《舌尖上的化學(xué)》課件

《舌尖上的化學(xué)》歡迎來到化學(xué)的味覺之旅！我們將深入探索食物中的化學(xué)原理，了解美味背后的科學(xué)奧秘。課程介紹11.探索食物奧秘利用化學(xué)知識(shí)，解釋常見食物的組成和特性。22.探究烹飪?cè)韽姆肿訉用鎸?duì)烹飪過程中的化學(xué)變化進(jìn)行分析。33.關(guān)注食品安全了解食品安全檢測方法以及食品添加劑的使用規(guī)范。44.連接生活與科學(xué)將化學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活，提升對(duì)食物的理解和認(rèn)知。食物的化學(xué)成分碳水化合物提供能量，主要構(gòu)成成分為碳、氫、氧，例如糖類、淀粉和纖維素。蛋白質(zhì)構(gòu)成機(jī)體組織和器官，參與各種生理活動(dòng)，主要構(gòu)成成分為碳、氫、氧、氮，例如肉類、蛋類和豆類。脂肪提供能量，儲(chǔ)存能量，構(gòu)成細(xì)胞膜，主要構(gòu)成成分為碳、氫、氧，例如油脂、動(dòng)物脂肪和植物油。維生素和礦物質(zhì)參與各種生理活動(dòng)，維持人體健康，例如維生素A、維生素C、鈣和鐵等。蛋白質(zhì)：結(jié)構(gòu)與功能氨基酸組成蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的長鏈。不同的氨基酸組合成不同的蛋白質(zhì)，決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。結(jié)構(gòu)層次蛋白質(zhì)具有不同的結(jié)構(gòu)層次，包括一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。重要功能蛋白質(zhì)在生命活動(dòng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，例如酶催化、免疫防御、物質(zhì)運(yùn)輸和結(jié)構(gòu)支撐。碳水化合物：分類與性質(zhì)單糖最簡單的碳水化合物，如葡萄糖、果糖。二糖由兩個(gè)單糖分子構(gòu)成，如蔗糖、乳糖。多糖由多個(gè)單糖分子構(gòu)成，如淀粉、纖維素。脂肪：種類與特性飽和脂肪酸主要存在于動(dòng)物脂肪中，如黃油、豬油、牛油等。常溫下呈固態(tài)，具有較高的熔點(diǎn)。攝入過多飽和脂肪會(huì)導(dǎo)致血脂升高，增加患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。不飽和脂肪酸主要存在于植物油中，如橄欖油、葵花籽油、大豆油等。常溫下呈液態(tài)，具有較低的熔點(diǎn)。不飽和脂肪酸對(duì)人體有益，可降低膽固醇，預(yù)防心血管疾病。維生素與礦物質(zhì)維生素C促進(jìn)膠原蛋白合成，增強(qiáng)免疫力。鐵構(gòu)成血紅蛋白，參與氧氣運(yùn)輸。鈣維持骨骼和牙齒健康，促進(jìn)神經(jīng)肌肉功能。維生素A維持視力，促進(jìn)生長發(fā)育。分子間作用力范德華力氫鍵較弱，存在于所有分子之間較強(qiáng)，存在于含有氫鍵的分子之間影響物質(zhì)的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)等影響蛋白質(zhì)、DNA等生物大分子的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性酶的作用機(jī)理酶是生物催化劑，加速生物化學(xué)反應(yīng)，而不改變反應(yīng)的平衡。1降低活化能酶降低反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)更容易進(jìn)行。2提供反應(yīng)路徑酶為反應(yīng)提供新的反應(yīng)路徑，加速反應(yīng)速度。3形成酶-底物復(fù)合物酶與底物結(jié)合形成酶-底物復(fù)合物，催化反應(yīng)。4提高反應(yīng)速率酶使反應(yīng)速率提高百萬倍甚至更多。酶具有高度的專一性，只催化特定的反應(yīng)，并對(duì)反應(yīng)條件敏感。食品添加劑用途食品添加劑可以改善食品的口感、色澤、保質(zhì)期、營養(yǎng)價(jià)值等。例如，調(diào)味劑、著色劑、防腐劑、抗氧化劑等。分類食品添加劑通常根據(jù)其功能和用途進(jìn)行分類，例如：防腐劑、抗氧化劑、甜味劑、增稠劑等。食品安全及檢測11.食品安全標(biāo)準(zhǔn)制定食品安全標(biāo)準(zhǔn)，以確保食品符合質(zhì)量和安全要求。22.食品檢測方法運(yùn)用各種檢測方法，如理化分析、微生物檢測和感官評(píng)價(jià)，確保食品安全。33.食品安全監(jiān)管建立食品安全監(jiān)管體系，加強(qiáng)對(duì)食品生產(chǎn)、加工、流通和消費(fèi)環(huán)節(jié)的監(jiān)管。44.食品安全追溯建立食品安全追溯系統(tǒng)，追蹤食品來源，確保食品可追溯。食品加工技術(shù)熱加工包括高溫殺菌、巴氏殺菌等技術(shù)，可以有效抑制微生物生長，延長食品保質(zhì)期。冷加工包括冷凍、冷藏等技術(shù)，能夠降低微生物活性，保持食品新鮮度。干燥通過降低水分含量，抑制微生物生長，延長食品的保存期限。發(fā)酵利用微生物的代謝活動(dòng)，改變食品的成分和性質(zhì)，提高營養(yǎng)價(jià)值。輻照利用射線照射食品，殺滅微生物，延長保質(zhì)期。香味化合物香味化合物賦予食物獨(dú)特的香氣和味道，它們是影響食品風(fēng)味的重要因素。不同的香味化合物擁有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)和特性，使其擁有不同的香味和味道。香味化合物種類繁多，包括醛類、酮類、酯類、醇類、芳香族化合物等。例如，香草醛是香草的主要香味成分，丁香酚是丁香的香味成分。烹飪過程中的化學(xué)變化烹飪過程是復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)集合，溫度、時(shí)間和食材之間的相互作用，創(chuàng)造出令人垂涎欲滴的味道和口感。1蛋白質(zhì)變性高溫下，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致口感變化，如肉質(zhì)變嫩。2淀粉糊化淀粉顆粒吸收水分膨脹，形成糊狀，賦予食物粘稠的口感。3脂肪分解脂肪在高溫下分解，釋放香味物質(zhì)，例如炸雞的香氣。4糖類焦化糖類在高溫下脫水，產(chǎn)生焦糖色和香味，例如烤面包的香氣。淀粉的糊化與凝膠化1糊化淀粉顆粒在水中加熱，淀粉分子吸收水分膨脹。顆粒破裂粘度增加透明度提高2凝膠化糊化后的淀粉溶液冷卻，淀粉分子重新排列，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。形成凝膠具有彈性能夠保持水分3影響因素淀粉種類、溫度、時(shí)間、pH值等因素會(huì)影響糊化和凝膠化的過程。蛋白質(zhì)的變性與凝固蛋白質(zhì)變性是指蛋白質(zhì)在受到熱、酸、堿、重金屬鹽、紫外線等外界因素的影響時(shí)，其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，導(dǎo)致其生物活性喪失的過程。蛋白質(zhì)變性后，其理化性質(zhì)也會(huì)發(fā)生改變，如溶解度降低、粘度增加、生物活性降低等。蛋白質(zhì)凝固是指蛋白質(zhì)變性后，由于分子間的相互作用，蛋白質(zhì)分子聚集形成不溶性的凝膠或沉淀的過程。蛋白質(zhì)的凝固是烹飪中常見的現(xiàn)象，例如雞蛋的煮熟，牛奶的凝固等。變性和凝固的關(guān)系蛋白質(zhì)的變性是蛋白質(zhì)凝固的前提。蛋白質(zhì)變性后，其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，更容易發(fā)生凝固。脂肪的氧化與反應(yīng)1氧化脂肪在空氣中與氧氣接觸，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成過氧化物，導(dǎo)致脂肪酸敗。2水解在高溫或堿性條件下，脂肪發(fā)生水解反應(yīng)，生成甘油和脂肪酸。3酯化脂肪酸與醇發(fā)生酯化反應(yīng)，生成酯類物質(zhì)，例如人造奶油。食用色素與褐變反應(yīng)天然色素天然色素來源于植物、動(dòng)物或礦物，如葉綠素、花青素、胡蘿卜素。人工合成色素人工合成色素，如食用紅色素、黃色素，應(yīng)用于食品加工，改善外觀。褐變反應(yīng)食品加工過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，使食品顏色變深或變褐，影響感官品質(zhì)。美拉德反應(yīng)糖類與氨基酸或蛋白質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的褐變反應(yīng)，如面包、肉類。發(fā)酵過程中的化學(xué)變化1糖酵解葡萄糖轉(zhuǎn)化為丙酮酸2乙醇發(fā)酵丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳3乳酸發(fā)酵丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸發(fā)酵是微生物將有機(jī)物分解成簡單化合物并釋放能量的過程。不同的微生物會(huì)進(jìn)行不同的發(fā)酵，如酵母菌會(huì)進(jìn)行乙醇發(fā)酵，乳酸菌會(huì)進(jìn)行乳酸發(fā)酵。發(fā)酵過程中，糖類、蛋白質(zhì)和脂肪會(huì)發(fā)生一系列化學(xué)變化，產(chǎn)生各種各樣的風(fēng)味物質(zhì)。腐敗與防腐技術(shù)腐敗原因微生物的生長和酶的作用導(dǎo)致食品變質(zhì)，發(fā)生腐敗。防腐技術(shù)通過控制微生物生長或酶的活性來延長食品保質(zhì)期。安全重要性腐敗食品可能導(dǎo)致食物中毒，影響人體健康。食品營養(yǎng)分析技術(shù)食品營養(yǎng)分析技術(shù)是利用科學(xué)方法，對(duì)食品中各種營養(yǎng)成分進(jìn)行定量分析，從而了解食品的營養(yǎng)價(jià)值，為食品的生產(chǎn)、加工、銷售和消費(fèi)提供科學(xué)依據(jù)。食品營養(yǎng)分析技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：100水分測定水分含量可以了解食品的新鮮度和品質(zhì)。10蛋白質(zhì)測定蛋白質(zhì)含量可以了解食品的營養(yǎng)價(jià)值和消化率。1脂肪測定脂肪含量可以了解食品的能量價(jià)值和消化率。0.1碳水化合物測定碳水化合物含量可以了解食品的能量價(jià)值和消化率。食品營養(yǎng)分析技術(shù)是食品科學(xué)研究的重要組成部分，對(duì)于保障食品安全、提高食品質(zhì)量、促進(jìn)國民健康具有重要意義。食物的感官評(píng)價(jià)1外觀顏色、形狀、大小、紋理等視覺特征，影響第一印象。2氣味香氣、濃度、揮發(fā)性物質(zhì)，誘發(fā)食欲，判斷新鮮度。3口感質(zhì)地、硬度、粘度、溫度等觸覺感受，影響咀嚼和吞咽體驗(yàn)。4味道酸、甜、苦、咸、鮮等味覺感受，決定食品的喜好程度。食品包裝材料包裝材料種類食品包裝材料種類繁多，包括紙、塑料、金屬、玻璃、復(fù)合材料等，根據(jù)食品性質(zhì)和儲(chǔ)存要求選擇合適的包裝材料。包裝功能食品包裝的主要功能包括保護(hù)食品、延長保質(zhì)期、方便運(yùn)輸、便于儲(chǔ)存、提供信息等。環(huán)保包裝隨著環(huán)保意識(shí)的提高，可降解、可回收、可重復(fù)使用的環(huán)保包裝材料越來越受到重視。食品中的有害物質(zhì)微生物污染細(xì)菌、真菌、病毒等微生物會(huì)造成食品腐敗變質(zhì)，導(dǎo)致食物中毒。例如，大腸桿菌污染會(huì)導(dǎo)致腹瀉，沙門氏菌會(huì)導(dǎo)致食物中毒?；瘜W(xué)污染農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、重金屬、添加劑超標(biāo)等化學(xué)物質(zhì)會(huì)對(duì)人體造成危害。例如，過量攝入鉛會(huì)導(dǎo)致智力發(fā)育遲緩，過量攝入汞會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)損害。物理污染食品在生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、儲(chǔ)存過程中可能受到污染，例如重金屬、放射性物質(zhì)、有害氣體、異物等。例如，食品中混入玻璃、塑料、金屬等異物會(huì)造成誤食傷害。食品添加劑的安全使用合理使用食品添加劑應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，合理使用，避免過量添加。食品安全使用安全可靠的食品添加劑，確保食品安全，不影響人體健康。清晰標(biāo)識(shí)食品包裝應(yīng)明確標(biāo)識(shí)食品添加劑的種類和含量，方便消費(fèi)者了解和選擇。食品中的有機(jī)污染物農(nóng)藥殘留農(nóng)藥殘留會(huì)影響食品安全，長期攝入會(huì)導(dǎo)致慢性中毒。獸藥殘留獸藥殘留對(duì)人體健康有潛在危害，需嚴(yán)格控制。重金屬污染重金屬污染會(huì)損害人體器官，應(yīng)加強(qiáng)食品安全監(jiān)管。真菌毒素真菌毒素對(duì)人體有致癌、致畸等危害，應(yīng)嚴(yán)格控制食品儲(chǔ)存條件。食品營養(yǎng)與健康均衡飲食合理搭配膳食，攝入充足的蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、維生素和礦物質(zhì)，以滿足人體生長發(fā)育和機(jī)體功能的需要。健康生活方式堅(jiān)持運(yùn)動(dòng)，規(guī)律作息，保持積極樂觀的心態(tài)，能夠有效提高機(jī)體免疫力，預(yù)防疾病發(fā)生。未來食品化學(xué)的發(fā)展趨勢技術(shù)創(chuàng)新未來食品化學(xué)將繼續(xù)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，例如納米技術(shù)和生物技術(shù)應(yīng)用，開發(fā)更安全、健康、可持續(xù)的食品生產(chǎn)和加工方法。個(gè)性化營養(yǎng)個(gè)性化營養(yǎng)將成為主流，通過基因檢測和生物信息學(xué)，為消費(fèi)者提供定制化的營養(yǎng)方案?？沙掷m(xù)發(fā)展食品行業(yè)將更加注重可持續(xù)發(fā)展，減少資源消耗，降低環(huán)境污染，追求更環(huán)保的食品生產(chǎn)和消費(fèi)模式。實(shí)踐課程安排1實(shí)驗(yàn)操作動(dòng)手實(shí)踐食品化學(xué)知識(shí)2小組討論分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析3成果展示展示實(shí)驗(yàn)成果與研究報(bào)告4案例分析結(jié)合實(shí)際案例探究食品化學(xué)問題實(shí)踐課程是將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)。通過動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以更直觀地理解食品化學(xué)的概念和原理。課程安排包括實(shí)驗(yàn)操作、小組討論、成果展示和案例分析等環(huán)節(jié)?？己伺c反饋考試形式課程考核主要通過考試、作業(yè)和課堂參與進(jìn)行，以評(píng)估學(xué)生對(duì)