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1、中学化学精品资料食 品 与 化 学人的生活，即生存、发展，首先需要解决温饱问题。生活化学首先探讨的是食品与化学的问题，了解如何从食品（物）中获取展开生命活动所必需的、足够的能量和营养。11生活中的能量及其来源生活能量包括维持人体生化反应所需的化学能、保证这些反应正常进行的环境所需的热能（体温），以及日常活动所消耗的能量等，这些能量都靠食物供给。一、日常活动的能量消耗1基础代谢率（BMR）人体空腹静卧于1825环境中，维持体温和器官最基本生命活动所需的能量称为基础代谢能量。每千克体重每小时所耗的能量称为基础代谢率（BMR）。相当于人绝对休息时的能耗，正常成年人的相应功率为6787焦/秒。2一些主
2、要活动的能量消耗开展一般活动的成年人，每天约消耗1万千焦能量。对大学生而言，一个60千克体重的男生，平均每天能量消耗大约为12600千焦（按1千卡4.184千焦，大约为3000千卡）能量；一个55千克体重的女生，平均每日能量消耗大约为8820千焦（2100千卡）。国际卫生组织规定人均日摄取热量达到1万千焦（合约2400千卡），就算达到了温饱线。美、俄、法、加、澳为1.41.5万千焦，日本为1.2万千焦。我国于1982年第二次营养调查结果显示，全国男女老少平均日摄入热量为1.04万千焦，表明我国人民的温饱问题早已基本解决。 二、能量的来源人体能量来源于食物。食物通常包括主食、维生素和无机物质（特
3、别是微量元素）三种成分。其中食物主体指糖、蛋白质和脂肪，是它们提供人体正常能量需求。维生素及微量元素则在能量的转换和保证机体的正常运行中发挥独特作用。1主食糖、蛋白质和脂肪都属于碳水化合物。这些碳水化合物被氧气氧化成二氧化碳和水，同时放出大量的热。我们平时讲的消化，实质上就是这种氧化。由于每种成分的作用不同，因而食物需要保证适当的配比。按上述温饱水平的日摄取能量要求，一个成年每天需要摄取： 糖，300400克1克糖约提供17千焦能量， 300400克糖理论上可提供51006800千焦能量，即可满足人体需要。其中1/3为食糖，2/3为淀粉，占总能量的3545。蛋白质，80120克1克蛋白质也大约
4、可提供17千焦能量，每天摄入4656克蛋白质（相当于310克瘦肉或3个鸡蛋）就可达到要求。但考虑到实际吸收效率，一般每天应供给80120克蛋白质，放出13602040千焦能量，相当于饮食总热量的1015。脂肪，100150克每克脂肪可提供37千焦能量，每天摄取100150克脂肪，可放出37005550千焦，占总能量的3550。由于脂肪的摄入量与心脏病有关，故有人建议应将其降至3035。2微量成分维生素和微量元素被称为生物催化剂，起促进化学反应、转换能量及维持各种代谢的重要作用。维生素上世纪初就认识到吃蔬菜、水果不仅是为了调味，而且是为了吸取维生素。1907年维丹斯（德，1928年诺贝尔奖得主）
5、在研究胆固醇过程中合成了维D3，从而开创了维生素研究的新纪元。维生素在机体内的作用与酶有密切关系，缺乏某种维生素会引起特定的疾病。例如，缺维生素A会导致夜盲症；缺维生素D会生佝偻病；缺维生素E导致不孕；缺维生素B、C会贫血等。微量元素通常指铁、锌、铜、锰、铬、钴、钼、钒、硒、氟、硼、碘等元素，是动植物生命体系的营养元素或必需元素，它们都有重要的生理功能。例如，人们早就知道缺铁会导致耳聋；缺碘会导致甲状腺肿。近来报道长期饮用含镉量较高的水会只生女，不生男，即影响到染色体的活动能力。三、能量的转换和利用食物主体和微量成分虽可提供能量，但它们本身还不是能量，需要经过转换而加以利用。1消化和吸收从化学
6、观点看，消化作用是指被摄入的食物通过水解得到断裂产物，进而通过肠壁吸收到体液中并参与新陈代谢的过程。这些水解反应需要酶催化，每种水解反应都有特定的酶作催化剂。糖、蛋白质和脂肪的水解分别产生单糖、氨基酸和脂肪酸，进而在酶的催化下氧化（或称燃烧）释放出热量。 （1）糖 是快速能源。唾液中的淀粉酶作用于淀粉或糖元，产生二糖(如麦芽糖)，这是消化作用的第一步。进入胃后，食物被胰脏分泌的酶作用，使糖继续水解成麦芽糖，再水解成葡萄糖，最后形成一些单糖的混合物。然后这些单糖被吸收进入血液，成为血糖，其浓度受激素胰岛素的调节和控制。如果血糖含量过高，单糖将在肝中转化为多糖糖元，成为肝糖，在人肝中约为6。如果血
7、糖含量太低，则肝中贮藏的糖元被水解，从而提高血糖水平。在酶催化下，被吸收后转化产生的单糖(如葡萄糖)才被氧化(燃烧)，提供人体所需要的能量。葡萄糖氧化的反应式为：C6H12O6（s）6O2（g）=6CO2（g）6H2O（l）2889千焦（2）蛋白质 在胃蛋白酶的作用下，蛋白质的水解从胃中开始，并且延续到小肠中。食物蛋白质在胃酸的协助下，由胃蛋白酶分解为朊及胨。食物在胃内的滞留时间，随蛋白质的质地而异。肉的蛋白质含量高，停留34小时，此时胃液酸性强；蔬菜和水果的蛋白质含量低，停留1.52小时，胃液酸度亦低。吃肉不容易肚子饿，就是这个原因。经胃加工后出来的蛋白质，经多种蛋白酶的作用最后分解为氨基酸
8、，通过肠壁吸收。 （3）脂肪 与糖和蛋白质不同，脂肪的消化主要在肠道中进行。帮助脂肪水解的酶是水溶性的，然而脂肪又不溶于水，这个矛盾怎么解决呢？靠肝脏分泌的胆盐使油乳化生成的小油珠，为酶提供了化学反应的表面，其作用很像洗涤剂分子。主要的胆盐（如甘氨胆酸钠）就具有亲油、亲水的双亲结构。唾液中不含脂肪分解酶，所以此时脂肪不被水解。进入胃后，在胃液中脂肪分解酶的作用下，一部分脂肪分解为甘油与脂肪酸。但该酶的最适宜PH为5.0，而胃液的PH约为12，故其作用很弱。因为婴儿胃液的PH值比成人高，约为4.55.0，故易将乳汁中的脂肪分解消化。 2能量的转换在能量的转换中，酶起专一的催化作用，参与一切生化过
9、程。(1)酶的作用 酶的基体是蛋白质，但光有基体，还不具备活性。须有活动辅助剂存在或分子结构中有相当于此辅助剂的活性基团才可产生效力。前者称为酶朊，后者称为辅酶。要使酶活化（即发生作用），酶朊必须先和辅酶结合。正像要打开银行保险箱需要两把钥匙一样。被酶作用的物质称为底物。酶催化作用除了具有极好的专一性外，还有一个显著的优点是速率巨大。据测算，一个淀粉酶分子一秒钟能催化断裂直链淀粉中4000个键。这不能单纯用随机碰撞或用钥匙插入锁孔来解释，而要求有某种成分?quot;钥匙吸入锁孔内，这种成分就是酶、辅酶或底物上的电极性区域特定的离子部位。（2）最重要的辅酶三磷酸腺甙（ATP） 1980年日本学者
10、葛西道生在研究生物体运动(包括从肌肉运动到精神活动)中的能量转换问题时指出，所有的细胞都有115毫摩尔的ATP。它的特点是随时可发生反应，释出193千焦/摩尔的反应热：ATPH2O=ADPH3PO4193千焦这个热量就是我们赖以生存的能量。那么ATP又是从何而来的呢？它由葡萄糖那样的高能物质通过能量代谢而制得：在氧存在下，葡萄糖氧化的同时生成ATP；在无氧存在时，葡萄糖能在糖酵解体系中分解生成乳酸的同时生成ATP。反应式为：C6H12O66O234ADP34H3PO4=6CO234ATP40H2OC6H12O62ADP2H3PO4=2CH3CHOHCOOH2ATPH2O这类反应大约和70种反应
11、同时进行，但是生成ATP的反应是主要反应（式中ADP为二磷酸腺甙）。食物产生能量的反应可以归结为：食物O2ATP（CO2H2O）H（ADPH3PO4）式中，H生化合成肌肉运动热（体温）其它能耗所以ATP被戏称为生物体内的能量通货，相当于将难以花费的大钞（食物）兑换成常用的硬币（ATP）。有人曾对ATP进行过研究，已测定其pK值、电离度等。在通常的细胞中，由于Mg2+浓度较高，所以大都以MgATP2或MgATP的1：1配合物形式存在。它们的性质均很活泼。ATP端的两个磷酸基和ADP末端的一个磷酸基的链称为酐键，是辅酶最活泼的部位，是锁孔吸引钥匙的某种活性区域所在。人体消化液中的这种酶，虽能将食物
12、中的主成分淀粉水解成为人体能吸收的葡萄糖。但不能催化纤维素水解。牛、羊等吃草动物的消化系统中寄生了某些衍生物，可以分泌出使纤维素水解的酶，这种酶可使纤维素迅速水解转化为葡萄糖。用这种酶催化的专一性理论可以解释人不能靠吃草过活而牛羊可以靠吃草生活的原因。 C.J.斐德逊等人，在酶和底物相互作用（契合）的基础上逐步发展形成了主客体化学和超分子化学因而荣获1987年诺贝尔化学奖。他们制成了冠醚（二苯并18冠6）和穴醚（大二环、大三环、大四环）化合物，其特点是可作为Na+或K的载休。已用以制成脱盐的海水淡化膜及提取钾的萃取剂，并有可能据此制成模拟细胞膜。3.人的饥饿和口渴（1）饥饿饥饿是指一段禁食期之
13、后对食物的生理欲求，而食欲则是对现存食物的认识反应或习惯反应。摄入食物是为了向体内补充能源，由食欲来自行调节。当胃中有食物时，它会不停地蠕动，而一旦空腹，胃就强烈收缩，伴有不适即饥饿感。对这种作用目前有两种解释： 化学静力学说。认为下丘脑对血液中营养成分如糖、脂肪等特别敏感，一旦浓度下降，下丘脑外侧的进食中枢受到刺激，就发出求食信号；浓度高时，进食中枢抑制，同时下丘脑中下区域的饱感中心受到刺激，发出拒食信号。 热学说。认为下丘脑在人体热量调节中起重要作用，当其温度降低时，引起饥饿感。动物试验表明，用电极刺激下丘脑的上述两个部位，就会作出相应反应；如果进食或饱感中心受到损害，就会不知道饿，甚至饿
14、了也拒食，最终导致饿死；相反，则使食欲不可遏制。此外，血糖值低是饥饿的自然信号，人在清晨空腹时血糖量约为80毫克%，感到饿；进食后，血糖值可达140毫克%，几小时内都感到饱，并且精力充沛。（2）口渴所谓口渴是指有意识地想喝水。这种心理感受在控制体内水分和钠离子浓度上极为重要。它影响体内的水平衡，调节水的摄入。饮水中枢位于下丘脑的视上核前面的视前区两侧。用埋藏电极刺激此中枢，动物在几秘钟内就开始喝水；注入高渗盐水（由于使水分子从神经细胞中渗出，从而造成脱水），可使它们狂饮。当体液中钠离子浓度比正常值高2毫摩尔/升时，就会刺激饮水中枢，表示口渴。饮水的目的主要是使钠离子浓度恢复常态（组织液中钠离子
15、浓度为137毫摩尔/升）。深入的研究表明，止渴分暂时止渴和长久止渴两种。前者指胃肠道还未吸收水分前就不渴了，因而不想喝了，一般可维持15分钟；后者则指水进入消化道，胃充盈时的停喝。由于水吸收到组织液中需要半小时以上，如果口渴的感觉不能在喝水后暂时解除，人就会饮入过量水，最终造成营养严重流失。所以暂时止渴有重要生理意义。试验表明，某种物理原因或心理原因也可止渴，例如把一个气球放入胃中并充气，可使人在530分钟内消渴。1.2常见食物的化学特征食物的构成与各国的生产特点和各民族的文化传统有关。根据我国的实际情况，将食物分为主食和副食两类。一、主食即通常的粮食，包括谷物和豆类，其共同特点是均为干品。湿
16、存水含量一般在2%以下。1谷物 谷物包括米、面、玉米、高梁、小米、荞麦等，它们的的主成分为糖质，以淀粉为多。淀粉是由葡萄糖为单元连接而成的大分子，结构上有直链与支链之分（直链遇碘呈蓝色，支链则呈红褐色）。通常大米、小麦、玉米等主要为直链淀粉。粳米与糯米淀粉结构略异，前者支链占20，后者则几乎全为支链。由于支链物加热后易缠结，所以糯米饭粘性比粳米饭好。 麦类谷物含相当多的蛋白质，但缺少某些重要的氨基酸，含脂肪也较少。其脂肪酸为油酸（45）、亚麻油酸（33）。因此以谷物为主食时，必须补足副食，以保证蛋白质和脂肪的全面供应。2.豆类 包括大豆、花生、芝麻、葵子及杂豆等，其化学成分较为复杂。下面仅择大
17、豆和花生略作分析。（1）大豆除表中所述者外，大豆所含的氨基酸中除胱胺酸及甲硫胺酸较少外，其它与动物性蛋白相似，故有植物蛋白之称。且含大量维B及多种别的维生素、较多的磷脂质（达1.5，大部分为卵磷质及少量脑磷脂），所以其营养价值很高。其中的磷脂质呈浆状，提取后可作食品加工的乳化剂；经精制后可作营养强壮剂、高血压预防剂等。（2）花生 营养价值很高，其所含蛋白质中含有人体必需的8种氨基酸，脂肪含量也很高，还有约占1的钾、磷和较丰富的维B及菸碱酸。唯缺维C。此外其消化率仅次于牛肉及蛋类，优于大豆。消化时间较谷类长一些。二、副食副食可分肉、蔬菜及水果三类。按其来源可分为陆产与水产两类；按宗教习惯分为荤、
18、素两类；有的西方国家则分为动物与植物性两大类。1 肉常指鸡、鸭、鱼及其它禽兽（家养及野生）的可食用部分，包括肌肉、结缔组织、脂肪及脏器（脑、舌、心、肺、肝、脾、肾、肠、胃等）以及血、骨、筋、胶原等，以肌肉为主。（1）肌肉即瘦肉，其主成分为蛋白质（20），干物中约占80，氨基酸甚多，且组成匹配好，因而肉成为营养之必备品。肝脏中富含维生素，特别是鸡肝、牛肝中最丰富，其维A可达400500毫克（指100克基体所含微量成分的毫克数）。考虑到牛肝占体重1.1，可知维生素的实际含量确实很大。由于肉的消化吸收率在95以上，尤其以牛肉最高，猪、羊、鸡稍次，所以更提高了肉的地位。肉中均含有胆固醇，以鹿肉和马肉最
19、低（1），牛、猪肉亦不高（1.5），其它较高的有鲸鱼（3.91）、兔（4.38）和袋鼠肉（7.85）。（2）鱼及水产品不论是淡水或海水产品，除含高蛋白外，均以维生素多及无机微量元素高为特点。例如乌贼的肝脏含铜、锌、钴、镍（其中铜占其灰分的4）。另一特点是水产品蛋白质中的硫等非氮化合物约占30，赋予其味道鲜美。（3）蛋各类禽蛋主成分均为蛋白质（约18），其中鹌鹑蛋和鹅蛋的含量较高。常见蛋的主要成分如表13。蛋的食用部分为蛋清和蛋黄，二者成分不同。蛋清除水分外（占86）几乎全为蛋白质；蛋黄则含多种成分：脂肪18.0，卵磷脂及其它磷脂11.0，蛋黄磷蛋白质14.5，蛋黄素、胆固醇、血蛋白元共5.7，
20、灰分1.0，其余为水分49.5（pH约为6.3）。蛋含的氨基酸品种最全（18种），消化率95以上，胃内停留时间最短。蛋的维生素甚多，维A、维B、菸碱酸、泛酸丰富（后者达3.1毫克），微量元素也多，如铁7毫克，主存于蛋黄中。营养价值很高。人体能合成许多自身构成需要的氨基酸和脂肪酸，但仍有好几种为正常生长、发育必需的成分要由食物供给，它们被称必需氨基酸和必要脂肪酸，而肉、鱼、蛋中这两类营养素最丰富。必需氨基酸有组氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、缬氨酸、亮氨酸，体内能自制的重要氨基酸有丙氨酸、精氨酸、（半）胱氨酸、谷氨酸、酪氨酸等14种。必要脂肪酸有亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸，缺乏
21、它们时会得皮炎、生长缓慢、水分消耗增加和生殖能力下降等病。在肉、鱼、蛋中均含有胆固醇。生理上细胞膜的组成、激素合成都需要它，维D的合成也需要以胆固醇为原料。有人把胆固醇同心血管病联系起来，只吃蛋白不吃蛋黄，完全是一种误解。 蔬菜指含水分90以上，可作维生素、无机质和纤维之源的植物。按外观可分叶（白菜、菠菜）、茎（芹、笋）、根（萝卜、薯）、果（茄、瓜）四类，其中也包括各种海菜以及蕈类等。蔬菜的价值还在于其特殊成分及其特殊作用。纤维素和果胶质使肠蠕动，促进消化；蔬菜中酶含量较多，有助于消化及各种生理功能；多种维生素（尤其是维C）有鲜味及各种刺激性成分，如蕈类之鲜味、葱类之辛辣味等。以下几种重要蔬菜
22、的特点值得注意。（1）豆制品豆浆、豆腐脑、豆腐、豆腐干等都是豆制品。豆制品的特点是蛋白质含量高、胆固醇低（1以下），宜于老年人及心脏病患者食用，因而近年风靡西方及东南亚市场。大豆起源于中国，古称菽。 大豆是营养之花，豆中之王。近年来，日本和美国出现了豆浆热，男女老幼都喜爱喝豆浆。商店里出售各种各样的豆浆制品：如桔子豆浆、咖啡豆浆。各种豆腐菜、豆腐罐头一跃成为畅销的新颖食品。豆腐是怎样做成的呢？先把黄豆经浸泡、磨浆、滤渣等步骤制成胶体溶液，再经点卤就可做成豆腐。所谓点卤就是利用盐卤或石膏使大豆的水溶性蛋白质凝固。现在有的豆制品厂已改用葡萄糖酸内酯作凝固剂，制得的豆腐更鲜嫩，不易变质。盐卤主要含氯
23、化镁，石膏是硫酸钙，它们能使分散的蛋白质团粒很快地聚集成为豆腐脑。豆腐、豆腐脑就是凝聚的豆类蛋白质。豆腐脑滤去水，变成豆腐。将豆腐压紧，再榨干去水，就成了豆腐干。将豆腐其切成小块油炸成焦黄色，成为油豆腐。将豆腐干涂以酱色佐料，适当燻烤，即得香干。酱豆腐又称腐乳，是一种发酵品。（2）豆芽菜。有黄、绿豆芽两种。通常将豆在32时背光用水泡胀约10日，根芽可达15厘米，以长约2厘米者营养较佳；其维C丰富，达2530毫克。蛋白质、糖含量亦高；每日见光半小时，维C及磷含量将有所提高。（3）萝卜叶。是一种高营养蔬菜，其营养价值优于其根。干品含蛋白质达30，且易消化，尤富含苏氨酸等氨基酸，可补谷物蛋白质之不足
24、；富含维生素，维C达90毫克；并富含微量元素铁。 （4）甜椒。或称柿子椒、灯笼椒，以其肥大肉厚似灯笼状而得名，通常呈翠绿色，过熟者亦有呈鲜红色的。除主含蛋白质及糖外，维生素含量也丰富，特别是维C高达200毫克，是蔬菜及果品中最多的，有高营养价值。（5）洋葱。除含蛋白质、糖等外，其特点是有特殊的刺激性及辣味，与蒜、韮类似，有特殊香味。呈味物的主成分为丙烯硫化物，有催泪、抗菌作用，兼有维B之功效，助消化。 （6）芦笋。干品含蛋白质3035，主含天冬素。分绿、白两种，含多种维生素，尤绿色者更多，其中维C达31毫克。磷含量亦丰富，尖端为100毫克，茎部较少亦有30毫克。罐装芦笋有特殊香味，因含二巯基异
25、丁酸，有抗癌效果，备受推崇。（7）木耳。有黑、白两种，前者可生长于桑、榕枯木上，后者为银耳，在芸果木上繁殖较多，均可人工栽培。它们不含叶绿素，无合成淀粉功用，寄生于高等植物内，利用其营养成长发育。白木耳富含蛋白质和维生素，有特殊芳香风味，增进食欲。白木耳可入药，有强精补肾、止咳润肺、提神健脑、娇嫩皮肤和防癌之功效。 3果品分浆果（葡萄、草莓、凤梨）、仁果（苹果、柿、枇杷、柑桔）、核果（桃、梅、杏、李）、坚果（栗、核桃、白果、榛子）四类，除后者为干果外，前三者约含90水分，故称水果。主要成分为糖（10），发热量约200焦/克，多数缺脂肪及蛋白质，但含某些特殊营养成分。此外，瓜子及果仁也是一类重要
26、的瓜果产品，常见的有南瓜子、西瓜子及杏仁等。它们均富含蛋白质及脂肪，且多为必需氨基酸和脂肪酸，故营养价值很高。13食物的贮存和保鲜食物的贮存和保鲜既是家庭生活中的重要事项，也是农业以及其它相关行业的一大问题。一、食物贮存中的化学作用 由于食物不能及时消耗，必需贮存和加工，主要涉及食物的防腐。食物腐败主要原因是氧化作用和微生物作用引起变质和分泌毒素。1氧化作用。包括大气氧化和呼吸作用。（1）大气氧的作用。大气氧是破坏脂肪、糖、蛋白质、维生素的主要因素。脂肪。氧与脂肪作用生成过氧化物。温度、光线及微量金属均会影响脂肪的氧化速度。在100以下空气中加热发生的反应为自动氧化；在真空或仅有二氧化碳、氮气
27、但无氧存在下，200300高温生成聚合物；空气中加热至200300会发生热氧化聚合。上述氧化作用除生成二聚体有致癌作用外，还使油脂降解成脂肪酸、醛及烃类化合物(如丙烯醛、甲基戊酮、正丙烷等)而呈各种异味（俗称变哈）。糖。加热氧化时拌随有脱水分解成羟甲基糠醛，进而与氨基酸作用生成褐色物，常用于酱油等着色。蛋白质。加热后部分变性，生化功能并未显著改变，主要是溶解度减小甚至凝固。加热会破坏鸡蛋白中的卵粘蛋白及抗生物素蛋白和大豆中的抗胰蛋白酶及凝结红血球蛋白，从而消除了生蛋白毒性。但过度加热，氨基酸损失，与糖共存则损失更多。维生素。在空气中加热会使各类维生素不同程度地破坏。如维A对热相当稳定，但易氧化
28、成环氧维A，进而分解。维B，虽油炸几天无损失但文火燉煮，可破坏50。维C本身对热稳定，但因蔬菜中常含维C氧化酶，初热时易破坏。该酶分解后，维C分解减少。（2）呼吸作用。植物类食物如谷物、蔬菜、水果等在存放期间继续其呼吸作用（吸收氧气呼出二氧化碳）而熟化。调节作用。减少空气中的氧气与增加二氧化碳的浓度，可抑制蔬菜及果体的呼吸，降低其氧化分解，藉以保持其鲜度，称为充气贮藏法。催熟作用。研究发现空气中含0.1乙烯时，生西红柿的呼吸作用加剧，原来要1520天才成熟的，现在只要45天就可以了。生柿子的成熟期（变红软）由2030天提前为23天。但乙烯易逃逸且不安全，故常用乙烯利（2氯乙基磷酸胺）代替乙烯，
29、使用更方便。只需把它溶于水，喷淋在水果上即可。乙烯利之所以能催熟，是由于它能被水果吸收而释出乙烯。乙烯催熟的机理尚无定论2微生物作用。微生物可分酶和细菌两类。（1）酵解。指食物在酶作用下的分解现象。生物体中本来含有多种酶（蔬菜中尤多），如氧化酶、过氧化酶、酚酶等，特别是维C氧化酶分布甚广，易使维C氧化失效，导致物质腐败。 动物酶。屠宰或收藏甚至加工后，即使无任何外来微生物感染，肉类也会因本身的动物酶作用而变质，其适宜温度为40。但脂解酶在3015仍有活性，故肉、油脂即使冷藏还可变质。大米中亦含此酶，久存后其脂肪酸分解，出现陈米特有之味。植物酶。在5060下，糖酵解通常生成酸，称为酸败。蛋白质酵
30、解时氨基酸分解成胺类、酮酸、硫化氢等，气味难闻且有毒。这些作用都是配合空气氧、紫外线、水共同作用的。（2）细菌作用。在合适的湿度（1070）和温度（2540或1060）以及不同的pH值条件下，细菌迅速繁殖。因为细菌是单细胞生物，会不断分裂，一般每30分钟就能增加一倍。如果把食物在室温下经过34小时，细菌数目将十分庞大。贮存中危害食物的细菌主要有各种霉菌，它们附着于受主上，长成绒毛状物，并且分泌各种酶，可溶解蛋白质、纤维素等。因此细菌除损坏食物外，还使衣物、书籍等发生霉变（天然纤维素与丝毛是角蛋白质，比棉麻纤维抗霉变能力强，但也会发霉。人造纤维虽经化学加工，但基质未变，仍易霉变。合成纤维抗霉力强
31、，但混纺品亦难逃霉害）。除产生异味、生蛆、发馊变质，使衣物虫蛀粉糌外，还进一步分泌病毒如黄曲霉素、赫曲霉素以及病毒螨，导致各种病变。故对发馊的食物或发霉的衣料宜彻底处理。二、贮存的一般方法1保鲜的主要原则（1）物理方法低温冷藏。大多数病菌和腐败菌均属嗜中温（1060）类，10以下繁殖速度和活性均降低，0以下一般已无力分解蛋白质和脂肪。急速冷冻效果更好，如速冻至30，啤酒酵母存活率0.0017，而缓冻至相同温度则为46.4。高温杀菌。通称巴氏灭菌法，即在6070处理20分钟或8090热1分钟，杀菌率均达99.9。脱水或干燥。细菌繁殖需要水分，对于细菌、酵母、霉菌，食物中水含量应分别控制在10、2
32、0、30以下，奶粉、干鱼、干菜、干果、粮食和面粉均应如此。辐射杀菌。用源强为2万克镭当量的60Co,剂量为2兆伦琴，灭菌效率达100。提高渗透压。用盐腌、糖渍，可使微生物脱水而亡。如各种腌肉、蜜饯的桃、杏等。密封罐装。1810年法国的阿珀特发明用罐头保存食物的办法，加热杀菌以后防止再与空气和其它细菌接触，有些罐头肉已保存了一个世纪以上。（2）化学方法用加入化学药品或通过化学加工来达到保鲜或贮存的方法，主要有：防腐剂。亦称保存剂、抗微生物剂、抗菌剂，应用于食物贮存时，其效果随食品之pH值、成分、保存条件而异。通常微生物在pH5.58.0最易繁殖，故加入适量酸使pH低于5。常用的有苯甲酸及其钠盐，
33、pH3.5时0.05溶液可阻止酵母繁殖。丙酸之钠盐及钙盐，在酸性时可防霉变。脱水乙酸及其钠盐，对糖类食物具有防霉变、防酵解效果。对热稳定，热至120、20分钟仍有抗菌作用。抗氧化剂。动植物原体中常含天然抗氧化剂如没食子酸、抗坏血酸、黄色素类以及小麦胚芽中的维E、芝麻油中芝麻油酚、丁香酚等。食品为防腐坏常加的人工抗氧化剂有：L抗坏血酸或其异构体，肉中添加0.5克/1000克，可防肉制品变色。水果罐头中加0.03，可防变褐。果汁及啤酒中加0.020.003，有助于维持风味。本品为水溶性还原剂，无毒，可提高营养价值。油溶性的有丁基羟基甲苯（BHT）、丁基化羟基甲氧苯（BHA）、没食子酸丙酯、维E等，
34、当它们的用量为0.005时即可以防止油脂酸败，对杀死葡萄球菌等卓有成效。配合剂。如柠檬酸、磷酸、酒石酸、EDTA等可抑制微量金属对氧化作用的催化性能。漂白剂。可去掉食物的杂色并有杀菌作用，主要有：还原性的亚硫酸盐，常用于水果、糖、酒等。氧化性的过氧化氢（0.3溶液），用于面粉、鱼肉等。溴酸钾、过氧化二苯甲酰、过硫酸铵均可用以改善面粉的保存效果。（3）保鲜作用机制。食物的保存和防腐，通常思路是：阻止腐蚀剂的作用。这类腐蚀剂通常是大气、灰尘、水分、盐及各种化学药品，办法是改善包装，如充以惰性气体等。防止细菌作用。办法是阻挠微生物细胞膜透过食物或营养素，使细菌饿死。设法干扰其遗传机制，抑制细菌繁殖；
35、阻挠细菌内酶的活性，停止代谢过程；清除菌源，杀灭细菌。洗涤功能。近几年联邦德国从岩盐层中提出天然保鲜剂比奥斯蒙（含钙37.2），是一种特殊功效的洗涤剂。2某些容易腐坏的物品的贮存办法（1）谷类。谷类在贮存中因氧化、呼吸、酶作用而发生各种变质。稻米。脂解酶分解米中脂肪而释出酸，该酸包藏于螺旋构造的直链淀粉中，阻碍米吸水，蒸饭时淀粉粒细胞膜不易破裂，故陈米粗硬。过高的水分促进呼吸与发热及虫害。谷温15，水分14以下，可抑制害虫繁殖，而超过20则不会抑制。粗米在10以下的干燥处密封贮存，可数年不变，但精制白米则难以久存。前几年在西安曾发现隋炀帝时代的谷仓，其中的谷粒仍完好。小麦。小麦的显著特点是蛋白
36、质含量高于其它谷物，且主要为麸蛋白（主成分为麸胺酸），结构中含SH键，在湿润时柔韧而粘着力强（结合成SS桥），放置适当时间后因氧化而成团，是为发面。但捏和太久，其分子间的SS结合转化为分子内的结合，则粘性降低，成为碎块，失去加工性能。故小麦贮存切忌受潮。 （2）肉、乳、蛋类。即荤食类，其特点是蛋白质及脂肪含量高，贮存时易发生细菌作用和酵解。肉。贮藏的主要问题是控制腐败细菌的活动。通用的方法是酸化（因酸性环境不利细菌生长。如醋泡猪蹄、香肠等）、排除空气（或充二氧化碳、氮气包装，以防氧化）、干燥（烘干、风干、速冻以降低水分）、腌制（盐、糖渍）、辐射等。用芥末油大蒜汁涂抹鲜肉，其中的大蒜素可有效抑制
37、细菌活动，加入其它香料还可掩盖臭味，这是值得推荐的家用香料调制法。水产品。鱼贝及其它动物的贮存，应先去除内脏（因为这些最易腐坏），然后尽快冷冻。鲜鱼在01可保存12月，肉类为1020日。深度冷冻（918）可达数月至半年。奶及乳制品。由于营养丰富，极易变质。鲜奶12可保存12日，酸奶01可保存35日。家庭保管奶时应在避光下及时冷藏，容器要密封（因牛奶容易溶解异味物）。奶粉打开后应保持干燥、凉爽并迅速密封，如因吸湿而结块，则不能直接冲服，而应煮沸。蛋。在低温（0，湿度7580）下冷藏可达1年，但出库后易腐，应在1周内用完。浸入3硅酸钠溶液或石灰乳中，可保存58个月，因该碱性溶液可杀菌，且蛋呼出的二
38、氧化碳可堵住壳面气孔受保护。涂凡士林或石蜡等盖住气孔，再冷藏可防止水分损失及外界细菌侵入。用草木灰、稻壳等覆盖，置于通风良好的阴凉处，亦可保存1个月。于二氧化碳或氮气氛下冷藏，可长期存放。二氧化碳降低PH值防止蛋白质自消化。（3）蔬菜水果。通用的存放办法是在10以下保干（因10以下酶及细菌活动减弱），但随物而异。马铃薯。附有较强的马铃薯菌，贮存的适宜温度为78，湿度8590，两者过低、过高均易发芽而毒变（生成一种微苦配糖物茄碱）。碰伤后易变色，那是因为所含的酪氨酸、绿原酸等受氧化酶作用或与Fe3+作用之故。还可导致空心、黑心或内部黑斑，是由于收获期过早或日光曝晒所致。甘薯。贮存中的最大问题是黑
39、斑病。由黑斑菌从伤口侵入寄生虫而得，斑的组成是多酚类物质积累后经氧化产生的聚合物。克服办法是保温3235及湿度90经46日，使伤口及表皮干燥收缩，然后在1015正常贮藏于地窖。甘薯经蒸煮加工后变暗，干燥后表面出现白粉。即经淀粉酶作用生成的麦芽糖。久浸于水中的甘薯会硬化，这是由于细胞死后钙质通过细胞膜在膜上形成果胶酸钙所致。再经水煮亦不能软化，故烹制前不应沾水。香蕉。1114可较久存放（2周）。超过25，果肉软黑。温度过低，亦易变质。但剥皮后深度冷冻（10）可达数周，迅速食用而无害。柿。可冰冻或在1015时窖藏脱涩。其涩味来自以无色花青素为基本结构的配糖物，易溶于水。成熟后气化或聚合成为不溶于水
40、的物质而失去涩味。其它脱涩法还有温水浸（40水浸1015小时）、酒浸（40酒喷洒，密封置于暖处510日）、干燥（剥皮后悬置徐徐阴干）等法，旨在使花青素挥发或溶解。还有气体法，如将生柿置于含50二氧化碳的容器内数日可去涩，也可置于含0.1乙烯的容器内催熟。（4）茶及中草药茶。宜先在通风处干燥后分装于铁盒中。如已发霉，可干炒后复原。亦可置于底部放有石灰的坛内，用布或铁丝网等与石灰隔开，利用石灰的吸湿性和杀菌作用以长期贮存而不变质。 名贵药材。人参、西洋参、当归、枸杞等名贵药材，由于含糖、蛋白质较高，易受潮、发霉、虫蛀，通常先阴干，再装入广口瓶内密封于4时保存。亦可在小坛内装入2/5的生石灰，然后将
41、药材用纸或布包严捆绑后吊在瓶中。还可在缸底放半杯酒（约200毫升），盖上布，放药材后，在缸口放一小布袋花椒，封严等。大枣、肉桂等应保持色香味，将药材置于缸中，在其底部已放一层食盐的布上散开，再隔布放盐，如此交替存放，耗盐量约为药材的10。由于细盐实际上弥漫于整个缸，酵母、细菌等难以繁殖。也可以在远红外干燥箱内于3040烘烤4048小时，取出后存放于冰箱内，由于在红外线照射下，产生分子转动，使微生物细胞变性，从而达到干燥防腐的目的。在阴凉处凉干后，喷约35的乙醇密封，因乙醇可渗入微生物细胞膜内而使其死亡。1.4合成食品的现状和发展趋势前面讲的食物都是天然的。为了解决粮食生产的工业化问题，人们想到
42、了合成食品。目前一般有生物制备和化学合成两种。一、生物制备1食用酵母食用酵母是一类微生物，除含蛋白质外还含有糖类（干体的1060%，似动物体之肝糖）、油脂（23%）、灰分（2.514%），富含多种微量元素。这类酵母的特色之一是富含维生素，如维B1多达200毫克%，菸碱酸3040毫克%，泛酸20毫克%。干燥酵母中含维D2100250万国际单位。2石油蛋白以烃类化合物代替糖为培养细菌或酵母之碳源，蛋白质含量可达6070%。由于原料来源广阔，意义重大。在70年代，美国ESSO公司以C6C15正烷烃培养酵母及菌种，干物中含蛋白质54%。后来，我国台湾石油公司用C9C20为原料，配以适当的辅料，在363
43、8、PH7.0的中性条件下通气培养出含蛋白质70%的菌体。3微生物油脂在二战期间，德国曾用微生物工业生产油脂。用正烷烃C16C18为原料，油脂生产率最高达57%；用葡萄糖为原料，则达6174%。4藻类以绿藻类为主，与菌类同属单细胞植物，可进行光合作用。在简单的无机物组成的培养液中，在阳光或人工荧光下，通过含二氧化碳25%的空气进行光合作用，反应期为1周。以上这类试验，均因成本太高，目前尚无实用价值。然而，化学家们确信，人工合成粮食只是时间问题。 二、化学合成食品人们知道，地球上生命的物质基础是蛋白质和核酸。在细胞中蛋白质合成需要核酸来编码；核酸的合成和复制，需要蛋白质（酶）来催化。因此蛋白质的
44、人工合成意义重大。1965年，我国化学家合成了具有生物活性的牛胰岛素，突破了一般有机分子和生物大分子的界限。1983年，重复了人工合成牛胰岛素的试验，其分子量接近6000，是典型的蛋白质。同年还完成了猪胰岛素结构测定。有人提出幻想，将来人们可以在食品商店里买到植物蛋白肉。植物蛋白肉这个名字听起来有点古怪，既然是肉，怎么又是植物蛋白呢？我们的食物不论来自植物、动物还是微生物，在化学家的眼里不过是一些糖、蛋白质、脂肪、维生素、无机盐和水，而这些营养物质大部分是碳、氢、氧和氮四种化学元素构成的化合物，再配合少量的硫、磷、铁、氯、钠、碘、镁、钴等，常见的不超过20种元素。植物油和动物油都是由碳、氢、氧
45、三种元素组成的脂肪酸和油组成的混合物。植物油通常是液态的，而动物油却是固态或冻状的，这是由于植物油含的氢比动物油少。于是，人们就用来源广泛的植物油做原料，通入氢气，在化学催化剂的帮助下，增加含氢量，再配上一些香精，便制造出了和奶油差不多?quot;人造奶油。人造奶油的发明曾获拿破仑金奖。由于它不含胆固醇，而且价格低廉，颇受人们欢迎。全世界每年生产人造奶油近600万吨，已经超过天然奶油的供应量。植物蛋白肉是由豆类蛋白质加工而来的。配上味精等调料，可赋予肉味。利用植物蛋白或者石油微生物蛋白做原料，加工成鸡、鸭、鱼、肉的形状，淋洒点化学香精如鸡味素、鱼鲜精，再涂抹上食用色素，就成为以假乱真的人造佳肴了。对于化学家来说，模仿自然物质、合成各种各样的香精和色素并不难。比如，用醋酸和酒精合成的醋酸乙酯有梨香味，戊酸异戊酯飘散出菠萝香，油酸和香草醛散发出浓郁的奶油芬芳。当然，人造食物要做到完全和天然食物一模一样是不太容易的。食品化学家用灵敏的化学分析仪器检验过，每种食品里含有几十种到上百种化合物，它们的品种和数量又是那么千差万别，稍有一点变化，风味就大不相同。但人们可以预料，将来，从化工厂里可以源源不断地生产出人造牛排或全素烤鸭。化学将使人造食物摆满餐桌！