化学与生活

刘辉,北京大学有机化学博士

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 课程简介
    • 1.2 化学发展简史;化学是一门中心科学
    • 1.3 火的使用与人类文明
    • 1.4 燃烧与爆炸极限
    • 1.5 灭火与阻燃
  • 2 化学与能源
    • 2.1 能源概述与分类
    • 2.2 化石能源
    • 2.3 化学电源
    • 2.4 新能源
  • 3 化学与环境
    • 3.1 大气环境化学
    • 3.2 水环境化学
    • 3.3 绿色化学
    • 3.4 室内污染
  • 4 舌尖上的化学之化学与营养
    • 4.1 营养物质概述
    • 4.2 营养物质的代谢
    • 4.3 脂肪与蛋白质
  • 5 舌尖上的化学之化学与食品
    • 5.1 课外学习专题:舌尖上的中国
    • 5.2 食品安全
    • 5.3 食品添加剂1
    • 5.4 食品添加剂2
    • 5.5 奶茶的真相
  • 6 化学与药物
    • 6.1 药物概述
    • 6.2 感冒及解热镇痛类药
    • 6.3 抗菌药
    • 6.4 抗癌药物
  • 7 化学与新材料
    • 7.1 金属材料
    • 7.2 高分子材料
  • 8 化学与日用品
    • 8.1 洗涤剂
    • 8.2 化妆品
  • 9 化学与国防
    • 9.1 化学与武器
    • 9.2 化学武器
  • 10 化学与文艺
    • 10.1 文学作品中的化学
    • 10.2 影视中的化学
  • 11 化学文献检索
    • 11.1 常用数据库
    • 11.2 常用网站
  • 12 化学化工前沿
    • 12.1 《化学化工前沿》视频
食品添加剂2


关于食品添加剂,再次提醒:

1、抛开剂量谈毒性都是耍流氓!

2、只要是正常使用的、法定的食品添加剂,都是没有问题的!

上次课讲到了防腐剂、抗氧化剂等食品添加剂。

附件:第6讲课件(课件可以在课程资料里下载)

附件:第7讲课件(课件可以在课程资料里下载)



3、调味剂

包括酸味剂、鲜味剂、甜味剂

(1)酸味剂:

增进食欲、防腐作用、有助于溶解纤维素及钙磷等;

乙酸、柠檬酸、富马酸、盐酸酸、乳酸、苹果酸、磷酸、碳酸钾、柠檬酸钾(钠)、酒石酸。


a. 柠檬酸

番桔类果汁或糖质原料发酵得到柠檬酸钙,用硫酸分解制得。是使用最广的酸味剂,酸味圆润、滋美,但后味延续较短。广泛用于清凉饮料,水果罐头、糖果等。


b.酒石酸

以制葡萄酒时生成的酒石为原料制成酒石酸钙,用硫酸分解后精制。酸味为柠檬酸的1.2~1.3倍。酸味更强,口感稍涩,多与其它酸并用,并带有较强的水果风味,在果酱类、饮料、罐头、糖果中常用


c.苹果酸

一种略带苦味的酸味剂,酸味较柠檬酸强,呈味时间也长。与柠檬酸合用,可强调酸味。常用于果汁、果酱、饮料、罐头中。


d.乳酸

乳酸学名为2—羟基丙酸,广泛地存在于发酵食品、腌渍物、乳制品中。乳酸酸味稍强于柠檬酸,可用于清凉饮料,合成酒、醋、辣酱油等。


e.磷酸


磷酸是唯的食品无机酸化剂。在有香味的碳酸饮料,特别是可乐和类似啤酒的无醇饮料中,磷酸味较柠檬酸、苹果酸味大,酸味为柠檬酸的2.5倍左右,磷酸能参与机体正常代谢,磷最终从肾及肠道排出。食品级磷酸是用工业磷酸精制而成。



(2)鲜味剂


鲜味剂:补充或增强食品原有风味的物质。

谷氨酸钠即L-谷氨酸一钠,别名味精

5¢-肌苷酸钠:呈鸡肉鲜味

5¢-鸟苷酸钠:呈鲜菇鲜味


第一代鲜味剂:L-谷氨酸一钠(味精)


谷氨酸的制法是由蛋白质水解法、化学合成法发展到目前以发酵法为主,是生物合成在氨基酸方面的一大突破。


第二代鲜味剂:5′-肌苷酸二钠


谷氨酸钠的鲜度定为100,那么肌苷酸钠的鲜度可达4000。与谷氨酸类合用有明显的协同作用,当与谷氨酸以1:7复配,则有明显增强鲜味的效果。

 1.  谷氨酸钠(味精
往鸡汤中加一些盐,味道会更加鲜美。这是因为鸡肉当中富含谷氨酸,放了盐就制造了谷氨酸钠,也就是味精。

副作用:在消化过程中能分解出谷氨酸,过多时,对人体中各种神经功能有抑制,从而出现眩晕、头痛、嗜睡、肌肉痉挛等一系列症状。


肌苷酸二钠(增味剂)
常与谷氨酸钠并用,其用量约为味精的
2%~10%,并有“强力味精”之称。 


(3)甜味剂

甜味剂:能赋予食品甜味的食品添加剂。

甘草:用于酱油、豆浆、腌制物中

甜叶菊:降血压、促进代谢、治疗胃酸过多

糖精:酱菜、糕点、饼干、面包

天冬甜素:有清凉感,用于汽水、乳饮料、咖啡饮料等


a.糖精钠


糖精钠俗称糖精,学名为邻苯甲酰磺酰亚胺钠盐,几乎不被身体代谢分解,而主要由肾排出,是使用历史最久的一种合成甜味剂。甜度约为蔗糖的300-500倍,属化学合成非营养型甜味剂,对于其毒副作用争论多年,限制使用。


b.甜蜜素


甜蜜素学名环己基氨基磺酸钠。环已基氨基磺酸的钙盐商品名称为甜精,它们不像糖精有明显的苦味。为非营养型合成甜味剂,限制使用。美国禁用。


c.阿斯巴甜

学名氨酰苯丙氨酸甲酯(APM)或蛋白糖

甜度约为蔗糖的200倍。甜味与蔗糖相似,与其他糖类物质合用时具有良好的协同效应。参与代谢,不会积存在体内,但不适用于苯丙酮酸尿患者。有阿斯巴甜不耐症的人.最好也避免食用。


d.安赛蜜



学名乙酰磺胺酸钾,简称A—K糖,口感好,甜度为蔗糖的200-250倍,甜味纯正而强烈,无热量,人体内不代谢、不吸收(是中老年人、肥胖病人、糖尿病患者者理想的甜味剂)它和其他甜味剂混合使用能产生很强的协同效应。


e.木糖醇

木糖醇由木糖还原得到,甜度高于蔗糖,能量值低,不被口腔中微生物代谢,有防龋齿作用,木糖醇在人体内代谢时不产生胰岛素响应,适宜糖尿病人使用。


4、食用色素


目的:提高食品的商品价值,促进人们的食欲。

包括合成色素和天然色素两大类。

合成色素:结构多为偶氮类,色彩鲜艳,坚劳度大,性质稳定,着色力强,本身无营养价值。

天然色素:由动、植物及微生物中提取,有一定的营养或药理作用,安全性高,着色自然等优点。


(1)天然色素


非常短的科普视频,关于食物清洗会掉色,是因为添加了人工色素吗?(视频来自网络)


a. 叶绿素铜钠盐

 用途:天然食用色素,本品可用于青豌豆着色、薄荷酒着色等

 来源:蚕沙、竹叶、芭蕉叶、芦苇及菠菜叶中提取。

b.姜黄色素 

用途:可用于果味水、果味粉、汽水、酒、糖果、糕点、红绿丝、罐头、浓缩果汁、青梅等的着色。

 来源:植物姜黄的根茎干燥后制成粉末。


c. 红花黄色素 

来源:菊科植物红花的花瓣。  

 用途:可用于茶,饮料,高级点心,面条,

   糖果,饼干,罐头和酒类等食品着色 。

 d.紫胶红色素


用途:可用于果味水、汽水、配制酒、糖果、罐头等的着色 。

 来源:紫胶虫的雌虫分泌物中提出的天然食用色素。

e.红曲色素



用途:饮料、汽水、冰淇淋、糖果、干酒和红酒等方面的着色,特别是葡萄酒最理想的着色剂。

 来源:以大米为原料蒸熟、用红曲霉接种、培养、提取、浓缩成为液体产品或加工成固体产品。



红曲色素主要用于腐乳、酱鸭及食酱,腐乳中使用星为2%、酱鸭中为1%。红曲色素中红斑素及红曲红素,结构式为:

f.酱色(焦糖色)

用途:可用于罐头、饮料、冰淇淋、糖果、酱油、醋等的着色。

 来源:以蔗糖、葡萄糖或麦芽糖浆高温加热使之焦糊化,使用氨水、硫酸铵、碳酸氢铵及尿素做催化剂者为氨法酱色。

g. β-胡萝卜素 

用途:可用于冰淇淋、人工奶油、蜜饯、果酱、果冻等的着色。

 来源:以胡萝卜、辣椒、南瓜中富含。


h. 辣椒红素

用途:可用于罐头、糕点上色。

 来源:用溶剂萃取辣椒属植物的果实。

(2)人工合成色素

人工合成色素一般较天然色素色彩鲜艳,坚牢度大,性质稳定,着色力强,并且可以任意调色,因此使用方便,且成本较低,曾一度广泛应用。

合成色素多属于煤焦油染料,不仅毫无营养,而且大多数对人体有害,因此目前世界各国允许使用的合成色素从100余种缩小到10余种。

我国允许使用的合成色素主要有:苋菜红、胭脂红、柠檬黄、日落黄、赤藓红、靛蓝、亮蓝


a. 胭脂红(食用红色1号)

抗热、遇碱变褐色,易被细菌分解,着色力弱,可用于豆奶饮料、冰淇淋等食品中。


b. 苋菜红(食用红色2号)

用于高糖果汁、碳酸饮料、糕点等的上色,安全性高。


c. 柠檬黄(黄色5号)

又称酒食黄,是3-羧基-5-羟基-1-(对-磺酸基)-4-(对-磺苯基偶氮)-邻氮茂的三钠盐。耐氧化性差,遇碱微变红,用于果汁饮料、糕点、腌制小菜等的上色。



d. 日落黄

耐热耐光性强,还原时褪色,易着色,坚牢度高





合成色素在使用时,往往不是单一使用的,而是几种色素混合使用,以达到所需的颜色。

果冻配料表:

水、蔗糖、果肉、卡拉胶、乳酸钙、柠檬酸、香料、甜酸素、山梨酸、柠檬黄、胭脂红 。


QQ糖配料:

白砂糖,麦芽糖,明胶,柠檬酸,胭脂红 ,柠檬黄,荔枝香精



(3)食品营养添加剂

主要有:

氨基酸类——“甲携来一本亮色书”

维生素类——维生素A、B、C、D、E等

矿物质和微量元素类——Ca、Mg、Na、K、Fe、Zn等

不饱和脂肪酸类——DHA、EPA等


营养强化剂应用意义: 

⑴自然食物原料中的营养不均衡         

⑵加工处理使产品营养成分损失        

⑶特殊消费群体的需要        

⑷对保健食品成分的补充



(4)增稠剂

定义:一般是亲水性高分子化合物,水化而成高黏度的均相液,故常称作水溶胶、亲水胶或食用胶

作用:增加液体食品黏稠性,使其具有柔滑口感,防止饮料中一些组分沉降,兼有乳化,稳定和悬浮的作用。

应用:增稠剂在果酱、果冻、冰淇淋、奶酪奶油、鱼肉制品罐头等广泛使用,在一些固体饮料制品、果汁配制中也经常使用。

a.琼脂

    琼脂来源于红藻类植物如石花菜等,属于高分子多糖类,不溶于冷水,但在冷水中能溶胀成胶块状;溶于沸水,几乎没有营养价值。琼脂主要用于果酱、冷饮、罐头、糖果、糕点。用量末做限制性规定。

b.海藻酸及其盐类

  海藻酸是一种直链糖醛酸聚糖,主要从海带等海藻中提取。水溶性差,常使用其铵盐、钠盐、钾盐及丙二醇酯。海藻酸盐易溶于水形成透明粘稠液体。此外还发现海藻酸盐具有营养和保健作用。

c.食用明胶

明胶属于水溶性蛋白质,是动物胶原蛋白水解物,不溶于冷水,冷水中膨胀;溶于热水,冷却后形成凝胶。明胶可用于各类奶糖、人造奶油、罐头以及冰淇淋中。

d.糊精及其他变性淀粉

各种变性淀粉改变了淀粉结构及性质(水溶性、黏度、

色泽、口感、流动性等),扩大了应用范围,目前主要有糊精、氧化淀粉、羧甲基淀粉、磷酸酯淀粉等,用做食品增稠剂和稳定剂。 

e.羧甲基纤维素及其盐(CMC)

     羧甲基纤维素钠由纤维素经碱溶,再与氯乙酸醇溶液反应而得。CMC易溶于水,不溶于乙醇、丙酮、乙醚。可作为冰淇淋的稳定剂和果酱、方便面、罐头的增稠剂,最大用量为5g/kg。

f.果胶    

果胶是一种广泛存在于植物组织中的多糖物质,是不受添加量限制的食品添加剂。另外果胶能起到排除体内重金属的排毒作用,同时还具有降低血糖、血脂、减少胆固醇、抗癌、防癌作用。对治疗急慢性胃炎、胃溃疡、十二指肠溃疡有良好的功效。

g.聚丙烯酸钠

  聚丙烯酸钠为合成高分子,具有优异的分散性、黏合力和增稠性。可作为面包类的黏弹性增强剂、饮料的分散剂、冷冻食品的保鲜剂及酒类的澄清剂(高分子絮凝剂),并可在水产品加工厂用于回收蛋白质。

其他增稠剂还有卡拉胶、黄原胶、阿拉伯胶、干酪素、角叉菜胶、刺梧桐胶、甲基纤维素、羧丙基纤维系、羧丙基淀粉等。合成水溶性高分子如环氧乙烷环氧丙烷共聚物、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等也可作为食品增稠剂及稳定剂。



(5)乳化剂

a.脂肪酸甘油酯

b.脂肪酸蔗糖酯

也叫蔗糖脂肪酸酯,简称为蔗糖酯,是乳化剂中亲水性最强的一种,工业上采用酯交换法,酰氯酯化法,直接脱水法及微生物法来制备脂肪酸蔗糖酯。

c.脂肪酸山梨醇酯

一种乳化效率较高的非离子型表面活性剂,既溶于水也溶于油。

d.脂肪酸丙二醇酯



(6)疏松剂

膨松剂是在以小麦粉为主的焙烤食品中添加

我国准许使用的蓬松剂:碳酸氢钠、碳酸氢铵、磷酸氢钙、硫酸铝钾(钾明矾)、碳酸钾、沉淀碳酸钙、焦磷酸钠、复合疏松剂等。
近年来的研究表明,膨松剂中的
对人体健康不利,正在减少硫酸铝钾和硫酸铝铵等在食品生产中的应用。


禁止使用的添加剂


增白剂(过氧化苯甲酰):主要是通过氧化作用,使面粉中的色素氧化分解达到增白的目的,本身还原为苯甲酸残留在面粉中。欧盟等发达国家1997年已禁止将过氧化苯甲酰作为食品添加剂使用。

溴酸钾(KBrO3):是一种常用的氧化剂。也可用作面包制作,使其更具弹性和韧性。动物实验中,溴酸钾能够导致老鼠患甲状腺和肾肿瘤疾病。

吊白块(NaHSO2·CH2O·2H2O)、瘦肉精、三聚氰胺、孔雀石绿、塑化剂、苏丹红、福尔马林等




苏丹红是一种禁止将其作为食品添加剂使用的工业染料。2005年,欧盟在食品中发现了苏丹红成分;后在中国的许多食品中,包括著名快餐企业肯德基的5种食物中发现了苏丹红成分,因此引发了中国有关食品安全方面的讨论。




小专题:关于食物过敏


可能细心的同学在零食包装上已经看到了关于食物过敏的信息



那么什么是过敏呢?常见的食物过敏包括哪些呢?


人的免疫系统对外来物质发生异常的过度反应称为过敏反应。

1、过敏原通常是无害的物质。

2、过敏反应包括咳嗽、打喷嚏、眼睛发痒、流鼻涕和喉咙沙哑。在严重的情况下,还可引起皮疹、荨麻疹、呼吸困难、哮喘发作,甚至死亡。

3、过敏是没有办法治愈的,只能预防和对症治疗。

4、100多年来,对食物和某些配料有严重过敏反应的人的数量一直在稳步的增长


常见的食物过敏源

1、奶及奶制品

2、鸡蛋

3、海产品及水产品

4、花生、芝麻和棉子等

5、小麦、谷类、豆类

6、肉类及其肉制品

7、面粉

8、某些蔬菜
  包括芸豆、青豆、蘑菇、西红柿、辣椒、韭菜、芫荽、香椿、大蒜、茄子、白菜和蕨菜等。

9、其他食品
  咖啡、啤酒、葡萄酒、威士忌、白酒、花粉制成的保健品、巧克力和某些可食昆虫(如豆虫、蚂蚱和蚕蛹等)均可诱发不同程度的呼吸道过敏症状。





食物过敏的检测(以下图片可能会引起不适,请做好准备,谨慎!)






















课外拓展视频


关于平衡膳食的科普视频(2分钟),推荐观看(视频来自网络)


《我们需要化学》的科普视频,关于饮食方面介绍的非常全面(视频来自网络)