饮食化学饮料中的化学.ppt

我 们 的 目 标 开拓视野，了解生活中形形色色的化学 热爱化学，意识到化学在生活中的重要性 学以致用，运用所掌握的化学知识解决生活 中的化学问题 饮料是指以水为基本原料，采用不同的 配方和制造方法生产出来，供人们直 接或间接饮用的液体食品。 饮料可分为如下三类 软饮料：类别、配料 酒：白酒、啤酒、葡萄酒 无酒精兴奋饮料:茶、咖啡、可可 软饮料是指无醇饮料，是以充碳酸气的矿 泉水为基础制得的汽水、果汁等饮料。 软软 饮饮 料料 一、苏打水 二、果汁 苏打水是如何制备的呢？ 通过加压使二氧化碳在水中溶解度增大。苏打（Soda），化 学式为Na2CO3，又称纯碱，进入胃中与胃酸发生反应， Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 为什么人们夏天喜欢饮用苏打水呢？ 逸出的CO2气体从人体吸收大量热，并扩散到空气中，会使 人觉得凉爽。 一、苏打水-矿泉水.汽水.可乐 。 二、果汁 根据国家有关标准，果汁饮料分为：纯果汁、水果汁 、果汁饮料、果粒果汁饮料、果汁类汽水、果味型汽 水等多个种类，不同种类的果汁饮料所含的果汁成分 相距甚远。 1.100纯果汁用新鲜的水果压榨分离而成。 纯果汁中不允许添加任何辅料，因此口味不甜， 带有水果的天然香气，最大限度地保留了水果中 的营养。 2.水果汁水果破解后，把果核、粗纤维等过 滤掉，再经过高温消毒制成，是原果汁浓度的40 左右，添加了一定量的糖分和香精，口感好。 3.果汁饮料纯果汁含量不低于10。 4.果粒果汁饮料纯果汁含量不低于10， 果粒含量不低于5。 5.果汁类汽水原果汁含量不低于25。 6.果味型饮料饮料中的果味基本由人 工添加剂合成，原果汁含量低于25。 软饮料中常见的配料 水 白砂糖（蔗糖） 山梨酸钾 苯甲酸钠 日落黄 胭脂红 柠檬酸 山梨酸 香料 稳定剂 咖啡因 维生素 乳酸化亚铁（锌） 可溶性钙盐 矿物质 水-生命的源泉 水构成人体重量的75 % ，是人体生命中不 可或缺的物质。若能喝到水，即使体重减轻 40%也不致死亡，但若人体失水22%就会狂 躁、虚脱、昏迷而导致死亡。 为何发烧的人要多喝水？ 水的比热比较大，1g水每升高 1度需要的热量比其他液体多； 同时由于水的流动性也很大，使 得水可以调节体温，维持机体温 度的稳定性。 人体内，只有溶解或分散于水中的物质 才容易起化学反应。水是一种极性溶剂，可 以使溶解于其中的物质解离成离子，有利于 体内化学反应的进行。即使不溶于水的脂肪 和某种蛋白质也能在水中形成乳浊液和胶体 溶液。人每天一般需要2.5升水。 糖 类 饮料中常含有白砂糖（主要成分蔗糖）。 蔗糖是糖类中的一种，除了蔗糖C12H22O11以 外，葡萄糖C6H12O6、淀粉（C6H10O5 )n、纤 维素(C6H10O5)n都属于糖类。分子式我们就可 以发现，糖类是由碳、氢、氧三种元素组成 的。 人们经常以碳水化合物来称呼糖类，其实 这一名称并不科学。 糖类进入人体后 葡 萄 糖 最终生成二氧化碳和液态水，同时释 放出能量 C6H12O6 +6O2 6CO2 +6H2O 过多食用糖类如淀粉等容易使人发胖 氧化分解 转化脂 肪 经肝脏 、肌肉 等合成 糖元而 储存起 来 肝糖元可以转变成葡萄糖补充到 血液中，维持血糖浓度。 肌糖元转化成葡萄糖，氧化释放 能量，供给肌肉运动使用。 防 腐 剂 常用的合成防腐剂以山梨酸及其 盐、苯甲酸及其盐类为代表 。这类 防腐剂毒性较低，而且可以调节人 体pH 值。但人体在代谢中可以产 生这类物质，而多余的还要在肝脏 中处理并排泄出去，增加肝脏负担 ，因此摄入多了对人不利。 山梨酸（2，4己二烯酸 ，C6H8O2 ）是 一种不饱和脂肪酸，它可以被人体的代谢系 统吸收而迅速分解为二氧化碳和水，在体内 无残留。 山梨酸及其盐的作用机理相同，毒性比苯 甲酸类要小，是一种相对安全的食品防腐剂 ，广泛应用于食品、饮料、烟草、农药、化 妆品等行业。其中山梨酸钾最为常见，具有 较高的抗菌性能。 苯甲酸，学名为安息香酸，故苯甲酸钠又 称安息香酸钠。 苯甲酸类毒性较大，国家限制了苯甲酸及 其盐的使用范围，许多国家已用山梨酸钾 取代。 苯甲酸类在我国可以使用在面酱类、果酱 类、酱菜类、罐头类和一些酒类等食品中 ，现在国家明确规定苯甲酸类不能使用在 果冻类食品中。 防腐剂的防腐原理 1、干扰微生物的酶系，破坏 其正常的新陈代谢，抑制酶的 活性。 2、使微生物的蛋白质疑固和 变性，干扰其生存和繁殖。 3、改变细胞浆膜的渗透性， 使其体内的酶类和代谢产物逸 出导致其失活。 饮料中通过加入柠檬黄、胭脂红、日落黄 等，可配成红黄橙色 。此外还有绿紫色素 色素，又称着色剂，通常是一些大分子 有机物，能够散射光而显出不同颜色，但 它没有营养，仅为了使饮料更中看，实际 最后会进入血液，主要被肝脏过滤并反应 生成无色分子量较小的物质被排泄出人体 。 消费者如果长期或一次性大量食用柠檬 黄、日落黄等色素含量超标的食品，可能 会引起过敏、腹泻等症状，当摄入量过大 ，超过肝脏负荷时，会在体内蓄积，对肾 脏、肝脏产生一定伤害。 ！因此应少摄入人造色素。别被食物色 泽迷住。 调 味 剂 果汁通常有酸甜感，这是因为其中加入了 一些酸类来调节pH 值及味道。调味剂通常 包括柠檬酸、苹果酸、山梨酸等。 这些酸类可在维持人体酸碱平衡的条件下适 量摄入。 添 加 剂 非营养型添加剂：包括咖啡因、香料（香 精）、糖精、甜味素、稳定剂、乳化剂、 胶酯等人工合成制剂。这些物质对人没有 什么用处，虽然无毒，但摄入后要靠肝脏 分解处理，对肝、肾不好，应少摄入。 营养型添加剂：例如维生素、乳酸化亚铁 （锌）、可溶性钙盐、DHA、全脂乳粉等， 这类添加剂补充人体所需的一些物质， 可适量摄入。 咖啡因：摄入后短时间内可以提神，即使 神经处于兴奋状态，但停止摄入后很快会 转入抑制状态，对神经系统不好，摄入多 次会上瘾。 稳定剂：使其它添加剂均匀溶在液体中保持稳定 。 亚铁原子为人体血红蛋白的中心原子，缺铁会得 贫血症；缺钙会导致发育迟缓或得骨质疏松。锌的 摄入适量对神经系统正常运转有一定作用。 矿物质 人体组织几乎含有自然界存在的所有元素，其中 碳、氢、氧、氮四种元素主要组成蛋白质、脂肪和碳 水化合物等有机物，其余各种元素大部分以无机化合 物形式在体内起作用，统称为矿物质或无机盐。 矿物质总生理功能及其缺乏症 概括起来可分三方面： 1. 是构成人体骨骼牙齿等硬组织的主要材料。 2. 以离子形式溶解在体液中维持人体水分的正常分 布、体液的酸硷平衡和神经肌肉的正常兴奋性。 3. 是一些酶的组成成分和激活剂。 矿物质根据它们在人体内含量的多寡分为常 量元素（又称宏量元素）和微量元素。体内含量 大于体重的0.01%的称为常量元素，它们包括钙 、磷、钾、钠、镁、氯、硫七种，它们都是人体 必需的元素。含量小于体重的0.01%的称为微量 元素，种类很多，目前人们认为必需的微量元素 有14种，它们是锌、铜、铁、铬、钴、锰、钼、 锡、钒、碘、硒、氟、镍、硅。微量元素在体内 含量虽小，却有很重要的生理功能。它们既是机 体的构成者，又是生命活动的参与者和调节者。 而且，它们不能被其他物质所取代。 检验维生素C 实验原理 淀粉溶液遇到碘会变成蓝紫色，这是淀粉的特性。 而维生素C能与蓝紫色溶液中的碘发生作用，使溶 液变成无色，可以用来检验一些蔬菜中的维生素C。 实验步骤： 1.向烧杯中加入少量淀粉，加水溶解制成淀粉溶液。 2.向淀粉溶液中加入2 3滴碘酒，得蓝紫色溶液。 3.向蓝紫色溶液中加入几滴果汁又得乳白色溶液。 验证VC的还原性 向FeCl3中加入KSCN溶液显血红色，再加入几滴果汁 ，血红色消失，VC能够与二价铁共存。 锌对人体的重要性 促进维生素A吸收。 消除指甲上的白斑。 加速人体内部和外部伤口的愈合。 促进生长发育和使得思维敏捷。 保持皮肤和骨骼。 免疫系统不可或缺的物质。 钙 青少年日常需钙量为10001200毫克。 根据你手中饮料瓶标签所示，计算每日饮几瓶 饮料才能满足你的日常需钙量？ 从经济的角度看，你认为通过饮料来补钙 合理吗？ 焰色反应 紫红 色 黄色紫色 砖红 色 洋红 色 黄绿色绿色 酒精喷灯吐着绵薄透明的蓝 代替铂丝的廉价金属铁,已然灼成了火热 一一蘸上钠 钾 铜 钙的化合物 一一在绵薄透明的蓝中灼烧 我看着它们幻化成 灼灼的明黄 灼灼的幽紫 灼灼的碧绿 灼灼的砖红 ！这些食物最补钙 乳类与乳制品：酸奶、奶粉、乳酪 豆类与豆制品：黄豆、扁豆、豆腐皮等 海产品：鲫鱼、鲤鱼、海带、虾皮等 肉类与禽蛋：鸡肉、鸡蛋、猪脑、羊肉等 蔬菜类：芹菜、黑木耳、胡萝卜、油菜等 水果与干果类：枇杷、杏仁、山楂、南瓜 子等 主要 原 料 糖类防腐 剂 色素调味剂添加剂 果汁浓缩 果 汁 蔗糖 酸梅 汤 乌梅 、桂 花、 甘草 葡萄 糖浆 苹果酸、 柠檬酸、 山梨酸 奶类牛奶白砂 糖 稳定剂 、香料、 乳酸锌、 （亚铁 ） 可乐碳酸 水 白砂 糖 山梨 酸苯 甲酸 日落黄 胭脂 红 柠檬酸纯胶、酸 胶、维C 你学会从配料选饮料了吗？ 天然果汁、酸梅汤是较好的饮品，但都比较贵 ； 一般的果汁中含一定原浆，但也含有许多添加 剂，较实惠但应少喝； 牛奶、酸奶营养价值较好也比较便宜，可以选 作日常饮品； 可乐类，根本不含天然的原汁，味道虽好但完 全是配出来的，对人没有太多好处，不宜多喝； 最差的是喝一些“色素酸水”“糖精汽水”，对人 体很不利，还不如喝开水。 饮 料 可 常 饮 吗？ 市场饮料大部分含有许多对人体不利的物 质,尤其象可乐系列, 应少喝饮料。选择时, 应注意饮料的配料和营养成分, 喝一些比较 靠近自然成分的饮料。 饮料的制作中其营养平均会损失20%以上, 其中由于制作工艺的缘故,蛋白质、脂肪、维 生素等损失甚至超过50% , 所以最好的选择 是吃水果代替果汁。 英国食品标准局于当地时间3月2日在其官方 网站公布消息，认为如果汽水同时含有苯甲酸 钠（防腐剂）与维生素C（抗氧化剂）这两种 成分，可能会产生相互作用生成苯，而苯是致 癌物。芬达美年达可能致癌？ 据一些电视媒体报道，芬达饮料同时含有以 上两种成分，另据新西兰一家新闻网站称，包 括芬达汽水、美年达橙汁等在内的众多软饮料 ，都含有防腐剂和抗氧化剂。 借问酒家何处有 牧童遥指杏花村 历史悠久的酒文化 太白醉酒图 1.白酒 白酒的主要成分是乙醇，俗名酒精 特殊的香气还含有丰富的酯类 物质 除此以外，还含有许多毒素，比如 甲醇等其它杂质 白 酒 的 饮 用 指 标 甲醇 ： 甲醇是有着严重毒性的有机化合物， 少量饮用后轻则失明，重则致死。酒中甲醇含 量不得超过0.04g/100ml 铅 ：铅是一种毒性很强的重金属，直接摄入 少量即可使人中毒，20克可致人死命。 杂醇油：杂醇油是白酒的重要香气成分之一。如 果含量较高，就会对人体造成危害，杂醇油的中毒 和麻醉作用均比乙醇强，使饮用者头痛、头晕，所 谓的饮酒上头主要就是杂醇油的作用。杂醇油的含 量不能超过0.15克/100毫升 。 酒有很多种：回味悠长的白酒，豪爽不羁的啤酒 ，幽雅高贵的葡萄酒，养颜健身的十全大补酒。 酒的分类也是五花八门 按制造方法分：酿造酒、蒸馏酒、配制酒 按酒精含量分：烈性酒、低度酒 按糖分含量分：甜型酒、半甜型酒、半干型酒、干型酒 按所用酒曲分：大曲酒、小曲酒、麸曲酒 按香型分：清香型、农香型、酱香型、米香型、兼香型 . . . . . . 酒进入人体内后 酒精便开始“燃烧” 正常情况下,每一克酒精产生的热量约为7千卡 这些热量被人体吸收。 人体每公斤体重每小时一般可分解酒精1克 左右. 饮酒实际上是对人体进行热能的补充,人有 了足够的热量,自然就增强了御寒的能力。 酒精的药理作用 醉 酒 的 奥 秘 酒精主要在胃里被吸收而进入血液。 一个半小时 血液中酒精浓度最高，大部分酒精被机体吸收 其中的20%肺呼 吸时排出体外 80%通过肝脏逐步 转化为CO2和H2O 乙醇 乙醛 乙酸 CO2和H2O 酶1酶2 脱氢酶的活性和数量越 大，解酒速度越快 如果酶数量少 乙醛大量积存在血液中而无法转化， 产生酒精中毒现象，损害人体系统功 能尤其是肝脏。 饮 酒 一 定 要 适 度 少量的饮酒可以增加食欲、兴奋神经；还 有助于解除疲劳、恢复体力。 过量饮酒则危害极大。对人体而言， 酒精的适当用量是0.51.0克/公斤体重， 过量饮酒就会出现慢性、急性酒中毒。 估算你自己、父母或身边朋友的每次适 当饮酒量。 酒杯中盛满的可能是欢笑，也可能是伤悲 酒是琼浆玉液，但也可能是毒汁 数码酒精检测仪 检验司机是否酒后驾车 把数码酒精检测仪放 到司机嘴边，让他持 续吹气3秒钟，显示屏 上转瞬显示出该司机 血液中所含的酒精量 是否超标 解酒小常识 吃水果、喝醋 饮温牛奶 服用绿豆 甘草汤 喝蜂蜜 蜂蜜成分中含有较多的果糖，它可以促 进酒精的分解吸收，起解除头痛、保肝 解毒的作用 牛奶与酒精混合后，会使蛋白质凝固沉 积下来，隔离酒精在胃内的进一步变化 ，也保护了胃粘膜，从而可以减轻人的 醉酒程度。 绿豆能清热解毒；甘草内含甘草甜素物 和甘草次酸等成份，具有解毒的功能。 2啤酒“液体面包” 啤酒是以大麦为原料，啤酒花为香料，经过发 芽、糖化、发酵而制成的一种低酒精含量的原 汁酒，其酒精含量在2度5度之间。 u含有11种维生素，长期饮用有助于 降低血压。 u富含17种氨基酸，有利于人体对蛋白质 的直接吸收。 u产生热量：1升啤酒经消化后产生的热 量，相当于10个鸡蛋、或500克瘦肉、或 200毫升牛奶所生产的热量。 啤酒的分类 又称生啤酒，没有经过杀菌处理，因 此保存期较短，37天，但口味鲜美 。 根据啤酒是否经过灭菌处理，可将其分为 ： 鲜啤酒： 熟啤酒:经过杀菌处理的啤酒，所以稳定性好 ，保存时间长，一般可保存3个月，但 口感及营养不如鲜啤酒。 根据啤酒的顔色，可将啤酒分为 黄色啤酒 黑色啤酒 白色啤酒 又称淡色啤酒，口味淡雅，目 前我国生产的啤酒大多属于此 类 ，深浅不一。 浓色啤酒，酒液呈咖啡色，有光泽 ，口味浓厚，并带有焦香味，产量 较少 。 以白色为主色的 啤酒，其酒精含 量很低 。 啤酒的糖度与酒度 思考：市场上出售的啤酒，有12度与4度的 区别，请问这是啤酒含酒精的度数吗？ 啤酒的度数则不表示乙醇的含量，而是表示 啤酒生产原料，也就是麦芽汁的浓度。以12 度的啤酒为例，是麦芽汁发酵前浸出物（多 为糖类）的浓度为12%（重量比），即约每 公升麦芽汁中含120克糖类物质。 酒花是一种多年生的爬藤植物，易 种植，可活四十年。“酒花”既是植物名 称，又是花名，制啤酒用的是雌花。酒 花成分极为复杂，主要有： 苦酸乙形成啤酒特殊苦味的主要因素 单宁澄清酒液的作用 芳香质树脂使酒味醇厚 啤酒的特殊苦味 酒花 啤酒的泡沫 1.啤酒在发酵时产生了大量的二氧化碳，在装瓶 时又充入了一定量的二氧化碳。 2.啤酒花、麦芽汁和酵母菌等啤酒原料在发酵过 程中会产生一种特殊的蛋白质，并溶解在啤酒液 中，具有独特的“起泡”作用。 3.当啤酒瓶盖被打开时，瓶内压力下降，二氧化 碳在啤酒液中的溶解度降低而被释放出来。 由于发酵时产生的二氧化碳在啤酒中的结 合溶解状态比较稳定，分解释放的过程比 较缓慢，又由于“起泡蛋白质”的黏着度比 较大，这就使啤酒泡沫留存的时间比较长 ，出现啤酒泡沫“挂杯”的现象。 但是，啤酒的泡沫并非越多越好，尤其是当 打开瓶盖及倒酒入杯时，啤酒质量好坏不能 以泡沫的多少来定。优质啤酒的泡沫应细腻 、洁白，且挂杯持久，酒液饮完之后仍有大 量泡沫在杯壁之上，才是真正的好啤酒。 生活小知识 啤 酒 的 妙 用 1.洗头发时，在水中加入适量的啤酒、香精，洗 过之后清新爽头。 2.在泡制的凉红茶中，加进红1/3的啤酒，可制作 色泽纯正的啤酒红茶。 3.和面加啤酒，在调和的面中加少许啤酒，蒸出 来的面包白、香、松软可口，富有弹性，不沾牙 、不腻口。 4.待蒸的腊菜、薰菜洒少许啤酒，可缩短蒸煮时 间，出笼后食品也会变得松嫩易烂，香气四溢。 5.吃火锅时，在沸腾和火锅中，加入少量的啤酒 后，可起到保鲜添味的作用 。 3.葡萄酒 是葡萄榨汁发酵酿成的酒，酒度不低于8.5。 营养成分：多种糖类、有机酸、矿物质、氨基酸、 维生素、醇类。 按颜色分为： 红葡萄酒：颜色来源是红葡萄的果皮， 即带皮发酵后，再分离掉皮渣，得到红 葡萄的原酒。 白葡萄酒：顾名思义是以白葡萄为原料 酿造而成，在酿造前，先将葡萄皮和葡 萄汁分开，葡萄皮废弃不用，葡萄汁单 独进行发酵。营养成分不及红葡萄酒。 葡 萄 酒 的 好 处 1.葡萄酒含丰富的维生素及矿物质，可以补血、 降低血中的胆固醇。 2.红葡萄酒可促进血液循环，预防冠心病；可抗癌 、抗衰老；含丰富的酚类化合物，可防止动脉硬化 并维持血管的浸透性；含丰富的单宁酸，可预防蛀 牙及防止辐射伤害 。 3.饮用葡萄酒对有轻微贫血的女性可养气活血、 养颜美容，使皮肤有弹性，并且能使菜肴中的油 质消失，促进胃的消化能力。 葡萄酒的保存 1. 酒瓶应横躺放置，使木塞湿润胀紧，避免氧化 。 3. 不宜在冰箱中长期保存。 2. 理想的温度是1014度，湿度维持在70%。不受 高温骤冷影响的阴凉通风处密封保存。 注意：除非是陈年佳酿，其他的酒皆应在赏味期限内 喝完。基本上，白葡萄酒在出厂后6个月内，红葡萄 酒在两年之内应喝完。 茶水魔术表演 绿矾（FeSO4） 棕黄色茶水 黑色“墨水” 草酸 茶的化学成分及功用 茶由3.57.0%的无机物和9396.5%的 有机物组成。成分极其丰富，已经科学验证 的有300多种。 营养成分：氨基酸（主要是茶氨酸）、 脂肪、糖类、矿物质、维生素等 具有药理作用的物质：茶多酚（儿茶 素含量最多） 、生物碱（主要是咖 啡碱）等 茶多酚是指茶叶中所含的多酚物质，其中儿茶素 的含量最多。儿茶素是一种有机酸，又称 鞣酸， 是涩味及色素的来源，具抗氧化抗肿瘤等功效。 鞣酸 （儿 茶素 ） Fe2+ 鞣酸亚铁 O2 很不稳定 鞣酸铁（Fe3+） 草酸（还原性） 原理 咖啡因： 带有苦味，是构成茶汤滋味的重要成份 。可以兴奋中枢神经。 1.钾：含量1.5%2.5%，对人体细胞的新陈代 谢和人体血液的弱碱性平衡起重要作用 2.氟：具有防止蛀牙的功效。 3.锰：具有抗氧化及防止老化之功效，增强 免疫功能，并有助于钙的利用。但不溶于热 水，可磨成茶粉食之 茶中含有丰富的钾、钙、镁、锰等11种矿 物质。 矿物质 茶中含有十余种维生素。如维生素A、C、D、 E、K、B1、B2、B5、B6等，其中以维生素C含 量最高，绿茶中高于红茶，绿茶中的可与肝脏 相比， 维生素B2的含量为一般粮食和蔬菜的 1020倍 维生素 4000多年前，神农氏尝百草，遇毒，以荼解之 我国是世界之茶乡，中华民族是世界上最先认识 并种植、制作茶叶的民族。 茶的起源 东汉时期，许慎说文解字：“荼，即今之茶 字” 公元674年，陆羽“茶神”，第一部研究茶的专著 茶经，成为世界上第一个茶叶科学家 16世纪初，流向西方，18世纪初，传到美洲大陆 茶的分类 根据茶叶制造成方法不同主要分为七大类 不经发酵的茶叶，如西湖龙井、碧螺春 花茶 黑茶 绿茶 黄茶 白茶 乌龙茶 红茶 徽发酵(发酵度为10-20%)的茶叶，比如君山银针 轻度发酵(发酵度为20-30%)的茶叶，比如白牡丹 半发酵的茶叶， 青茶、工夫茶，如安溪铁观音 （福建） 全发酵的茶叶，如滇红（云南） 后发酵的茶叶，如云南普洱茶 一种将茶叶和香花制成，如茉莉花茶 红茶是经过发酵做成的。人们把茶叶揉捻,挤出 汁液,然后放着发酵。发酵时,茶叶的叶绿素被破 坏了, 绿色消失,而它所含儿茶素(鞣酸)在氧化酶 的作用下,氧化变成红色的氧化物。 绿茶没有经过发酵,人们把铁锅烧到近200度,以 致锅底变成暗红色,然后把新鲜的茶叶放进去,炒 得极快,这样,水分蒸发了,而叶绿素仍然没有被破 坏,所以成了绿茶。 铁刀削水果后为什么会变黑？ 水果中或多或少都会含有一种有机化合物鞣酸 ，鞣酸遇上铁质或其它重金属以后，就会发生化 学反应生成黑色的难溶于水的鞣酸铁，于是刀与 水果接触过的地方