食物中的化学.ppt
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1、2024/4/17周三食物中的化学物质食物中的化学物质主要包括糖类、蛋白质、油脂、维生素、无机盐和水。其中,糖类、蛋白质、油脂,这三种营养物质的作用是最直接的,并都能产生热能,在营养学中称它们为“三大营养成分”下面就让我们一起来接触这些营养物质吧!糖类糖类人体所需的人体所需的六大基本营六大基本营 养物质养物质 油脂油脂 蛋白质蛋白质 维生素维生素无机盐无机盐水水一、生命的基础能源一、生命的基础能源 糖类糖类糖类1、葡萄糖2、淀粉3、纤维素 糖类糖类葡萄糖葡萄糖(单糖(单糖C6H12O6):):淀粉淀粉(多糖(多糖(C6H10O5n)):):纤维素纤维素(多糖(多糖(C6H10O5)n):):水
2、解水解生理功能生理功能重要供能物重要供能物质 糖类是绿色植物光合作用的产物,对于人类和大糖类是绿色植物光合作用的产物,对于人类和大多数动物来说是最基本、最廉价的能量来源。我国居多数动物来说是最基本、最廉价的能量来源。我国居民的食物构成中,每天民的食物构成中,每天所需能量所需能量中来自糖类的约占中来自糖类的约占75。糖类大多符合通式:。糖类大多符合通式:Cn(H2O)m 糖类又称糖类又称碳水化碳水化合物合物。(一(一).葡萄糖葡萄糖 1、物理性质:、物理性质:2.葡萄糖的葡萄糖的还原性还原性葡萄糖是一种葡萄糖是一种多羟基醛多羟基醛,分子中含有分子中含有醛基醛基:HCO H H H H H HHC
3、 C C C C CO OH OH OH OH OH能发生能发生银镜反应银镜反应,也能,也能与新制氢氧化铜反应生成砖红与新制氢氧化铜反应生成砖红色沉淀色沉淀。分子中含有。分子中含有醛基醛基的物质都有的物质都有还原性还原性。醛基醛基的结的结构简式构简式:CHO 白色晶体,有甜味,能溶于水白色晶体,有甜味,能溶于水3.葡萄糖是人体内最重要的葡萄糖是人体内最重要的供能物质供能物质氧化氧化肝糖元:当血糖肝糖元:当血糖0.1(正常值),肝糖元就会分解为葡萄糖;(正常值),肝糖元就会分解为葡萄糖;肌糖元:运动时需供能,肌糖元就会转化为葡萄糖供肌肉运动用;肌糖元:运动时需供能,肌糖元就会转化为葡萄糖供肌肉运
4、动用;脂脂 肪:也是能量储备的方式,过多食用糖类物质易使人发胖。肪:也是能量储备的方式,过多食用糖类物质易使人发胖。分解分解糖类糖类葡萄糖葡萄糖脂肪脂肪肝糖元肝糖元CO2+H2O+能量能量(15.6kJ/g)水解水解合成合成转化转化合成合成肌糖元肌糖元 C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)储存能量储存能量(二)(二)、淀粉淀粉 1.淀粉的存在:淀粉的存在:植物的种子和块茎中。谷类含淀粉较多。植物的种子和块茎中。谷类含淀粉较多。2.淀粉分子式是:淀粉分子式是:(C6H10O5)n,是一种重要的,是一种重要的多糖多糖,是,是天然天然高分子化合物。高分子化合物。3.淀粉物
5、理性质:没有甜味的白色粉末,不溶于冷水。淀粉物理性质:没有甜味的白色粉末,不溶于冷水。5.淀粉在人体内的水解过程(消化过程):淀粉在人体内的水解过程(消化过程):(C6H10O5)n 淀粉淀粉(C6H10O5)m 糊精糊精C12H22O11 麦芽糖麦芽糖C6H12O6 葡萄糖葡萄糖 4.淀粉的淀粉的“糊化糊化”:淀粉在热水中会膨胀,有一部:淀粉在热水中会膨胀,有一部分淀粉溶解在水里,另一部分悬浮在水里,形成胶状粉分淀粉溶解在水里,另一部分悬浮在水里,形成胶状粉糊。这种现象叫糊。这种现象叫“糊化糊化”,是淀粉食物加热烹制过程的,是淀粉食物加热烹制过程的基本变化,也就是食物由生变熟的过程。基本变化
6、,也就是食物由生变熟的过程。(三三).纤维素纤维素 1.纤维素的存在:素的存在:绿色植物通色植物通过光合作用生成的物光合作用生成的物质,是构成植物是构成植物细胞的基胞的基础物物质。一切植物都含有。一切植物都含有纤维素,素,棉花含棉花含纤维素高达素高达90以上,木材中含以上,木材中含纤维素素为50左右。左右。2.纤维素的分子式:素的分子式:(C6H10O5)n+nH2O nC6H12O6催化剂催化剂 纤维素纤维素葡萄糖葡萄糖 4.纤维素的水解:在素的水解:在浓硫酸硫酸的催化作的催化作用下用下发生,最生,最终产物也是葡萄糖物也是葡萄糖.(C6H10O5)n 3.物理性物理性质:白色、没有气味:白色
7、、没有气味和味道的和味道的纤维状状结构的物构的物质。是天然高分子化合物,是一种多糖。是天然高分子化合物,是一种多糖。纤维素素虽然不能作然不能作为人人类的的营养食物,但其在人养食物,但其在人体的消化体的消化过程中起重要作用。主要是能程中起重要作用。主要是能刺激刺激肠道蠕道蠕动并分泌消化液并分泌消化液,促,促进食物的消化和食物的消化和废物的排泄,减少物的排泄,减少有害物有害物质于于肠黏膜的接触黏膜的接触时间,有,有预防便秘、痔防便秘、痔疮和和直直肠癌的作用,癌的作用,还能降低胆固醇,能降低胆固醇,预防和治防和治疗糖尿病糖尿病等。所以人要注意等。所以人要注意摄入足入足够的的纤维素来保素来保证身体健康
8、。身体健康。二、重要的体内能源二、重要的体内能源 油脂油脂 油油脂脂组成成高高级脂肪酸甘油脂脂肪酸甘油脂油脂在体内的油脂在体内的变化和功能化和功能 (一一)、油脂的油脂的组成成 油脂是油脂是高级脂肪高级脂肪酸酸与与甘油甘油所生成的酯,所生成的酯,又叫甘油三酯。其结又叫甘油三酯。其结构表示如:构表示如:在油脂中在油脂中R1、R2、R3可以是饱和烃基可以是饱和烃基,也可以也可以是是 不饱和烃基。不饱和烃基。天然油脂大多为混甘油酯天然油脂大多为混甘油酯。当当 R1R2R3时(即烃基相同)称为单甘油酯时(即烃基相同)称为单甘油酯当当 R1R2R3时(即烃基不相同)称为混甘油酯时(即烃基不相同)称为混甘
9、油酯R1COOCH2R2COOCHR3COOCH2分类:油脂中高级脂肪酸的油脂中高级脂肪酸的饱和程度饱和程度对油脂的对油脂的熔熔点点有重要的影响。当有重要的影响。当R-是是饱和烃基饱和烃基(如硬脂酸、(如硬脂酸、软酯酸)时甘油酯的熔点较高,室温下呈软酯酸)时甘油酯的熔点较高,室温下呈固态固态(一般是动物油一般是动物油)。当。当R-是是不饱和烃基不饱和烃基(如油酸)(如油酸)时甘油酯的熔点较低,室温下呈时甘油酯的熔点较低,室温下呈液态液态(一般是植一般是植物油物油)。(二二)、油脂在体的油脂在体的变化和功能化和功能高级脂肪酸甘油酯高级脂肪酸甘油酯水解水解酶酶二氧化碳二氧化碳水水热量热量高级脂肪酸
10、高级脂肪酸甘油甘油氧化氧化脂肪酸在人体内的功能主要有:脂肪酸在人体内的功能主要有:1.供给人体热量;供给人体热量;2.“储存储存”能量;能量;3.作为合成人体所需的物质,如磷脂、固醇等的原料;作为合成人体所需的物质,如磷脂、固醇等的原料;4.必需脂肪酸在人体内有多种生理功能,如促进发育、维必需脂肪酸在人体内有多种生理功能,如促进发育、维持健康和参与胆固醇的代谢等。持健康和参与胆固醇的代谢等。三三、生命的基础生命的基础 蛋白质蛋白质 蛋蛋白白质质氨基酸氨基酸多肽多肽盐析盐析变性变性颜色反应颜色反应蛋白质的组成和结构蛋白质的组成和结构蛋白质的性质蛋白质的性质人体必需的氨基酸人体必需的氨基酸(一)、
11、蛋白(一)、蛋白质的的组成和成和结构构蛋白蛋白质的存在和重要性:的存在和重要性:肌肉、血清、血肌肉、血清、血红蛋白、毛蛋白、毛发、指甲、角、蹄、蚕、指甲、角、蹄、蚕丝、蛋、蛋白激素、白激素、酶等都是由不同的蛋白等都是由不同的蛋白质组成的。成的。蛋白蛋白质是生命的基是生命的基础,没有蛋白,没有蛋白质就没有生命。一切重要的就没有生命。一切重要的生生命命现象和生理机能象和生理机能都与蛋白都与蛋白质有关。有关。1、蛋白、蛋白质的的组成成 蛋白蛋白质所含的元素有所含的元素有C、H、O、N及其少量的及其少量的S,有的,有的还含微量的含微量的P、Fe、Zn、Mo等元素。等元素。蛋白蛋白质是天然有机高分子化合
12、物。是天然有机高分子化合物。2.氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质各种氨基酸各种氨基酸酶或酸、碱酶或酸、碱水解水解几种氨基酸:几种氨基酸:甘氨酸:甘氨酸:丙氨酸:丙氨酸:谷氨酸:谷氨酸:CH2 COOHNH2CH3 CH COOH NH2HOOC(CH2)2 CH COOH NH2 氨基酸分子中的氨基酸分子中的羧羧基基显酸性,可与碱反应;显酸性,可与碱反应;氨基氨基则显碱性可与酸反则显碱性可与酸反应,都生成盐。因此氨应,都生成盐。因此氨基酸具有基酸具有两性两性。一般氨基酸的通式一般氨基酸的通式(-氨基酸):氨基酸):HR C COOH NH23.多肽多肽 氨基酸既能与酸反氨基酸既能与酸反应,又能与碱反,
13、又能与碱反应,氨基酸分子之,氨基酸分子之间也也能互相反能互相反应。一分子中的氨基与另一分子中的。一分子中的氨基与另一分子中的羧基之基之间消去水消去水分子分子,经缩合反合反应而生成的而生成的产物叫物叫肽。R O RH2N CH C OH+H NH CH COOH肽键肽键 由由两分子氨基酸两分子氨基酸消去水分子而形成含有消去水分子而形成含有一个肽键一个肽键的化合物是的化合物是二肽二肽。由。由多分子氨基酸多分子氨基酸消去水分子而形成含有消去水分子而形成含有多个肽键多个肽键的化合物的化合物是是多肽多肽。多肽常呈链状,因此也称。多肽常呈链状,因此也称肽链肽链。多肽与蛋白质之间没有。多肽与蛋白质之间没有严
14、格的界限,一般把相对分子质量小于严格的界限,一般把相对分子质量小于1000的叫多肽。的叫多肽。R O RH2N CH C NH CH COOH+H2O肽键的结构简式:肽键的结构简式:CONH催化剂蛋白质与氨基酸之间的转化蛋白质与氨基酸之间的转化蛋白质蛋白质多肽多肽二肽二肽氨基酸氨基酸缩合缩合水解水解缩合缩合水解水解缩合缩合水解水解 4、蛋白、蛋白质的的结构:构:螺旋状,具有三螺旋状,具有三维空空间结构。构。蛋白蛋白质分子分子结构的多构的多样性,决定蛋白性,决定蛋白质分子具分子具有多种重要功能。研究蛋有多种重要功能。研究蛋白白质的的结构和合成,构和合成,进一一步探索生命步探索生命现象,象,这是生
15、是生命科学研究的重要命科学研究的重要课题之之一。一。(二二)、蛋白蛋白质的性的性质1、物理性、物理性质:蛋白蛋白质有的能溶于水,如有的能溶于水,如鸡蛋白;有的蛋白;有的难溶于水,如毛、溶于水,如毛、丝、角、蹄等。、角、蹄等。2、化学性质、化学性质(2)盐析)盐析:含官能团:含官能团:NH2、COOH,呈两性呈两性(1)水解:)水解:蛋白质蛋白质各种氨基酸各种氨基酸酶或酸、碱酶或酸、碱水解水解 向蛋白向蛋白质溶液中加入某些弄的无机溶液中加入某些弄的无机盐溶液溶液(NH4)2SO4或或Na2SO4等等,可以使蛋白,可以使蛋白质凝聚而从溶液中析出。凝聚而从溶液中析出。蛋白蛋白质的的盐析是一个析是一个
16、可逆可逆过程,因程,因为盐析出来的蛋白析出来的蛋白质可以重新溶解在水中,而不影响原来蛋白可以重新溶解在水中,而不影响原来蛋白质的性的性质。采用多次采用多次盐析的方法,可以分离和提析的方法,可以分离和提纯蛋白蛋白质。(3).变性变性 蛋白质受热到一定温度就会发生不可逆的凝固(凝蛋白质受热到一定温度就会发生不可逆的凝固(凝固后不能在水中溶解),这种变化叫做固后不能在水中溶解),这种变化叫做变性变性。除了加热外,在除了加热外,在紫外线、紫外线、X射线、强酸、强碱,铅、射线、强酸、强碱,铅、铜、汞等重金属的盐类铜、汞等重金属的盐类,以及一些有机物,如,以及一些有机物,如甲醛、甲醛、酒精、苯甲酸酒精、苯
17、甲酸等的作用下,蛋白质也会变性。等的作用下,蛋白质也会变性。蛋白质变性后,不仅失去了原有的可溶性,同时也蛋白质变性后,不仅失去了原有的可溶性,同时也失去了生理活性。所以蛋白质的变性是失去了生理活性。所以蛋白质的变性是不可逆不可逆的过程。的过程。蛋白质变性这一性质在生活中有许多实际的应蛋白质变性这一性质在生活中有许多实际的应用:用:利用高温、紫外线、酒精等进行消毒、灭菌。利用高温、紫外线、酒精等进行消毒、灭菌。制造一些风味独特的食品,如松花蛋、豆腐、制造一些风味独特的食品,如松花蛋、豆腐、奶酪等。奶酪等。铅、铜、汞等重金属的盐类能使蛋白质凝结变性,铅、铜、汞等重金属的盐类能使蛋白质凝结变性,所以
18、能使人中毒。万一不慎误服了重金属离子,可立即所以能使人中毒。万一不慎误服了重金属离子,可立即喝大量的牛奶、鸡蛋清等来缓解毒性,以减少人体内蛋喝大量的牛奶、鸡蛋清等来缓解毒性,以减少人体内蛋白质中毒的程度白质中毒的程度。(4).颜色反颜色反应应 蛋白质遇蛋白质遇浓硝酸浓硝酸会显黄色,会显黄色,这就是蛋白质的颜色反应。这就是蛋白质的颜色反应。(5).蛋白质灼烧时蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味。有烧焦羽毛的气味。(三)(三)、人体必需的氨基酸人体必需的氨基酸蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质胃蛋白酶或胰蛋白酶胃蛋白酶或胰蛋白酶水解水解在人体内吸收在人体内吸收后重新组合后重新组合食物中的蛋白质食物中的
19、蛋白质植物性蛋白质植物性蛋白质动物性蛋白质动物性蛋白质蛋白质蛋白质必需氨基酸必需氨基酸(人体不能合成,共有(人体不能合成,共有8种只能从食物中获取)种只能从食物中获取)非必需氨基酸非必需氨基酸(人体能合成有人体能合成有12种,无需食物供给种,无需食物供给)赖氨赖氨酸酸蛋氨蛋氨酸酸亮氨亮氨酸酸异亮异亮氨酸氨酸缬氨缬氨酸酸苏氨苏氨酸酸苯丙苯丙氨酸氨酸色氨色氨酸酸人体必需氨基酸人体必需氨基酸H2N(CH2)4CHCOOH NH2CH3CHCH2CHCOOH CH3 NH2CH3CH2CHCHCOOH CH3 NH2CH3CHCHCOOH CH3 NH2CH3CHCHCOOH OH NH2CH2CHC
20、OOH NH2NHCH3SCH2CH2CHCOOH NH2 CH2CHCOOH NH2 四四、重要的化学物质、重要的化学物质维生素维生素维生素维生素维生素维生素维生素维生素C等一些维生素的性质与作用等一些维生素的性质与作用 (一一)、维生素维生素 1.维生素在人体维生素在人体中的作用中的作用 维生素是参与生物生维生素是参与生物生长发育和新陈代谢所必需长发育和新陈代谢所必需的一类小分子有机化合物。的一类小分子有机化合物。维生素在人体内有特殊的生理维生素在人体内有特殊的生理功能或作为酶催化某些特殊的化学功能或作为酶催化某些特殊的化学反应。反应。维生素能维生素能调节各种器官的机调节各种器官的机能并维
21、持各种细胞的特性能并维持各种细胞的特性,对人,对人体的生长和健康至关重要。体的生长和健康至关重要。2、维生素分类:、维生素分类:依据依据不同的溶解性不同的溶解性维维生生素素脂溶性维生素脂溶性维生素水溶性维生素水溶性维生素 (脂溶性维生素难溶于水,易溶于脂肪和有机溶剂。脂(脂溶性维生素难溶于水,易溶于脂肪和有机溶剂。脂溶性维生素不易排泄,易在体内积存,主要积存在肝脏。)溶性维生素不易排泄,易在体内积存,主要积存在肝脏。)(水溶性维生素易溶于水,容易被人体吸收,多余的会(水溶性维生素易溶于水,容易被人体吸收,多余的会随尿排出体外,一般不易在体内积存,所以容易缺乏。)随尿排出体外,一般不易在体内积存
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