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1、化学与生活,一、世纪的化学教育化学教育应以培养学生的创新精神和实践能力为目标，发挥学生自身的优势，将科学探索作为课程改革的突破口，激发学生的主动性和创新意识，从学生和社会的需要出发，革新教学观念，改变课程内容过于强调偏重学科知识的倾向，努力改变过于强调接受学习，机械训练的现象促使学生积极主动学习，使获得化学知识和技能的过程成为理解化学、进行科学探索、联系社会实际和科学价值观的过程，增强学生对自然和社会的责任感。化学教学要体现时代性、突出主体性、重视实践性、倡导创新性、贯彻多样性。,二、化学与生产、生活及科学技术的联系,科学技术是第一生产力，科学技术的教育可以通过学校、通过自学、通过教科书、通过

2、科普读物、通过专题讲座。在科教兴国的形势下，需要人们更新观念、更新知识，了解高新的科学技术，去抢占世界高新科技及其产生的制高点。 我们赖以生存的环境地球，乃至宇宙，是一个由物质构成的世界。自古以来，人们一直不懈地努力探索着这个物质世界，在可能到达的范围内已经发现自然界存在的天然元素共有90多种，他们千变万化的组合形成了我们所能见到的形形色色的物质，使这个世界变得绚丽多彩、千姿百态、变幻无穷。 化学是一门基础科学，可以说现代生活离不开化学，现代科学发展离不开化学，就是信息技术、空间技术、海洋技术、生物技术、新材料新能源等等高新技术及其产业的发展都离不开化学，化学与人类的生活密不可分，生活中处处能

3、够接触到化学物质。,第一讲 化学与食品,民以食为天,1 食品的主要化学成分 食品：可食的、含有易消化营养素的物质。,营养素：能被人体吸收后产生热量、促进发育、修复组织的物质。 食品中的化学成分：水、脂肪、蛋白质、糖、无机盐、维生素,1 食品的主要化学成分,（一）食品中的水分及其作用,水是人体中不可缺少的物质，也是构成人体组织的重要部分。成年人体内水占体重65左右，儿童可达75。人体所有器官都含水，如血液占80、肌肉70、骨胳3。 水在人体中的作用至关重要，如促进 食物消化、运输养料、调节体温、维持 酸碱度、保持电解质平衡等。每人每天 最低要补充水量1500mL。,（一）食品中的水分及其作用,食

4、品的含水量除谷物和豆类等种子外（1216），一般都比较高（6090），水是食物各种组分中数量最多的组分。,（二）油脂及其结构, 油：室温下呈液态的油脂。 脂肪：室温下程固态的油脂。 油脂主要成分： 甘油和脂肪酸形成的甘油三酸酯。,人体脂肪有三种不饱和脂肪酸亚麻油酸、亚麻油烯酸和花生油烯酸。它们是人体不能合成的必需脂肪酸，有促进发育、减少血小板粘性、保护皮肤和溶解脂溶性维生素等功用。,油脂及其结构,油脂烘烤食物,脂肪是在常温下呈固态的甘油酯。成年人约占体重的13.2。每天需摄入约60g脂肪，每克脂肪在人体内能产生37.7kJ热量，比糖和蛋白质热量要高一倍多。 脂肪是人体内储存和供应能量的重要物质

5、，对人体起保暖作用能帮助脂溶性维生素（A、D、E、K）等的消化吸收，耐饥饿，能延长食物在体内的消化过程。,维生素D的合成就是以胆固醇为原料的，人体内激素、胆汁的合成也以胆固醇为原料。 血液中含量高于标准值时可引起动脉硬化，并导致高血压病症。,类脂化合物胆固醇,（三）蛋白质,1839年，德国Mulder GT 将细胞结构里复杂多变的，存在于一切活细胞中的一类大分子定义为蛋白质（Protein）。 所有的蛋白质都含有C、N、O、H等元素，大多数含有S、P。分子量范围在1.2万至100万之间，蛋白质是氨基酸类聚合物，水解时产生的单体叫氨基酸。 人体肌肉、肝脏、酶直到毛发，无一不是蛋白质。在人体中约有

6、1万多种蛋白质，占人体细胞干重的80。,蛋白质的元素组成及近似百分比（各种蛋白质的含氮量很接近，其平均值为16%）,蛋白质是维持生长和修补更新的主要材料。 蛋白质在人体内起调节消化、呼吸、血液循环、神经活动等作用，维持毛细管正常渗透压和身体的酸碱平衡。 蛋白质是人体热量来源之一。每克蛋白质在体内氧化后能产生16.7kJ热量。 成年人每天摄入蛋白质不得少于60g，否则会引起营养缺乏症，如体重减轻、发育迟缓、乏力，浮肿等症状。,蛋白质约由20种不同氨基酸组成。 必需氨基酸：苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等8种是人体不能合成的，必须靠食物摄入（婴儿还需组氨酸）。

7、含以上8种必需氨基酸的蛋白质叫完全蛋白质（如蛋蛋白、酪蛋白、球蛋白），否则叫半完全和不完全蛋白质（如玉米蛋白、胶蛋白）。,主要由碳、氢和氧三种元素组成，分子通式为 Cn(H2O)n 人们吃任何糖类化合物后，必须在体内水解成葡萄糖，才能被人体吸收和利用。每克葡萄糖氧化后能产生16.7kJ热量。当糖类化合物进入体内时，一部分被氧化而供身体热能消耗，另一部分以糖原形式储藏在肝和其他部分，供紧急时用。,（四）糖类,1、单糖：凡不能被水解成为更小分子的糖。 如：葡萄糖、果糖、半乳糖。 2、寡糖：凡能水解成少数（26个）单糖分子的糖。如：蔗糖、麦芽糖和乳糖。 单糖和寡糖能溶于水，多有甜味。 3、多糖：凡能

8、水解为多个单糖分子的糖。 如：淀粉、纤维素等。,糖类物质的分类,单糖、双糖在食品应用方面的物理性质,1 甜度是甜味的高低。甜味是糖的重要性质。,2 溶解度：各种糖都能溶于水。但溶解度不同，果糖的溶解度最高，其次是蔗糖、葡萄糖、乳糖等。各种糖的溶解度随温度增高而增大。,3 结晶性：蔗糖、葡萄糖易结晶；淀粉糖浆是葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物，不能结晶。 4 吸湿性和保湿性：吸湿性是指糖在空气湿度较高情况下吸收水分的性质。果糖的吸湿性最强，葡萄糖、麦芽糖次之，蔗糖吸湿性最小。 保湿性是指糖在较高湿度吸收水分和在较低湿度散失水分的性质。山梨醇具有良好的保湿性，作为保湿剂广泛应用于食品、烟草等工业，效果

9、比甘油好。 5 渗透压：任何溶液都有渗透压，渗透压愈高的糖对食品保存效果愈好。果葡糖浆的糖分组成为葡萄糖和过堂，渗透压较高，不易因感染杂菌而败坏。 6 粘度：葡萄糖和果糖的粘度较蔗糖低，淀粉糖浆的粘度较高。葡萄糖的粘度随着温度升高而增大，而蔗糖的粘度则随着温度升高而减小。 7 冰点降低：糖溶液冰点降低的程度取决于它的浓度和糖的分子量大小，溶液浓度高，分子量小，冰点降低得多。 8 抗氧化性：糖溶液具有抗氧化性，有利于保持水果的风味、颜色和维生素C，不致因氧化反应而发生变化，这是因为氧气在糖溶液中的溶解量较在水溶液中低很多的缘故。,多糖类在食品应用方面的特性,淀粉在食品中的应用： 糖果制造中作填充

10、剂；淀粉软糖的主要原料，冷饮食品中增稠稳定剂；某些罐头食品中的增稠剂。,人体的血糖：血液中的葡萄糖。 来源：食物中的糖类、肝糖原的蓄积、以及某些氨基酸、脂肪酸和乳酸的转化。 人体正常血糖含量为：每100毫升血液中约80100毫克葡萄糖。,人体中只有淀粉酶而没有纤维素酶，因此人类只能吃五谷杂粮生存。牛、马等动物体内既有淀粉酶，又有纤维素酶。 纤维素在体内不易消化，主要功能是刺激肠蠕动，有助于防止阑尾炎、心脏病和直肠癌。主要来源是干果、鲜果、蔬菜及全谷类。,1.下列说法中正确的是 A.糖类是有甜味的物质 B.糖类组成一定符合通式Cm(H2O)n C.符合通式Cm(H2O)n的一定是糖 D.糖类按结

11、构而言一般是多羟基醛（酮），以及能水解生成它们的物质 2.下列物质中既不能发生水解反应也不能发生还原反应的是 A.葡萄糖 B.纤维素 C.乙醇 D.蔗糖,3.下列物质最易燃烧的是 A.棉花 B.粘胶纤维 C.硝酸纤维 D.醋酸纤维 4.鉴别织物成分是真丝还是人造丝，正确的操作方法是 A.滴加醋酸 B.滴加浓硫酸 C.滴加酒精 D.灼烧 5.关于酒精消毒的原理是 A.溶解作用 B.还原作用 C.盐析作用 D.变性作用,7.下列实验事实能用同一原理解释的是 A.SO2和Cl2均能使溴水褪色 B.NH4Cl晶体、固态碘受热时均能变成气体 C.福尔马林、葡萄糖与新制的Cu(OH)2共热均有红色沉淀生成

12、 D.甲烷、乙烯均能与溴反应 9人体血红蛋白中含有Fe2离子，如果误食亚硝酸盐，会使人中毒，因为亚硝酸盐会使Fe2离子转变成Fe3离子，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒，这说明维生素C具有 A 酸性 B 碱性 C 氧化性 D 还原性,10.下列各组物质中，全部属于纯净物的是 A.汽油、油脂、酚醛树脂 B.碳酸、盐酸、冰醋酸 C.甘油、乙醇钠 D.福尔马林、食盐、酒精 8.将淀粉水解，并用新制的氢氧化铜悬浊液检验其水解产物的实验中，要进行的主要操作是 加热 滴入稀硫酸 加入新制的氢氧化铜悬浊液 加入足量的氢氧化钠溶液 A. B. C. D. 25一种混合物

13、由鸡蛋清溶液和淀粉溶液混合而成，如要检出其中含有淀粉，应取少量混合液，向其中滴加_，现象为_；如要检出其中的鸡蛋清，则应另取少量混合液，并向其中滴加_，现象为_。,（五）无机盐,人体中已知有几十种元素，其中氧、碳、氢、氮占人体质量的96，钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁7种元素占3.95，上述11种元素叫必需常量元素。 锰、铁、钴、铜、锌、钼、碘、钒、铬、硒、氟、硅等叫必需痕量元素，在人体中含量不到1。,钙约占成人体重的2%，人体中的钙99%以上存在于骨骼和牙齿中，其余1%存在于体液及柔软组织中。 成人每日钙的需要量为600800毫克，孕妇及发育期儿童每日的摄入量为15002000毫克。 虾米、小鱼

14、等海产品和乳制品中含量较多。,（1）钙人体中最多的常量元素,磷约占成年人体重的1%，是人体中除了钙以外最多的矿物元素。 磷和钙一起构成骨骼和牙齿，占身体总磷量的80%，其余10%在肌肉中，10%存在于脑、神经、内脏中。 食品的钙磷比例以1：1.5最合适，有利于骨骼的发育。,（2）磷来自大多数食物,成人体内含有约75克钠，在细胞外液中以氯化钠、磷酸氢二钠、碳酸钠、碳酸氢钠等形式存在。 它的主要作用是调节细胞内外渗透压，使细胞膜对体液保持通透性。它们还是酶的激活剂，能增进酶的催化能力。人不吃盐，食欲就会减退，甚至四肢无力，这就因为氯离子有提高淀粉酶催化的能力。 人体每天排尿和排汗中含氯化钠约4.5

15、g，所以人体每天应补充410g食盐。,（3）钠来自食盐,成人身体中约含有170克钾，它在细胞内液中以氯化钾、磷酸二氢钾、碳酸钾、碳酸氢钾等形式存在，与钠一起调节体内组织液的酸碱平衡及细胞的渗透压。 钾是细胞内液中的主要阳离子，同时也是血液中的重要组成。 钾能加强肌肉的兴奋性，维持心跳规律。 植物性食品中含量高，如黄豆、榨菜、紫菜。,（4）钾心肌的保护神,成人身体内约含25克，微量的镁以磷酸镁的形式存在于骨骼和牙齿中，肌肉、血液中也存在。 镁是细胞内液中的重要阳离子，它能维持核酸结构的稳定性，还能激活人体各种酶，如肽酶、磷酸酯酶等。 镁的主要功能是抑制神经的兴奋性。 植物性食品中镁的含量以花生、

16、豌豆、小麦为多，动物性食品中以干酪、牛肉、鱼肉为多。,（5）镁神奇的催化剂,成年人体内含碘约50毫克，50%在肌肉组织中，10%在皮肤中，20%集中在甲状腺内。 甲状腺素是一种激素，能调节体内的基础代谢，促进发育，保持健康。若人体长期缺碘，将产生甲状腺肿症。 成人每天需要供给0.10.2毫克碘，含碘最丰富的食物是海带、紫菜、海盐、发菜的等，食用加碘食盐是一种经济有效的补碘方法。,（6）碘预防甲状腺肿的能手,氟是形成牙齿釉质和硬骨的成分。正常牙齿的氟含量为每百克牙齿含11毫克，而龋齿仅含6毫克。 氟的摄取不足，氟转变为牙齿釉质的过程就会发生障碍，促进龋齿腐蚀。长期引用含氟量高的水会产生氟中毒。

17、含氟较多的食物有黑麦面粉、小麦面粉等，在菜花、西红柿、马铃薯中也较多，蟹肉、鲤鱼、牛肉、蛋黄中含量也很丰富。,（7）氟龋齿的克星,铁在人体中的含量极少，妇女每公斤体重约含35毫克，男子约含50毫克。 铁是构成血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、和其他酶系统的主要成分。 血红蛋白能与氧气结合并将氧气输送到身体各个部位，将组织内的二氧化碳带回到肺中，铁起到帮助运输氧气的作用。 食品中含铁较多的有动物肝、肾、蛋黄、黄豆、芹菜、油菜等。,（8）铁血液中的运输兵,人体内含铜量为100150毫克，是红血球中血红素的重要元素。血红蛋白制造中，铜的必需量为铁的十分之一。 铜在食物中的含量很低，每100克食物的含铜量

18、一般不超过1毫克。含铜最多的食物为可可粉、干茶叶、牛肝、猪肝、核桃和芝麻酱等。成年人每天需要铜22.5毫克。,（9）铜血红素中的重要微量元素,锌主要存在于头发、骨骼、眼睛、肝脏中，约有1%2%的锌存在于红血球中。 血红细胞中的锌总是与碳酸酐酶、乙醇脱氢酶、羧肽酶等结合在一起，从而激活这些酶，起到生物催化剂的作用。 正常成年人每天锌的供给量以15毫克为宜。含锌最丰富的食物为畜禽肉、鸡蛋、干酪、花生酱、黄豆、小米、玉米、大白菜、萝卜、茄子等。,（10）锌酶的辅助因子,（11）钴红血球中的重要成员, 生命中必需的微量元素，构成红血球的成份之一。 维生素B12中有钴存在 钴的食物来源为小麦、玉米、小米

19、、大白菜、南瓜等。,（六）维生素,维生素大多数为有机化合物，属于营养素。它不能提供能量，但对维持人体正常生长及调节生理机能有很大的作用。人体不能制造维生素，必须由食物供给。 维生素分为脂溶性维生素和水溶性维生素。 脂溶性维生素：维生素A、维生素D、维生素E、维生素K等。 水溶性维生素：维生素B、维生素C、维生素H、维生素M、维生素P等。,（1）维生素A,1913年美国化学家台维斯从鳕鱼肝中提取得到的。 维生素A是眼睛中视紫质的原料，也是皮肤组织必需的材料，人缺少它会得干眼病、夜盲症等。 通常每人每天应摄入维生素A 24.5mg，不能摄入过多。动物肝中含维生素A特别多，其次是奶油和鸡蛋等。胡萝卜

20、、番茄等蔬菜中含多量胡萝卜素，它是维生素A的前体，在人体中易变为维生素A。,（2）维生素B,维生素B1 最早被人们提纯的维生素，1896年荷兰科学家伊克曼首先发现，1910年为波兰化学家丰克从米糠中提取和提纯。 它是白色粉末，易溶于水，遇碱易分解。它的生理功能是能增进食欲，维持神经正常活动等，缺少它会得脚气病、神经性皮炎等。 成人每天需摄入2mg。它广泛存在于米糠、蛋黄、牛奶、番茄等食物中。, 维生素B2 -核黄素,1879年英国化学家布鲁斯首先从乳清中发现，1933年美国化学家哥尔倍格从牛奶中提取。 维生素B2是橙黄色针状晶体，味微苦，水溶液有黄绿色荧光，在碱性或光照条件下极易分解。人体缺少

21、它易患口腔炎、皮炎、微血管增生症等。 成年人每天应摄入24mg，它大量存在于谷物、蔬菜、牛乳和鱼等食品中。,它有抑制呕吐、促进发育等功能，缺少它会引起呕吐、抽筋等症状。成年人每天摄入量为2mg，它广泛存在于米糠、大豆、蛋黄和动物肝脏中。 1947年美国女科学家肖波在牛肝浸液中发现。它化学性质稳定，是人体造血不可缺少的物质，缺少它会产生恶性贫血症。人体每天约需12g，人在一般情况下不会缺少。,维生素B6,维生素B12,（3）维生素C 抗坏血酸,1907年挪威化学家霍尔斯特在柠檬汁中发现。 它是无色晶体，熔点190192，易溶于水，水溶液呈酸性，化学性质较活泼，遇热、碱和重金属离子容易分解，所以炒

22、菜不可用铜锅和加热过久。 维生素C的主要功能是帮助人体完成氧化还原反应，提高人体灭菌能力和解毒能力。长期缺少维生素C会得坏血病，成人每天需摄入50100mg。多吃水果、蔬菜能满足人体对维生素C的需要。据诺贝尔奖获得者鲍林研究，服大剂量维生素C对预防感冒和抗癌有一定作用。,当归,（4）维生素D,1926年由化学家卡尔首先从鱼肝油中提取。 它是淡黄色晶体，熔点115118，不溶于水，能溶于醚等有机溶剂。它化学性质稳定，在200下仍能保持生物活性，但易被紫外光破坏。 维生素D的生理功能是帮助人体吸收磷和钙，是造骨的必需原料，缺少维生素D会得佝偻症。 人体每天应摄取维生素D 25g，但不宜过量，否则易

23、产生副作用。在鱼肝油、动物肝、蛋黄中它的含量较丰富。人体中维生素D的合成跟晒太阳有关，适当地光照有利健康。,（5）维生素E,1922年由美国化学家伊万斯在麦芽油中发现并提取。 它是无臭、无味液体，不溶于水，易溶于醚等有机溶剂中。它的化学性质较稳定，能耐热、酸和碱，但易被紫外光破坏。 维生素E是人体内优良的抗氧化剂，人体缺少它，男女都不能生育，严重者会患肌肉萎缩症、神经麻木症等。还发现它有防老、抗癌作用。维生素E广泛存在于肉类、蔬菜、植物油中，通常情况下，人是不会缺少的。,（6）维生素K,1929年丹麦化学家达姆从动物肝和麻子油中发现提取。 它是黄色晶体，熔点5254，不溶于水，能溶于醚等有机溶

24、剂。维生素K化学性质较稳定，能耐热耐酸，但易被碱和紫外线分解。 它在人体内能促使血液凝固。人体缺少它，凝血时间延长，严重者会流血不止，甚至死亡。奇怪的是人的肠中有一种细菌会为人体源源不断地制造维生素K，加上在猪肝、鸡蛋、蔬菜中含量较丰，一般人不会缺乏。,2 烹饪中的调味品,甜：糖类，氨基酸，二氢查耳酮类，糖精等。 酸：醋酸，柠檬酸，苹果酸，乳酸，葡萄糖酸等 咸：氯化钠，氯化镁，苹果酸钠，葡萄糖酸钠，丙二酸铵盐等 苦：生物碱 鲜：谷氨酸钠和核苷酸类 涩：单宁类物质,（一）糖及其代用品,红糖、白糖、冰糖蔗糖 冰糖最纯净，其次是白糖，红糖是最粗制的糖。 糖精（邻磺酰苯甲酰亚胺）：甲苯为原料化学方法合

25、成，人食用后不会被消化吸收。,（二）酱油,主要原料：豆类和豆饼。 酿造酱油：黄豆、麸皮等为原料，加人工培养的酱油，经微生物发酵法制成。生产周期长，氨基酸含量高。 配制酱油：将黄豆、麸皮或毛发用盐酸水解制成，生产周期短。,（三）食醋,镇江香醋，四川麸醋，山东黄醋、陕西老陈醋、独流清醋。 醋主要成分：水、乙酸、糖分、氨基酸、酯类物质，水占90%以上。 酿醋过程：三个发酵阶段，淀粉糖转化成糖，糖发酵成酒精；酒精氧化成醋。,（四）酒,酒是以粮食为原料，经酒曲发酵而制得，主要成分是乙醇。 高度酒：乙醇的含量在40%（40度）以上。白酒、白兰地酒等。 中度酒：乙醇的含量在20%40%（20度40度）之间。 低度酒：乙醇含量在20%以下。葡萄酒、黄酒、啤酒、果酒等。,3 食品添加剂,1、防腐剂：防止细菌分解和氧化 脱水干燥 腌肉和浓糖水：氯化钠和蔗糖形成高渗条件，微生物体内的水分向体外渗析，难以生存。 1810年罐头保存，食物加热杀死全部细菌，密封。 化学方法，加入防腐剂：苯甲酸钠（小于0.1%）用于不含酒精的饮料、果汁、矿泉水、人造奶油等中；丙酸钠（小于0.3%）用于面包、巧克力、干酪中。,2、保鲜剂：蔬菜和水果的防腐保鲜剂通常有杀菌剂、新陈代谢调节剂、抗氧化剂、乙烯吸收剂等。 虎皮