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Chapter 5 生活中的物質. 每日須攝取食物應含六大營養素:醣、蛋白質、脂肪、纖維素、水、礦物質. 醣類. 纖維素. 蛋白質. 脂肪. 食品與化學. 食物、空氣和水是人類生存所必需,而在不同食品提供了人類生理作用所需要的營養素,而這些營養素若以化學觀點來區分,大致可分為:醣類、蛋白質、脂肪、水、維生素和礦物質等六大營養素。而我們將以化學的觀點,來介紹食品的一些營養素-醣類、酯質、蛋白質。. 醣類 ( 每克約可以提供 4 千卡的熱量 ).
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每日須攝取食物應含六大營養素:醣、蛋白質、脂肪、纖維素、水、礦物質每日須攝取食物應含六大營養素:醣、蛋白質、脂肪、纖維素、水、礦物質 醣類 纖維素 蛋白質 脂肪
食品與化學 • 食物、空氣和水是人類生存所必需,而在不同食品提供了人類生理作用所需要的營養素,而這些營養素若以化學觀點來區分,大致可分為:醣類、蛋白質、脂肪、水、維生素和礦物質等六大營養素。而我們將以化學的觀點,來介紹食品的一些營養素-醣類、酯質、蛋白質。
醣類 (每克約可以提供4千卡的熱量) • 定義:醣類分子均是由碳(C)、氫(H)、氧(O)三元素所構成,且其中H與O兩元素的原子數目比為2:1,與水分子一樣,故俗稱為碳水化合物,其通式為Cm(H2O)n。
醣類 單醣 雙醣 多醣 人工甜味 在味覺上與蔗糖相似,但不是糖的一種替代品。 二個單醣脫去一分子的水所結合而成的醣 醣類中最簡單的單位,無法再分解成其他醣類 很多單醣聚合成的巨大分子 ─碳水化合物通稱 可寫為Cm(H2O)n
單醣類(monosaccharides) • 定義:為醣類中最基本的單位,即為不能被水解的醣,均易溶於水且具有甜味,主要為葡萄糖、果糖、半乳糖等,分子式均為C6H12O6,而這些分子式均相同但是結構不同的化合物,我們稱之為「同分異構物」。
葡萄糖 • 葡萄糖:為游離單醣中最多的一種,在人類的血液中的醣類,主要以葡萄糖形式存在(約0.08 ~ 0.1 %)所以又稱之為血糖。葡萄糖為生命所需能量的主要來源,在血液中必須維持一定的葡萄糖濃度,提供腦細胞之所需。
知識 • 糖尿病患者,在尿液中含有過多的葡萄糖,因為葡萄糖具有還原性,因此可以和林試劑(含有硫酸銅及酒石酸鉀鈉的鹼性溶液)反應,將銅離子還原為紅色的氧化亞銅沈澱,即為檢驗糖尿病的一種方法。
果糖 • 為醣類中甜度最高者,在體內可與葡萄糖互相轉換儲存於蜂蜜。
半乳糖 • 在天然食品中無法單獨存在,需靠乳糖消化後產生,在轉換成葡萄糖提供熱量,存在海草中的洋菜及哺乳類乳汁中的主要醣類,對嬰兒時期腦部發育有極大的影響。 • 海草中的洋菜含量多。
雙醣類(disaccharides) • 定義:為兩分子的單醣結合後失去一分子水而產生,通式為C12H22O11,在少量的無機酸(如:H2SO4)的催化下可以水解成為單醣,主要的雙醣有蔗糖、麥芽糖、乳糖。
蔗糖 • 由一般甘蔗或甜菜所提煉而得,結構為為葡萄糖及果糖結合後脫一分子水所得依據純度的高低可分為白糖(純度較高)及紅糖(純度較低,多含礦物質、碳及雜質)
麥芽糖 • 結構為兩個葡萄糖分子脫一分子水所得到,在一般普通食物中含量較少,但是在啤酒及麥精食物中含量較多,為澱粉水解為葡萄糖的中間產物,一般澱粉在酸性溶液或唾液的催化下的水解過程如下:
乳糖 • 結構為葡萄糖及半乳糖脫一分子水所得,為一般哺乳動物分泌乳汁中所含的醣類。
多醣類(polysaccharides) • 為結構較複雜的醣類,經過水解後能夠得到多個單糖,其分子式為(C6H10O5)n,味不甜,需要經水解成單糖才能被吸收利用。主要有澱粉、纖維素、肝糖及幾丁質(螃蟹等殼中所含之高分子醣類)等。
澱粉 • 為植物儲存能量之形式,為草食性及雜食性動物飲食的主要熱量來源,也是人類獲得熱量最重要的來源。分子式為(C6H10O5)n,其n值大約為200 ~ 1000。而像澱粉那樣大的分子是無法直接被人體所吸收,他在消化的過程中,經由水解反應生成許多的葡萄糖(C6H10O6)分子,其反應是如下:
知識 • 澱粉遇到碘液時會變深藍色,為澱粉的檢驗方法。
纖維素 • 為植物纖維的主要成分,以葡萄糖為單元,其分子式為(C6H10O5)n,且n值在1500以上,由於分子太大,不易受消化酵素之作用,故不具營養價值,但是可以促進腸胃蠕動,進而幫助消化。
肝糖 • 儲存於動物食品的肝臟及肌肉組織中,為動物儲存醣類的形式,又稱為動物澱粉,其最小單位為葡萄糖C6H12O6,一般均儲存於肝臟中,只有緊急時才會釋放使用。
寡醣 • 單醣數在2 ~ 10的醣類縮合物稱為寡醣。
人工甜味劑 • 味覺與蔗糖相似,不但可以滿足人們對味覺的追求,也不會增加血液中葡萄糖的濃度。 • 糖精C7H5NO3S :甜度是等重蔗糖的三百倍,但甜中帶苦,由動物實驗結果證實高劑量糖精會致癌,現在已逐漸少使用。
阿司巴甜C14H18N2O5 :為目前最廣泛取代糖精使用的人工甜味劑,結構與蛋白質相似,他的甜味是等於等重的蔗糖的一百八十倍,人體食用後不會產生過多的熱量,常使用於無糖口香糖或無糖可樂。 • 乙六醇:又稱為山梨糖醇,不會在口中分解,因此不會造成齲齒,故普遍用於無糖口香糖的甜味劑。
乙二醇 (CH2OHCH2OH),有甜味,但具毒性。 • 丙二醇 (C3H5(OH)3),亦有甜味,但通常用為潤濕劑。 • 木糖醇(xylitol),有甜味,亦不會在口中分解,可用為 無糖口香糖的甜味料。
蛋白質(每克約可以提供4千卡的熱量) • 主要是由碳、氫、氧、氮所組成,也含有少量的硫、磷、鐵、碘….等。 • 基本單位為胺基酸。(以醯胺鍵(或稱為月太鍵)結合成蛋白質),人體必須胺基酸有22種而胺基酸基本通式為:
人體除了骨骼及脂肪外,其餘大多數的組織都是由蛋白質所形成,而食物中的蛋白質來源有動物性蛋白質及植物性蛋白質;若存在於生物體內作為催化性的蛋白質,我們稱之為酵素又稱之為酉每。 • 蛋白質的分子量大多上萬,最小的蛋白質如胰島素,分子量只有5733。
蛋白質的檢驗 • 可溶於水中的蛋白質欲熱會凝固。 • 蛋白質遇到硝酸呈黃色,再加入過量的氨水使溶液呈鹼性即轉為橙色。 • 縮二月尿反應:蛋白質在濃鹼性溶液中與硫酸銅作用,呈紫色或紫紅色蛋白質愈多,顏色愈深,在醫學上利用此一顏色反應來測定血清蛋白質的總量以及其中白蛋白及球蛋白的含量。
茶 • 不發酵茶:先用爭氣或焙炒方法破壞茶葉中的氧化酵素,使其失去活力而乾燥之,如綠茶。 • 半發酵茶:使氧化酵素之作用達到某一程度,尚未發酵完全及焙炒而製造之,如烏龍茶。 • 發酵茶:把茶葉加以萎凋、捻揉等操作,利用茶葉中之氧化酵素的作用,使其發酵後在焙炒製造之,如紅茶。
茶菁是指剛採收下來的茶葉;日光萎凋的目的是利用日光或熱風加速茶菁水分的蒸散。殺青是利用高溫急遽破壞氧化酵素的活性,停止茶葉的發酵作用。揉捻是使茶葉成為條索,減少茶葉體積。解塊是將揉捻後的團塊解散。
成分 • 咖啡因:茶之苦味及刺激性的來源。 • 鞣質(單寧):茶之澀味的來源。 • 揮發油:使茶葉具有香味,但因揮發油揮發散去,故茶葉之放置及泡茶時以密蓋者佳。 • 其他:茶葉尚有灰份及少量的維生素B,維生素C及茶鹼,又稱為茶精,對腦的刺激性較弱,有較強的利尿性。
咖啡 • 成分:主要成分有咖啡因、咖啡鞣酸、揮發油、糖份、蛋白質、脂肪等。
b 衣料成分 天然纖維 人工合成纖維 植物纖維 動物纖維 合成纖維 再生纖維 棉花麻 羊毛蠶絲 人造絲 耐綸 達克龍 植物纖維素經化學物理方法處理所得的再生纖維,類似蠶絲。 奧龍
人造纖維 • 用做衣料的人造纖維,主要分為再生纖維與合成纖維兩大類。
再生纖維 • 以植物為纖維原料,先經溶劑溶解成紡絲原液,再經抽絲、凝固而製成絲狀纖維素如嫘縈即人造絲之一,具有蠶絲光澤有很好的吸水性,在稀酸與鹼液中很安定,可與植物纖維一樣染色和漂白。但再生纖維較不易傳熱,耐張力較低,且畢竟來自天然原料,仍受自然條件的限制,且生產週期較長,不敷人類使用,於是人們開始自化石原料中搜尋製造纖維的方法,合成纖維於是誕生。
合成纖維 • 是由化石產品為原料,再經人工合成反應而得的纖維,常見的有耐綸、達克綸、奧綸等。 • 耐綸(nylon):如耐綸66是由己二酸與己二胺兩種單體所聚合成的,又稱為尼龍。 • 達克綸(Dacron):由乙二醇和對二甲酸為單元分子,經過脫水反應形成酯類聚合物的合成纖維。 • 奧綸(orlon) :由丙烯情聚合而成。
耐 綸 其合成方法為:耐綸6,6由己二酸和己二胺聚合而成。可充當玻璃襪及釣魚線,成本低,比蠶絲耐用且更具彈性,而清洗後不易變皺。
達克龍 由對苯二甲酸與乙二醇聚合而成的聚酯類可做為衣服及錄音帶的原料。
奧 龍 由丙烯 聚合而成的合成纖維,其強度與保暖性質不遜於天然羊毛,又稱合成羊毛。
洗濯衣料的用品 對環境的影響 有何差異 肥皂 清潔劑 製備 分類 結構 結構 功能 陰離子清潔劑 陽離子清潔劑 清潔原理 非離子型清潔劑 缺點
肥皂 • 是含碳數目較多之脂肪酸金屬鹽之混合物。 • 通式:RCOO-Na+,式中R為烷基,由一個非極性的11到17個長鏈狀碳氫化合物,長鏈的另一端為一個帶有電和之原子團(-COO-)的鹽類。肥皂常以十八酸鈉(C17H35COO-Na+)來表示。
結構 親油部位 肥皂或清潔劑中的碳鏈部分,不與水結合,易與衣物上的油垢結合,稱為親油部位。 RCOO-Na+ 親水部位 肥皂、清潔劑中的羧酸根或磺酸根部分,易與水結合,稱為親水部位。