第一章 化学与食品精选PPT.ppt
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1、第一章 化学与食品第1页,本讲稿共76页日常活动的能量消耗:日常活动的能量消耗:成成年年人人的的一一般般活活动动,每每天天约约消消耗耗1万万千千焦焦能能量量。一一个个重重60公公斤斤的的男男生生,日日均均消消耗耗能能量量约约12600 kJ;一一个个重重55 公公斤斤的的女女生生,日日均均消消耗耗能量约能量约8820 kJ。国国际际卫卫生生组组织织规规定定人人均均日日摄摄取取热热量量达达到到1万万千千焦焦(合约合约2400千卡千卡),就算达到了温饱线。,就算达到了温饱线。第2页,本讲稿共76页1.1能量的来源能量的来源人体能量来源于食物。人体能量来源于食物。食食物物的的主主要要营营养养成成份份
2、包包括括糖糖、蛋蛋白白质质、脂脂类类、维生素和矿物质。维生素和矿物质。其其中中糖糖、蛋蛋白白质质和和脂脂类类提提供供人人体体正正常常能能量量需需求。求。第3页,本讲稿共76页按按上上述述温温饱饱水水平平的的日日摄摄取取能能量量要要求求,一一个个成成年年人人每每天需要摄取:天需要摄取:糖,糖,300400克,占总能量的克,占总能量的35451克糖约提供克糖约提供17千焦能量。千焦能量。蛋白质,蛋白质,80120克克1克克蛋蛋白白质质也也大大约约可可提提供供17千千焦焦能能量量,每每天天应应摄入适量的瘦肉、鸡蛋和豆质品等。摄入适量的瘦肉、鸡蛋和豆质品等。脂类,脂类,100150克,占总能量的克,占
3、总能量的3550每克脂肪可提供每克脂肪可提供37千焦能量。千焦能量。第4页,本讲稿共76页1、糖、糖也被称为碳水化合物。也被称为碳水化合物。是人体热能最主要的来源。是人体热能最主要的来源。主要由大米、面粉、玉米、小米等含淀粉的食主要由大米、面粉、玉米、小米等含淀粉的食物供给。物供给。糖是多羟基醛或酮以及能水解生成多羟基醛糖是多羟基醛或酮以及能水解生成多羟基醛或酮的一类化合物。或酮的一类化合物。第5页,本讲稿共76页单糖单糖低聚糖低聚糖多糖多糖不能水解成更小分子的多羟基醛或酮,不能水解成更小分子的多羟基醛或酮,如如葡萄糖、果糖等葡萄糖、果糖等含含210个单糖结构的缩合物,能水解成个单糖结构的缩合
4、物,能水解成几分子单糖,几分子单糖,如蔗糖、麦芽糖、乳糖和如蔗糖、麦芽糖、乳糖和纤维二糖等纤维二糖等含含10个以上单糖结构的缩合物,能水解成个以上单糖结构的缩合物,能水解成较多分子单糖,较多分子单糖,如淀粉、纤维素等如淀粉、纤维素等溶于水,有甜味溶于水,有甜味多数不溶于水,无甜味多数不溶于水,无甜味第6页,本讲稿共76页D-(+)-葡萄糖葡萄糖D-果糖果糖-D-(+)-葡萄糖葡萄糖-D-(+)-葡萄糖葡萄糖-D-呋喃果糖呋喃果糖-D-呋喃果糖呋喃果糖第7页,本讲稿共76页蔗糖蔗糖麦芽糖麦芽糖-葡萄糖和葡萄糖和-果糖通过果糖通过一个一个C-O-C相连接。相连接。两个两个-葡萄糖通过一个葡萄糖通过
5、一个C-O-C相连接。相连接。第8页,本讲稿共76页淀淀粉粉、纤纤维维素素和和糖糖原原是是3种种人人们们最最为为熟熟悉悉的的多多糖。糖。淀粉是包括土豆在内的好几种食物的主要成分。淀粉是包括土豆在内的好几种食物的主要成分。纤纤维维素素是是植植物物细细胞胞壁壁的的主主要要纤纤维维成成分分,也也是是纸纸的主要成分。的主要成分。糖原是人体内储存糖类的多糖形式。糖原是人体内储存糖类的多糖形式。第9页,本讲稿共76页直链淀粉直链淀粉直链淀粉遇碘显深蓝色,直链淀粉遇碘显深蓝色,可用于鉴定淀粉的存在。可用于鉴定淀粉的存在。第10页,本讲稿共76页支链淀粉支链淀粉第11页,本讲稿共76页纤维素纤维素第12页,本
6、讲稿共76页糖是快速能源。糖是快速能源。在在酶酶催催化化下下,被被吸吸收收后后转转化化产产生生的的单单糖糖(如如葡葡萄萄糖糖)才被才被“氧化氧化”(燃烧),提供人体所需要的能量。(燃烧),提供人体所需要的能量。葡萄糖氧化的反应式为:葡萄糖氧化的反应式为:C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+2889kJ第13页,本讲稿共76页乳糖不耐症乳糖不耐症是是一一种种常常见见功功能能障障碍碍,与与对对淀淀粉粉和和纤纤维维素素的的消消化化能能力不同相关。力不同相关。患患者者缺缺少少乳乳糖糖酶酶或或它它的的浓浓度度不不足足。多多数数患患者者对对消消化化奶奶制制品品有有困困难难。食食用用这这些些食食物物
7、经经常常会会造造成成腹腹泻泻和排气。和排气。第14页,本讲稿共76页医学上用班尼迪特试剂或试纸(硫酸铜、医学上用班尼迪特试剂或试纸(硫酸铜、氢氧化钠和柠檬酸钠混合液)来检测糖尿氢氧化钠和柠檬酸钠混合液)来检测糖尿病。病。试试剂剂由由蓝蓝色色变变红红,说说明明尿尿液液中中有有一一定定量量的的葡葡萄糖存在。萄糖存在。第15页,本讲稿共76页2、蛋白质、蛋白质蛋蛋白白质质是是聚聚酰酰胺胺或或多多肽肽,由由氨氨基基酸酸单单体体组组成成的的聚聚合合物物。绝绝大大部部分分的的蛋蛋白白质质是是由由20个个天天然然存存在在的的不不同同氨氨基基酸酸的的各各种种不不同同组组合合构构成成的。的。R:H,羟基,芳环,
8、杂环,羟基,芳环,杂环氨基酸氨基酸第16页,本讲稿共76页牛胰岛素的一级结构牛胰岛素的一级结构 NH2 NH2 NH2A 链H2N-谷谷-半胱半胱-半胱半胱-丙丙-丝丝-缬缬-半胱半胱-丝丝-亮亮-酪酪-谷谷-亮亮-谷谷-天冬天冬-酪酪-半胱半胱-天冬天冬-COOH谷谷-缬缬-异亮异亮-甘甘-NH2 B 链H2N-苯丙苯丙-缬缬-天冬天冬-谷谷-组组-亮亮-半胱半胱-甘甘-丝丝-组组-亮亮-缬缬-谷谷-丙丙-亮亮-酪酪-亮亮-缬缬-半胱半胱-甘甘HOOC-丙丙-赖赖-脯脯-苏苏-酪酪-苯丙苯丙-苯丙苯丙-甘甘-精精-谷谷 NH2 NH2 S S S S 2NH2CH2COOH 肽键肽键第17页
9、,本讲稿共76页饮饮食食中中的的蛋蛋白白质质的的需需要要量量通通常常以以每每天天每每公公斤斤体体重重多多少少克克蛋蛋白白质质的的方方式式来来表表达达,而而这这随随年年龄龄、体型和能量需求而变化。体型和能量需求而变化。婴儿每天需要婴儿每天需要1.8g蛋白质蛋白质/kg体重,体重,中学儿童大约中学儿童大约1.0蛋白质蛋白质/kg体重,体重,成人成人0.8蛋白质蛋白质/kg体重。体重。氮平衡氮平衡第18页,本讲稿共76页九种人体必需氨基酸九种人体必需氨基酸组氨酸组氨酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸缬氨酸缬氨酸含必需氨基酸越多的蛋白质,
10、其营养价值就越高。含必需氨基酸越多的蛋白质,其营养价值就越高。牛牛肉肉、鱼鱼、禽禽和和其其它它肉肉类类含含有有所所有有的的各各种种必必需需氨氨基基酸,且与人体内发现的比例大致相同。酸,且与人体内发现的比例大致相同。肉类被称为全蛋白质。肉类被称为全蛋白质。素食者要注意食物的互补性。素食者要注意食物的互补性。第19页,本讲稿共76页蛋白质在胃中的分解蛋白质在胃中的分解食食物物蛋蛋白白质质在在胃胃酸酸的的协协助助下下,由由胃胃蛋蛋白白酶酶对对其其进进行行初初步步消消化化,使使蛋蛋白白质质的的细细胞胞壁壁结结构构变变松松,能能使使吞吞下下的的小小肉肉块块变变小小。此此外外,胃胃液液盐盐酸酸还还能能使使
11、溶溶解解蛋蛋白白变变性性。测测定定结结果果表表明明,在在胃胃中中只只有有不不足足15%的蛋白质被分解成氨基酸。的蛋白质被分解成氨基酸。经经胃胃加加工工后后出出来来的的蛋蛋白白质质,在在十十二二指指肠肠中中经经胰胰蛋蛋白白酶酶和糜蛋白酶等作用最后分解为氨基酸,通过肠壁吸收。和糜蛋白酶等作用最后分解为氨基酸,通过肠壁吸收。第20页,本讲稿共76页苯丙酮尿症(苯丙酮尿症(PKU)基基基基因因因因遗遗遗遗传传传传疾疾疾疾病病病病。苯苯苯苯内内内内氨氨氨氨酸酸酸酸是是是是在在在在人人人人体体体体内内内内转转转转化化化化为为为为酪酪酪酪氨氨氨氨酸酸酸酸的的的的一种必需氨基酸。患者缺乏催化这一反应的酶。一种
12、必需氨基酸。患者缺乏催化这一反应的酶。一种必需氨基酸。患者缺乏催化这一反应的酶。一种必需氨基酸。患者缺乏催化这一反应的酶。体体内内苯苯内内氨氨酸酸的的浓浓度度增增加加,为为补补偿偿苯苯丙丙氨氨酸酸的的升升高高,身身体体将将它它转转化化为为苯苯丙丙酮酮酸酸,并并由由尿尿液液中中排排出出大大量量这这种酸。种酸。阿斯巴甜(比蔗糖大约甜阿斯巴甜(比蔗糖大约甜200倍)倍)“一个人的美食是另一个人的毒药一个人的美食是另一个人的毒药”第21页,本讲稿共76页蛋白质的颜色反应蛋白质的颜色反应1)缩缩二二脲脲反反应应蛋蛋白白质质与与新新配配置置的的碱碱性性硫硫酸酸铜铜溶液反应,呈紫色,称为缩二脲反应。溶液反应
13、,呈紫色,称为缩二脲反应。3)茚茚三三酮酮反反应应蛋蛋白白质质与与稀稀的的茚茚三三酮酮溶溶液液共共热热,即呈现蓝色。即呈现蓝色。2 2)蛋蛋白白黄黄反反应应蛋蛋白白质质中中含含有有苯苯环环的的氨氨基基酸酸,遇遇浓浓硝硝酸酸发发生生硝硝化化反反应应而而生生成成黄黄色色硝硝基基化化合合物物的的反反应称为蛋白黄反应。应称为蛋白黄反应。第22页,本讲稿共76页3、脂类、脂类包括脂肪和类脂。类脂是指性质类似脂肪的物质,包括脂肪和类脂。类脂是指性质类似脂肪的物质,包括磷脂、糖脂、固醇等。包括磷脂、糖脂、固醇等。脂肪即油脂。油脂的主要成分为三脂肪即油脂。油脂的主要成分为三分子高级脂肪酸与甘油形成的酯。分子高
14、级脂肪酸与甘油形成的酯。第23页,本讲稿共76页亚油酸亚油酸人和动物营养中必需的脂肪酸。人和动物营养中必需的脂肪酸。缺乏亚油酸,会使动物发育不良,皮肤和肾损缺乏亚油酸,会使动物发育不良,皮肤和肾损伤,以及产生不育症。伤,以及产生不育症。在医药上用于治疗血脂过高和动脉硬化。在医药上用于治疗血脂过高和动脉硬化。第24页,本讲稿共76页红红花花油油菜菜籽籽油油亚亚麻麻籽籽油油葵葵花花籽籽油油玉玉米米油油橄橄榄榄油油豆豆油油花花生生油油棉棉籽籽油油猪猪油油棕棕榈榈油油牛牛油油黄黄油油椰椰子子油油饱和的饱和的百分含量,百分含量,%单不饱和单不饱和多不饱和多不饱和其他其他第25页,本讲稿共76页油脂的科学
15、食用:油脂的科学食用:少食动物脂肪少食动物脂肪肥胖(高血压,糖尿病等),胆固醇增高,动脉硬化,肥胖(高血压,糖尿病等),胆固醇增高,动脉硬化,胆结石,肝硬化胆结石,肝硬化/肝癌肝癌禁食原油禁食原油原油中含大量杂质、水分、磷脂、有毒物质原油中含大量杂质、水分、磷脂、有毒物质(如硫化物、如硫化物、黄曲霉素等黄曲霉素等)。地沟油地沟油提倡食用油的多样化提倡食用油的多样化WHO(世界卫生组织)推荐:多饱和脂肪酸(世界卫生组织)推荐:多饱和脂肪酸:单不饱和单不饱和脂肪酸脂肪酸:多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸=1:1:1慎食油炸食品慎食油炸食品第26页,本讲稿共76页索氏提取器索氏提取器 第27页,本讲稿共
16、76页与与糖糖和和蛋蛋白白质质不不同同,脂脂肪肪的的消消化化主主要要在在肠肠道道中进行。中进行。唾唾液液中中不不含含脂脂肪肪分分解解酶酶,此此时时脂脂肪肪不不被被水水解解;进进入入胃胃后后,在在胃胃液液中中脂脂肪肪分分解解酶酶作作用用下下,一一部部分脂肪分脂肪分解为甘油与脂肪酸。分解为甘油与脂肪酸。只只有有在在十十二二指指肠肠内内,脂脂肪肪才才在在胰胰脂脂酶酶作作用用下下开开始始被被大大量量消消化化,并并由由小小肠肠脂脂肪肪酶酶继继续续作作用用直直至至消消化化完完毕毕。胆胆汁汁含含有有胆胆汁汁酶酶及及胆胆汁汁酸酸盐盐,在在脂脂肪消化中具有重要作用。肪消化中具有重要作用。第28页,本讲稿共76页
17、从从化化学学观观点点看看,消消化化作作用用是是指指被被摄摄入入的的食食物物通通过过水水解解得得到到断断裂裂产产物物,进进而而通通过过肠肠壁壁吸吸收收到到体体液液中中并并参与新陈代谢的过程。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)释放出热肪酸,进而在酶的催化下氧化(或称燃烧)释放出热量。量。第29页,本讲稿共76页4、食物代谢中得到的能量、食物代谢中得到的能量光合作用光合作用(能量储存)(能量储存)新陈代谢新陈代谢(能量释放)(能量释放)6CO2+6H2O C6H12O6+6O2 能量能
18、量来自光合作用和新陈代谢的能量来自光合作用和新陈代谢的能量每次心脏跳动消耗每次心脏跳动消耗1J能量。能量。人人的的基基础础新新陈陈代代谢谢大大约约为为每每小小时时1cal/kg体重。体重。第30页,本讲稿共76页最重要的辅酶最重要的辅酶三磷酸腺苷(三磷酸腺苷(ATP)所所有有的的细细胞胞都都有有115毫毫摩摩尔尔的的ATP。它它的的特特点点是是随随时时可发生反应,释出可发生反应,释出193千焦千焦/摩尔的反应热:摩尔的反应热:ATP+H2O=ADP+H3PO4+193kJ这个热量就是我们赖以生存的能量。这个热量就是我们赖以生存的能量。酶酶充分的能量来源充分的能量来源调节能量释放的速度调节能量释
19、放的速度第31页,本讲稿共76页式中:式中:ADP,过二磷酸腺苷,过二磷酸腺苷H生化合成生化合成+肌肉运动肌肉运动+热热(体温体温)+其它能耗其它能耗食物食物+O2食物产生能量的反应可以归结为:食物产生能量的反应可以归结为:ATP(+CO2+H2O)H(+ADP+H3PO4)所所以以ATP被被戏戏称称为为生生物物体体内内的的能能量量通通货货,相相当当于于将将难难以花费的大钞以花费的大钞(食物食物),兑换成常用的硬币,兑换成常用的硬币(ATP)。第32页,本讲稿共76页1.2、维生素和矿物质、维生素和矿物质1、维生素、维生素是是维维持持正正常常生生命命过过程程所所必必需需的的一一类类有有机机物物
20、。需需要量很少,但对维持健康十分重要。要量很少,但对维持健康十分重要。维生素缺乏曾经是引起人类疾病和造成死亡的重维生素缺乏曾经是引起人类疾病和造成死亡的重要原因之一。要原因之一。第33页,本讲稿共76页脂溶性脂溶性维生素维生素俗名俗名水溶性水溶性维生素维生素俗名俗名维生素维生素A1维生素维生素A2维生素维生素D2维生素维生素D3维生素维生素E维生素维生素K1维生素维生素K2视黄醇视黄醇脱氧视黄醇脱氧视黄醇骨化醇骨化醇胆骨化醇胆骨化醇-生育酚生育酚叶绿醌叶绿醌合欢醌合欢醌维生素维生素B1维生素维生素B2维生素维生素PP维生素维生素B6维生素维生素B12维生素维生素B5维生素维生素C盐酸硫胺素盐酸
21、硫胺素核黄素核黄素尼克酰胺尼克酰胺/烟酰胺烟酰胺吡哆醇吡哆醇钴胺酸钴胺酸泛酸泛酸抗坏血酸抗坏血酸第34页,本讲稿共76页维生素的共性:维生素的共性:维维生生素素或或其其前前体体都都在在天天然然食食物物中中存存在在,但但是是没没有有一种食物含有人体所需的全部维生素;一种食物含有人体所需的全部维生素;在体内不提供热能;在体内不提供热能;主主要要功功能能是是通通过过作作为为酶酶的的成成分分调调节节机机体体的的代代谢谢,需需要量少却又绝不可缺少;要量少却又绝不可缺少;一一般般不不能能在在体体内内合合成成或或合合成成量量少少,不不能能满满足足机体需要,必须由食物供给。机体需要,必须由食物供给。第35页,
22、本讲稿共76页缺维生素缺维生素A会导致皮肤粗糙、夜盲症;会导致皮肤粗糙、夜盲症;缺维生素缺维生素D会生佝偻病;会生佝偻病;缺维生素缺维生素E会导致不孕;会导致不孕;缺维生素缺维生素B1会引发脚气;会引发脚气;缺维生素缺维生素C会贫血、坏血病等。会贫血、坏血病等。例如:例如:1492年意大利人哥伦布航海年意大利人哥伦布航海1519年葡萄牙人麦哲伦环球航行年葡萄牙人麦哲伦环球航行1405年郑和七次下南洋年郑和七次下南洋第36页,本讲稿共76页人体摄入的维生素并非愈多愈好。人体摄入的维生素并非愈多愈好。如如超超量量的的维维生生素素D会会引引起起乏乏力力、疲疲倦倦、恶恶心心、头头痛痛、腹腹泻泻等等,还
23、还可可使使总总血血脂脂和和血血胆胆固固醇醇量量增增加加,妨妨碍碍心心血血管功能。管功能。维生素维生素C过量有害:过量有害:生长期儿童用大剂量维生素生长期儿童用大剂量维生素C,可使儿童日后,可使儿童日后易患骨病。易患骨病。降低妇女的生育力,且影响胚胎的发育。降低妇女的生育力,且影响胚胎的发育。易患贫血等等易患贫血等等。第37页,本讲稿共76页2、矿物质、矿物质人人体体组组织织中中几几乎乎含含有有自自然然界界存存在在的的各各种种元元素素,而而且且与与地地球表层元素组成基本一致。球表层元素组成基本一致。根据对人体的生理作用,分为三类:根据对人体的生理作用,分为三类:l必需元素(包括常量元素和微量元素
24、)必需元素(包括常量元素和微量元素)l有有毒毒元元素素:镉镉(Cd)、汞汞(Hg)、砷砷(As)、锑锑(Sb)、锗、锗(Ge)、铍、铍(Be)、铊、铊(Tl)等。等。l未未知知作作用用元元素素:钡钡(Ba)、硼硼(B)、溴溴(Br)、锂锂(Li)、钛、钛(Ti)等。等。第38页,本讲稿共76页1、人体内的必需元素、人体内的必需元素参参与与人人体体的的各各种种生生理理作作用用,是是人人体体营营养养不不可可缺缺少的成分。包括常量元素和微量元素。少的成分。包括常量元素和微量元素。1)、常量元素、常量元素在人体内含量超过在人体内含量超过0.01%的元素。的元素。碳碳(C)、氢氢(H)、氧氧(O)、氮氮
25、(N)四四种种元元素素占占人人体体总总质质量量的的96%,钠钠(Na)、钾钾(K)、钙钙(Ca)、镁镁(Mg)、氯氯(Cl)、硫硫(S)、磷磷(P)七七种种元元素素占占人人体体总总质质量量的的3.95%。第39页,本讲稿共76页构构成成人人体体的的细细胞胞与与组组织织,参参与与多多种种生生化化过过程程,如如神神经传导、体液平衡、肌肉收缩的调节等。经传导、体液平衡、肌肉收缩的调节等。获得能量获得能量:C、H、O、N、S等糖类、油脂和蛋等糖类、油脂和蛋白质白质维持体内电解质平衡维持体内电解质平衡:K、Na、Mg、Cl等盐类等盐类形成骨骼形成骨骼:Ca、P第40页,本讲稿共76页元素元素成人的平均量
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