食品与化学-2

食品与化学食品与化学第二章第二章 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思考与练习题2.1 日常活动的能量消耗日常活动的能量消耗一、日常活动的能量消耗 1基础代谢率（ BMR） 人体空腹静卧于 18 25 环境中，维持体温和器官最基本生命活动所需的能量称为基础代谢能量。每公斤体重每小时所耗能量即为基础代谢率。相当于人绝对休息时的能耗，正常成年人的相应功率为 67 87焦 /秒。2.1 日常活动的能量消耗日常活动的能量消耗一、日常活动的能量消耗 2一些主要活动的能量消耗成年人的一般活动，每天约消耗 1万千焦能量。一个 60公斤体重的男生，平均每天能量消耗大约为12600千焦；一个 55公斤体重的女生，平均每日能量消耗大约为 8820千焦。国际卫生组织规定 人均日摄取热量达到 10000千焦（合约 2400千卡），就算达到了温饱线 。美、俄、法、加、澳为 1.4 1.5万千焦，日本为 1.2千焦。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 1.04万千焦，表明我国人民温饱问题早已基本解决。2.1 日常活动的能量消耗日常活动的能量消耗二、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主食主食 2微量成分微量成分 2.1 日常活动的能量消耗日常活动的能量消耗三、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 消化和吸收消化和吸收从化学观点看，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。 （ 1）糖）糖糖是快速能源。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：C6H12O6 6O2=6CO2 6H2O 2889千焦消化和吸收消化和吸收从化学观点看，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。 （ 2）蛋白质）蛋白质食物蛋白质在胃酸的协助下，由胃蛋白酶分解为朊(ruan)及胨 (dong)。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。 消化和吸收消化和吸收从化学观点看，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。 （ 3）脂肪）脂肪与糖和蛋白质不同，脂肪的消化主要在肠道中进行。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。油与脂肪酸。 能量的转换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 (ruan)，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。 能量的转换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。 （ 2）最重要的辅酶 三磷酸腺甙（ ATP）所有的细胞都有 1 15毫摩尔的 ATP。 它的特点是随时可发生反应，释出 193千焦 /摩尔的反应热：ATP H2O=ADP H3PO4 193千焦这个热量就是我们赖以生存的能量。食物产生能量的反应可以归结为：食物 O2 ATP （ CO2 H2O） H（ ADP H3PO4）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。 能量的转换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。 主食主食糖、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， 300-400克 1克糖约提供 17千焦能量， 300 400克糖理论上可提供 5100-6800千焦能量，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， 80-120克1克蛋白质也大约可提供 17千焦能量，每天应摄入 46 56克，相当于 310克瘦肉或 3个鸡蛋。 脂肪， 100-150克每克脂肪可提供 37千焦能量，每天摄取 100 150克脂肪，可放出 3700-5550千焦，占总能量的 35 50。 微量成分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，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。 人的饥饿和口渴人的饥饿和口渴 （ 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约为80毫克 % ，感到饿；进食后，血糖值可达 140毫克 % ，几小时内都感到饱，并且精力充沛。 人的饥饿和口渴人的饥饿和口渴 （ 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毫摩尔 /升时，就会刺激饮水中枢，表示口渴。 2.2 常见食物的化学特征 常见食物的化学特征 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 2-1。 表 2 1 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 73.472.176.872.274.761.5856073 8.88.57.2138.817.3101010 2.23.20.771.90.95.14.33.331.300.900.701.50.91.80.10.71 2.2 常见食物的化学特征 常见食物的化学特征 一、主食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 2 2） 。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。 表表 2 2 常见豆类的化学成分（） 常见豆类的化学成分（）名称 糖 蛋白质脂肪 灰分大豆花生芝麻葵子绿豆豌豆蚕豆14.6201425556503830203022222517.84551631.61.01.04.53543.02.23.02.2 常见食物的化学特征 常见食物的化学特征 根据我国的实际情况，将食物分为主食和副食两类。 二、副食副食可分肉、蔬菜及水果三类。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 肉肉常指鸡、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蛋白质中的硫等非氮化合物约占 30，赋予其味道鲜美。 肉肉（ 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 2 3。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毫克），微量元素也多，如铁 7毫克，主存于蛋黄中。营养价值很高。 表表 2 3 几种蛋的一般成分 几种蛋的一般成分 品种壳 水分蛋白质 脂肪 糖 灰分热量（焦/克）11.412.014.213.810.09.4 鸡蛋鸭蛋鹅蛋火鸡蛋鸽 蛋鹌鹑蛋 73.771.069.573.776.867.5 12.612.814.013.413.516.6 12.015.014.411.28.214.6 0.670.301.300.800.100.10 1.071.080.900.901.101.23 701810832688571982 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。 蔬菜蔬菜指含水分 90以上，可作维生素、无机质和纤维之源的植物。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 2 4。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。 （ 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。 蔬菜蔬菜（ 2）豆芽菜。有黄、绿豆芽两种。维 C丰富，达 2530毫克。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毫克；并富含微量元素铁。 蔬菜蔬菜（ 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毫克，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，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。 （ 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。 蔬菜蔬菜（ 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毫克。磷含量亦丰富，尖端为 100毫克，茎部较少亦有 30毫克。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。 表表 2 4 各类蔬菜的特点 各类蔬菜的特点品名 干品的主成分 主要特点 备注白菜菠菜马铃薯甘薯萝卜胡萝卜黄瓜茄子紫菜香菇糖 4.4蛋白质 25 30淀粉 70 90糖 淀粉 90粗蛋白 17糖 20糖 48糖 61蛋白质 36蛋白质 40多种必需氨基酸，维 C尤多富维 C， 多种维生素，高铁富色氨酸和有机碱粗蛋白 4，富纤维素富维 C， 淀粉酶富维 A（ 1300 3000IU）富维 C必需氨基酸多，富维 C全为美味的酰胺类、氨基酸富维