生活中的食品化学课件

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1、1,第二章 生活中的食品化学,食品中的营养成分 食品中的添加剂 功能食品 食品安全,2,食品的功能 营养功能：提供能量、提供营养素；营养物质包括糖类、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质及其它物质等； 商品功能：赋予特殊形态、保证货架期；由各类添加剂赋予品质、风味、颜色、形态、保质期等；,3,2.1 食品中的营养成分 赋予食品营养功能的物质 获得能量和必要的生理营养物质：糖、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质及其它物质； 食品的营养强化及添加剂 添加营养成分：维生素、蛋白质及必需氨基酸、微量元素等；,4,2.1.1 基本营养成分 糖（碳水化合物）：淀粉及其它多糖和低聚糖； 淀粉存在于谷物、薯类等植物的种实中

2、，是植物的能量储存形式，是食物营养的主要成分之一； 其它如蔗糖等是作为食品甜味剂等起作用； 脂肪（油脂）：油（植物脂肪）和脂（动物脂肪）； 脂肪存在于动物性食物和一些植物性食物中，是食物营养的主要成分之一； 作为加工食品，脂肪的主要形式有精制油脂和食品组成两种； 蛋白质： 主要存在于肉、蛋、奶等动物性食物和一些植物性食物中，是食物营养的主要成分之一；,5,一、糖 在食物原料中，糖主要以淀粉形式存在； 存在于谷物和薯类中的淀粉分子聚集成颗粒； 不同来源的淀粉颗粒大小与形状不尽相同，淀粉与水的作用也不尽相同； 直链淀粉与支链淀粉共存，仅粘玉米、糯米等类谷物中基本上只含支链淀粉； 直链淀粉遇碘变蓝，

3、支链淀粉遇碘变紫红；,6,7,食物烹制过程中淀粉的糊化 淀粉在加热下吸水溶胀，形成水化淀粉； 糊化的三个阶段： 第一阶段：从室温开始加热时，淀粉颗粒吸水尚少，进入的水分子主要与无定形部分的羟基缔合，淀粉体积、淀粉颗粒的大小和形状几乎不改变； 第二阶段：加热至一临界温度后，淀粉颗粒急剧膨胀，晶体结构破坏，淀粉颗粒趋向崩裂； “第三阶段”：继续加热，淀粉颗粒继续吸水膨胀，晶体结构消失，次级结构完全无定形化，进而颗粒崩散，淀粉分子进一步水化，分子链高度松弛，成为某种凝胶状态；,8,二、脂类 食物中的脂类来源于植物油脂、动物油脂及含脂肪较多的谷物和肉类； 食物中的脂类主要组成是脂肪酸甘油三酯（油脂），

4、还含有少量磷脂、甾醇等； 根据脂肪酸甘油三酯中不饱和脂肪酸的含量，油脂形态分为油和脂肪，植物油中不饱和脂肪酸含量较高（碘值高），一般动物脂肪中饱和脂肪酸含量较高（碘值低）； 由于加工所致，植物油中磷脂、甾醇及维生素含量低；,9,一些食用油脂的脂肪酸组成（%）,10,磷脂是由磷脂酸与特殊的碱基形成的化合物； 磷脂酸是脂肪酸和磷酸共同与甘油形成的三酯； 碱基与磷酸以酯键连接； 具有内盐分子构成，有一定的亲水性，也有足够大的亲油基； 磷脂促进细胞代谢产物的溶解，参与氧化和脂肪转化的代谢过程，组成细胞膜，在细胞内部渗透过程中起重要作用； 植物油中的磷脂在精炼过程中脱去，成为油脚组成； 精制的磷脂（如大

5、豆卵磷脂等）可以作为营养添加剂等；,11,12,甾醇在食物中以结合脂类和游离状态存在，有一定的生理功能； 甾醇以环戊烷并多氢菲构造为母体结构，基本分子构造称为甾环，由三个六元环和一个五元环以及三个取代烃基组成； 7-脱氢胆固醇是维生素D3的前体化合物，麦角甾醇是维生素D2的前体化合物，有较高的营养价值； 植物油中的甾醇在精炼过程中脱去，成为油脚组成； 精制的甾醇可以作为营养添加剂等；,13,14,15,三、蛋白质 蛋白质是氨基酸的聚合物，存在于谷物、肉类、奶类中，是重要的营养物质； 蛋白质中的氨基酸有些是人体可以合成的，称为非必需氨基酸；有些是人体不能合成的，只能从食物中摄取，称为必需氨基酸；

6、,16,蛋白质的消化：胃蛋白酶水解食物蛋白质为多肽，再在小肠中完全水解为氨基酸。 氨基酸的吸收：主要在小肠进行； 氨基酸的代谢：主要用于合成人体所需的蛋白质，多余的氨基酸被用于产生能量；合理的氨基酸组成利用率最高； 蛋白质的生理功能： 是构成组织细胞的重要成分； 参与组织细胞的更新和修补； 参与物质代谢及生理功能的调控； ,17,蛋白质的营养价值及互补作用：蛋白质营养价值高低的决定因素 必需氨基酸的含量、 必需氨基酸的种类、 必需氨基酸的比例，即具有与人体需求相符的氨基酸组成； 将几种营养价值较低的食物蛋白质混合后食用，以提高其营养价值的作用称为食物蛋白质的互补作用； 谷物中缺少一些必需氨基酸

7、，需要肉、蛋、奶类补充； 谷物食品的蛋白质（或氨基酸）强化，可以补充必需氨基酸的不足；,18,2.1.2 其它营养物质 一、维生素： 具有特殊分子结构和特殊生理功能的有机物，在食品中以天然存在和添加成份（强化）为主； 种类多、功能特异，是食品营养强化的主要对象； 一些维生素还具有非营养添加剂的功能； 食物中的维生素分为脂溶性维生素和水溶性维生素；,19,维生素A（油溶性）：包括视黄醇、视黄醛、视黄酸、视黄醇酯等； 食物中的胡萝卜素称为维生素A原；,20,维生素A具有促进发育、保护视力的功能； 维生素A的活性主要因氧化或异构化而改变，凡是能促进脂类氧化的因素如氧化、自由基等都会加速维生素A的损失

8、； 热加工、光照、酸性条件等会导致维生素A和类胡萝卜素的顺式异构化； 作用：抗氧化、抑制自由基等；,21,胡萝卜素的空间构型与其生物活性的关系,22,维生素D（油溶性）： 维生素D为类固醇衍生物，在含油植物籽粒中及动物内脏中存在较多； 在食品中主要因光照和氧化而受到破坏，在避光和无氧条件下损失不大； 有促进Ca2+离子吸收的作用；,23,24,维生素E，生育酚（油溶性）： 有多种异构体，普遍存在于含油植物籽粒中及肉类食物中； 植物油中的维生素E在精炼过程中去除，成为油脚；在麦胚油、玉米油中保留较多； 维生素E有抗氧化作用，能保护其它一些维生素等避免或延缓氧化，也作为油溶性抗氧化添加剂使用；,2

9、5,26,维生素K（油溶性）： 维生素K是萘醌的衍生物，维生素K1和维生素K2 是天然化合物，存在于猪肝、蛋黄及一些绿色蔬菜中； 天然维生素K化学性质不稳定，受光、氧化剂、强酸等作用易分解； 缺少维生素K会导致因缺乏凝血能力而出血不止；,27,维生素K1,28,维生素C（水溶性），L抗坏血酸（AA）：两个烯醇式羟基表现出一定的酸性和还原性； 人体内不能合成维生素C，需要从食物中摄取，水果、蔬菜中，维生素C含量较谷物中高； 氧化时，AA失去两个氢和两个电子转化成L脱氢抗坏血酸（DHAA），L脱氢抗坏血酸在体内可以还原成L抗坏血酸，因而具有相同的生物活性； AA对氧化非常敏感，光及Cu2+、Fe3

10、+等金属离子加速其氧化； 有捕获单线态氧和抑制自由基的作用；,29,30,维生素B族： 维生素B族化合物包括维生素B1、 B2、 B5、 B6、泛酸、 B12等； 我国允许用作为营养强化剂的只有维生素B1、维生素B2和维生素B5；,31,维生素B1（硫胺素）：广泛存在于谷物、动物内脏、鱼籽等食物中； 属生物催化剂，作为辅酶成份参与糖代谢；维生素B1缺乏时易产生神经系统病变及脚气病； 维生素B1 在pH较低时尚稳定，中性和弱碱性下易分解，受热分解更快，常需在食品中补充添加；,32,维生素B2（核黄素）：在动物内脏、豆类及一些蔬菜中含量较高，工业上用发酵法生产； 维生素B2以磷酸盐（FMN）及黄素

11、腺嘌呤二核苷酸（FAD）的形式作为许多辅酶的组成，在氧化还原反应中起氢载体作用； 缺乏维生素B2易产生生长迟缓及各种皮炎等疾病；,33,维生素B5（烟酰胺）：谷物中的烟酰胺（包括烟酸：维生素P）主要与多肽结合，不易被吸收利用； 在谷物种皮、动物肝脏、肉类等中含量较高； 烟酰胺在体内转化为辅酶I和辅酶II，二者都是脱氢酶的辅酶，在代谢中起重要的作用；,34,微量元素：具有特殊生理功能的无机元素，以天然来源和添加成份（强化）为主； 种类多、功能特异，是食品营养强化的重要对象； 还有其它许多功能性营养成份，用于调节代谢等生理功能；,35,2.1.3 功能食品（Functional Food） 具有调

12、节人体生理功能，适宜特定人群食用，不以治疗疾病为目的的一类食品； 保健食品(Health Food)；膳食补充剂(Dietary Supplement) 六个必备条件：具有明确的保健功能、已被阐明化学结构的功能因子、功能因子在食品中稳定存在且具有特定存在形态和含量、经口服摄取有效、安全性高、作为食品为消费者接受。,36,食品与药品的一般分类,37,特殊营养食品 按GB13431992规定，是指通过改变食品的天然营养成分及含量（比例），以适应某些特殊人群营养需求的食品。如婴幼儿食品、营养强化食品、调整营养食品等； 新资源食品 是指新研制、新发现、新引进的原无普遍食用习惯，符合食品基本要求，作为新

13、资源生成的食品。 营养补充剂 是指添加到食品中补充所缺成分的营养物质。,38,现代功能食品 以具有确定化学组成与功效的营养型物质作为非治疗性食品。 与药品的区别： 在目的、有效成分、量效关系、规格、用量、毒副作用等方面不同；,39,功能食品的主要类型 延缓衰老的： 抗疲劳的： 增强免疫技能的： 降血脂的： 减肥的： 增智的： 改善贫血的： 改善睡眠的： 美容的： 调节血糖的： 预防骨质疏松的：,40,2.2 食品添加剂 一、基本概念 一般将不是食品天然具有的、也不是基本营养成份的外加成份列为食品添加剂； 添加剂的使用能使食品品质保持稳定，强化营养，赋予风味，维持令人喜爱的色调，防止由微生物及其

14、它外因引起的变化，延长保存期，提高生产效率和操作性能等；,41,食品添加剂分为功能性添加剂和非功能性添加剂： 前者有特殊的营养功能，属于营养强化剂；后者是为了使食品作为商品具有必要的性能，可以称为食品添加剂； 食品添加剂用量少，性能突出； 常见食品添加剂多为合成有机物和经化学改性的天然有机物，安全评价非常重要；,42,经常使用的食品添加剂 (包括一些加工助剂),乳化剂 防腐剂 抗氧化剂 发色剂 漂白剂 发泡剂和消泡剂 凝固剂,增稠剂 营养强化剂 调味剂 香味剂 品质改良剂 着色剂,43,食品添加剂的安全评价 JECFA：FAO/WHO食品添加剂联合专家委员会 ADI（acceptable da

15、ily intake）：每人每天允许摄入量，以mgkg-1计算； LD50：针对试验对象（试验鼠、兔等）的半数致死摄入量，以mgkg-1计算；,44,FAO/WHO食品添加剂法典委员会按安全性将食品添加剂分为A、B、C类，每类又分出、亚类； A 类：经JECFA认为毒理学资料清楚，已制定ADI，或认为毒性有限，不需要规定ADI值； A 类：JECFA制定暂定ADI值，但毒理学资料不够完善，暂允许在食品中使用；,45,B类：工业上对该类添加剂有兴趣 B 类： JECFA曾进行过评价，由于毒理学资料不足，未建立ADI值； B 类： JECFA未进行过评价； C类： C 类： 根据毒理学，JECFA

16、认为在食品中使用是不安全的； C 类： 根据毒理学，JECFA认为应严格控制在某些食品的特殊用途上；,46,一般要求 必须经过严格的毒理鉴定，保证在规定使用量范围内对人体无毒； 有严格的质量标准，其所含有的有害物质不得超过允许限量； 进入人体后，能参与人体的正常代谢，或能够经过正常解毒过程而排出体外，或不被吸收而排出体外； 用量少，效果明显，能真正提高食品的商品质量和内在质量； 使用安全、方便；,47,二、各类食品添加剂 防腐剂（包括防霉剂） 食品的腐败变质是由细菌或霉菌在食品上滋生繁殖时，产生的各种含酶分泌物造成对食品的分解和转变，包括腐烂和霉变； 食品的腐败变质不仅严重破坏了食品的品质，而且会产生有毒物质，威胁食用者的生命安全； 由于加工食品要求一定的货架期，使用防腐剂、防霉剂是普遍采用的措施； 有效的防腐剂能抑制细菌繁殖，能防止霉菌引起的发酵，或具有杀灭细菌、霉菌的作用 ；,48,常见防腐剂 苯甲酸 benzoic asid（安息香酸）和苯甲酸钠： 安全性：