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1、Chemistry and Humankind,第7章营养与化学元素,化学帮助人类延年益寿！,Chemistry and Humankind,科学美食家,人体是由哪些化学元素或化学分子构成？人体需要哪些营养素？需要多少量合适？食品的加工和烹调方式与健康有怎样的关系？,Chemistry and Humankind,7.1 人体构成,从分子水平看：,无机盐2kg(4%),碳水化合物3kg(5%),脂类9kg(14%),蛋白质11kg(17%),水40kg(60%),以体重65kg的男性为例,Chemistry and Humankind,从原子水平看：含有六十多种元素，其中11种为常量元素，如C
2、、H、O、N、S、P、Cl、Ca、Mg、K、Na等，约占99.95%，其余为微量元素或超微量元素。按其作用可分为三类：必需元素 非必需元素 有毒元素,7.1 人体构成,Chemistry and Humankind,7.1 人体构成,必需元素就是维持生命所必需的元素。主要有C、H、O、N、K、Na、Ca、Fe、Zn、I等25种。Ca骨骼、牙齿，神经传递，肌肉收缩等；佝偻病，骨质疏松Fe血红蛋白、细胞色素、呼吸酶等；贫血、性格变化,Chemistry and Humankind,7.1 人体构成,必需元素每种必需元素在人体内都有一个健康的浓度范围。CaAI800mg/d，UL2000mg/d；肾
3、结石，奶碱综合症，肌肉刺激性消失，抑制铁、锌、镁的吸收等。FeAI男15mg/d，女20mg/d，UL50mg/d；急性消化道出血，慢性肝纤维化，皮肤高度色素沉着，心脏病，心力衰竭，肝、肠、肺、食道等多种器官肿瘤等。I AI150g/d，UL1000 g/d；碘性甲状腺肿，甲状腺机能亢进。,Chemistry and Humankind,7.1 人体构成,非必需元素 微量，其生物效应和作用还未被人们认识，有待于研究或在机体内可有可无。这些元素是：铷Rb、砷As、铝Al、钡Ba、硼B、钛Ti、铌Nb、锆Zr等8种。有毒元素 有毒性而无生物功能。如：铅Pb、镉Cd、汞Hg等。,Chemistry
4、and Humankind,水俣病,1953年发生在日本熊本县水俣湾附近渔村的水俣病，其病因是由于含甲基汞废液排入水系，通过食物链浓集于鱼体内，最后富集到人体内，使运动神经和感觉神经受损，引起疾病、死亡。,Chemistry and Humankind,痛痛病,镉进入人体，在骨骼中沉积，使骨骼变形,Chemistry and Humankind,7.2 营养与健康,人体对营养的需求：一是人体生长、发育、修补组织所必需的物质；二是提供能量，以维持体温，让肌肉运动，让大脑思考。人体需要六大营养素：糖类（碳水化合物）、脂肪、蛋白质、维生素、无机盐和水,我们需要吃什么？,Chemistry and H
5、umankind,一、糖类,今天你吃糖了吗？,Chemistry and Humankind,糖的分类,Chemistry and Humankind,（1）是生物体的主要能量来源，正常成年人70%的能量来自于糖类。（2）有些糖类可以作为生物体的结构物质，例如构成植物细胞壁的纤维素，昆虫和甲克类的外骨骼的壳多糖。（3）糖类在细胞内经过各种化学变化后，可以转变为其它的化合物，如蛋白质、脂类。（4）可以和蛋白质结合成糖蛋白，位于细胞膜上，是细胞接受外界信号的受体，在细胞识别、细胞内外信号的传递以及调节生命活动中都有重要的作用。,糖类的主要生物学作用,Chemistry and Humankind,
6、每克糖类、蛋白质和脂类在体内氧化产生的能量分别为4kcal，4kcal和9kcal。所以，一份以糖类为主的搭配合理的食物比高脂肪食物的热量要少。脂肪在体内代谢生成乙酰基，必须要与葡萄糖氧化生成的草酰乙酸结合才能进入三羧酸循环被彻底氧化。若糖类不足，则脂肪代谢的中间产物在体内积存过多，就会引起酮血症。人体每天至少需要50100g糖类才能防止酮血症的产生。,Chemistry and Humankind,适宜摄取量与食物来源,AI为占总能量的55%-65%。应包括淀粉、膳食纤维、非淀粉多糖、低聚糖等。限制纯能量食物的摄取。膳食中淀粉的来源主要是粮谷类和薯类食物。粮谷类含量为60%-80%，薯类含量
7、为15%-29%，豆类中为40%-60%。单糖和双糖的来源主要是蔗糖、糖果、甜食、蛋糕、甜味水果、含糖饮料和蜂蜜等。,Chemistry and Humankind,二、脂类,Chemistry and Humankind,（1）是构成生物膜的重要物质，细胞所含有的磷脂都是集中在细胞膜中。（2）脂肪是机体代谢所需燃料的贮存形式和运输形式。（3）作为溶剂来溶解必需脂肪酸和一些脂溶性维生素。（4）某些类固醇类物质具有代谢调节作用。（5）在机体表面的脂类物质有防止机械损伤与热量散发的保护作用。脂类作为表面物质，同时与细胞识别种属特异性和组织免疫有密切关系。,脂类的主要生物学作用,Chemistry
8、and Humankind,脂类的分类,主要包括脂肪、磷脂和固醇类物质。食物中的脂类95%是脂肪，人体贮存的脂类中脂肪高达99%。,人体组织中的脂肪是以棕榈酸（C16:0）和油酸（C18:1）为主要组成成分。,Chemistry and Humankind,不饱和脂肪酸,两种必需脂肪酸：人体不能合成，或者合成的速度不能满足人体需要，必须从食物中摄取。亚油酸（C18:2）：可衍生为花生四烯酸（AA，C20:4）-亚麻酸（C18:3）：可衍生为DHA(C22:6)和EPA(C20:5),AA是合成前列腺素的主要成分，后者在脑内涉及有关睡眠、热调节、疼痛反应等功能。DHA在视网膜光受体中含量最丰富，
9、是维持正常视力所必需的物质之一。EPA、DHA、AA对心血管病有良好的防治效果，亦可增强儿童的记忆力，有助于提高学习能力。,Chemistry and Humankind,脂类的膳食适宜摄入量（AI）,脂肪能量占总能量的百分比，%,注：SFA饱和脂肪酸 MUFA单不饱和脂肪酸 PUFA多不饱和脂肪酸,Chemistry and Humankind,部分食物的脂肪含量g/100g,猪肉（肥）90.4猪肉（瘦）6.2牛肉（瘦）2.3羊肉（瘦）3.9鸡肉（瘦）2.3鸭肉（瘦）19.7鸡翅 11.8鸡腿 13.0,带鱼 4.9鲤鱼 4.1草鱼 5.2鸡蛋 11.1鸭蛋 18.0鸡蛋黄 28.2炒花生
10、48.0炒葵花子 52.8炒松子 58.5,Chemistry and Humankind,三、蛋白质,蛋白质（protein）一词源于希腊文的proteios，是“头等重要”的意思，表明蛋白质是生命活动中头等重要的物质。蛋白质是生命的基础。没有蛋白质就没有生命。人体不能有糖类和脂肪制造蛋白质，但是蛋白质所提供的物质却能制造出必需的糖类和脂肪。,Chemistry and Humankind,蛋白质的生理学作用,构成和修补身体组织，是机体的建筑材料。构成生理活性物质，如酶、激素、抗体等。调节渗透压。供给能量。,Chemistry and Humankind,蛋白质的组成,氨基酸是蛋白质的基本组
11、成单元，也是蛋白质消化后的最终产物。,人体中大多数蛋白质由20种氨基酸组成，这些氨基酸可分为两类。,氨基酸的结构通式,Chemistry and Humankind,必需氨基酸：有8种：缬氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸、苏氨酸和赖氨酸。“记住带本亮色书来！”非必需氨基酸：甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甲硫氨酸、脯氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、酪氨酸和半胱氨酸。,20种氨基酸,Chemistry and Humankind,完全蛋白质：所含必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例适当。例如：乳类中的酪蛋白、乳白蛋白；蛋类中的卵白蛋白、卵磷蛋白；肉类中的白蛋白、肌蛋白；
12、大豆中的大豆蛋白等。不完全蛋白质：所含必需氨基酸种类不齐全。例如：玉米中的玉米胶蛋白；动物结缔组织和肉皮中的胶质蛋白；豌豆中的豆球蛋白等。,蛋白质,Chemistry and Humankind,蛋白质的互补作用,两种或两种以上食物蛋白质混合食用，其中所含有的必需氨基酸取长补短，互相补充，达到较好的比例，从而提高蛋白质利用率的作用，称为蛋白质的互补作用。,Chemistry and Humankind,蛋白质的来源？,植物性蛋白质,动物性蛋白质,肉类：1525%,奶类：34%,蛋类：1015%,Chemistry and Humankind,动物越小，蛋白越好,Chemistry and Hu
13、mankind,蛋白质的推荐摄入量,轻体力活动75%坐或站立，25%站着活动。中体力活动75%坐或站着活动，25%特殊职业活动。重体力活动40%坐或站着活动，60%特殊职业活动。,Chemistry and Humankind,应该吃多少蛋白质？,缺乏时：因长期摄食过少引起蛋白质-能量营养不良（PEM）。肌肉萎缩，头发干脆易脱落，皮肤干燥发皱易损伤，伤口难以愈合，焦躁冷漠悲观等。过量时：摄入较多动物脂肪和胆固醇；加重肝脏和肾脏的负担，引起痛风、泌尿系统结石、便秘等；加速骨骼中钙的流失，易产生骨质疏松。,Chemistry and Humankind,四、维生素,维生素是维持正常生命过程所必需的
14、一类营养素，为低分子有机化合物。人体需要量很少，但必不可少。人体合成的量不能满足需要，或根本不能合成，必须从食物中获取。不是构成各种组织的原料，也不能提供能量,Chemistry and Humankind,维生素的分类,维生素,维生素A维生素D维生素E维生素K,水溶性维生素,脂溶性维生素,维生素C维生素P维生素B族,维生素B1（硫胺素）维生素B2（核黄素）维生素B3（尼克酸）维生素B6维生素B12叶酸生物素泛酸,Chemistry and Humankind,维生素缺乏时的典型案例,夜盲症、干眼病软骨症、佝偻病、骨质疏松溶血性贫血脚气病癞皮病、糙皮病巨幼红细胞性贫血坏血病,Chemistry
15、 and Humankind,Chemistry and Humankind,五、无机盐,是构成机体组织的重要材料；维持正常的渗透压；维持稳定的酸碱平衡；构成酶的辅基、激素、维生素、蛋白质和核酸的成分，参与许多生理功能。,Chemistry and Humankind,胎儿期和新生儿期缺碘可引起呆小症；成人缺碘可引起地方性甲状腺肿（大脖子病）；严重缺碘会变得反应迟缓和发胖。,碘I甲状腺素的组成成分。甲状腺素是一种激素，负责调节体内基础代谢的速率。,人体缺碘的症状有哪些？,碘盐在普通的食盐(NaCl)中加入适量的碘化钾(KI)或碘酸钾（KIO3）,Chemistry and Humankind,
16、大脖子病,Chemistry and Humankind,六、水,获得的水量（14502800ml),排出的水量（14502800ml),Chemistry and Humankind,讨论,碳酸型饮料？果汁类饮料？白开水？矿泉水？茶水？,Chemistry and Humankind,碳酸型饮料,碳酸饮料主要成分为糖、色素、甜味剂、酸味剂、香料及碳酸水等。,产品名称：无糖健怡可口可乐配料：碳酸水（水，二氧化碳），焦糖色，甜味剂（甜蜜素，安赛蜜），磷酸及柠檬酸，香料（包含咖啡因），苯甲酸钠,Chemistry and Humankind,碳酸饮料对人体健康的影响,1.对骨骼的影响。大量磷酸的摄
17、入就会影响钙的吸收，引起钙、磷比例失调。2.对牙齿的影响。在接受调查的1000名青少年中，12岁孩子饮用碳酸饮料的比例为76%，14岁为92%。3.对人体免疫力的影响。添加碳酸、乳酸、柠檬酸等酸性物质较多，容易使血液呈酸性，人容易疲劳，免疫力下降。4.对消化功能的影响。较多的酸性物质会导致睡眠时出现胃痛。5.妨碍神经系统的冲动传导，容易引起儿童多动症。,Chemistry and Humankind,平衡营养,Chemistry and Humankind,7.3 烹调与化学,烹对烹饪原料进行加热，使之成熟；调调和滋味。,Chemistry and Humankind,一、温度与菜肴质量的关系
18、,温度与上色温度与增香温度与入味温度与成形温度与营养,Chemistry and Humankind,二、调味品的作用,糖,食糖一般有红糖、白糖、冰糖等几种。它们的化学成份都是蔗糖。红糖是蔗糖和糖蜜的混和物，红糖在长期贮存中，由于糖蜜会发生氧化，从而使颜色变深，且有酸味，这时的红糖就不能再食用了。白糖是红糖经洗涤、离心、分蜜、脱光等几道工序制成的。冰糖是白糖在一定条件下，通过重结晶形成的。,Chemistry and Humankind,糖,1、定味：呈甜味，调复合味，矫味，去异味。“要想甜，放点盐”2、制作糖色：把糖用油熬至融化，使水分挥发，颜色加深，然后加水，形成绛红色的液体。焦糖化反应,
19、Chemistry and Humankind,焦糖化反应,即糖在高温下发生不完全分解并脱水聚合的过程。,焦糖,Chemistry and Humankind,黄酒,1、去腥解膻：海产鱼腥臭的主要成分三甲基胺(CH3)3N能溶于乙醇并挥发。(CH3)3N=O(CH3)3N2、增香：酶类具有芳香气味；氨基酸与糖结合生成芳香醛；氨基酸与食盐结合生成氨基酸钠盐。而且通过乙醇的挥发，把食物固有的香诱导挥发出来，使菜肴香气四溢，满座芳香。,Chemistry and Humankind,3、使菜肴滋味鲜美：黄酒，特别是绍兴酒不仅含有丰富的呈香物质，还含有二糖、三糖、四糖及以上等多种多糖类呈味物质，而且氨
20、基酸含量很高。用作烹饪调料，使菜肴增添鲜味及芳香浓郁的滋味。4、使菜肴质地松嫩：在烹饪肉、禽、蛋等菜肴时，调入黄酒能渗透到食物组织内部，微量溶解多种有机物质，从而使菜肴质地松嫩。,黄酒,Chemistry and Humankind,食盐中的钠离子和氯离子，是维持细胞之间的水平衡及血液中酸碱平衡的重要物质。钠离子能协调血压和血量，还能促进神经冲动的传导。另外，心脏和肌肉的收缩也离不开盐。一般人每天约需食盐4-10克，其中日常食物中本身含有1-2克，其余的食盐则要在烹调时加入。长期过多摄入食盐是引发高血压、肾脏病、心脏病的原因，动脉硬化的发病率也与食盐摄入的多少成正比。,盐,Chemistry
21、and Humankind,盐为百味之王。盐有脱水防腐作用。盐还可以使蛋白质凝固，烧煮蛋白质含量丰富而又不易酥烂的原料如黄豆时，不宜先放盐，如果先放盐，则黄豆表面的蛋白质凝固，不能吸入水分而膨松，也就烧不烂了。,盐,Chemistry and Humankind,主要成分为谷氨酸钠，还有少量的食盐。味精的用量要适当，过多会使人吃后感觉口干酸涩。由于味精呈碱性，不宜与醋等酸性菜肴混用，以免使酸碱中和。另外，婴幼儿应少吃味精，因为味精会与人体中锌生成络合物谷氨酸锌，随后溶于水排出体外，造成婴幼儿缺锌，影响儿童发育。在70-90 时使用最好，凉拌菜时应先用少许热水把味精化开，晾凉后浇入凉菜。如果烹饪时加热至120以上，谷氨酸钠就会变成焦谷氨酸钠，不仅鲜味减退还有轻微的毒性，所以炒菜、做汤时，味精应在临出锅时放入。,味精,Chemistry and Humankind,科学烹饪注意事项,1、洗米的次数不宜过多 2、蔬菜要先洗后切，切后急炒3、正确掌握火候4、菜在出锅前加点味精 5、烧鱼时，料酒和醋要早放6、胡萝卜和肉共烧好7、尽量不腌制、薰蒸食品,
