生活中的无机化学

04

化学与饮食健康4-1

营养素与人体健康4-2

常见食物的化学特征14-1营养素与人体健康营养素(nutrient):人体为维持正常生理活动而必需由外界供给的物质，有7大类：蛋白质、脂肪、糖类、维生素、水、无机盐和纤维素。2一、蛋白质

Proteins蛋白质是组成人体主要固态成份，是生命活动的基础，随着生活水平的提高，人们对蛋白质的数量和质量非常关注，更加重视对蛋白质的研究与开发，并通过利用传统资源和扩大开发传统资源等途径获得大量质优价廉的蛋白质。构成机体、修补组织调节生理功能供给能量功能化学组成主要由C、H、O、N、S等组成。蛋白质在酸、碱或酶的作用下发生水解，最终产物是氨基酸。3(一)蛋白质的结构

ROH

RO

︱‖︱︱‖NH2—C—C—N—····—C—C—OH

氨基酸分子氨基

︱n︱羧基

H

H肽键：-CO-NH-表示的结合，多个氨基酸结合的称为多肽，肽键是蛋白质基本结构，一般的蛋白质为约20多种a-氨基酸以肽键形成的大分子。

StructureofProtein

aminoacid

peptideProteinsarepolymersof

aminoacidsjoinedtogether

bypeptidebonds.4

AminoAcid(aa)

Eachaminoacidhasafundamentaldesigncomposedofacentralcarbon(alsocalledthealpha

carbon)

bondedto:ahydrogen;acarboxylgroup;anaminogroup;auniquesidechainorR-group5basegroupacidgroupⅠⅡⅢ6

Aminoacidsarecovalentlybondedtogetherinchainsbypeptidebonds.Ifthechainlengthisshort(lessthan30aminoacids)itiscalledapeptide;longerchainsarecalledpolypeptidesorproteins.

PeptidesandProteins

Peptidebondsareformedbetweenthecarboxylgroupofoneaminoacidandtheaminogroupofthenextaminoacid.Peptidebondformationoccursinacondensationreactioninvolvinglossofamoleculeofwater.

78

ROORO

︳‖‖︱‖H2N—C—C—N—C—N—C—C—OH

︱︱n︱︱HHHH氨基酸分子中有两个官能团：碱性的氨基和酸性的羧基，分子间很容易进行酸碱缩合反应形成聚氨基酸，生命体内所有蛋白质都是聚氨基酸，是细胞的主要成份。9101112pleatedPrimarystructure(a)Secondarystructure(b)α-helixTertiarystructure(c)Β-pleatedsheetquaternarystructure(d)13一级结构：蛋白质肽链中氨基酸残基的排列顺序，是蛋白质分子的基本结构，是空间结构及其功能的基础。二级结构：多肽链中，同相邻近的氨基酸残基间形成的多肽链的局部空间结构，包括α-螺旋、β-折叠等。三级结构：在二级结构的基础上，由肽链上相距甚远的氨基酸残基所形成的整个多肽链的空间结构。四级结构：由两个或两条以上具有三级结构的多肽链，通过一些非共价键相互聚合而成为具有生物功能的蛋白质大分子的空间结构。14我国自己合成的胰岛素，就是由51个氨基酸组成的（存在于牛的胰腺中）。1965年9月17日，人工合成胰岛素在中国首次发现。这也是世界上第一个蛋白质的全合成。这是我国科技人员在奋力攀登世界科学高峰，在基础研究方面获得的一项世界冠军。这一成果促进了生命科学的发展，开辟了人工合成蛋白质的时代。15农畜产品是人类食用蛋白的主要来源1.动物性蛋白：畜肉、牛乳、鸡蛋、鱼肉及其制品

蛋白质的数量、质量优于植物蛋白，称完全蛋白质。2.植物性蛋白：大豆、小麦、豆类

Problem：人口增加，耕地减少，造成蛋白质缺乏，分布不均，资源浪费。（二）传统蛋白食品

Thetraditionalfoodofprotein

161.动物性蛋白质：水产类蛋白海洋中有20多万种生物，主要有鱼、虾、蟹、贝、藻类蛋白质含量：鱼15～20%、对虾20.6%、河虾17.5%、蟹14.5%、海带8.2%、紫菜14～28%、牡蛎45～57%。2.植物性蛋白油料蛋白：脱脂大豆、花生、葵花籽、芝麻，蛋白质含量达40～50%

谷类蛋白：主要有小麦、大米、玉米、高梁、小米。蛋白质多分布于谷皮和胚芽中，必需氨基酸不齐全。

17微生物造福人类历史悠久，各种酒精饮料、酱油、醋的酿造，烤面包、泡菜、酸奶等离不开微生物的作用。单细胞蛋白是指以工业方式培养的微生物（如酵母菌、乳酸菌、霉菌、藻类等），这些菌体含丰富的蛋白质，可用作人类食物或动物饲料的微生物蛋白质，含粗蛋白50～85%，氨基酸组成齐全，可利用率高，还含有维生素、无机盐、脂肪、糖类等，营养价值远优于鱼类和大豆粉。（三）蛋白质新资源—单细胞蛋白（微生物蛋白）18

从现代营养学的观点来看，确定食物蛋白质的营养价值，不仅要有蛋白质的含量是否高，还要看必需氨基酸的配比是否协调，是数量与质量的双重指标，人的基本活动、基础代谢，需要能量由食物所提供热量中有15～20%由蛋白质提供，机体内的蛋白质被分解后产生的氨基酸，大部分作为原料被重新合成蛋白质，以发挥其生物功能，所以，以更高的蛋白质作为人体的来源是不经济的，脂肪、碳水化合物的摄取也需重视，三者合理的摄食结构将使人类生活水平更上一个新台阶。

（四）营养价值评价

Appraisementofnutritionvalue19知识介绍天然螺旋藻：含丰富的优质蛋白质、B-胡萝卜素、r-亚麻酸SOD（超氧化物歧化酶）、磷酯、维生素（B类、叶酸等）、微量元素（Ca、Fe、Zn、Se等）。吸收率高，具有抗疲劳、耐缺氧，免疫调节、调节血脂，抗肿瘤的保健作用，1克螺旋藻的营养成份，含量相当于1000克各类蔬菜、水果的总和。联合国粮农组织（FAO）向全世界推荐：螺旋藻为21世纪最理想的食品；世界卫生组织（WHO）评价螺旋藻：人类21世纪最佳保健品★常用食品中氨基酸组成合理顺序：

鸡蛋→牛奶→鱼→肉20二、维生素(vitamin)维生素是一系列有机化合物的统称。它们是生物体所需要的微量营养成分，微量支配动物的营养，调节正常的生理机能，促进完全代谢，人体内不能合成，本身不能成为能源必需营养素。需要通过饮食等手段获得。（主要来源于蔬菜与水果）维生素有“维持生命的营养素”的意思；而维他命有人解释为“唯有它才可以保命”，当然实际上即使缺乏维生素生物体也不会死亡。但过量摄入，则可中毒，尤其是脂溶性维生素。21维生素的特点：外源性：人体自身不可合成（维生素D人体可以少量合成，但是由于较重要，仍被作为必需维生素），需要通过食物补充；微量性：人体所需量很少，但是可以发挥巨大作用；调节性：维生素能够调节人体新陈代谢或能量转变；特异性：缺乏了某种维生素后，人将呈现特有的病态。22脂溶性维生素

水溶性维生素A1维生素A醇B1硫胺素B12b羟氮钴胺素A2脱脂视黄醇B2核黄素B12C硝钴胺素D2麦角骨化醇PP尼古丁胺、尼古酸（烟酸）B5泛酸D3胆钙化醇B6吡哆醇BC叶酸Ea-、B-、r-生育粉B12钴胺素（复）H生物素K1叶绿醌氰钴胺（纯）C抗坏血酸K2金合欢醌K32-甲荼醌

（一）维生素的分类TheclassficationofvitaminB族及VC等

23（二）维生素的基本性质Thebasicpropertyofvitamin

对热稳定性 E＞D＞B2＞B1＞A＞C

毒性 A、D有过剩症

K、E需慎重、不要滥用VC（三）维生素对人体健康的作用Theactionofvitaminforthehealthofhumanbody

日常生活中，许多人都在为自己身上的毛病而苦恼，如：头发分叉、干枯、面部出现雀斑，皮肤粗糙，视力下降，体臭等，其实这些问题大多同体内缺乏某种微生素有关。24缺乏的维生素症

状叶酸：贫血、口腔炎、腹泻维B12：恶性贫血、忧郁症、疲劳维C：坏血病、皮下出血、皮骨不全、贫血维B6：妇女怀孕造成的恶心呕吐女性月经前的沮丧情绪维B2：运动员的一些症状维B2

、B6：胃肠道疾病、孕期、哺乳期妇女及长期服用避孕药的妇女须补充叶酸：婴儿先天性缺陷维A夜盲症、早晚视觉模糊、老年斑、皮肤干燥、粉刺维D佝偻病、软骨病、骨骼、牙齿发育不全维E不孕、流产、心脏病维K出血症、肝功能障碍、婴儿便血维B1脚气、食欲不振、消化不良、失眠、运动麻痹维B2舌炎、口角炎、口唇炎、皮肤炎、头发粗糙、分叉维B6食欲不振、呕吐、贫血、舌炎、口角(唇)炎、皮肤炎维PP糙皮病、胃肠病、舌炎神经症状泛酸皮肤炎、低血压、疲倦目眩、恶心生物素脱毛、皮肤炎25（四）维生素含量较高的食物A：甜薯、胡萝卜、韭菜、菠菜、动物肝（尤其鸡肝、羊肝）鸡蛋、蟹、奶制品、黄色水果C：红枣、青椒、菜花、猕猴桃、草莓、芒果、柠檬、西红柿、卷心菜家族的蔬菜以及其它黄绿色蔬菜、B2：紫菜、芹菜、动物肝、鳝鱼、乳汁蛋、奶酪、牛奶B1：花生、杏仁、黄豆、豌豆、葵花籽、猪肉、西红柿E:鱼肝油、橄榄油以及核桃、花生、大豆、葵花籽等植物油D：鱼肝油、蛋黄、奶油、奶制品、沙丁鱼、青鱼、香菇、肝脏注意事项：①应阶段性服用，不要大量、长期服用②不偏食，选择多种食物(包括不喜欢吃的)，尤其是多吃粗粮、蔬菜26三、脂肪主要化学成分：甘油三酯结构式：油和脂的总称室温下，植物油脂通常呈液态，叫做油。动物油脂通常呈固态，叫做脂肪。CH2—O—COR1CH—O—COR2CH2—O—COR3R1R2R3表示烃基功能供给人体热量；构成人体的脂肪组织可调节体温，防止体温外散，保护内脏器官，滋润皮肤；溶解营养素；27四、糖类：糖类物质是多羟基的醛类或酮类化合物。单糖主要化学成分：由C、H、O三种元素组成。功能供给热能构成身体组织辅助脂肪的氧化，帮助肝脏解毒，促进生长发育增强食品风味分类双糖多糖葡萄糖：C6H12O6，白色晶体、有甜味、溶于水蔗糖和麦芽糖：C12H22O11，无色晶体、溶于水，味甜在硫酸催化下，水解生成葡萄糖。淀粉和纤维素：(C6H10O5)n，白色、无气味、无味道水解的最终产物是葡萄糖。28五、矿物质人体内，除C、H、O、N以外的元素统称为矿物质。

功能构成机体组织的材料调节生理功能参与调节体液平衡以及维持机体的酸碱平衡六、水主要生理功能细胞和体液的主要成分帮助体内消化、吸收、循环及排泄等生理作用保持和调节体温水是体腔、关节和肌肉的润滑剂Discussion：什么是营养素？食物中有哪些营养素？它们的主要生理功能是什么？29

4-2常见食物的化学特征主要成份是淀粉；脂肪较少；氨基酸较肉类不齐全；维生素除B族(多存于米糠中，精米较少)外，其它极少；无机物：Ca少、K、Na、P多，还含Fe等微量元素。一、主食Principalfood1.谷物

Grain

包括大米、小麦、玉米、小米及其它杂粮等。

30谷物通过加工为主食，为人类提供了50%~80%的热能、40%~70%的蛋白质、60%以上的维生素B1。以谷物为主食时，必须补充副食、蔬菜，以保证蛋白质、脂肪及微量元素的全面供应。31米的风味（rice'staste）米的风味好坏，不仅与稻子品种有关，而且栽培的方法、季节、土质等也有很大的影响。如东北米好吃；一年两季，早稻生长周期短，营养物质积累较少，相应的口感风味较差。晚稻生长周期长，营养物质积累多，灌浆饱满，口感也较好。两者支链淀粉的含量不同。米饭的粘弹性强，粘着度高是风味好坏的标志。直链（与碘反应是蓝色）多的米，一般感官评价低，糯米的支链多（与碘反应呈红褐色），加热后易疆结，所以糯米饭比较粘。欧美人爱好不粘的食品，而食用米饭的日本人却重视饭粒的物理特性，即光泽、紧密、粘性等。32按组成一般可分为两类：以脂肪、蛋白质为主而淀粉次之的物质：如大豆、花生、油籽等，营养程度大。以淀粉、蛋白质为主而脂肪少的物质：如杂豆，绿豆、豌豆、蚕豆，适于减肥。2.豆类Beans

⑴大豆：蛋白质含量高，氨基酸齐全，维生素较多，脂肪适量，磷脂质丰富，亚油酸多，含皂苷，为植物蛋白的名品，维生素以B类为多，A、D少，不宜消化，不要吃得过多。常吃可防四类疾病：①心血管疾病②骨质疏松③绝经期综合症④癌症及爱滋病33⑵花生、芝麻、葵花籽主要作为食油和蛋白质资源，必需氨基酸齐全，脂肪含量高，花生消化率高（优于大豆），缺维B、维C，花生薄皮可防脂油被氧化，花生若被毒性非常大的黄曲霉素污染→致癌，消化时间较谷类长。⑶杂豆：糖含量高，蛋白质适中，脂肪少→可代主食适于减肥。34动物性植物性

陆产

水产肉蔬菜果品

荤素副食二、副食（Foodstuffs）

副食能提供丰富的蛋白质、脂肪、维生素和无机盐等营养物质，对人体健康有重要的作用。351.肉类（肉、鱼、蛋）⑴肌肉（瘦肉）●特点

必需氨基酸多，匹配好；富含维生素VA（肝脏）；胆固醇不高，脂肪含量少（尤其是背部和腿部）；消化吸收率高（95%以上）36⑵鱼及水产品●特点

①高蛋白（20%），维生素、微量元素含量高，罗旋藻类达60%

②

味道鲜美，富含氨基酸。

总之，富含各类营养物质，种类齐全，易被人体吸收，生物利用率高。

国人几乎逢宴必有鱼，所谓年年有“鱼”，吉庆有“鱼”。

③深海鱼中含一定量不饱和脂肪酸：

EPA

二十碳五烯酸；

DHA

二十二碳六烯酸，脑黄金

是大脑细胞及脑神经形成、发育及运行的物质基础。存在于大脑及眼部，所以有★吃鱼使人眼亮聪明之说37母乳中含有ＤＨＡ即脑黄金，对婴儿的脑发育、提高智力及视网膜的形成有重要作用。对市场上的几十种婴儿奶粉检测表明，除极少数已标注添加了ＤＨＡ之外，没有发现ＤＨＡ成分。对市场上销售的牛奶检测中也未发现ＤＨＡ成分。尽管母乳中含有ＤＨＡ，但由于一些乳母不吃或少吃海鱼，使乳汁中ＤＨＡ的含量低于国外水平。这对婴儿的生长发育是不利的，值得重视。

100ml母乳中的DHA含量：美国15mg；南非11mg；日本22mg，中国：13.5mg。因此日本儿童智商普遍高于各国儿童。日本政府曾总结经验提出：“一杯牛奶强壮一个民族”。而如今在牛奶已经全民普及的基础上又开始大力推广DHA，这也是直接导致日本下一代智商较高的原因。38深海鱼油：深海鱼类体内不饱和脂肪的简称。鱼油是指富含EPA(二十碳五烯酸）、DHA(二十二碳六烯酸）的鱼体内的油脂。普通鱼体内含EPA、DHA数量极微，只有寒冷地区深海里的鱼，如三文鱼、沙丁鱼等体内EPA、DHA含量极高，而且陆地其他动物体内几乎不含EPA、DHA。因此选用深海鱼提取EPA及DHA。作用功效：1）调节血脂，防止血液凝固，预防脑血栓、脑溢血及中风2）预防关节炎、缓解痛风、哮喘及由关节炎引起的肿痛

3）预防老年痴呆症、营养大脑、改善记忆4）改善视力、维护视网膜，防治老花眼

39⑶蛋类（以鹌鹑蛋最优）特点：含有丰富的营养成分，含有蛋白质、脂肪、糖类、维生素、无机盐等。

①氨基酸品种最全（18种），尤其是赖氨酸丰富。②胃内停留时间短，消化吸收率高（95%）。③维生素（A、D、泛酸等）、微量元素多（Fe等）。④亚油酸、脂质高（磷脂质包括卵磷脂和脑磷脂）。⑤蛋白和蛋黄在营养成分上有较大的差异，蛋黄(含胆固醇)

的营养成分种类和含量都比蛋白多，所以，蛋黄的营养价值高于蛋白。★鸡旦—全价蛋白质40⒉蔬菜种类：①叶②茎

③根

④果特点：①一般含水分70%以上②含维生素、无机盐及糖分③纤维素及果胶汁使肠蠕动，促进消化，

酵素也有利消化及其它各种生理功能④是提供多种变化的食品、香味、色泽和丰富菜肴的物质酶（又称酵素）是一种生物催化剂。生物体内含有千百种酶，它们支配着生物的新陈代谢、营养和能量转换等许多催化过程，与生命过程关系密切的反应大多是酶催化反应。酶的特性：高效性：酶的催化效率比无机催化剂更高，使得反应速率更快专一性：一种酶只能催化一种或一类底物，如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽

多样性：酶的种类很多，大约有4000多种温和性：酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的4