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1、1,生活化学,主讲：杨冰仪、周之荣公共卫生学院卫生化学教研室,2023/5/30,第一章食品与化学,2023/5/30,2,食品与化学,第一章,生活中的能量及其来源,常用食物的化学特征,合成食品的发展动向,食物的储存和保鲜,食品添加剂,2023/5/30,3,一、食品化学的定义二、食品化学在食品科学中的地位与作用三、食品化学的内容与研究方法,序 论,2023/5/30,4,一、食品化学的定义,名词概念,营养素,食物或食料,食品化学,食品化学：是一门研究食品（包括食品原料）的组成、特性及其产生的化学变化的科学。,2023/5/30,5,在日常生活中，我们常遇到下面这些说法：“食物中毒”、“食品安
2、全”、“食物宝典”、“食品营养”,问题：食物 食品？,食物与食品,2023/5/30,6,食物是人体生长发育、更新细胞、修补组织、调节机能必不可少的营养物质，也是产生热量保持体温、进行体力活动的能量来源。,食品 经过加工制作的食物统称为食品。,食品的定义,2023/5/30,7,中国的饮食文化发达，食品种类繁多，至今尚未统一的、规范的分类方法。由于食品分类方法的不同，市场上的食品名称也是多种多样的。不同的分类方法有不同的分类标准或判断依据，下面举例说明几种常见分类方法。,食品分类,2023/5/30,8,按原料种类分,豆类及其制品,2023/5/30,9,按加工方法分,2023/5/30,10
3、,按消费对象分,2023/5/30,11,虽然分类方法很多，但其分类都是针对一定的对象。比如，按原料的分类方法有利于行业的划分、管理或生产组织，按消费对象分有利于消费者购买的方便。,2023/5/30,12,二、食品化学在食品中的作用和地位,Food Chemistry,CompositionStructurePhysicochemicalPropertiesBioactivesSafetyChanges,食品分析食品营养食品物性食品添加剂食品加工与贮藏食品质量与安全食品包装,2023/5/30,13,三、食品化学的内容与研究方法,1、食品中化学成分,Natural Compositions,
4、Inorganic CompositionsOrganic Compositions,WaterMineralCarbohydratesLipidsProteinsVitaminsHormonesFlavor CompositionsToxic substances,Unnatural Compositions,Food additivesContaminant,Natural additivesSynthetic additivesProcessingEnvironmental pollution,食品中的基本营养素,2023/5/30,14,2、食品化学研究内容,天然的及非天然的成分的性质
5、、功能及人体需要,天然的及非天然的成分在食品原料中的变化,天然的及非天然的成分在加工及贮藏中的变化,天然的及非天然的成分对食品质量与安全性的影响,3、研究方法,物理方法,化学方法,分析仪器,2023/5/30,15,一、日常活动的能量消耗 1.基础代谢与基础代谢率(1)基础代谢(basal metabolism，BM)是指维持生命的最低能量消耗，即人体在安静和恒温条件下(一般26 30)，禁食12 h后，静卧、放松而又清醒时的能量消耗。确定基础代谢的能量消耗(basic energy expenditure，BEE)，必须首先测定基础代谢率(basal metabolic rate，BMR)。
6、,1.1日常活动的能量消耗,2023/5/30,16,(2)基础代谢率（Basal Metabolic Rate,BMR）基础代谢率就是指人体处于基础代谢状态下，每小时每平方米体表面积(或每公斤体重)的能量消耗。相当于人绝对休息时的能耗，正常成年人的相应功率为(6787)J/s。2、计算基础代谢的能量消耗（1）用体表面积进行计算 体表面积(m2)0.00659身高(cm)0.0126体重(kg)0.1603 然后再按年龄、性别查表，计算BMR。,2023/5/30,17,人体基础代谢率,2023/5/30,18,WHO于1985年提出用静息代谢率(resting metabolic rate，
7、RMR)代替BMR。,人体24 h静息代谢参考值(kcal),摘自Nutrition Science and Applications，第二版，第190页，1997年。,2023/5/30,19,（2）直接用公式计算 男BEE66+13.7体重(kg)+5.0身长(cm)6.8年龄(y)女BEE65.5+9.5体重(kg)+1.8身长(cm)4.7年龄(y)简单的方法 成人男性按每公斤体重每小时 1 kcal(4.18 kJ)女性按0.95 kcal(3.97 kJ)，和体重相乘直接计算 WHO于1985年推荐使用Schofield公式(表)，计算一天的基础代谢能量消耗。,2023/5/30,
8、20,WHO建议的计算基础代谢公式,注：w为体重(kg)。摘自Technical Report Serie 724，Geneva，WHO，1985。我国营养学会推荐，我国儿童、青少年该公式适用，18岁以上人群按公式计算结果减5%。,2023/5/30,21,3.影响基础代谢的因素（1）年龄：随着年龄的增长，其基础代谢下降。（2）性别：（3）营养及机能状况（4）气候具体如下：,2023/5/30,22,体格的影响 同等体重，瘦高者矮胖者，男性高于女性5%10%。不同生理、病理状况的影响 儿童、孕妇高，30岁以上每10年降2%。环境条件的影响 炎热、寒冷、过多摄食、精神紧张升高；禁食、少食、饥饿降
9、低。尼古丁和咖啡因可以刺激基础代谢水平升高,2023/5/30,23,体力活动 极轻的体力活动：以坐姿或站立为主的活动，如开会、开车、打字、缝纫、烹调、打牌、听音乐、油漆、绘画及实验室工作等。轻体力活动：指在水平面上走动，扫卫生、看护小孩、打高尔夫球、饭店服务等。中等体力活动：这类活动包括行走、除草、负重行走、打网球、跳舞、滑雪、骑自行车等。重体力活动：负重爬山、伐木、手工挖掘、打篮球、登山、踢足球等。极重体力活动：运动员高强度的职业训练或世界级比赛等。,2023/5/30,24,中国营养学会建议的我国成人活动水平分级(2001年),2023/5/30,25,4一些主要活动的能量消耗 成年人的
10、一般活动，每天约消耗1万千焦能量。一个60 kg体重的男生，平均每天能量消耗大约为12600 kJ；一个55 kg体重的女生，平均每日能量消耗大约为8820 kJ。国际卫生组织规定人均日摄取热量达到10,000 kJ（合约2,400 kcal），就算达到了温饱线。美、俄、法、加、澳为(1.41.5)万 kJ,日本为1.2万 kJ。我国于1982年第二次营养调查结果显示，全国男女老少平均日摄入热量为1.04万 kJ，表明我国人民温饱问题早已基本解决。,2023/5/30,26,各种强度的体力活动及能量消耗,2023/5/30,27,二、能量的来源 人体能量来源于食物。食物通常包括食物主体、维生素
11、和无机物质（特别是微量元素）三种成份。其中食物主体指糖、蛋白质和脂肪，是它们提供人体正常能量需求。1主食 2微量成分,2023/5/30,28,主食 糖、蛋白质和脂肪都属于碳水化合物。这些碳水化合物被氧气 氧化成二氧化碳和水，同时放出大量的热。按上述温饱水平的日摄取能量要求，一个成年每天需要摄取：糖，300 g400 g 1 g糖约提供16.7 kJ(4.0 kcal)焦能量，300 g400 g糖理论上可提供(51006800)kJ能量，即可满足人体需要。其中1/3为食糖，2/3为淀粉，占总能量的35 45。蛋白质，80 g120 g 1 g蛋白质也大约可提供16.7 kJ(4.0kcal)
12、能量，每天应摄入(4656)g，相当于310 g瘦肉或3个鸡蛋。脂肪，100 g 150 g 1 g脂肪可提供36.7 kJ(9.0 kcal)能量，每天摄取100 g 150 g脂肪，可放出(3700 5550)kJ，占总能量的3550。,2023/5/30,29,微量成分 维生素和微量元素被称为生物催化剂，起促进化学反应、转换能量及维持各种代谢的重要作用。维生素 维生素在机体内的作用与酶有密切关系，缺乏某种维生素会引起特定的疾病。例如，缺维生素A会导致夜盲症；缺维生素D会生佝偻病；缺维生素E会不孕；缺维生素B、C会贫血等。微量元素 通常指铁、锌、铜、锰、铬、钴、钼、钒、硒、氟、硼、碘等元素
13、，是动植物生命体系的营养元素或必需元素，它们都有重要的生理功能。例如早就知道缺铁会导致耳聋；缺碘会导致甲状腺肿。近来报道长期饮用含镉量较高的水，“只生女，不生男”，即影响到染色体的活动能力。,2023/5/30,30,三、能量的转换和利用 食物主体和微量成分虽可提供能量，但它们本身还不是能量，需要经过转换而加以利用。1消化和吸收2能量的转换 3.人的饥饿和口渴,2023/5/30,31,消化和吸收 消化：食品在消化道内的分解过程称为消化。吸收：食品经过消化后，透过消化道黏膜进入血液循环的过程称为吸收。消化道的运动将磨碎了的食物与消化液充分混合并向前推送，在这个过程中进行分解与吸收，最后把不被吸
14、收的残渣排除体外。从化学观点看，消化作用是指被摄入的食物通过水解得到断裂产物，进而通过肠壁吸收到体液中并参与新陈代谢的过程。糖、蛋白质和脂肪的水解分别产生单糖、氨基酸和脂肪酸，进而在酶的催化下氧化(或称燃烧)释放出热量。,2023/5/30,32,2023/5/30,33,糖是快速能源。在酶催化下，被吸收后转化产生的单糖(如葡萄糖)才被“氧化”(燃烧)，提供人体所需要的能量。葡萄糖氧化的反应式为：C6H12O66O2=6CO26H2O2889 kJ,2023/5/30,34,蛋白质的结构：蛋白质是以AA为基本结构单位构成的结构复杂高分子化合物。其结构分为低级结构（一级结构）和高级结构（二、三、
15、四级结构）：(1).一级结构：是氨基酸通过肽键（酰胺键）组成的肽链中，氨基酸残基的种类、数目、排列顺序为Pr的一级结构。在多肽链中带有氨基的一端称作N端，而带有羧基的一端称作C端。,（2）蛋白质,2023/5/30,35,2023/5/30,36,(2).二级结构：指多肽链借助氢键排列成沿一个方 向、具有周期性结构的构象，并不考虑侧链的构象和片断间的关系。Pr的二级结构主要有-螺旋和-折叠，氢键在其中起着稳定构象的作用。,2023/5/30,37,(3).三级结构：是指多肽链借助各种作用力在二级结构基础上，进一步折叠卷曲形成紧密的复杂球形分子的结构。稳定蛋白质三级结构的作用力有氢键、离子键、二
16、硫键和范德华力。,肌球素的三级结构,2023/5/30,38,(4).四级结构：蛋白质的四级结构是二条或多条肽链之间以特殊方式结合，形成有生物活性的蛋白质；其中每条肽键都有自己的一、二、三级结构，这些肽链称为亚基，它们可以相同，也可以不同。,四级结构,2023/5/30,39,一级结构二级结构三级结构四级结构,蛋白质的各种结构的关系,2023/5/30,40,食物蛋白质在胃酸的协助下，由胃蛋白酶分解为朊及胨。经胃加工后出来的蛋白质，经多种蛋白酶的作用最后分解为氨基酸，通过肠壁吸收。,2023/5/30,41,蛋白质在体内的新陈代谢,2023/5/30,42,脂的分类：,（3）脂肪,2023/5
17、/30,43,与糖和蛋白质不同，脂肪的消化主要在肠道中进行。唾液中不含脂肪分解酶，所以此时脂肪不被水解；进入胃后，在胃液中脂肪分解酶的作用下，一部分脂肪分解为甘油与脂肪酸。,2023/5/30,44,能量的转换在能量的转换中，酶起专一的催化作用，参与一切生化过程。,(1)酶的作用 酶的基体是蛋白质，但光有基体，还不具备活性。须有活动辅助剂存在或分子结构中有相当于此辅助剂的活性基团才可产生效力。前者称为酶朊，后者称为辅酶。要使酶活化（即发生作用），酶朊必须先和辅酶结合。正像要打开银行保险箱需要两把钥匙一样。,2023/5/30,45,酶的化学本质及组成,(一)酶的化学本质 关于酶是否为蛋白质，曾
18、有过争论，自20世纪30年代科学家获得了蛋白酶的结晶以后，酶是蛋白质的观点才逐渐被接受。随着研究的深入，特别是1969年核糖核酸酶的合成成功，更充分地证明 酶的化学本质就是蛋白质,2023/5/30,46,酶是蛋白质的证据有：,酶的元素组成和含氮量与蛋白质相同。一般蛋白质的元素组成是C、H、O、N四大主要元素，它们的含量依次是5052，6.8 7.7，22 28，15 18。酶的元素组成与含量与蛋白质相似，特别是含氮量。,2023/5/30,47,化学结构与空间构象与蛋白质相同。,酶同蛋白质一样，都是由氨基酸以肽键形成肽链，并且有二级、三级或四级的空间构象。维持构象的次级键也与蛋白质一样容易受
19、到理化因素的影响而使酶变性，酶变性后活性消失。,2023/5/30,48,酶两性离子的性质与蛋白质相同。,酶与蛋白质一样，在不同的酸碱溶液中呈现不同的离子状态。在电场中，这些大分子常聚集于电极的一端，当不移向任何一端时则为等电点。溶解度此时表现为最低。,2023/5/30,49,酶的胶体性质与蛋白质相同。,酶与蛋白质一样是大分子胶体化合物，不能透过半透膜。,2023/5/30,50,酶的其它性质也与蛋白质相同。,酶所具有的酸碱性质、降解作用、颜色反应(如双缩脲反应等)、变性反应等理化性质与蛋白质相同。以上所述这些现象都充分说明酶的化学本质是蛋白质。,2023/5/30,51,单纯蛋白酶单纯蛋白
20、质水解产物：氨基酸 水解酶胃蛋白酶、脲酶、木瓜蛋白酶等,结合蛋白酶,酶蛋白+辅助因子,（全 酶）,辅基与辅酶：,与酶蛋白共价结合，牢而不易分离（辅基）,与酶蛋白非共价结合，疏松而易分离（辅酶）,(二)酶的组成,决定催化 反应的特异性（选择E催化的S）,决定催化 反应的类型（递电子、氢或一些基团）,2023/5/30,52,单成分酶的蛋白质本身即具有催化活性。,双成分酶其酶蛋白必须与特异的辅酶（或辅基）互相结合才具有活性，若酶蛋白和辅酶（或辅基）单独存在，则均无催化活性。一种辅酶可以和多种酶蛋白结合组成功能不同的多种全酶。例如：辅酶+酶蛋白但是，一种酶蛋白只能与某一特定的辅酶（或辅基）结合形成一
21、种全酶。如果该辅酶被另一种辅酶替换，就不表现出催化活性了。,乳酸脱氢酶苹果酸脱氢酶3-磷酸甘油醛脱氢酶,2023/5/30,53,活性基（辅助因子）的成分有两类：,一类是低分子有机化合物如NAD、NADP、FAD、FMN等，一类是无机金属离子，如Fe3、Cu2、Zn2、Mn2等。NAD（辅酶）烟酰胺核糖磷酸磷酸核糖腺嘌呤NADP（辅酶）烟酰胺核糖磷酸磷酸核糖腺嘌呤 磷酸FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）异咯嗪核醇磷酸磷酸核糖腺嘌呤FMN（磷酸核黄素 黄素单核苷酸）异咯嗪核醇磷酸,2023/5/30,54,酶分子都具有球状蛋白质分子所共有的一级、二级、三级结构，许多酶还具有四级结构或更高级的结构。问题
22、是为什么构成酶的蛋白质有催化活性而非酶蛋白质就没有呢？,2023/5/30,55,作为酶的蛋白质在结构上还是有其特殊的地方,活性中心,必需基团,结合基团,催化基团,接触基团,辅助基团,结构基团,非必需基团,非活性中心,2023/5/30,56,酶的活性中心,（一）酶的活性中心酶与底物的结合不是随意的，酶分子有一定的区域与底物相合，这一区域中的一些基团还直接参与化学键的形成与断裂。这一特定区域称为酶的活性中心。,对于不需要辅酶的酶来说-单纯蛋白酶，活性中心就是酶分子在三维结构上比较靠近的少数几个氨基酸残基或是这些残基的某些基团，它们在一级结构上相距可能很远，通过肽链的盘绕、折叠而在空间构象上相互
23、靠近。对于需要辅酶的酶来说-结合蛋白酶，辅酶分子或辅酶分子的某一部分结构往往就是活性中心的组成部分。,2023/5/30,58,（二）酶的必需基团,存在于酶的活性中心的，直接参与化学键的形成与断裂的，与酶的催化活性密切相关基团，称为酶的必需基团。,2023/5/30,59,氨基酸侧链,未折叠蛋白,折叠,结合位点,折叠蛋白,氢键,2023/5/30,60,活性中心内的必需基团分为两种：,结合基团：与底物结合的称为结合基团。催化基团：促进底物发生化学变化的 称为催化基团。有些必需基团兼有这两种作用。既是结合基团又是催化基团。,2023/5/30,61,Ser195-His57-Asp102，三者构
24、成一个氢键体系，His57的咪唑基是Ser195的羟基和Asp102的羧基之间的桥梁，这个氢键体系称为电荷中继网。通过电荷中继网，进行酸碱催化及共价催化。Ser195的羟基是活性中心的底物结合基团，His57的咪唑基是活性中心的催化基团。,丝氨酸,组氨酸,天冬氨酸,结合基团,催化基团,（丝-组-天冬）,2023/5/30,62,活性中心是酶起专一性催化作用的关键部位。,（1）接触残基：它们与底物接触，参与底物的化学转变，此类a.a残基的一个或几个原子与底物分子中一个或几个原子的距离都在一个键距离之内（1.5 2）。它们的侧链起与底物结合作用的称为结合基团，起催化作用的称为催化基团。（2）辅助残
25、基：它不与底物接触，而是在使酶与底物结合及协助接触残基发挥作用方面起作用。上述两类残基构成酶活性中心。,2023/5/30,63,非活性中心,（3）结构残基：在维持酶分子正常三维构象方面起重要作用，它们与酶活性相关，但不在酶活性中心范围内，属于酶活性中心以外的必需残基。上述三类残基统称酶的必需基团，若被其它氨基酸取代，往往造成酶失活。（4）非贡献残基（非必需基团）：它们对酶活性的显示不起作用，可由其它氨基酸代替，且在酶分子中占很大比例。它们可能在免疫，酶活性调节，运输转移，防止降解等方面起作用。,2023/5/30,64,酶原,酶,在一定条件下经适当的作用,酶原的激活,不具有生物活性的酶的前体
26、物质,激活剂,胰蛋白酶原,肠激酶,胰蛋白酶,二、酶原激活,2023/5/30,65,图11 胰蛋白酶原的激活,2023/5/30,66,酶原激活本质：胰蛋白酶原的激活，实际上是酶的活性中心形成或暴露的过程。去除抑制性的肽段，经变构形成或暴露酶的活性中心如：由于活性中心的形成，从而使胰蛋白酶原变成有活性的胰蛋白酶。酶原激活条件：物理作用、化学作用、另一种或几种酶的作用。上述胰蛋白酶原的激活就是靠肠粘膜所分泌的肠激酶的催化所实现的。,2023/5/30,67,三、酶的作用机制,酶为什么具有很高的催化效率呢?,2023/5/30,68,酶的催化原理：,酶作为生物催化剂，可以大大降低反应的活化能，其降
27、低幅度比无机催化剂要大许多倍，因而催化的反应速度也就更快。,2H2O2,2H2O+O2,无催化剂：Ea=75.3 kJ/mol过氧化氢酶：Ea=8.36 kJ/mol反应速度可提高一亿倍,2023/5/30,69,作用机制：,酶是怎样降低反应的活化能来加快反应速度的呢?目前比较易接受的是中间产物学说。其基本论点是：首先酶(E)与底物(S)结合，生成不稳定的中间产物(ES)，然后中间产物再分成产物(P)，并释放出酶(E)。E+S=ES E+P,2023/5/30,70,中间产物学说的关键，在于中间产物的形成。酶和底物可以通过共价键、氢键、离子键和配位键等结合形成中间产物。中间产物的稳定性较低，易
28、于分解成产物并使酶重新游离出来。事实上，中间产物理论已被许多实验所证实，中间产物确实存在。,2023/5/30,71,根据中间产物学说，酶促反应分二步进行，而每一步反应的活化能均很低，如图1-2所示。从图1-2中可以看到，进行非催化反应时，反应SP 所需的活化能为a。而酶促反应时，由S+EES，活化能为b；再由SEE+P，所需活化能为c。b和c均比a小得多。所以酶促反应比非催化反应所需的活化能要小得多，因此也大大加快了反应的速度。,2023/5/30,72,图12 酶促反应与非催化反应活化能的比较,2023/5/30,73,能量的转换 在能量的转换中，酶起专一的催化作用，参与一切生化过程。,（
29、2）最重要的辅酶三磷酸腺甙（ATP）所有的细胞都有(115)mmol的ATP。它的特点是随时可发生反应，释出193 kJ/mol的反应热：ATPH2O=ADPH3PO4193 kJ这个热量就是我们赖以生存的能量。,2023/5/30,74,食物产生能量的反应可以归结为：食物O2ATP（CO2H2O）H（ADPH3PO4）式中，H生化合成肌肉运动热（体温）其它能耗 所以ATP被戏称为生物体内的能量通货，相当于将难以花费的大钞(食物)，兑换成常用的硬币(ATP)。人体消化液中的这种酶，虽能将食物中的主成分淀粉水解成为人体能吸收的葡萄糖，但不能催化纤维素水解。牛、羊等吃草动物的消化系统中寄生了某些衍
30、生物，可以分泌出使纤维素水解的酶，这种酶可使纤维素迅速水解转化为葡萄糖。,2023/5/30,75,人的饥饿和口渴,(1)饥饿 饥饿是指一段禁食期之后对食物的生理欲求，而食欲则是对现存食物的认识反应或习惯反应。摄入食物是为了向体内补充能源，由食欲来自行调节。当胃中有食物时，它会不停地蠕动，而一旦空腹，胃就强烈收缩，伴有不适即饥饿感。血糖值低是饥饿的自然信号，人在清晨空腹时血糖量很低感到饿；进食后，血糖值上升，几小时内都感到饱，并且精力充沛。,2023/5/30,76,（2）口渴 所谓口渴是指有意识地想喝水。这种心理感受在控制体内水分和钠离子浓度上极为重要，它影响体内的水平衡，调节水的摄入。饮水
31、中枢位于下丘脑的视上核前面的视前区两侧。用埋藏电极刺激此中枢，动物在几秘钟内就开始喝水；注入高渗盐水（由于使水分子从神经细胞中渗出，从而造成脱水），可使它们狂饮。当体液中钠离子浓度比正常值高2 mmol/L时，就会刺激饮水中枢，表示口渴。,2023/5/30,77,根据我国的实际情况，将食物分为主食和副食两类。,一、主食 即通常的粮食，包括谷物和豆类，其共同特点是均为干品。湿存水含量一般在2%以下。1谷物 谷物包括米、面、玉米、高梁、小米、荞麦等，它们的的主成分为糖质，以淀粉为多。淀粉是由葡萄糖为单元连接而成的大分子，结构上有直链与支链之分（直链遇碘呈蓝色，支链则呈红褐色）。通常大米、小麦、玉
32、米等主要为直链淀粉。粳米与糯米淀粉结构略异，前者支链占20，后者则几乎全为支链。由于支链物加热后易缠结，所以糯米饭粘性比粳米饭好。谷物的主要化学成分如表1-1。,1.2常见食物的化学特征,2023/5/30,78,荞麦,大米,2023/5/30,79,表11常见谷物的化学成分（）,谷物名称,糖,蛋白质,脂 肪,灰 分,米糙（粳）米糙（糯）米白米麦小麦大麦荞麦杂粮玉米 高梁 小米,73.472.176.872.274.761.58560 73,8.88.57.2138.817.31010 10,2.23.20.771.90.95.14.33.33,1.300.900.701.50.91.80.1
33、0.7 1,2023/5/30,80,2.豆类 豆类包括大豆、花生、芝麻、葵子及杂豆等，其化学成分较为复杂（详见表12）。下面仅择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较少外，其它与动物性蛋白相似，故有植物蛋白之称。（2）花生 营养价值很高，其所含蛋白质中含有人体必需的8种氨基酸，脂肪含量也很高，还有约占1 的钾、磷和较丰富的维B及菸碱酸。唯缺维C。,2023/5/30,81,表12常见豆类的化学成分（）,2023/5/30,82,预防：充分加热，烧熟煮透注意豆浆的“假沸”,“假沸”后持续加热不少于5min。,2023/5/30,83,二、副食副食可分肉、蔬菜及水
34、果三类。按其来源可分为陆产与水产两类；按宗教习惯分为荤、素两类；有的西方国家则分为动物与植物性两大类。,1.肉 2.蔬菜 3.果品,2023/5/30,84,肉,常指鸡、鸭、鱼及其它禽兽（家养及野生）的可食用部分，包括肌肉、结缔组织、脂肪及脏器（脑、舌、心、肺、肝、脾、肾、肠、胃等）以及血、骨、筋、胶原等，以肌肉为主。,（1）肌肉 即瘦肉，其主成分为蛋白质(20)，干物中约占80，氨基酸甚多，且组成匹配好，因而肉成为营养之必备品。,（2）鱼及水产品 不论是淡水或海水产品，除含高蛋白外，均以维生素多及无机微量元素高为特点。例如乌贼的肝脏含铜占其灰分的4，还含相当多的锌、钴、镍。另一特点是水产品的
35、蛋白质中的硫等非氮化合物约占30，赋予其味道鲜美。,2023/5/30,85,（3）蛋 各类禽蛋主成分均为蛋白质（约18），其中鹌鹑蛋和鹅蛋的含量较高。一般蛋之成分如表13。蛋的食用部分为蛋清和蛋黄，二者成分不同。蛋清除水分外（占86）几乎全为蛋白质；蛋黄则含多种成分：脂肪18.0，卵磷脂及其它磷脂11.0，蛋黄磷蛋白质14.5，蛋黄素、胆固醇、血蛋白元共5.7，灰分1.0，其余为水分49.5（pH约为6.3）。蛋含的氨基酸品种最全（18种），消化率95 以上，胃内停留时间最短。蛋的维生素甚多，维A、维B、菸碱酸、泛酸丰富(后者达3.1 mg/100g)，微量元素也多，如铁7 mg/100g，
36、主存于蛋黄中。营养价值很高。,2023/5/30,86,表13几种蛋的一般成分,11.412.014.213.810.0 9.4,鸡蛋鸭蛋鹅蛋火鸡蛋鸽蛋鹌鹑蛋,73.771.069.573.776.8 67.5,12.612.814.013.413.516.6,12.015.014.411.28.2 14.6,0.670.301.300.800.10 0.10,1.071.080.900.901.10 1.23,701810832688571 982,有人把胆固醇同心血管病联系起来，只吃蛋白不吃蛋黄，完全是 一种误解。,2023/5/30,87,蔬菜,指含水分90 以上，可作维生素、无机质和纤
37、维之源的植物。按外观可分叶（白菜、菠菜）、茎（芹、笋）、根（萝卜、薯）、果（茄、瓜）四类，其中也包括各种海菜以及蕈类等，特点如表14。蔬菜的价值还在于其特殊成分及其特殊作用。纤维素和果胶质使肠蠕动，促进消化；蔬菜中酶含量较多，有助于消化及各种生理功能；多种维生素，特别是维C；有鲜味及各种刺激性成分如蕈类之鲜味、葱类之辛辣味等。,2023/5/30,88,表14各类蔬菜的特点,2023/5/30,89,（1）豆制品。豆浆、豆腐脑、豆腐、豆腐干等都是豆制品。豆制品的特点是蛋白质含量高、胆固醇低（1以下），宜于老年人及心脏病患者食用，因而近年风靡西方及东南亚市场。,（2）豆芽菜。有黄、绿豆芽两种。维
38、C丰富，达(2530)mg/100g。蛋白质、糖含量亦高；每日见光半小时，维C及磷含量将有所提高。,（3）萝卜叶。是一种高营养蔬菜，其营养价值优于其根。干品含蛋白质达30，且易消化，尤富含苏氨酸等氨基酸，可补谷物蛋白质之不足；富含维生素，维C达90 mg/100g；并富含微量元素铁。,2023/5/30,90,（4）甜椒。或称柿子椒、灯笼椒，以其肥大肉厚似灯笼状而得名，通常呈翠绿色，过熟者亦有呈鲜红色的。除主含蛋白质及糖外，维生素含量也丰富，特别是维C高达200 mg/100g，是蔬菜及果品中最多的，有高营养价值。,（5）洋葱。除含蛋白质、糖等外，其特点是有特殊的刺激性 及辣味，与蒜、韮类似，
39、有特殊香味。呈味物的主成分为丙烯硫化物，有催泪、抗菌作用，兼有维B之功效，助消化。,（6）芦笋。干品含蛋白质30 35，主含天冬素。分绿、白两种，含多种维生素，尤绿色者更多，其中维C达31 mg/100g。磷含量亦丰富，尖端为100 mg/100g，茎部较少亦有30 mg/100g。罐装芦笋有特殊香味，因含二巯基异丁酸，有抗癌效果，备受推崇。,2023/5/30,91,2023/5/30,92,2023/5/30,93,(7)木耳。有黑、白两种。白木耳富含蛋白质和维生素，有特殊芳香风味，增进食欲。白木耳可入药，有强精补肾、止咳润肺、提神健脑、娇嫩皮肤和防癌之功效。,蔬菜,2023/5/30,9
40、4,果品,分浆果(葡萄、草莓、凤梨)、仁果（苹果、柿、枇杷、柑桔）、核果（桃、梅、杏、李）、坚果（栗、核桃、白果、榛子）四类，除后者为干果外，前三者约含90 水分，故称水果。主要成分为糖（10），发热量约200 焦/克，多数缺脂肪及蛋白质，但含某些特殊营养成分。各种果品特点如表15。,2023/5/30,95,表15各种常见果品的特点,苹果、梨草莓柿桃葡萄香蕉栗柑桔(橙子、柠檬、文旦、柚子)核桃 西红柿,糖（10）酸（1）糖（15）糖（9）糖（15）糖（17）蛋白质（1.3）糖（40）蛋白质（3.1）糖（10）柠檬酸（2-9）蛋白质(23.1)脂肪(60.3)糖(50)果胶质（30）,2023
41、/5/30,96,2023/5/30,97,2023/5/30,98,为了解决粮食生产的工业化问题，人们想到了合成食品。目前一般有生物制备和化学合成两种。,一、生物制备二、化学合成食品,1.3合成食品的发展动向,2023/5/30,99,生物制备,1食用酵母 食用酵母是一类微生物，除含蛋白质外还含有糖类（干体的(10%60%)，似动物体之肝糖）、油脂（2%3%）、灰分（(2.5%14%），富含多种微量元素。,2石油蛋白 以烃类化合物代替糖为培养细菌或酵母之碳源，蛋白质含量可达60%70%。由于原料来源广阔，意义重大。,3藻类 以绿藻类为主，与菌类同属单细胞植物，可进行光合作用。在简单的无机物组
42、成的培养液中，在阳光或人工荧光下，通过含二氧化碳2%5%的空气进行光合作用，反应期为1周。,2023/5/30,100,化学合成食品,1965年，我国化学家合成了具有生物活性的牛胰岛素，突破了一般有机分子和生物大分子的界限。1983年，重复了人工合成牛胰岛素的试验，其分子量接近6000，是典型的蛋白质。同年还完成了猪胰岛素结构测定。人们知道，地球上生命的物质基础是蛋白质和核酸。在细胞中蛋白质合成需要核酸来编码；核酸的合成和复制，需要蛋白质（酶）来催化。因此蛋白质的人工合成意义重大。我们的食物不论来自植物、动物还是微生物，在化学家的眼里不过是一些蛋白质、脂肪、糖、维生素、无机盐和水，而这些营养物
43、质大部分是碳、氢、氧和氮四种化学元素构成的化合物，再配合少量的硫、磷、铁、氯、钠、碘、镁、钴等，常见的20多种元素。,2023/5/30,101,化学合成食品,“植物蛋白肉”是由豆类蛋白质加工而来的。配上味精等调料，可赋予肉味。利用植物蛋白或者石油微生物蛋白做原料，加工成鸡、鸭、鱼、肉的形状，淋洒点化学香精如鸡味素、鱼鲜精，再涂抹上食用色素，就成为以假乱真的“人造佳肴”了。当然，人造食物要做到完全和天然食物一模一样是不太容易的。食品化学家用灵敏的化学分析仪器检验过，每种食品里含有几十种到上百种化合物，它们的品种和数量又是那么千差万别，稍有一点变化，风味就大不相同。但人们可以预料，将来，从化工厂
44、里可以源源不断地生产出“人造牛排”或“全素烤鸭”。化学将使“人造食物”摆满餐桌。,2023/5/30,102,食物的贮存和保鲜既是家庭生活中的重要事项，也是农业以及其它相关行业的一大问题。,一、食物贮存中的化学作用 二、贮存的一般方法,1.4食物的贮存和保鲜,2023/5/30,103,食物贮存中的化学作用,由于食物不能及时消耗，必需贮存和加工，主要涉及食物的防腐。食物腐败主要原因是氧化作用和微生物作用，引起变质和分泌毒素。,1氧化作用。包括大气氧化和呼吸作用 2微生物作用。微生物可分酶和细菌两类。,2023/5/30,104,氧化作用,（1）大气氧的作用。大气氧是破坏脂肪、糖、蛋白质、维生素
45、的主要因素。,脂肪。氧与脂肪作用生成过氧化物。温度、光线及微量金属均会影响脂肪的氧化速度。除生成二聚体有致癌作用外，上述氧化作用还使油脂降解成脂肪酸、醛及烃类化合物(如丙烯醛、甲基戊酮、正丙烷等)而呈各种异味（变“哈”）。糖。加热氧化时拌随有脱水分解成羟甲基糠醛，进而与氨基酸作用生成褐色物，常用于酱油等着色。,2023/5/30,105,蛋白质。加热后部分变性，生化功能并未显著改变，主要是溶解度减小甚至凝固。加热会破坏鸡蛋白中的卵粘蛋白及抗生物素蛋白和大豆中的抗胰蛋白酶及凝结红血球蛋白，从而消除了生蛋白毒性。但过度加热，氨基酸损失，与糖共存则损失更多。维生素。在空气中加热会使各类维生素不同程度
46、地破坏。如维A对热相当稳定，但易氧化成环氧维A，进而分解。维B，虽油炸几天无损失但文火燉煮，可破坏50。维C本身对热稳定，但因蔬菜中常含维C氧化酶，初热时易破坏，该酶分解后，维C分解减少。,2023/5/30,106,氧化作用,（2）呼吸作用。植物类食物如谷物、蔬菜、水果等在存放期间继续其呼吸作用（吸收氧气呼出二氧化碳）而熟化。调节作用。催熟作用。,2023/5/30,107,微生物作用,（1）酵解。指食物在酶作用下的分解现象。生物体中本来含有多种酶（蔬菜中尤多），如氧化酶、过氧化酶、酚酶等，特别是维C氧化酶分布甚广，易使维C氧化失效，导致物质腐败。动物酶。屠宰或收藏甚至加工后，即使无任何外来
47、微生物感染，肉类也会因本身的动物酶作用而变质，其适宜温度为40。但脂解酶在-30-15 仍有活性，故肉、油脂即使冷藏还可变质。大米中亦含此酶，久存后其脂肪酸分解，出现陈米特有之味。植物酶。在50 60 下，糖酵解通常生成酸，称为酸败。蛋白质酵解时氨基酸分解成胺类、酮酸、硫化氢等，气味难闻且有毒。这些作用都是配合空气氧、紫外线、水共同作用的。,2023/5/30,108,（2）细菌作用。在合适的湿度（10 70）和温度（25 40 或10 60）以及不同的pH值条件下，细菌迅速繁殖。除产生异味、生蛆、发馊变质，使衣物虫蛀粉糌外，还进一步分泌病毒如黄曲霉素、赫曲霉素以及病毒螨，导致各种病变。故对发
48、馊的食物或发霉的衣料宜彻底处理。,葡萄球菌模型 葡萄球菌在BS平板上 黄曲霉培养照片,2023/5/30,109,贮存的一般方法,1保鲜的主要原则,（1）物理方法低温冷藏。高温杀菌。脱水或干燥。辐射杀菌。提高渗透压。密封罐装。,2023/5/30,110,（2）化学方法 用加入化学药品或通过化学加工来达到保鲜或贮存的方法，主要有：防腐剂。亦称保存剂、抗微生物剂、抗菌剂。常用的有苯甲酸及其钠盐，pH3.5时0.05 溶液可阻止酵母繁殖。抗氧化剂。配合剂。如柠檬酸、磷酸、酒石酸、EDTA等可抑制微量金属对氧化作用的催化性能。漂白剂。,2023/5/30,111,（3）保鲜作用机制阻止腐蚀剂的作用。
49、这类腐蚀剂通常是大气、灰尘、水分、盐及各种化学药品，办法是改善包装，如充以惰性气体等。防止细菌作用。办法是阻挠微生物细胞膜透过食物或营养素，使细菌饿死。设法干扰其遗传机制，抑制细菌繁殖；阻挠细菌内酶的活性，停止代谢过程；清除菌源，杀灭细菌。,2023/5/30,112,2某些容易腐坏的物品的贮存办法,（1）谷类。谷类在贮存中因氧化、呼吸、酶作用而发生各种变质。（2）肉、乳、蛋类。即荤食类，其特点是蛋白质及脂肪含量高，贮存时易发生细菌作用和酵解。肉。贮藏的主要问题是控制腐败细菌的活动。通用的方法是酸化（因酸性环境不利细菌生长。如醋泡猪蹄、香肠等）、排除空气（或充二氧化碳、氮气包装，以防氧化）、干
50、燥（烘干、风干、速冻以降低水分）、腌制（盐、糖渍）、辐射等。,2023/5/30,113,水产品。鱼贝及其它动物的贮存，应先去除内脏(因为这些最易腐坏)，然后尽快冷冻。鲜鱼在0 1 可保存(1 2)月，肉类为(10 20)日。深度冷冻（9 18）可达数月至半年。奶及乳制品。由于营养丰富，极易变质。鲜奶1 2 可保存(12)日，酸奶0 1 可保存(35)日。家庭保管奶时应在避光下及时冷藏，容器要密封（因牛奶容易溶解异味物）。奶粉打开后应保持干燥、凉爽并迅速密封，如因吸湿而结块，则不能直接冲服，而应煮沸。蛋。在低温（0，湿度75%80）下冷藏可达1年，但出库后易腐，应在1周内用完。,2023/5/
