克,钠，在细胞外液中,以氯化钠、磷酸氢二钠、碳酸钠、碳酸氢钠,等形式存在。,它的主要作用是调节细胞内外,渗透压,，使细胞膜对体液保持通透性。它们还是,酶的激活剂,，能增进酶的催化能力。人不吃盐，食欲就会减退，甚至四肢无力，这就因为氯离子有提高淀粉酶催化的能力。,人体每天排尿和排汗中含氯化钠约,4.5,g,，,所以人体每天应补充,4,10,g,食盐。,（3,）钠,来自食盐,成人身体中约含有,170,克,钾，它在细胞内液中以氯化钾、磷酸二氢钾、碳酸钾、碳酸氢钾,等形式存在，与钠一起调节体内组织液的,酸碱平衡,及细胞的,渗透压,。,钾是细胞内液中的主要阳离子，同时也是血液中的重要组成。,钾能加强肌肉的兴奋性，维持心跳规律。,植物性食品中含量高，如黄豆、榨菜、紫菜。,（4,）钾,心肌的保护神,成人身体内约含,25,克,，微量的镁以磷酸镁的形式存在于骨骼和牙齿中，肌肉、血液中也存在。,镁是细胞内液中的重要阳离子，它能,维持核酸结构,的稳定性，还能激活人体各种酶，如肽酶、磷酸酯酶等。,镁的主要功能是,抑制神经的兴奋性,。,植物性食品中镁的含量以花生、豌豆、小麦为多，动物性食品中以干酪、牛肉、鱼肉为多。,（5,）镁,神奇的催化剂,成年人体内含碘约,50,毫克,，,50%,在肌肉组织中，,10%,在皮肤中，,20%,集中在甲状腺内。,甲状腺素是一种,激素,，能调节体内的基础代谢，促进发育，保持健康。若人体长期缺碘，将产生甲状腺肿症。,成人每天需要供给,0.10.2,毫克,碘，含碘最丰富的食物是海带、紫菜、海盐、发菜的等，食用加碘食盐是一种经济有效的补碘方法。,（,6,）碘,预防甲状腺肿的能手,氟是形成牙齿,釉质和硬骨,的成分。正常牙齿的氟含量为每百克牙齿含,11,毫克，而龋齿仅含,6,毫克。,氟的摄取不足，氟转变为牙齿釉质的过程就会发生障碍，促进龋齿腐蚀。长期引用含氟量高的水会产生氟中毒。,含氟较多的食物有黑麦面粉、小麦面粉等，在菜花、西红柿、马铃薯中也较多，蟹肉、鲤鱼、牛肉、蛋黄中含量也很丰富。,（7,）氟,龋齿的克星,铁在人体中的含量极少，妇女每公斤体重约含,35,毫克，男子约含,50,毫克。,铁是构成,血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、和其他酶系统,的主要成分。血红蛋白能与氧气结合并将氧气输送到身体各个部位，将组织内的二氧化碳带回到肺中，铁起到帮助运输氧气的作用。,食品中含铁较多的有动物肝、肾、蛋黄、黄豆、芹菜、油菜等。,（8,）铁,血液中的运输兵,人体内含铜量为,100150,毫克,，是红血球中,血红素,的重要元素。血红蛋白制造中，铜的必需量为铁的十分之一。,铜在食物中的含量很低，每,100,克食物的含铜量一般不超过,1,毫克。含铜最多的食物为可可粉、干茶叶、牛肝、猪肝、核桃和芝麻酱等。成年人每天需要铜,22.5,毫克,。,（9,）铜,血红素中的重要微量元素,锌主要存在于头发、骨骼、眼睛、肝脏中，约有,1%2%,的锌存在于红血球,中。,血红细胞中的锌总是与碳酸酐酶、乙醇脱氢酶、羧肽酶等结合在一起，从而激活这些酶，起到,生物催化剂,的作用。,正常成年人每天锌的供给量以,15,毫克,为宜。含锌最丰富的食物为畜禽肉、鸡蛋、干酪、花生酱、黄豆、小米、玉米、大白菜、萝卜、茄子等。,（10,）锌,酶的辅助因子,（11,）钴,红血球中的重要成员,生命中必需的微量元素，构成红血球的成份之一。,维生素B,12,中有钴存在,钴的食物来源为小麦、玉米、小米、大白菜、南瓜等。,（,六）维生素,维生素大多数为有机化合物，属于,营养素,。它不能提供能量，但对维持人体正常生长及调节生理机能有很大的作用。人体,不能制造维生素,，必须由食物供给。,维生素分为,脂溶性维生素,和,水溶性维生素,。,脂溶性维生素,：维生素,A、,维生素,D、,维生素,E、,维生素,K,等。,水溶性维生素：,维生素,B、,维生素,C、,维生素,H、,维生素,M、,维生素,P,等。,（1,）,维生素,A,1913,年美国化学家台维斯从鳕鱼肝中提取得到的。,维生素,A,是眼睛中,视紫质,的原料，也是皮肤组织必需的材料，人缺少它会得干眼病、夜盲症等。,通常每人每天应摄入维生素,A,2,4.5mg,，,不能摄入过多。动物肝中含维生素,A,特别多，其次是奶油和鸡蛋等。胡萝卜、番茄等蔬菜中含多量胡萝卜素，它是维生素,A,的前体，在人体中易变为维生素,A,。,（2,）,维生素,B,维生素,B,1,最早被人们提纯的维生素，,1896,年荷兰科学家伊克曼首先发现，,1910,年为波兰化学家丰克从米糠中提取和提纯。,它是白色粉末，易溶于水，遇碱易分解。它的生理功能是能,增进食欲，维持神经正常活动,等，缺少它会得脚气病、神经性皮炎等。,成人每天需摄入,2,mg,。,它广泛存在于米糠、蛋黄、牛奶、番茄等食物中。,维生素,B,2,-,核黄素1879,年英国化学家布鲁斯首先从,乳清,中发现，,1933,年美国化学家哥尔倍格从,牛奶,中提取。,维生素,B,2,是橙黄色针状晶体，味微苦，水溶液有黄绿色荧光，在碱性或光照条件下极易分解。人体缺少它易患,口腔炎、皮炎、微血管增生症,等。,成年人每天应摄入,2,4,mg,，,它大量存在于谷物、蔬菜、牛乳和鱼等食品中。,它有抑制,呕吐、促进发育,等功能，缺少它会引起呕吐、抽筋等症状。成年人每天摄入量为,2,mg,，,它广泛存在于米糠、大豆、蛋黄和动物肝脏中。,1947,年美国女科学家肖波在牛肝浸液中发现。它化学性质稳定，是人体造血不可缺少的物质，缺少它会产生恶性贫血症。人体每天约需,12,g人在一般情况下不会缺少。,维生素,B6,维生素,B12,（3,）,维生素,C,抗坏血酸,1907,年挪威化学家霍尔斯特在,柠檬汁,中发现。,它是无色晶体，,熔点,190,192,，易溶于水，水溶液呈酸性，化学性质较活泼，遇热、碱和重金属离子容易分解，所以炒菜不可用铜锅和加热过久。,维生素,C,的主要功能是,帮助人体完成氧化还原反应，提高人体灭菌能力和解毒能力,。长期缺少维生素,C,会得坏血病，成人每天需摄入,50,100,mg,。,多吃水果、蔬菜能满足人体对维生素,C,的需要。,据诺贝尔奖获得者鲍林研究，服大剂量维生素,C,对预防感冒和抗癌有一定作用。,当归,（4,）,维生素,D,1926,年由化学家卡尔首先从,鱼肝油,中提取。,它是淡黄色晶体，熔点,115,118,，不溶于水，能溶于醚等有机溶剂。它化学性质稳定，在,200,下仍能保持生物活性，但易被紫外光破坏。,维生素,D,的生理功能是帮助人体吸收磷和钙，是造骨的必需原料，缺少维生素,D,会得佝偻症。,人体每天应摄取维生素,D,25,g,，,但不宜过量，否则易产生副作用。在鱼肝油、动物肝、蛋黄中它的含量较丰富。人体中维生素,D,的合成跟晒太阳有关，适当地光照有利健康。,（5,）,维生素,E,1922,年由美国化学家伊万斯在,麦芽油,中发现并提取。,它是无臭、无味液体，不溶于水，易溶于醚等有机溶剂中。它的化学性质较稳定，能耐热、酸和碱，但,易被紫外光,破坏。,维生素,E,是人体内优良的,抗氧化剂,，人体缺少它，男女都不能生育，严重者会患肌肉萎缩症、神经麻木症等。还发现它有防老、抗癌作用。维生素,E,广泛存在于肉类、蔬菜、植物油中，通常情况下，人是不会缺少的。,（6,）,维生素,K,1929,年丹麦化学家达姆从动物肝和麻子油中发现提取。,它是黄色晶体，熔点,52,54,，不溶于水，能溶于醚等有机溶剂。维生素,K,化学性质较稳定，能耐热耐酸，但易被碱和紫外线分解。,它在人体内能促使血液凝固。人体缺少它，凝血时间延长，严重者会流血不止，甚至死亡。奇怪的是人的肠中有一种细菌会为人体源源不断地制造维生素,K,，,加上在猪肝鸡蛋、蔬菜中含量较丰，一般人不会缺乏。,2,烹饪中的调味品,甜,：糖类，氨基酸，二氢查耳酮类，糖精等。,酸,：醋酸，柠檬酸，苹果酸，乳酸，葡萄糖酸等,咸,：氯化钠，氯化镁，苹果酸钠，葡萄糖酸钠，丙二酸铵盐等,苦,：生物碱,鲜,：谷氨酸钠和核苷酸类,涩,：单宁类物质,（一）糖及其代用品,红糖、白糖、冰糖,蔗糖,冰糖最纯净，其次是白糖，红糖是最粗制的糖。,糖精（邻磺酰苯甲酰亚胺）：甲苯为原料化学方法合成，人食用后不会被消化吸收。,糖吃多了比吸烟危害更大,每天最好不要超过,40,克,吃糖过多会导致骨折,嗜甜与吸毒有同样的生理反应,什么时候该吃糖,吃红糖、低聚糖、糖醇类甜味剂更健康,（二）酱油,主要原料：豆类和豆饼。,酿造酱油：,黄豆、麸皮等为原料，加人工培养的酱油，经,微生物发酵法制,成。生产周期长，氨基酸含量高。,配制酱油：,将黄豆、麸皮或毛发用,盐酸,水解制成，生产周期短。,（三）食醋,镇江香醋，四川麸醋，山东黄醋、陕西老陈醋、独流清醋。,醋主要成分：水、乙酸、糖分、氨基酸、酯类物质，水占,90%,以上。,酿醋过程：三个发酵阶段，淀粉糖转化成糖，糖发酵成酒精；酒精氧化成醋。,（四）酒,酒是以粮食为原料，经酒曲发酵而制得，主要成分是乙醇。,高度酒,：乙醇的含量在,40%（40,度）以上。白酒、白兰地酒等。,中度酒,：乙醇的含量在,20%40%（20度40,度）之间。,低度酒,：乙醇含量在,20%,以下。葡萄酒、黄酒、啤酒、果酒等。,3,食品添加剂,1,、,防腐剂：,防止细菌分解和氧化,脱水干燥,腌肉和浓糖水,：氯化钠和蔗糖形成高渗条件，微生物体内的水分向体外渗析，难以生存。,1810,年,罐头保存,，食物加热杀死全部细菌，密封。,化学方法，加入,防腐剂,：,苯甲酸钠,（小于,0.1%,）用于不含酒精的饮料、果汁、矿泉水、人造奶油等中；,丙酸钠,（小于,0.3%,）用于面包、巧克力、干酪中。,2,、,保鲜剂：,蔬菜和水果的防腐保鲜剂通常有杀菌剂、新陈代谢调节剂、抗氧化剂、乙烯吸收剂等。,虎皮灵：苹果贮存,缓慢释放二氧化硫的,S-M,及,SP-M：,葡萄,复方卵磷脂：柑橘类（三个月，色泽鲜艳）,复方溴氯烷：柑橘、柚子，低温下荔枝、猕猴桃,2-（4-,噻唑基）苯并咪唑和山梨酸,:,香蕉,3,、,香料：,植物的花、叶或果实等粉碎后用有机溶剂萃取，得到香精油。,天然香料：,冬青、薄荷、柑橘,合成香料：,（,1600,种，允许使用,300,）,香草醛和乙基香草醛：,面点食品和饮料，化妆品,柠檬醛：,从山苍子油中分离，保质期,3,个月,麦芽酚：,增香、增甜和去腥。护肤化妆品中能够抑制黑色素生长。,4,、,助鲜剂：,味精（谷氨酸钠）,谷氨酸钠,加热过高，转变为有轻微毒性的,焦谷氨酸钠,。,酸性,较浓的食物：谷氨酸钠不易溶解,碱性,食物：特殊气味的谷氨酸二钠,大量摄入，抑制二价阳离子钙和镁的循环，造成头痛、心跳、恶心等不适。,每天不要超过,6,克。,5,、,甜味剂：,糖精、环己胺磺酸钠、木糖醇,6,、,食用色素：,含有双环和芳香环的有机大分子化合物。,合成色素：,苋菜红、胭脂红、柠檬黄、日落黄、靛蓝和亮蓝。,天然色素：,红曲色素、紫胶色素、甜菜红,、姜黄、红花黄，胡萝卜素、叶绿素及焦糖。,用硫磺熏制出红辣椒、红山楂片，用甲醛拌制出红香肠，用涂料红色浆调和出橘子水。,苏丹红,天下无红,去年,1月28,日，英国第一食品公司发现其从印度进口的,5,吨红辣椒粉含有工业色素“苏丹红一号”。英国第一食品公司在,2月7,日向英国食品标准局作了报告。英国食品标准局马上向各国发出通告，在,2月21,日要求召回,400,多种可能含有“苏丹红一号”的食品，包括了麦当劳的,4,种调味料：西部烧烤调味汁、地戎芥末蛋黄酱、凯馓调味汁,(,普通脂肪型,),和凯馓调味汁,(,低脂肪型,),。,“苏丹红一号”色素是一种红色的工业合成染色剂，在我国以及世界上多数国家都,不属于食用色素,，因此，它不是食品添加剂。它的一般用途是用于汽油、机油、鞋油和汽车蜡等工业产品中，不能添加在食品中。动物实验研究表明，“苏丹红一号”可导致老鼠患某些癌症，但并非严重致癌物质。我国规定，“苏丹红一号”不属于食品添加剂，严禁生产经营者在食品中使用。,苏丹红,天下无红,谢 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