第1章水和矿物质ppt课件.ppt

食品生物化学,第一章 水和矿物质,2,第一章 水和矿物质,第一节 水分与水分活度第二节 矿物质,3,第一节水分,4,讨论：,你每天喝水吗？一天大概喝多少？怎么喝？生物体中水占比重多少？为什么人每天都要喝水？,5,6,水在生物体内的含量,人体：58%-67%植物体：70%-90%,在哪些部位含量最高？,7,表1-1常见食品的水分含量,8,反应介质,水的生理作用,运输载体,调节体温,？,润滑剂,9,食品中水分状态,游离态水合态凝胶态表面吸附态,10,食品中水分含量越高越好么?,11,食品中水分分类,作用力,氢键结合力,毛细管力,结合水（束缚水）,自由水,12,1.自由水,特点：能结冰；溶解能力强；为微生物所利用。,13,2.结合水,沸点高，冰点低不能作为溶剂；不能被微生物利用影响食品风味,14,思考,要降低食物的易腐败性，应如何控制食品中的水分？,15,三、水分活度,水分活度(Aw)是指食品的水蒸汽分压（P）和在同一温度下纯水的蒸汽压（P0）之比:,纯水的Aw是多少？,食品AW的物理意义？,水分活度的物理意义是表征生物组织和食品中能参与各种生理作用的水分含量与总含水量的定量关系。,16,aw=0.7时若干食品中的含水量（g水/g干物质）,水分活度与水分含量是两个不同的概念。,17,图1-1 含水量与Aw的关系,水分活度与食品含水量的关系,18,等温吸湿曲线,19,20,MSI上不同区水分特性,21,1.糖果（主要成分为粉末状蔗糖）；2.喷雾干燥菊苣根提取物；3.焙烤后的咖啡；4.猪胰脏提取物粉末；5.天然稻米淀粉,食品和生物物质的等温吸湿线,22,图1-4 在不同温度下马铃薯的等温吸湿曲线,23,了解和测定MSI的意义在于：,A、在浓缩和干燥食品过程中除去水的难易程度与Aw有关；B、避免水分在不同物料间转移；C、对包装材料阻湿性的要求；D、预测微生物生长及食品稳定性,24,3水分活度与食品的稳定性,（1）与微生物生长繁殖的关系 细菌对低水分活度最敏感，酵母菌次之，霉菌的敏感性最差。,影响因素？,25,（2）水分活度与生化反应的关系,酶促反应脂质氧化美拉德反应,26,水分活度影响食品稳定性的原因,27,小组活动：说说自己的饮水习惯，分析一下利弊。,28,第二节矿物质,29,1.食品中矿物质元素的分类,（1）按含量和需要量分 常量元素 微量元素。,30,（2）按对人体健康的影响分必需元素 非必需元素和作用尚未确定元素 有毒元素,31,表1-3 中国居民膳食常量、微量元素参考摄入量（DRIs）,32,（选自中国营养学会2000年10月制定的中国居民膳食营养素参考摄入量，表中数字空缺处表示未制定该参考值）,续表1-3 中国居民膳食常量、微量元素参考摄入量（DRIs）,33,（3）按代谢后的酸碱性分 酸性矿物质元素 碱性矿物质元素,34,2.食品中矿物质的存在形式,矿物质在食品中主要以无机盐形式存在，各种无机盐中，正离子比负离子种类多，且存在状态多样。,35,3生理功能,（1）构成机体（2）维持组织细胞的渗透压（3）保持机体的酸碱平衡（4）酶的激活剂或组成成分,36,酸性食物和碱性食物,37,表1-4常见成碱食物和成酸食物,38,矿物质对食品性状的影响,很多重要的食品添加剂中含有矿物质，它们可有效地改善食品的性状和营养价值。,39,三、食物中矿物质成分的生物有效性,生物有效性是指代谢中可被利用的营养素的量与摄入的营养素的量的比值。,40,影响矿物质生物有效性的因素：,食物的来源化学与物理形态与其他营养素的相互作用金属螯合物配位体个体生理状态加工方法,41,四、影响食品中矿物质成分的因素,1植物性食品矿物质成分 受土壤的肥力、植物的遗传学和它们生长环境的影响和控制,42,2动物性食品矿物质成分 由于动物体内存在着平衡机制，它能调节组织中必需营养素的浓度。所以动物性食品中矿物质浓度变化较小。,43,3加工方法食品组分流失或去除加工器械、包装材料中溶出矿物质盐类的沉淀或溶解,44,4矿物质的强化 在食品中补充某些缺少的或特需的营养成分称为食品的强化。,45,五、几种重要的矿物质营养素,1钙 钙是人体含量最丰富的矿物质元素，其量仅次于氧、碳、氢、氮，居机体元素的第五位。成人体内含钙总量约1200g，占体重的1.5%2.0%，其中99%存在于骨骼和牙齿等硬组织中，主要以羟基磷灰石3Ca3（PO4）2Ca（OH）2形式存在；其余1%以游离或结合状态存在于软组织和体液中，与骨骼钙保持动态平衡，这部分钙统称为混溶钙池。,46,钙的功能,钙是骨骼和牙齿的重要组成成分，还参与凝血过程，能降低毛细血管及细胞膜的通透性，降低神经、肌肉的兴奋性。若血浆钙下降，则神经肌肉的应激性大增，导致手足抽搐；反之，血浆钙上升，可引起心脏、呼吸衰竭。钙对多种酶（如ATP酶、脂酶和蛋白质水解酶等）有激活作用。,47,钙的吸收,人体对钙的吸收很不完全，通常有70%80%不被吸收而随粪便排出，主要原因是这些钙已与食物中的植酸、草酸、脂肪酸等形成了不溶性的盐。植物含植酸、草酸较多，故植物性食品中钙的吸收率较低。脂肪摄入过多时，可因大量脂肪酸与钙生成不溶性皂化物随粪便排出，该过程尚可引起脂溶性维生素（例如维生素D）的流失。此外，食物纤维也可影响钙的吸收，这可能是食物纤维结构中的糖醛酸残基与钙结合所致。,48,钙的吸收,钙的吸收与年龄、个体机能状态有关。年龄大，钙吸收率低；胃酸缺乏、腹泻等降低钙的吸收；若机体缺钙，则吸收率提高。有多种因素可促进钙的吸收。维生素D可促进钙的吸收，从而使血钙升高，并促进骨骼中钙的沉积。乳糖提高钙吸收的程度与其在食物中的含量成正比。蛋白质也促进钙的吸收，可能是蛋白质消化后释出的氨基酸，与钙形成可溶性络合物或螯合物的结果。,49,钙的食物来源,食物中钙的来源以乳及乳制品为最好，不但含量丰富，吸收率也高。小虾、发菜、海带等含钙丰富。蔬菜、豆类和油料种子含钙也较多。谷类、肉类、水果等食物的含钙量较少，且谷类含植酸较多，钙不易吸收。蛋类的钙主要在蛋黄中，因有卵黄磷蛋白之故，吸收不好。为了补充食品中钙的不足，可按规定实行食品的钙营养强化。,50,2磷,磷在成人体内的总量约600g，约占体重的1%。大约85%的磷与钙一起构成骨骼和牙齿的主要部分，钙与磷的比值约为2:1。磷也是软组织结构的重要组分，很多结构蛋白含磷，细胞膜的脂质含磷，DNA和RNA皆含磷。,51,磷的功能,磷在机体的能量代谢中具有重要作用。参与酶的组成，是很多酶系统之辅酶或辅基的组成成分。参与物质的活化，以利机体代谢反应的进行。在体液缓冲系统中，多种形式的磷酸盐发挥着重要作用，参与体液酸碱平衡的调节。,52,磷的食物来源,磷普遍存在于各种动植物食品中，但谷类种子中的磷，因植酸的缘故难以利用，蔬菜和水果含磷较少，而肉、鱼、禽、蛋、乳及其制品含磷丰富，是磷的良好食物来源。,53,3铁,铁是人体的必需微量元素，也是体内含量最多的微量元素。成人体内含铁4g5g，主要存在于血红蛋白中，其余铁皆与各种蛋白质结合在一起，没有游离的铁离子存在。在机体中，通过血红蛋白的形式，铁参与氧的转运、交换和组织呼吸过程。作为过氧化氢酶的组成成分，对机体内过氧化物起清除作用。,54,铁的吸收,正常成年人的食物铁吸收率一般在10%左右，其余部分随粪便排出体外。但人体的机能状态对食物铁的吸收利用影响很大。缺铁性贫血患者或缺铁的受试者对食物铁的吸收增加。放射性铁的试验表明，正常成年男女对食物铁的吸收为1%12%，缺铁受试者对铁的吸收率可高达45%64%。妇女的铁吸收比男子多些，小孩随年龄的增长，铁吸收率逐步下降,55,铁的食物来源,食物中铁的含量通常不高，尤其是植物性食物中的铁，因可能与磷酸盐、草酸盐、植酸盐等结合成难溶性盐，溶解度大幅度下降，很难被机体吸收利用。但是动物性食物的铁，机体的利用率则高得多。其中肌肉、肝脏含铁量高，利用率也高。有报告称，猪血的含铁量为44.9mg%，生物有效性也较高。蛋黄属于动物性食品，铁含量也高（含量约7mg%），但由于卵黄磷蛋白含量高，而显著抑制其铁的吸收，故蛋类铁的吸收率并不高，一般不超过3%。,56,4.锌,人体含锌总量1.4g2.3g，是含量仅次于铁的微量元素。人体的各种组织均含痕量的锌，含量约20g/g30g/g，主要集中于肝脏、肌肉、骨骼和皮肤（包括头发）。血液锌的75%85%存在于红血球中，是酶的组成成分。血浆锌则多与蛋白质结合在一起。头发中锌的含量，可反映食物锌的长期供给水平。,57,锌的功能,有一百多种酶含锌，锌为这些酶活性所必需，如乙醇脱氢酶、碱性磷酸酶、羧肽酶等。锌是胰岛素分子的组成部分，每个胰岛素分子含锌原子二个。锌与蛋白质的合成有关，与DNA、RNA的代谢有关。,58,锌的吸收,锌的吸收与铁相似，可受多种因素的影响。尤其植酸严重妨碍锌的吸收，但面粉经发酵可破坏植酸，有利于锌的吸收。当食物中有大量钙存在时，因可形成不溶性的锌钙植酸盐复合物，对锌的吸收干扰极大。,59,锌的的食物来源,锌的食物来源很广，普遍存在于动植物的各种组织中。许多植物性食品如豆类、小麦含锌量可达15mg/kg20mg/kg，但因植酸的缘故而不易吸收。蔬菜、水果含锌量低，约2mg/kg。动物性食品是锌的良好来源，例如猪肉、牛肉、羊肉等，含锌量2060mg/kg，鱼类和其他海产品的含锌量也在15mg/kg以上。通常，若动物蛋白供给充分，人体不会缺锌。素膳食若适当加工，例如豆类发芽、面粉发酵等，也可保证锌的供应。,60,5.碘,成人体内含碘20mg50mg，其中约20%集中于甲状腺。甲状腺的聚碘能力很强，碘浓度可比血浆高25倍；当甲状腺机能亢进时，甚至可高数百倍。在甲状腺中，碘以甲状腺素和三碘甲腺原氨酸的形式存在。血浆中的碘则与蛋白质结合在一起。,61,碘的功能,碘的生理功能体现于甲状腺素。甲状腺素是一种激素，可促进幼小动物的生长、发育，调节基础代谢。特别是通过对能量代谢，对蛋白质、脂肪、糖类代谢的影响，促进个体的体力和智力发育，影响神经、肌肉组织的活动。机体缺碘可出现甲状腺肿，幼儿期缺碘可引起先天性心理和生理变化，导致呆小症。,62,碘的食物来源,含碘最丰富的食物是海产品，其他食品的碘含量则主要取决于动植物生长地区的地质化学状况。通常，远离海洋的内陆山区，土壤和空气含碘量少，水和食品的含碘量也低，可能成为缺碘的地方性甲状腺肿高发区。,63,6硒,成人体内含硒约14mg21mg，分布于肾脏、肝脏、指甲、头发，肌肉和血液中含硒甚少。硒属于剧毒的无机元素之一。硒是动物体的必需微量元素。硒是谷胱甘肽过氧化物酶的组成成分，谷胱甘肽过氧化物酶有抗氧化作用，能保护细胞膜和血红蛋白免遭过氧化物自由基的氧化破坏。硒还有促进免疫球蛋白生成、保护吞噬细胞完整及降低有毒元素（例如汞）在体内的毒性等多种作用。,64,硒的食物来源受地球化学因素的影响，沿海地区食物的含硒量较高，其他地区则随土壤和水中硒含量的不同而差异显著。海产品及肉类是硒的良好食物来源，含硒量一般超过0.2mg/kg。肝、肾比肌肉的硒含量高45倍。蔬菜、水果含硒量低，常在0.01mg/kg以下。在食品加工时，硒可因精制或烧煮而有所损失，越是精制或长时间烧煮过的食品，硒含量就越低。,65,7铜,成人体内含铜总量约80mg，存在于各种组织中，以骨骼和肌肉中含量较高，浓度最高的是肝和脑，其次是肾、心脏和头发。血浆铜的90%与蛋白质结合成铜蓝蛋白。,66,铜主要以酶的形式起作用。已知至少有十多种金属酶含铜，它们都属氧化酶。血浆铜蓝蛋白即是一种多功能的氧化酶，其最重要的生理功能是催化二价铁氧化成三价铁，影响机体贮备铁的动用和食物铁的吸收。,67,铜的食物来源,铜的食物来源很广，一般动植物食品都含铜，但其含量随产地土壤的地球化学因素而有差别。动物内脏如肝、肾等含铜丰富。甲壳类、坚果类、干豆等含铜较多，牛奶、绿叶蔬菜含铜较少。,68,8铬,铬有三价和六价两种形态，六价铬有毒，机体不能利用。成人体内三价铬总量约5mg10mg，分布很广，但在各种组织中的浓度都很低，仅在核蛋白中浓度较高，提示铬可能与核蛋白的代谢有关。另外已查明，铬是葡萄糖耐量因子的组成成分，而葡萄糖耐量因子是胰岛素的辅助因子，在机体能量代谢中发挥重要作用。,69,铬的食物来源,铬的良好食物来源是啤酒酵母、肉、奶酪和全谷。蔬菜中铬的利用率较低。食品加工和精制可使某些食品的铬含量大幅度下降，例如，红糖的铬含量比砂糖高312倍；精面粉的铬含量较全麦低得多。,70,完成以下任务：,请你记录自己一日三餐摄入的食物名称，分析这些食物的酸碱属性是怎样的？你摄入的酸性食物多还是碱性食物多？酸性食物多好不好？为什么？,71,本章结束谢 谢,