舌尖上的化学.ppt

1、学术讲座,舌尖上的化学,医学院药学研究室白斌,食物的颜色,食物的气味,如何鉴别色香味,食物的味道,前言,医学院药学研究室白斌,近来，由中央电视台出品的“舌尖上的中国”这部纪录片风靡神州大地，中国美食倾倒了全世界。整个片子共七集。 第一集 自然的馈赠 第二集 主食的故事 第三集 转化的灵感 第四集 时间的味道 第五集 厨房的秘密 第六集 五味的调和 第七集 我们的田野,不同的人从中获得了不同的感受。妈妈的味道、家的味道、家乡的味道、自然地味道、历史的味道、智慧的味道、国家的味道，,前言,今天，在这里，让我们从色、香、味等几个方面来了解舌尖上的化学，让我们探索一下美食与化学的关系，感受一下化学的味

2、道,一、食物的颜色,食物的色素主要有天然色素、合成色素和人工着色物质三类,一、食物的颜色,1天然食用色素指未加工的自然界的花、果和草木的色源。,（2）姜黄素从姜黄中提取的一种黄色色素。由于具有稳定性好、着色力强、色泽鲜亮等特点，广泛作为食品的着色剂使用。资料显示：姜黄素能抑制实验动物皮肤癌、胃癌、十二指肠癌、结肠癌及乳腺癌的发生，显著减少肿瘤数目，缩小瘤体大小 。,常用的天然食用色素主要有：,（1）红曲色素用乙醇浸泡红曲米所得到的液体红色素。可直接用于红香肠、红腐乳、各种酱菜及各种糕点的着色。,（3）虫胶色素紫胶虫分泌的原胶中的一种红色成分。适用于酸性食品如鲜桔汁、红果汁、红色罐头的着色。（4

3、）甜菜红由紫甜菜中提取的红色水溶液浓缩而得。使用范围：饮料、食品、药品包衣、化妆品等行业。 （5）红花黄色素由中药红花中提取。可广泛应用于多种饮料、多种果酒,配制酒、糖果、糕点。 （6）-胡萝卜素由胡萝卜素中提取，呈橘红色。性能稳定，属油溶性物质，多用于肉类及其食品着色。,2.合成食用色素,化学合成食用色素有价格低廉、色泽鲜艳、着色稳定性高、色彩多样等特点，广泛被食品企业所使用。 这些合成色素如果食用过量，会引起人体慢性中毒、畸形，甚至致癌等症状。由于毒理方面的原因，合成的食用色素使用受到很多限制，而且不断被淘汰。,（1）苋菜红 （2）胭脂红 （3）柠檬黄 （4）日落黄 （5）靛蓝,2005年

4、05月29日国家质检总局公布了近期对北京、天津等7个省、直辖市20家企业的31种小米产品的质量抽检结果，产品抽样合格率为87.1%。国家标准GB2760-1996食品添加剂使用卫生标准规定，粮食中禁止使用合成着色剂。本次抽查中有3种小米检出合成着色剂日落黄、柠檬黄。其主要原因是为了将存放时间较长的小米经过染色处理后以次充好。,1994年世界卫生组织及联合国粮农组织食品添加剂专家委员会（JECFA）对某些着色剂公布了毒理学评价结果，并相应提出了ADI值（也就是人体每日最大允许摄入量）。ADI值以毫克计，是科学家制订出的每人每天以千克体重计算最大允许摄入量，在这个范围内使用一般认为是安全的。ADI

5、值愈大，表示毒性愈小。不少天然色素的毒性资料比较少，未能制订ADI值，就是说它们的毒性还不甚清楚。,（1）酱色（用蔗糖或葡萄糖经高温焦化而得的赤褐色色素）。不法厂商用酱色、食盐、水勾兑酱油。,（2）腌色（火腿、香肠等肉类腌制品，因其肌红蛋白及血红蛋白与亚硝基作用而显示艳丽的红色）。,3人工着色物质,它有三方面的功能： 一、使肉制品呈现一种漂亮的鲜红色； 二、使肉类具有独特的风味； 三、能够抑制有害的肉毒杆菌的繁殖和分泌毒素。一般来说，只要含量在安全的范围内，不会对人产生危害。一次性食入0.20.5克亚硝酸盐会引起轻度中毒，食入3克会引起重度中毒。中毒后造成人体组织缺氧，严重时甚至引起死亡。,亚

6、硝酸盐是一种常见的物质，是广泛用于食品加工业中的发色剂和防腐剂。,亚硝基化合物在天然食物中含量很少，却常常潜藏在一些经过特殊加工腌制、腊制、发酵的食物中。 如：家庭制作的腌菜、腌肉、咸鱼、腊肉、熏肉、奶酪、酸菜，以及酱油、醋、啤酒等都有可能产生亚硝基化合物。长期摄入亚硝酸盐，也会引发亚硝基化合物中毒。,专家建议，为减少亚硝酸盐和亚硝基化合物的危害，应注意： 一方面要减少摄入量，包括多吃新鲜的蔬菜和肉类；少吃或不吃腌腊制品、酸菜；不吃腌制时间在24小时之内的咸菜；胡椒和辣椒等调味品与盐分开包装；不喝长时间煮熬的蒸锅剩水。 另一方面要阻断亚硝酸盐向亚硝基化合物转化。如低温保存食物，以减少蛋白质分解

7、和亚硝酸盐生成；多吃一些含维生素和维生素丰富的蔬菜、水果以及大蒜、茶叶、食醋等。,（3）金属盐发色 用干燥的绿叶、海藻、蚕粪为原料，用有机溶剂抽提取其所含叶绿素，用铜盐水溶液经加热后处理可制得铜叶绿素。主要用于口香糖和泡泡糖的着色，用量不超过0.04克/千克。,二、食物的气味,从化学结构上看，各种香料组分的分子量均较低，挥发性及水溶性仍有相当差异。它们通常具有某种特征官能团。以含两个碳原子的化合物为例。,1食物气味与化学的关系,嗅觉感受器位于上鼻道及鼻中隔后上部的嗅上皮，两侧总面积约5cm2。由于它们的位置较高，平静呼吸时气流不易到达。因此在嗅一些不太显著的气味时，要用力吸气，使气流上冲，才能

8、到达嗅上皮。 首先，浮于空气中具有气味的微粒(嗅素)被吸入鼻内，接触嗅区粘膜，然后溶解在嗅腺所产生的分泌液中，刺激嗅神经细胞产生神经冲动，经嗅神经、嗅球、嗅束传送到大脑嗅觉中枢，产生嗅觉。 若产生上述嗅觉过程中的任何环节出现障碍，均会影响嗅觉功能，不能产生正常嗅觉感受，使鼻子变得“不灵”了。,2常见食用香料及其化学成分,（1）天然香料 我国的香料品种很多。常用的天然香料有八角、茴香、花椒、姜、胡椒、薄荷、橙皮、丁香、桂花、玫瑰、肉豆蔻和桂皮等。,（2）人工香料,（3）食用香精,调香是一种专门技术，香型极多，主要有两种类型： 花香型。如玫瑰、茉莉、兰花、桂花、麝香型等，模仿自然界各种名花的香；

9、想象型。如清香、水果、芳芳（兰花型）、东方、菲菲（清草香型）、科隆（柑桔香型）以及美加净等，即在调香的基础上用合适的美名，强化心理效果。,分水溶性和油溶性两种。其中以香猫酮、香叶醇、甲酸香叶酯为基体的香精最为重要。,3其它异味,指生活中由其它不明原因引起的异味。例如： （1）酯化反应产生酯香味：酱香,腐乳、豆豉、黄酒、泡菜，都具有一种芳香浓郁的特殊风味。 这种味道是食材经过加工制作，在一定温度、湿度、多种微生物等条件长时间共同作用下，携手贡献的成果。这种制作过程被称作“发酵”。,R-COOH羧酸+HO-R醇=RCO-OR羧酸酯+H2O水,（2）各种分解引起异味,长沙臭豆腐,绍兴臭豆腐,徽州臭鳜

10、鱼,他们都有一个共同点，都具有一种浓郁的特殊风味。这种味道同样是人与微生物、环境携手贡献的成果。,酿制茅台酒要经过两次下料、九次蒸煮、八次摊晾加曲（发酵七次）、七次取酒，生产周期长达八九个月，再陈贮三年以上，勾兑调配，然后再贮存一年，使酒质更加和谐醇香，绵软柔和，方准装瓶出厂，全部生产过程近五年之久。,三分钟搞定,三、食物的味道,味是由舌尝到的酸、甜、苦、辣、咸的味感，是由其可溶性物质溶于唾液，作用于舌面味觉神经之味蕾产生的味觉。合适的味感可使消化液分泌旺盛而增加食欲，有助消化。,酸味来源于溶解的氢离子（H）。一种定量表示各种酸的酸度的方法是用pH。所谓pH就是氢离子浓度的负对数，即pHlgC

11、（H）。pH的取值范围一般为1 14。 pH7为酸性， pH 7为中性， pH 7为碱性 大多数食品的pH值在56.5，处于微酸性，人们一般感觉不到酸味。但pH3.0时，则就会觉得太酸而难以适口。 若干食品及体液之pH值见表1。,1酸,(1)常用合成酸料,酸味料除作重要调料外，兼有防腐、防霉、杀菌之功效。 乙酸（俗称醋酸）。 乳酸。 柠檬酸。 酒石酸。 苹果酸。 葡萄糖酸,2）其它调料 各地均有特殊调料，大都以酸、香为特点，兼有其它味。较著名的有： 贵州独山盐酸菜。 广西玉林酸料。 湖南湘潭龙牌酱油。,（2）常用家庭调料,1）食醋。我国的名醋主要有： 山西老陈醋。 四川保宁醋。 江苏镇江醋。,

12、2甜,甜味是与糖联系在一起的。蔗糖、葡萄糖、麦芽糖是大家熟悉的糖。它们不仅味道甜，而且还供应人体能量。,甜味剂多系脂肪族的羟基化合物。一般说来，分子结构中羟基越多，味就越甜。 如分子中含2个羟基的乙二醇，略有甜味；含3个羟基的丙三醇（俗称甘油），较乙二醇甜，葡萄糖分子含6个羟基，就比较甜了。 不同甜味剂产生甜的效果用甜度表示，它是以蔗糖为基准的一种相对标度。常见糖的甜度见表2。果糖是最甜的糖。按甜度比较，果糖、蔗糖、葡萄糖的比例大约是9：5：4。 甜味的感觉由静电力引起，氢键的作用可加强甜感。,（1）甜味剂的化学特征及甜度,糖精的化学名为邻苯甲酰磺亚胺，不符合“糖”的定义,表2 常见糖的甜度,

13、作为甜味物质，人们常用的是白糖、红糖和冰糖。 糖精和甜精。 糖精的化学名为邻苯甲酰磺亚胺，分子式C7H5NO3S，无色单斜晶体，熔点229，难溶于水。甜度为蔗糖的450700倍，稀释10000倍仍有甜味。但是，糖精并非“糖之精华”，它不是从糖里提炼出来的，而是以又黑又臭的煤焦油为基本原料制成的。,（2）常用合成或人工甜料,安赛蜜,糖精,糖精的钠盐称为糖精钠，分子式C7H4NNaO3S，溶于水，甜味约相当于蔗糖的300500倍，可供糖尿病患者作为食糖的代用品。 甜精的化学名为乙氧基苯基脲，甜度为蔗糖的200250倍。与糖精混用，因协同作用而使甜味倍增。 糖精和甜精都没有营养价值，它们在用量超过0

14、.5以上时，均显苦味，煮沸以后分解亦有苦味。通常不消化而排出。少量食用无害，过量食用有害健康。,1）蜂蜜 蜜蜂自花的蜜腺采集的花蜜，贮于巢中备冬日食用之物。 花蜜的主要成分为蔗糖（40）和水分（19）。经蜜蜂口中之酶转换成蜂蜜后，甜度超过蔗糖。 蜂蜜的主要成分约为葡萄糖（36.2）、果糖（37.1）、蔗糖（2.6）、糊精（3.0）、含氮物（1.1）、花粉及蜡（0.7）、灰分（0.2）、蚁酸（0.1），其余为水分。,（3）主要天然甜料,2）甘草 甜味的主成分为甘草精（C42H62O16）。内含蔗糖（5）、淀粉（2030）、天冬素（24）、甘露糖醇（6）、树脂（1.54）、精油（0.03）及纤维素

15、等。,（1）味精 味精又叫味素，化学名为谷氨酸钠（分子式C5H8NO4Na），白色晶体或结晶性粉末，含一分子结晶水，无气味，易溶于水，微溶于乙醇，无吸湿性，对光稳定，中性条件下水溶液加热也不分解，一般情况下无毒性。,3鲜,从化学角度讲，鲜味的产生与氨基酸（通式H2N-R-COOH）、缩胺酸、甜菜碱、核苷酸、酰 胺、有机碱等类物质有关。鲜味剂的主要代表 性物质有味精、核苷酸等。,作为调味品的市售味精，为干燥颗粒或粉末，因含一定量的食盐而稍有吸湿性，故应密封防潮贮存。商品味精中的谷氨酸钠含量分别有90、80、70、60等不同规格。以80最为常见，其余为精盐。食盐起助鲜作用兼作填充剂。也有不含盐的颗

16、粒较大的“结晶味精”。,（2）核苷酸 核苷酸类中的肌苷酸、鸟苷酸、黄苷酸以及它们的许多衍生物都呈强鲜味。如肌苷酸钠比味精鲜40倍，鸟苷酸钠比味精鲜160倍，特别是2呋喃甲硫基肌苷酸比味精鲜650倍。 肌苷酸钠是在60年代兴起的鲜味剂，它又名肌苷磷酸二钠，分子式为C10H11O8N4PNa2，含57.5分子结晶水，是用淀粉糖化液经肌苷菌发酵制得的无色或白色结晶。在市场上看到的“强力味精”、“加鲜味精”就是由8895的味精和125的肌苷酸钠组成的，鲜度在130之上。,鸟苷酸钠又名鸟苷磷酸二钠，分子式C10H12O8N5PNa2，为白色至无色晶体或白色结晶性粉末，含47分子结晶水，无气味，易溶于水，

17、不溶于乙醇、乙醚、丙酮。鸟苷酸钠和适量味精混合会发生“协同作用”，可比普通味精鲜100多倍。,前几年，人们又制造出了新的超鲜物质，名叫甲基呋喃肌苷酸（C15H18O9N4P）。它的鲜度超过60000，可谓是当今世界鲜味之最了。,“苦”主要来自分子量大于150的盐、胺、生物碱、尿素、内酯等物质，主要有各种生物碱（包括有机叔胺）和含SH、SS基团的化合物。,4其它味,除了上述酸、甜、鲜三味以外，还有苦、辣、咸等味。,（1）苦味,明矾或不熟的柿子那种使舌头感到麻木干燥的味道，称为涩味。柿子、绿香蕉、绿苹果有涩味，其原因是由于在这些物质中存在涩丹宁之故。,（2）涩味,产生辣味的物质主要是两亲（亲水、亲

18、油）性分子，如辣椒中的辣椒素，肉豆蔻中的丁香酚，生姜中的姜酮、姜酚、姜醇及大蒜中的蒜苷、蒜素等。,（3）辣味,“咸味”来自于分子量小于150的阴离子钠盐，主要是食盐。,（4）咸味,合理的吃“盐”,膳食结构,摄入食盐不宜过少，食盐除调味以外，还参与人体渗透压和酸碱平衡。如果长期吃盐偏少，会引起低血压、疲乏、食欲差等症状。为了维持人体的生理需要，健康人一般每天可吃食盐克左右。,香和味的鉴别仍停留在主要依靠感官评价的定性化阶段。曾提出用下式来判别： 1香和味的作用特点 （1）香和味常同时作用。 （2）靠体液作用加强感受。 （3）由神经电信号刺激而传递。,四、如何鉴别色香味,附：对单个组分可用下列方法定量测定 气相色谱法 液相色谱法,3色香味鉴别的进展 （1）嗅觉膜。制成过一种模拟嗅觉细胞工作原理的生物膜，当它接触某异味物质时，就改变其表面电荷，给出电信号。 （2）家庭煤气报警器。利用一氧化碳、巯基（SH）化合物的反应性能制成。 （3）酒味检测器。利用乙醇气体与敏感件的作用，用以判定司机是否醉酒。,2色、香、味的