課件：生活中的無機化學.ppt

04 化學與飲食健康 4-1 營養(yǎng)素與人體健康 4-2 常見食物的化學特征,2,4-1 營養(yǎng)素與人體健康,營養(yǎng)素(nutrient):人體為維持正常生理活動而 必需由外界供給的物質(zhì)，有7大類：蛋白質(zhì)、 脂肪、糖類、維生素、水、無機鹽和纖維素。,一、 蛋白質(zhì) Proteins,蛋白質(zhì)是組成人體主要固態(tài)成份，是生命活動的基礎(chǔ)，隨著生活水平的提高，人們對蛋白質(zhì)的數(shù)量和質(zhì)量非常關(guān)注，更加重視對蛋白質(zhì)的研究與開發(fā)，并通過利用傳統(tǒng)資源和擴大開發(fā)傳統(tǒng)資源等途徑獲得大量質(zhì)優(yōu)價廉的蛋白質(zhì)。,構(gòu)成機體、修補組織 調(diào)節(jié)生理功能 供給能量,功能,化學組成,主要由C、H、O、N、S等組成 。蛋白質(zhì)在酸、 堿或酶的作用下發(fā)生水解，最終產(chǎn)物是氨基酸。,(一)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),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,氨基酸分子中有兩個官能團：堿性的氨基和酸性的羧基，分子間很容易進行酸堿縮合反應(yīng)形成聚氨基酸，生命體內(nèi)所有蛋白質(zhì)都是聚氨基酸，是細胞的主要成份。,10,11,12,13,pleated,Primary structure (a),Secondary structure (b),-helix,Tertiary structure (c),-pleated sheet,quaternary structure (d),14,一級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)肽鏈中氨基酸殘基的排列順序，是蛋白 質(zhì)分子的基本結(jié)構(gòu)，是空間結(jié)構(gòu)及其功能的基礎(chǔ)。 二級結(jié)構(gòu)：多肽鏈中，同相鄰近的氨基酸殘基間形成的多 肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，包括-螺旋、-折疊等。 三級結(jié)構(gòu)：在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，由肽鏈上相距甚遠的氨 基酸殘基所形成的整個多肽鏈的空間結(jié)構(gòu)。 四級結(jié)構(gòu)：由兩個或兩條以上具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈，通 過一些非共價鍵相互聚合而成為具有生物功能的 蛋白質(zhì)大分子的空間結(jié)構(gòu)。,我國自己合成的胰島素，就是由51個氨基酸組成的（存在于牛的胰腺中）。,1965年9月17日，人工合成 胰島素在中國首次發(fā)現(xiàn)。這 也是世界上第一個蛋白質(zhì)的 全合成。這是我國科技人員 在奮力攀登世界科學高峰， 在基礎(chǔ)研究方面獲得的一項 世界冠軍。這一成果促進了 生命科學的發(fā)展，開辟了人 工合成蛋白質(zhì)的時代 。,16,農(nóng)畜產(chǎn)品是人類食用蛋白的主要來源 1.動物性蛋白：畜肉、牛乳、雞蛋、魚肉及其制品 蛋白質(zhì)的數(shù)量、質(zhì)量優(yōu)于植物蛋白，稱完全蛋白質(zhì)。 2. 植物性蛋白：大豆、小麥、豆類 Problem： 人口增加，耕地減少，造成蛋白質(zhì)缺乏， 分布不均，資源浪費。,（二）傳統(tǒng)蛋白食品 The traditional food of protein,17,1.動物性蛋白質(zhì)：水產(chǎn)類蛋白 海洋中有20多萬種生物，主要有魚、蝦、蟹、貝、藻類 蛋白質(zhì)含量：魚1520%、對蝦20. 6%、河蝦17.5%、 蟹14.5%、海帶8.2%、紫菜1428%、牡蠣4557%。 2.植物性蛋白 油料蛋白：脫脂大豆、花生、葵花籽、芝麻， 蛋白質(zhì)含量達4050% 谷類蛋白：主要有小麥、大米、玉米、高梁、小米。 蛋白質(zhì)多分布于谷皮和胚芽中， 必需氨基酸不齊全。,微生物造福人類歷史悠久，各種酒精飲料、醬油、醋的釀造，烤面包、泡菜、酸奶等離不開微生物的作用。 單細胞蛋白是指以工業(yè)方式培養(yǎng)的微生物（如酵母菌、乳酸菌、霉菌、藻類等），這些菌體含豐富的蛋白質(zhì)，可用作人類食物或動物飼料的微生物蛋白質(zhì)，含粗蛋白5085%，氨基酸組成齊全，可利用率高，還含有維生素、無機鹽、脂肪、糖類等，營養(yǎng)價值遠優(yōu)于魚類和大豆粉。,（三）蛋白質(zhì)新資源單細胞蛋白 （微生物蛋白）,19,從現(xiàn)代營養(yǎng)學的觀點來看，確定食物蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值，不僅要有蛋白質(zhì)的含量是否高，還要看必需氨基酸的配比是否協(xié)調(diào)，是數(shù)量與質(zhì)量的雙重指標，人的基本活動、基礎(chǔ)代謝，需要能量由食物所提供熱量中有1520%由蛋白質(zhì)提供，機體內(nèi)的蛋白質(zhì)被分解后產(chǎn)生的氨基酸，大部分作為原料被重新合成蛋白質(zhì)，以發(fā)揮其生物功能，所以，以更高的蛋白質(zhì)作為人體的來源是不經(jīng)濟的，脂肪、碳水化合物的攝取也需重視，三者合理的攝食結(jié)構(gòu)將使人類生活水平更上一個新臺階。,（四）營養(yǎng)價值評價 Appraisement of nutrition value,知識介紹 天然螺旋藻：含豐富的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、 B-胡蘿卜素、r-亞麻酸SOD（超氧化 物歧化酶）、磷酯、維生素（B類、葉酸等）、微量元素（Ca、Fe、Zn、Se等）。吸收率高，具有抗疲勞、耐缺氧，免疫調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)血脂，抗腫瘤的保健作用，1克螺旋藻的營養(yǎng)成份，含量相當于1000克各類蔬菜、水果的總和。 聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）向全世界推薦：螺旋藻為21世紀 最理想的食品； 世界衛(wèi)生組織（WHO）評價螺旋藻：人類21世紀最佳保健品, 常用食品中氨基酸組成合理順序： 雞蛋牛奶魚肉,21,二、維生素 (vitamin),維生素是一系列有機化合物的統(tǒng)稱。它們是生物體所需要的微量營養(yǎng)成分，微量支配動物的營養(yǎng)，調(diào)節(jié)正常的生理機能，促進完全代謝，人體內(nèi)不能合成，本身不能成為能源必需營養(yǎng)素。需要通過飲食等手段獲得。（主要來源于蔬菜與水果） 維生素有“維持生命的營養(yǎng)素”的意思；而維他命有人解釋為“唯有它才可以保命”，當然實際上即使缺乏維生素生物體也不會死亡。但過量攝入，則可中毒，尤其是脂溶性維生素。,維生素的特點： 外源性：人體自身不可合成（維生素D人體可以少量合成， 但是由于較重要，仍被作為必需維生素），需要 通過食物補充； 微量性：人體所需量很少，但是可以發(fā)揮巨大作用； 調(diào)節(jié)性：維生素能夠調(diào)節(jié)人體新陳代謝或能量轉(zhuǎn)變 ； 特異性：缺乏了某種維生素后，人將呈現(xiàn)特有的病態(tài)。,2019/8/30,23,可編輯,（一）維生素的分類 The classfication of vitamin,B族 及VC等,25,（二）維生素的基本性質(zhì) The basic property of vitamin 對熱穩(wěn)定性 EDB2B1AC 毒性 A、D有過剩癥 K、E需慎重、不要濫用VC,（三）維生素對人體健康的作用 The action of vitamin for the health of human body,日常生活中，許多人都在為自己身上的毛病而苦惱，如：頭發(fā)分叉、干枯、面部出現(xiàn)雀斑，皮膚粗糙，視力下降，體臭等，其實這些問題大多同體內(nèi)缺乏某種微生素有關(guān)。,（四）維生素含量較高的食物 A：甜薯、胡蘿卜、韭菜、菠菜、動物肝（尤其雞肝、羊肝） 雞蛋、 蟹、奶制品、黃色水果 C：紅棗、青椒、菜花、獼猴桃、草莓、芒果、檸檬、西紅柿、 卷心菜家族的蔬菜以及其它黃綠色蔬菜、 B2：紫菜、芹菜、動物肝、鱔魚、乳汁蛋、奶酪、牛奶 B1：花生、杏仁、黃豆、豌豆、葵花籽、豬肉、西紅柿 E: 魚肝油、橄欖油以及核桃、花生、大豆、葵花籽等植物油 D：魚肝油、蛋黃、奶油、奶制品、沙丁魚、青魚、香菇、肝臟,注意事項：應(yīng)階段性服用，不要大量、長期服用 不偏食，選擇多種食物(包括不喜歡吃的)，尤其是 多吃粗糧、蔬菜,28,三、脂肪,主要化學成分：甘油三酯,結(jié)構(gòu)式：,油和脂的總稱,室溫下，植物油脂通常呈液態(tài)，叫做油。 動物油脂通常呈固態(tài)，叫做脂肪。,CH2OCOR1,CHOCOR2,CH2OCOR3,R1 R2 R3 表示烴基,功能,供給人體熱量 ； 構(gòu)成人體的脂肪組織可調(diào)節(jié)體溫，防止體溫 外散，保護內(nèi)臟器官，滋潤皮膚； 溶解營養(yǎng)素；,四、糖類：糖類物質(zhì)是多羥基的醛類或酮類化合物。,單糖,主要化學成分：由C、H、O三種元素組成。,功能,供給熱能 構(gòu)成身體組織 輔助脂肪的氧化，幫助肝臟解毒，促進生長發(fā)育 增強食品風味,分類,雙糖,多糖,葡萄糖：C6H12O6，白色晶體、有甜味、溶于水,蔗糖和麥芽糖：C12H22O11，無色晶體、溶于水，味甜 在硫酸催化下，水解生成葡萄糖。,淀粉和纖維素：(C6H10O5)n，白色、無氣味、無味道 水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖。,30,五、礦物質(zhì) 人體內(nèi)，除C、H、O、N以外的元素統(tǒng)稱為礦物質(zhì)。,功能,構(gòu)成機體組織的材料 調(diào)節(jié)生理功能 參與調(diào)節(jié)體液平衡以及維持機體的酸堿平衡,六、水,主要 生理 功能,細胞和體液的主要成分 幫助體內(nèi)消化、吸收、循環(huán)及排泄等生理作用 保持和調(diào)節(jié)體溫 水是體腔、關(guān)節(jié)和肌肉的潤滑劑,Discussion：什么是營養(yǎng)素？食物中有哪些營養(yǎng)素？ 它們的主要生理功能是什么？,4-2 常見食物的化學特征,主要成份是淀粉；脂肪較少；氨基酸較肉類不齊全；維生素除B族(多存于米糠中，精米較少)外，其它極少；無機物：Ca少、K、Na、P多，還含F(xiàn)e等微量元素。,一、主食 Principal food 1. 谷物 Grain 包括大米、小麥、玉米、 小米及其它雜糧等。,谷物通過加工為主食，為人類提供了50%80%的熱能、40%70%的蛋白質(zhì)、60%以上的維生素B1 。 以谷物為主食時，必須補充副食、蔬菜，以保證蛋白質(zhì)、脂肪及微量元素的全面供應(yīng)。,米的風味（ rices taste ） 米的風味好壞，不僅與稻子品種有關(guān)， 而且栽培的方法、季節(jié)、土質(zhì)等也有 很大的影響。如東北米好吃；一年兩季，早稻生長周期短，營養(yǎng)物質(zhì)積累較少，相應(yīng)的口感風味較差。晚稻生長周期長，營養(yǎng)物質(zhì)積累多，灌漿飽滿，口感也較好。兩者支鏈淀粉的含量不同。 米飯的粘彈性強，粘著度高是風味好壞的標志。直鏈（與碘反應(yīng)是藍色）多的米，一般感官評價低，糯米的支鏈多（與碘反應(yīng)呈紅褐色），加熱后易疆結(jié)，所以糯米飯比較粘。 歐美人愛好不粘的食品，而食用米飯的日本人卻重視飯粒的物理特性，即光澤、緊密、粘性等。,按組成一般可分為兩類： 以脂肪、蛋白質(zhì)為主而淀粉次之的物質(zhì)： 如大豆、花生、油籽等，營養(yǎng)程度大。 以淀粉、蛋白質(zhì)為主而脂肪少的物質(zhì)： 如雜豆，綠豆、豌豆、蠶豆，適于減肥。,2.豆類 Beans, 大豆：蛋白質(zhì)含量高，氨基酸齊全，維生素較多，脂肪適 量，磷脂質(zhì)豐富，亞油酸多，含皂苷，為植物蛋白 的名品，維生素以B類為多，A、D少，不宜消化， 不要吃得過多。常吃可防四類疾?。?心血管疾病 骨質(zhì)疏松 絕經(jīng)期綜合癥 癌癥及愛滋病, 花生、芝麻、葵花籽 主要作為食油和蛋白質(zhì)資源，必需氨基酸齊全，脂肪含量高，花生消化率高（優(yōu)于大豆），缺維B、維C，花生薄皮可防脂油被氧化，花生若被毒性非常大的黃曲霉素污染致癌，消化時間較谷類長。 雜豆：糖含量高，蛋白質(zhì)適中，脂肪少可代主食適于減肥。,二、副食（Foodstuffs）,副食能提供豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素和無機鹽等營養(yǎng)物質(zhì)，對人體健康有重要的作用。,1.肉類（肉、魚、蛋）, 肌肉（瘦肉） 特點 必需氨基酸多，匹配好；富含維生素VA（肝臟）； 膽固醇不高，脂肪含量少（尤其是背部和腿部）； 消化吸收率高（95%以上）, 魚及水產(chǎn)品 特點 高蛋白（20%），維生素、微量元素含量高，羅旋藻類達60% 味道鮮美，富含氨基酸。 總之，富含各類營養(yǎng)物質(zhì)，種類齊全，易被人體吸收，生物利用率高。 國人幾乎逢宴必有魚，所謂年年有“魚”，吉慶有“魚”。, 深海魚中含一定量不飽和脂肪酸： EPA 二十碳五烯酸； DHA 二十二碳六烯酸，腦黃金 是大腦細胞及腦神經(jīng)形成、發(fā)育及運行的物質(zhì)基礎(chǔ)。 存在于大腦及眼部，所以有 吃魚使人眼亮聰明之說,母乳中含有即腦黃金，對嬰兒的腦發(fā)育、提高智力 及視網(wǎng)膜的形成有重要作用。 對市場上的幾十種嬰兒奶粉檢測表明，除極少數(shù)已標注添加 了之外，沒有發(fā)現(xiàn)成分。對市場上銷售的牛奶檢 測中也未發(fā)現(xiàn)成分。盡管母乳中含有，但由于一 些乳母不吃或少吃海魚，使乳汁中的含量低于國外水平。這對嬰兒的生長發(fā)育是不利的，值得重視。,100ml母乳中的DHA含量：美國 15mg；南非11mg；日本22mg，中國：13.5mg。因此日本兒童智商普遍高于各國兒童。 日本政府曾總結(jié)經(jīng)驗提出：“一杯牛奶強壯一個民族”。而如 今在牛奶已經(jīng)全民普及的基礎(chǔ)上又開始大力推廣DHA，這也是直接導致日本下一代智商較高的原因。,深海魚油： 深海魚類體內(nèi)不飽和脂肪的簡稱。魚油是指富含EPA (二十碳五烯酸）、DHA(二十二碳六烯酸）的魚體內(nèi)的油脂。 普通魚體內(nèi)含EPA、DHA數(shù)量極微，只有寒冷地區(qū)深海里的 魚，如三文魚、沙丁魚等體內(nèi)EPA、DHA含量極高，而且陸 地其他動物體內(nèi)幾乎不含EPA、DHA。 因此選用深海魚提取EPA及DHA 。,作用功效： 1）調(diào)節(jié)血脂，防止血液凝固，預防腦血栓、 腦溢血及中風 2）預防關(guān)節(jié)炎、緩解痛風、哮喘及由關(guān)節(jié)炎引起的腫痛 3）預防老年癡呆癥、營養(yǎng)大腦、改善記憶 4）改善視力、維護視網(wǎng)膜，防治老花眼, 蛋類（以鵪鶉蛋最優(yōu)） 特點：含有豐富的營養(yǎng)成分，含有蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、 維生素、無機鹽等。 氨基酸品種最全（18種），尤其是賴氨酸豐富。 胃內(nèi)停留時間短，消化吸收率高（95%）。 維生素（A、D、泛酸等）、微量元素多（Fe等）。 亞油酸、脂質(zhì)高（磷脂質(zhì)包括卵磷脂和腦磷脂）。 蛋白和蛋黃在營養(yǎng)成分上有較大的差異，蛋黃(含膽固醇) 的營養(yǎng)成分種類和含量都比蛋白多，所以，蛋黃的營養(yǎng)價 值高于蛋白。, 雞旦全價蛋白質(zhì), 蔬菜 種類： 葉 莖 根 果 特點： 一般含水分70%以上 含維生素、無機鹽及糖分 纖維素及果膠汁使腸蠕動，促進消化， 酵素也有利消化及其它各種生理功能 是提供多種變化的食品、香味、色澤 和豐富菜肴的物質(zhì),酶（又稱酵素）是一種生物催化劑。生物體內(nèi)含有千百種酶， 它們支配著生物的新陳代謝、營養(yǎng)和能量轉(zhuǎn)換等許多催化過程， 與生命過程關(guān)系密切的反應(yīng)大多是酶催化反應(yīng) 。,酶的特性： 高效性：酶的催化效率比無機催化劑更高，使得反應(yīng)速率更快 專一性：一種酶只能催化一種或一類底物，如蛋白酶只能催化 蛋白質(zhì)水解成多肽 多樣性：酶的種類很多，