课件：生活中的无机化学.ppt

04 化学与饮食健康 4-1 营养素与人体健康 4-2 常见食物的化学特征,2,4-1 营养素与人体健康,营养素(nutrient):人体为维持正常生理活动而 必需由外界供给的物质，有7大类：蛋白质、 脂肪、糖类、维生素、水、无机盐和纤维素。,一、 蛋白质 Proteins,蛋白质是组成人体主要固态成份，是生命活动的基础，随着生活水平的提高，人们对蛋白质的数量和质量非常关注，更加重视对蛋白质的研究与开发，并通过利用传统资源和扩大开发传统资源等途径获得大量质优价廉的蛋白质。,构成机体、修补组织 调节生理功能 供给能量,功能,化学组成,主要由C、H、O、N、S等组成 。蛋白质在酸、 碱或酶的作用下发生水解，最终产物是氨基酸。,(一)蛋白质的结构,Structure of Protein,Proteins are polymers of amino acids joined together by peptide bonds.,Amino Acid (aa),Each amino acid has a fundamental design composed of a central carbon (also called the alpha carbon) bonded to: a hydrogen; a carboxyl group; an amino group; a unique side chain or R-group,base group,acid group,Amino acids are covalently bonded together in chains by peptide bonds. If the chain length is short (less than 30 amino acids) it is called a peptide; longer chains are called polypeptides or proteins.,Peptides and Proteins,Peptide bonds are formed between the carboxyl group of one amino acid and the amino group of the next amino acid. Peptide bond formation occurs in a condensation reaction involving loss of a molecule of water.,9,R O O R O H2NCC N C NCCOH n H H H H,氨基酸分子中有两个官能团：碱性的氨基和酸性的羧基，分子间很容易进行酸碱缩合反应形成聚氨基酸，生命体内所有蛋白质都是聚氨基酸，是细胞的主要成份。,10,11,12,13,pleated,Primary structure (a),Secondary structure (b),-helix,Tertiary structure (c),-pleated sheet,quaternary structure (d),14,一级结构：蛋白质肽链中氨基酸残基的排列顺序，是蛋白 质分子的基本结构，是空间结构及其功能的基础。 二级结构：多肽链中，同相邻近的氨基酸残基间形成的多 肽链的局部空间结构，包括-螺旋、-折叠等。 三级结构：在二级结构的基础上，由肽链上相距甚远的氨 基酸残基所形成的整个多肽链的空间结构。 四级结构：由两个或两条以上具有三级结构的多肽链，通 过一些非共价键相互聚合而成为具有生物功能的 蛋白质大分子的空间结构。,我国自己合成的胰岛素，就是由51个氨基酸组成的（存在于牛的胰腺中）。,1965年9月17日，人工合成 胰岛素在中国首次发现。这 也是世界上第一个蛋白质的 全合成。这是我国科技人员 在奋力攀登世界科学高峰， 在基础研究方面获得的一项 世界冠军。这一成果促进了 生命科学的发展，开辟了人 工合成蛋白质的时代 。,16,农畜产品是人类食用蛋白的主要来源 1.动物性蛋白：畜肉、牛乳、鸡蛋、鱼肉及其制品 蛋白质的数量、质量优于植物蛋白，称完全蛋白质。 2. 植物性蛋白：大豆、小麦、豆类 Problem： 人口增加，耕地减少，造成蛋白质缺乏， 分布不均，资源浪费。,（二）传统蛋白食品 The traditional food of protein,17,1.动物性蛋白质：水产类蛋白 海洋中有20多万种生物，主要有鱼、虾、蟹、贝、藻类 蛋白质含量：鱼1520%、对虾20. 6%、河虾17.5%、 蟹14.5%、海带8.2%、紫菜1428%、牡蛎4557%。 2.植物性蛋白 油料蛋白：脱脂大豆、花生、葵花籽、芝麻， 蛋白质含量达4050% 谷类蛋白：主要有小麦、大米、玉米、高梁、小米。 蛋白质多分布于谷皮和胚芽中， 必需氨基酸不齐全。,微生物造福人类历史悠久，各种酒精饮料、酱油、醋的酿造，烤面包、泡菜、酸奶等离不开微生物的作用。 单细胞蛋白是指以工业方式培养的微生物（如酵母菌、乳酸菌、霉菌、藻类等），这些菌体含丰富的蛋白质，可用作人类食物或动物饲料的微生物蛋白质，含粗蛋白5085%，氨基酸组成齐全，可利用率高，还含有维生素、无机盐、脂肪、糖类等，营养价值远优于鱼类和大豆粉。,（三）蛋白质新资源单细胞蛋白 （微生物蛋白）,19,从现代营养学的观点来看，确定食物蛋白质的营养价值，不仅要有蛋白质的含量是否高，还要看必需氨基酸的配比是否协调，是数量与质量的双重指标，人的基本活动、基础代谢，需要能量由食物所提供热量中有1520%由蛋白质提供，机体内的蛋白质被分解后产生的氨基酸，大部分作为原料被重新合成蛋白质，以发挥其生物功能，所以，以更高的蛋白质作为人体的来源是不经济的，脂肪、碳水化合物的摄取也需重视，三者合理的摄食结构将使人类生活水平更上一个新台阶。,（四）营养价值评价 Appraisement of nutrition value,知识介绍 天然螺旋藻：含丰富的优质蛋白质、 B-胡萝卜素、r-亚麻酸SOD（超氧化 物歧化酶）、磷酯、维生素（B类、叶酸等）、微量元素（Ca、Fe、Zn、Se等）。吸收率高，具有抗疲劳、耐缺氧，免疫调节、调节血脂，抗肿瘤的保健作用，1克螺旋藻的营养成份，含量相当于1000克各类蔬菜、水果的总和。 联合国粮农组织（FAO）向全世界推荐：螺旋藻为21世纪 最理想的食品； 世界卫生组织（WHO）评价螺旋藻：人类21世纪最佳保健品, 常用食品中氨基酸组成合理顺序： 鸡蛋牛奶鱼肉,21,二、维生素 (vitamin),维生素是一系列有机化合物的统称。它们是生物体所需要的微量营养成分，微量支配动物的营养，调节正常的生理机能，促进完全代谢，人体内不能合成，本身不能成为能源必需营养素。需要通过饮食等手段获得。（主要来源于蔬菜与水果） 维生素有“维持生命的营养素”的意思；而维他命有人解释为“唯有它才可以保命”，当然实际上即使缺乏维生素生物体也不会死亡。但过量摄入，则可中毒，尤其是脂溶性维生素。,维生素的特点： 外源性：人体自身不可合成（维生素D人体可以少量合成， 但是由于较重要，仍被作为必需维生素），需要 通过食物补充； 微量性：人体所需量很少，但是可以发挥巨大作用； 调节性：维生素能够调节人体新陈代谢或能量转变 ； 特异性：缺乏了某种维生素后，人将呈现特有的病态。,2019/8/30,23,可编辑,（一）维生素的分类 The classfication of vitamin,B族 及VC等,25,（二）维生素的基本性质 The basic property of vitamin 对热稳定性 EDB2B1AC 毒性 A、D有过剩症 K、E需慎重、不要滥用VC,（三）维生素对人体健康的作用 The action of vitamin for the health of human body,日常生活中，许多人都在为自己身上的毛病而苦恼，如：头发分叉、干枯、面部出现雀斑，皮肤粗糙，视力下降，体臭等，其实这些问题大多同体内缺乏某种微生素有关。,（四）维生素含量较高的食物 A：甜薯、胡萝卜、韭菜、菠菜、动物肝（尤其鸡肝、羊肝） 鸡蛋、 蟹、奶制品、黄色水果 C：红枣、青椒、菜花、猕猴桃、草莓、芒果、柠檬、西红柿、 卷心菜家族的蔬菜以及其它黄绿色蔬菜、 B2：紫菜、芹菜、动物肝、鳝鱼、乳汁蛋、奶酪、牛奶 B1：花生、杏仁、黄豆、豌豆、葵花籽、猪肉、西红柿 E: 鱼肝油、橄榄油以及核桃、花生、大豆、葵花籽等植物油 D：鱼肝油、蛋黄、奶油、奶制品、沙丁鱼、青鱼、香菇、肝脏,注意事项：应阶段性服用，不要大量、长期服用 不偏食，选择多种食物(包括不喜欢吃的)，尤其是 多吃粗粮、蔬菜,28,三、脂肪,主要化学成分：甘油三酯,结构式：,油和脂的总称,室温下，植物油脂通常呈液态，叫做油。 动物油脂通常呈固态，叫做脂肪。,CH2OCOR1,CHOCOR2,CH2OCOR3,R1 R2 R3 表示烃基,功能,供给人体热量 ； 构成人体的脂肪组织可调节体温，防止体温 外散，保护内脏器官，滋润皮肤； 溶解营养素；,四、糖类：糖类物质是多羟基的醛类或酮类化合物。,单糖,主要化学成分：由C、H、O三种元素组成。,功能,供给热能 构成身体组织 辅助脂肪的氧化，帮助肝脏解毒，促进生长发育 增强食品风味,分类,双糖,多糖,葡萄糖：C6H12O6，白色晶体、有甜味、溶于水,蔗糖和麦芽糖：C12H22O11，无色晶体、溶于水，味甜 在硫酸催化下，水解生成葡萄糖。,淀粉和纤维素：(C6H10O5)n，白色、无气味、无味道 水解的最终产物是葡萄糖。,30,五、矿物质 人体内，除C、H、O、N以外的元素统称为矿物质。,功能,构成机体组织的材料 调节生理功能 参与调节体液平衡以及维持机体的酸碱平衡,六、水,主要 生理 功能,细胞和体液的主要成分 帮助体内消化、吸收、循环及排泄等生理作用 保持和调节体温 水是体腔、关节和肌肉的润滑剂,Discussion：什么是营养素？食物中有哪些营养素？ 它们的主要生理功能是什么？,4-2 常见食物的化学特征,主要成份是淀粉；脂肪较少；氨基酸较肉类不齐全；维生素除B族(多存于米糠中，精米较少)外，其它极少；无机物：Ca少、K、Na、P多，还含Fe等微量元素。,一、主食 Principal food 1. 谷物 Grain 包括大米、小麦、玉米、 小米及其它杂粮等。,谷物通过加工为主食，为人类提供了50%80%的热能、40%70%的蛋白质、60%以上的维生素B1 。 以谷物为主食时，必须补充副食、蔬菜，以保证蛋白质、脂肪及微量元素的全面供应。,米的风味（ rices taste ） 米的风味好坏，不仅与稻子品种有关， 而且栽培的方法、季节、土质等也有 很大的影响。如东北米好吃；一年两季，早稻生长周期短，营养物质积累较少，相应的口感风味较差。晚稻生长周期长，营养物质积累多，灌浆饱满，口感也较好。两者支链淀粉的含量不同。 米饭的粘弹性强，粘着度高是风味好坏的标志。直链（与碘反应是蓝色）多的米，一般感官评价低，糯米的支链多（与碘反应呈红褐色），加热后易疆结，所以糯米饭比较粘。 欧美人爱好不粘的食品，而食用米饭的日本人却重视饭粒的物理特性，即光泽、紧密、粘性等。,按组成一般可分为两类： 以脂肪、蛋白质为主而淀粉次之的物质： 如大豆、花生、油籽等，营养程度大。 以淀粉、蛋白质为主而脂肪少的物质： 如杂豆，绿豆、豌豆、蚕豆，适于减肥。,2.豆类 Beans, 大豆：蛋白质含量高，氨基酸齐全，维生素较多，脂肪适 量，磷脂质丰富，亚油酸多，含皂苷，为植物蛋白 的名品，维生素以B类为多，A、D少，不宜消化， 不要吃得过多。常吃可防四类疾病： 心血管疾病 骨质疏松 绝经期综合症 癌症及爱滋病, 花生、芝麻、葵花籽 主要作为食油和蛋白质资源，必需氨基酸齐全，脂肪含量高，花生消化率高（优于大豆），缺维B、维C，花生薄皮可防脂油被氧化，花生若被毒性非常大的黄曲霉素污染致癌，消化时间较谷类长。 杂豆：糖含量高，蛋白质适中，脂肪少可代主食适于减肥。,二、副食（Foodstuffs）,副食能提供丰富的蛋白质、脂肪、维生素和无机盐等营养物质，对人体健康有重要的作用。,1.肉类（肉、鱼、蛋）, 肌肉（瘦肉） 特点 必需氨基酸多，匹配好；富含维生素VA（肝脏）； 胆固醇不高，脂肪含量少（尤其是背部和腿部）； 消化吸收率高（95%以上）, 鱼及水产品 特点 高蛋白（20%），维生素、微量元素含量高，罗旋藻类达60% 味道鲜美，富含氨基酸。 总之，富含各类营养物质，种类齐全，易被人体吸收，生物利用率高。 国人几乎逢宴必有鱼，所谓年年有“鱼”，吉庆有“鱼”。, 深海鱼中含一定量不饱和脂肪酸： EPA 二十碳五烯酸； DHA 二十二碳六烯酸，脑黄金 是大脑细胞及脑神经形成、发育及运行的物质基础。 存在于大脑及眼部，所以有 吃鱼使人眼亮聪明之说,母乳中含有即脑黄金，对婴儿的脑发育、提高智力 及视网膜的形成有重要作用。 对市场上的几十种婴儿奶粉检测表明，除极少数已标注添加 了之外，没有发现成分。对市场上销售的牛奶检 测中也未发现成分。尽管母乳中含有，但由于一 些乳母不吃或少吃海鱼，使乳汁中的含量低于国外水平。这对婴儿的生长发育是不利的，值得重视。,100ml母乳中的DHA含量：美国 15mg；南非11mg；日本22mg，中国：13.5mg。因此日本儿童智商普遍高于各国儿童。 日本政府曾总结经验提出：“一杯牛奶强壮一个民族”。而如 今在牛奶已经全民普及的基础上又开始大力推广DHA，这也是直接导致日本下一代智商较高的原因。,深海鱼油： 深海鱼类体内不饱和脂肪的简称。鱼油是指富含EPA (二十碳五烯酸）、DHA(二十二碳六烯酸）的鱼体内的油脂。 普通鱼体内含EPA、DHA数量极微，只有寒冷地区深海里的 鱼，如三文鱼、沙丁鱼等体内EPA、DHA含量极高，而且陆 地其他动物体内几乎不含EPA、DHA。 因此选用深海鱼提取EPA及DHA 。,作用功效： 1）调节血脂，防止血液凝固，预防脑血栓、 脑溢血及中风 2）预防关节炎、缓解痛风、哮喘及由关节炎引起的肿痛 3）预防老年痴呆症、营养大脑、改善记忆 4）改善视力、维护视网膜，防治老花眼, 蛋类（以鹌鹑蛋最优） 特点：含有丰富的营养成分，含有蛋白质、脂肪、糖类、 维生素、无机盐等。 氨基酸品种最全（18种），尤其是赖氨酸丰富。 胃内停留时间短，消化吸收率高（95%）。 维生素（A、D、泛酸等）、微量元素多（Fe等）。 亚油酸、脂质高（磷脂质包括卵磷脂和脑磷脂）。 蛋白和蛋黄在营养成分上有较大的差异，蛋黄(含胆固醇) 的营养成分种类和含量都比蛋白多，所以，蛋黄的营养价 值高于蛋白。, 鸡旦全价蛋白质, 蔬菜 种类： 叶 茎 根 果 特点： 一般含水分70%以上 含维生素、无机盐及糖分 纤维素及果胶汁使肠蠕动，促进消化， 酵素也有利消化及其它各种生理功能 是提供多种变化的食品、香味、色泽 和丰富菜肴的物质,酶（又称酵素）是一种生物催化剂。生物体内含有千百种酶， 它们支配着生物的新陈代谢、营养和能量转换等许多催化过程， 与生命过程关系密切的反应大多是酶催化反应 。,酶的特性： 高效性：酶的催化效率比无机催化剂更高，使得反应速率更快 专一性：一种酶只能催化一种或一类底物，如蛋白酶只能催化 蛋白质水解成多肽 多样性：酶的种类很多，