第一篇：安全章考章教案

安全章考章教案

活動目標：

1．遵守交通法規，不攀越護欄、不闖紅燈，過馬路走人行橫道線。2．初步培養自我保護能力，掌握常用的防護知識和救護方法。3．認識生活中的危險標志，懂得要遠離危險。4．知道110、119、120等常用報警電話和求救方式。

5、安全章考章。活動準備：

1． 隊員準備危險標志圖。2． 4個積分牌。3． 答題板。活動過程：

一、隊儀式

中隊長：中隊“珍愛生命，平安自護”爭章主題隊會現在開始！各小隊報告人數。向輔導員報告人數。

全體立正，出旗，敬禮。禮畢，唱隊歌。請坐。

二、考章前奏

中隊長：有請主持人。

主持人1：親愛的少先隊員們，前不久，我們了解了安全的重要性，啟動了安全章的爭章活動。同學們紛紛行動起來，開展了豐富多彩的活動。今天咱們要來展示一下自己的活動成果，勇奪“安全章”。

主持人2：首先，再讓我們來回顧一下“安全章”的爭章要求。1．遵守交通法規，不攀越護欄、不闖紅燈，過馬路走人行橫道線。2．認識危險標志，遠離危險區。

3．知道110、119、120等常用報警電話和求救方式。

4．知道煤氣中毒、觸電、雷擊、燙傷、創傷等的預防和救護方法。主持人1：隊員們，你們準備好了嗎？

三、爭章過程

主持人2：好，下面咱們進入第一關：危險標志我知道。主持人1：活動前，隊員們搜集到了不少“危險標志”，下面就請每個小隊向大家介紹搜集到的危險標志。哪個小隊先來？

主持人2：首先有請（）小隊。

感謝（）小隊，請把危險標志貼在黑板上。

下面有請（）小隊。有請（）小隊。有請（）小隊。主持1：各個小隊都介紹得非常精彩，每個小隊各加上20分。

主持2：隊員們，危險標志還有很多很多。讓我們在平時的生活中，擦亮眼睛，遠離這些危險，保護好自己！

主持人1：下面咱們要進入第二關：安全知識我來答。主持人2：首先是各個小隊的必答環節。（各小隊輪流）1．遇到壞人時，你所要撥打的電話號碼是多少？ 2．遇到火災時，需要撥打哪個電話號碼？ 3．發生傷亡事故時，要立刻撥打什么電話號碼？

4．在十字路口，看到什么燈亮，不能通行；什么燈亮，才能通行？ 5．在道路上行走，要走什么通道？穿過馬路，又要走什么通道？

6．我國法律規定，年滿幾周歲的少年兒童，才能騎自行車上街？（12歲）7．馬路上有些人行道和機動車道之間有護欄，有些來回車道之間有護欄，請問這些護欄能攀爬穿越嗎？為什么？

8．煤氣泄漏時，你會聞到一股怎樣的味道？ 9．在乘坐汽車時，在前排乘坐時是否要系安全帶？ 10.沙塵等異物進入眼睛，可以用手去揉嗎？應該怎樣做？ 11.家中煤氣泄漏時，你會怎樣做？千萬不能干什么？ 12.吃魚時魚骨頭不小心卡在喉嚨里，可以采取怎樣的措施？

13.小學生讀書寫字的姿勢要端正，眼睛與書本的距離應保持在多少厘米左右？（30）

14.發生火災時，更要防止吸入有毒有害的煙霧，一方面要用濕毛巾保護口、鼻和眼睛，另一方面身體要怎樣并迅速逃生？

15.遇到火災時你的衣服上著火了，可以怎樣做？

16.可以用濕手去觸摸帶電的電器嗎？可以用濕布去擦拭電器嗎？為什么？

17．當我們迷路時，或者需要向父母求助時，都需要撥打他們的電話號碼。請說出你爸爸和媽媽的電話號碼？

18.不小心被熱水燙傷，應該怎樣做？

19．打雷時，可以躲在大樹下或高大建筑物底下嗎？為什么？ 20.發現有人觸電，你會怎么做？

主持人2：下面是共答題。聽到題目后請各小隊將答案寫在答題板上。1．體育課時，同學不小心扭傷了腳，你可以怎樣做？ 2．怎樣預防火災？你能講出四點做法嗎？

主持人2：剛才隊員們的表現都非常出色，可見，大家對安全自護知識了解得還真不少！

主持人1：現在場上的比分如下：

主持人2：接下來，咱們來輕松一下，請聽由程宇熠等同學為大家帶來的自護兒歌小快板。掌聲有請。

主持人1：感謝這幾位隊員為大家帶來的快板。接下來，我們要進入第三關：安全自護我能行。考考大家在面對突發情況的時候能否冷靜而正確地處理。

主持人2：請各個小隊派一名代表上來抽取題目。A． 做手工時，不小心割傷了手。B． 發現有兒童落水，你們怎么做？

C． 父母不在家，有人以修理工的身份要求開門。D． 家中著火了，你該怎么辦？請模擬打火警電話。主持人1：請各小隊先進行準備。請各小隊進行展示。

主持人1：剛才幾個小隊在遇到突發情況的時候，所采取的做法正確嗎？哪一隊的表現最棒呢？我們有請今天來到現場的輔導員老師們來投票。

主持人2：老師們，您覺得哪隊的表現最棒，就把您手中的小花貼在他們的小隊旗上。

主持人1：這位老師您好！能不能請您來對我們隊員的表現做一下點評？ 主持人2：謝謝老師的精彩點評，謝謝隊員們的精彩表現。

3（）小隊獲得的票數最多，加上30分。主持人1：其余三個小隊個加上20分。（鼓掌）

四、頒發獎章

主持人1：隊員們，我們是春天里嬌嫩的花朵，是展翅欲飛的雛鷹。讓我們運用防護知識和自護技能，更好地保護自己，主持人2：遠離危險，讓自己健康地成長，快樂地生活，讓我們的爸爸媽媽放心，讓學校老師放心。

主持人1：那么今天有哪些隊員能獲得自護章呢？有請老師宣布名單。請獲章的同學上臺。

主持人1：請老師為獲章的隊員頒發獎章。

主持人2：我們來采訪一下獲章的同學，聽聽他們的獲章感受。主持人1：請輔導員老師講話。

輔導員：親愛的隊員們，今天的活動開展得非常精彩，隊員們對自護知識了解非常多，也掌握了一定的自護自救技能。希望在今后的生活中，你們都能增強自護意識，提高自護技能，遵守各種規則，更好地保護好自己！得到自護章的隊員再接再厲，在自護的道路上越走越好，還沒有得到這枚章的隊員要繼續努力，下一次咱們再來爭這枚章，好嗎？

五、活動結束

中隊長：全體起立，呼號！禮畢！退旗，敬禮。禮畢。

“珍愛生命，平安自護”爭章活動到此結束！附平安自護快板：

生1：紅燈停，綠燈行，過馬路，要看清。一站二看三通過，斑馬線上可通行。

交通標志牢牢記，人人遵守保安寧。保安寧！生2：課堂間，十分鐘，做做操，跳跳繩，健體魄，增技能，再學習，腦輕松。勿打鬧，亂追跑，拐角處，窄樓道，易擦傷，易跌倒，猛著跑，別狠追，快追上，切莫推。

課間活動要當心，要當心！

生3：獨自在家人來訪，切記莫把房門開，透過門鏡看來人，請他有事找家長。家中情況要保密，防止壞人來注意，如果有人來盤問，決絕回答莫遲疑。莫遲疑！生4：扭傷肌肉和關節，冷水浸敷勿揉捏。輕傷出血創口貼，重傷出血送醫院。紅腫燙傷冷水沖，嚴重灼傷專家治。渣滓掉進眼睛里，用水沖洗用力吹。吃魚盡量不說話，以防魚刺喉部卡。遇人觸電關電源，手用木棍足絕緣。見人溺水急呼救，桿棒伸援最管用。

搶救溺水休克者，人工呼吸頭放低。頭放低！

第二篇：爭章教案

百靈鳥章

《禮貌用語嘴邊掛，人人爭當小百靈》

（啟動課）

教育目的：

1、讓學生了解《百靈鳥章》的目標和要求。

2、教育學生學會兩個行動，三句問候語，天天行動，天天練習。激勵學生在實踐活動中爭取獲得《百靈鳥章》

課前準備：

學會唱歌曲《咱們從小講禮貌》。

教育過程：

一、展章導入

師：（出示《百靈鳥章》這是一枚什么獎章？

生：百靈鳥章。

師：對。獎章上畫的什么圖案？

生：一只可愛的百靈鳥，旁邊還寫著禮貌兩個字。

師：（板書：禮貌）百靈鳥的歌聲婉轉動聽，每天總是用歌聲向好朋友和爸爸媽媽表達它的問候。大家聽了都夸它是個有禮貌的好孩子。我們也要向它學習，做一個有禮貌的好孩子。（板書課題、齊讀）

師：現在讓我們一起唱《咱們從小講禮貌》這支歌。

生：（齊唱）

二、啟發達標

師：想爭取獲得《百靈鳥章》嗎？首先你必須學會幾句禮貌用語。讓我們來做搶讀的游戲，看誰認識的禮貌用語多！

游戲方法：屏幕滾動出現禮貌用語，會讀的搶先讀出來。

游戲開始。（學生做游戲，表揚認識禮貌用語最多的學生。）

小結：我們認識了這么多的禮貌用語，在生活中就應該要運用起來。

師：想獲得《百靈鳥章》還要學會學會兩個行動：會行禮（鞠躬），會微笑。我們來模擬一個真實的情況。

1）早餐入校時。

2）走廊上遇到老師。

3）進出辦公室

4）與鄰班好朋友相見時。

師：不論在哪里，遇到同學老師，我們要主動打招呼。你對我有禮貌，我也會友好待你。

師：想獲得《百靈鳥章》還要學會3句問候語：老師好，同學好，哥哥姐姐好。希望小朋友在生活中更好地運用這些問候語，去結交更多的良師益友。

師：小朋友，今天我們認識了《百靈鳥章》，誰能說出它的目標？

（生答）

師：怎樣才能爭得《百靈鳥章》呢？

（學生回答后，齊讀達標要求）

師：今天大家學得非常認真，希望小朋友們牢記達標要求，努力做到天天行動，天天練習！讓我們再一齊唱《咱們從小講禮貌》。

師：小朋友，努力爭取早日獲得《百靈鳥章》。學會見到老師問聲好，見到同學微微笑，待人熱情有禮貌，做一只人見人愛人見人夸的小百靈。

《小小百靈講文明，中遠人人懂禮貌 》

（技能訓練課）

教學目的：

學會主動問好，進老師辦公室喊報告，經老師允許才進入。出辦公室跟老師說再見。與人交流會用“請、謝謝、對不起、”等禮貌用語。課前準備：

中遠學生一日常規VCR 教學過程：

一、導入新課

師：小朋友，每天上學，和小朋友、老師一起學習、游戲是快樂的事。正確使用禮貌用語，可以增進好朋友之間的友情，有利于學習，是一件非常愉快的事。今天我們一起來學習怎樣在日常生活中正確使用禮貌用語。

（板書課題，學生齊讀）

二、訓練指導

師：（播放VCR）小朋友，每天進校的時候，我們要做些什么呢？怎樣才是個文明有禮貌的中遠人呢？ 生：早晨進校門看見老師、執勤的同學主動問好。在走廊里看見老師同學主動問好。師：老師、哥哥、姐姐和你們微笑著打招呼，你看到聽到后是不是也會感到很高興呢？現在我們向VCR里的同學們學習，一起學習文明禮貌用語，學會和人交往的本領，好嗎？

三、指導方法：

分片段，播放VCR。每放完一段，要求學生回憶主要內容，并復述片中人物用了哪些禮貌用語。

1、入校時：“老師早，同學早。”

進校門看見老師、執勤的同學主動問好。

2、走廊上：（你好）

看見老師、同學主動問好。

3、進出辦公室：（報告，請問，再見）

喊報告，經老師允許才進入。出辦公室跟老師說再見

4、與朋友相處時：（謝謝，對不起，沒關系，請）會用“請、謝謝、對不起、”等禮貌用語

小結：禮貌真誠，才能交到好朋友。從小學會禮貌待人，長大了才能與人交往，結交更多的朋友，享受更多的快樂。

四、鞏固練習：

小品表演：《走廊上遇到老師》

教師指名幾名同學，讓他們分別扮演老師和同學，使用禮貌用語進行交流。情境辨析：請同學們幫助這些小朋友正確使用禮貌用語。

（1）小紅借小方的刀用，小紅說：“喂，把刀給我用用。”

（2）小云把筆還給小花，小云說：“謝謝！”叫小花說：“沒聯系。”

（3）小會見到老師說：“老師你好。”

（4）客人要走了，小剛應該說什么？

小結：能正確使用禮貌用語真榮耀，老師獎勵小紅花給你們。

通過剛才的學習，你們學會使用這些禮貌用語了嗎？希望小朋友們以后自覺使用禮貌用語，讓這朵文明禮貌之花開滿在我們的生活中，愿你們從小做個講禮貌的孩子。

放錄音：歌曲《咱們從小講禮貌》，師生拍手齊唱。

第三篇：孝敬章教案

可愛的家庭

活動目的

1、在音樂欣賞過程中，學會用節奏說話，學會游戲和即興表演。

2、通過活動，培養學生與父母、兄弟、姐妹、朋友之間真誠的情感

活動準備

1、掛圖、全家福照片、烏鴉頭飾、磁帶、小黑板。

2、實物投影儀、錄音機

活動過程

一、情感體驗：溫暖的家庭

1、情景導入

師：小朋友，今天我們一起到小紅家去玩，好嗎? 生：好。

師：看，這就是小紅的家。(掛圖出示小紅的家)聽，屋里傳來了歌聲。(播放歌曲《可愛的家庭》)

2、全班學生跟著音樂一起拍手。

師：這首歌好聽嗎？這首歌的名字叫《可愛的家庭》。今天的活動課內容就是(可愛的家庭)。(出示課題)讓我們在這個可愛的家庭里一起來聽聽、說說、唱唱和跳跳，好嗎? 生：好!

二、實踐體驗：我敬長輩,長輩愛我

1、聽賞歌曲《可愛的家庭》(1)聽后討論

師：聽了這首歌，你知道小紅的家里有些什么人? 生：有爸爸、媽媽。(掛圖出示小紅、小紅爸爸、小紅媽媽)師：歌里還唱了些什么? 生：可愛的家庭。

師：對，小紅的家庭是一個幸福的、可愛的家庭。我真想知道我們每一個小朋友的家庭是一個怎樣的家庭?今天，我們每個小朋友都帶廠一張全家福照片，請小朋友拿著這張照片來介紹一下自己的家庭，好嗎? 教師抽幾個學生上來講。(照片放在實物投影儀上放大)全班學生分散，把照片貼在幾塊小黑板上，在音樂《可愛的家庭》的歌聲中互相介紹自己的家庭。(2)出示節奏卡：

師：聽了你們的介紹，我知道了我們每個小朋友都有一個幸福美滿，可愛的家庭，下面我們看著這個節奏說說你的家里有些什么人? 生：我的家里有媽媽，我的家里有爸爸…… 師：你的家庭是一個怎樣的家庭? 生：我的家庭真幸福，我的家庭真美滿，我的家庭真可愛……(3)即興小品表演《我的家》

師：接下來我請每個小組準備一個小品，小品的名字叫《我的家》，通過自己在家里經歷過的一件事情，來說明你的家庭是一個我敬長輩，長輩愛我的可愛的家庭。小組討論、商量。

學生上來表演講清各自扮演的角色，表演前后教師稍加點評。

2、聽賞歌曲《小烏鴉愛媽媽》 情景導人

師：我們人類每個人都有一個幸福可愛的家庭，在動物世界里又是怎樣的呢?看，小紅家門口有一棵大樹，樹上往著烏鴉媽媽一家。(教師指圖)烏鴉爸爸出遠門了，呀，烏鴉媽媽怎么了，小烏鴉又到哪兒去了叫呢?(1)聽聽，烏鴉媽媽家里發生了什么事?(播放歌曲《小烏鴉愛媽媽》)(2)討論，烏鴉媽媽家里發生了什么事?小烏鴉又是怎樣對待媽媽的? 生：烏鴉媽媽病了，小烏鴉出去找東西喂給媽媽吃。(3)即興表演：

想象一下小烏鴉找來東西喂給媽媽吃，媽媽會對它說些什么? 小烏鴉又會對媽媽說些什么? 學生自由發揮想象力。

全班學生圍成一個圈，學生戴烏鴉頭飾．扮演小烏鴉和烏鴉媽媽表演c

三、拓展體驗：互幫互助，團結友愛 情景導人

師：看，小紅家門口來了—兩只小象。(教師在掛圖上貼上兩只小象)

1、播放歌曲《兩只小象》，學生各自找一個好朋友跟音樂跳舞。

2、說說小象鼻子在于什么? 生：它們在做好朋友。

3、學生說說班級里同學問互相關心，互相幫助，團結友愛的真實故事。

四、活動總結

我們每個人除了有一個小家，還有—個大家，你知道這個人家是什么?這個大家就是我們的學校，在這個大家庭里，我們同樣要互相關心、互相愛護、互相幫助，讓我們的學校成為可愛的大家庭好不好?

教案說明

本節活動課圍繞主題我敬長輩，長輩愛我展開。在課的一開始，就給學生創設一個溫馨的家庭氣氛，在歌曲《可愛的家庭》聲中，學生漸漸地步入了情景，產生了想去小紅家玩的意念。在這個意念支配下，活動進入主題。

活動過程中，在活動內容、活動方式、活動伙伴等方面，都給學生一個相對自由選擇的環境。在介紹學生自己家庭時，由學生自己把全家福照片貼、擺到小黑板上，自主地向他人介紹自己可家的家庭；聽了歌曲《可愛的家庭》后，由學生自由地講講歌中唱了些什么；在即興小品表演《我的家》時，由學生自由地編，自由地演，把他們對事物的理解與感受，自由地進行表達。學生根據自身的實踐體驗與想象，可以賦予角色不問的內涵與表現、通過小品表演，使學生領悟到人與人之間的真誠情感與長輩的呵護；在游戲表演《小烏鴉愛媽媽》中、更是提供了自由表現的場所，因為兒童的游戲活動是兒童創造性地表達生活的過程，通過給學生提供一段音樂，一個大致情景，讓學生在再現生活模仿角色的基礎上融進大膽的想象，想象小烏鴉和媽媽的對話，親身體驗到動物世界也有這份情感存在，再次進行尊敬長輩的情感體驗；在全班學生的放松舞《兩只小象》中，讓學生自由選擇活動伙伴，自己找一個好朋友跳舞．使學生體驗到同學、朋友間同樣要關心，再通過學生自由講述班級中互幫互助的真實故事，體驗到朋友間的關切的情感，從而感受到學校是個大家庭，對這個大家中的成員，我們要像對小家庭中的成員一樣，讓學校成為可愛的大家庭。

整節活動課，使學生處于愉快輕松的氣氛中。在集體相互影響下充分開發創造潛力，使學生的創造力得到充分的展現與提高。

點評：

教育心理學研究的成果表明，兒童的思維從動手開始，他們具有好奇的特點，善于在動作中思維。因此在教學中，需要十分重視學生的操作活動，讓學生在動中思，動中學，動中激興，動中獲取知識、使認知與情感融為一體。爭章課，在教師指導下、以學生活動力為中心，學生全員參加，并在活動中自主發展，培養創新精神，實踐能力。

《可愛的家庭》要求學生通過活動，體驗父母、兄弟姐妹、朋友之間真誠的情感。需要把抽象、隱性的教育目標體現于直觀可行的顯性活動之中：本課的方案設計中教師始終本著培養學生積極參與意識，提高學生的思想品德素質，不斷增強他們的社會責任感的宗旨，堅持 “做中學、玩中學、樂中學”為著眼點、圍繞目標，構思了適合于學生年齡特征的寓情于動、寓情于樂的教育活動。著力了以下四方面的落實：

1、創設情境，情境中進行情感體驗。

2、設置坡度，在情境中進行不問的情感體驗：

3、適時點拔，在情境中拓展情感體驗。

4、營造感情氛圍，在情境中鞏固情感體驗。

在這節課中強調了情感體驗、成功體驗、探究體驗、創作體驗。方案的設計，盡力運用；采用多種教學媒體和多種指導方式，讓學生身臨其境；使學生在活動中，積極思考，積極討論，并在活動中，獲取多種體驗，達到始終使學生置身于自主思維、自主活動、自主發展的活動之中。

第四篇：2-8章電子教案

思 考 與 練習題

第一章 人體中的化學

1、舉例說明人體中的必需化學元素及其功能。

第二章 營養與健康的化學

1、如何保持合理的營養？

第3章 食品與化學

1．生活能量的概念是什么？生活能量的主要來源有哪些？

2． 怎樣從能量角度表述溫飽問題？怎樣通過進食來調節能量平衡？ 3． 怎樣理解能量的轉化和利用問題？

4． 了解常見主食、副食及果品的種類及其它們的化學特征。5． 人為什么會饑餓或口渴？

6． 食物貯存中主要會發生哪些化學作用？它們受哪些因素的影響？ 7． 食物貯存主要有哪些方法？化學法保鮮或貯存的方法主要有哪些？ 8． 合成食品主要有哪些類型？合成食品的發展趨勢怎樣？ 第4章 烹飪與化學

1． 了解廚房中常用燃料的主要化學成分和特征。

2． 了解燃燒的化學原理。初步掌握滅火的原理與方法。3． 初步掌握煤氣中毒的原理和防護辦法。

4． 了解熟食的意義。初步掌握烹飪的概念和主要方法。5． 常用烹飪助劑有哪些？各有哪些特點？

6． 天然食用色素主要有哪些？了解它們各自的特性和用途。7． 常用的合成食用色素有哪些？了解它們各自的特性。8． 生活中常用的香料主要有哪些？在化學上有何特點？ 9． 主要的滋味有哪種？它們是怎么產生的？ 10． 了解酸味的概念和常用酸味物質。11． 了解甜味的概念和常用甜味物質。12． 了解鮮味的概念和常用鮮味物質。13． 了解風味化學的概念、意義和應用。

第5章 飲料與化學

1． 按我國食物構成實際，飲料主要有哪些類型？ 2． 了解豆漿及其制品的主要種類及其特征。3． 了解奶及其制品的主要種類及其特征。

4． 酒的主要組成和功效。常見烈性酒、低度酒的種類及其特征。5． 茶、咖啡、可可的主要組成、功效和特征有哪些？ 6． 何為軟飲料？主要有哪些類型？

第7章 保健與化學

1． 生命的必需元素主要有哪些？這些化學元素的主要功能有哪些？ 2． 化學元素主要通過什么途徑進入人體？

3． 營養素包含哪幾類物質？它們各有什么作用？ 4． 人體需要哪些維生素？通過什么途徑補充它們？ 5． 人體缺鐵或鐵過量對健康有何影響？

6． 人體缺碘有何癥狀？為什么建議用碘鹽？碘鹽中加的是碘的什么化合物？ 7． 你認為纖維素是維持人體健康所需要的營養素嗎？ 為什么？ 8． 什么是平衡營養觀念？如何做到平衡營養？ 9． 你認為實現人類健康長壽的關鍵是什么？

10.藥膳學的基本內容有哪些？藥膳制作的要點怎樣？常用的家用藥膳食譜有哪些？ 11.常見老年病有哪些？怎樣科學合理地防治？

12.肥胖與苗條的概念是怎樣的？怎樣采取合理、科學的減肥方法？

第6章 毒物與化學

1． 有毒化學物質的主要類型、進入人體的主要途徑以及對人體的危害有哪些？ 2． 日常生活中的毒物主要有哪些種類？對人體有哪些危害？

3． 煙草的化學成分主要有哪些？煙氣中的毒物主要有哪些？吸煙對人體有哪些危害？ 4． 常見毒品有哪些？它們的危害性怎樣？

第8章 服裝化學

1． 天然纖維的類型及特性。

2． 人造纖維有哪些類型？它們各自有哪些主要特性？

3． 什么是合成纖維？它們有哪些類型？它們各自有哪些主要特性？ 4． 常見紡織品的使用特點主要有哪些？怎樣加工、保養紡織品？ 5． 纖維和織物的鑒別方法主要有哪些？怎樣鑒別？ 6． 常見皮革及其制品的種類和性能。7． 常見橡膠及其制品的種類和性能。8． 常見塑料及其制品的種類和性能。

9． 皮革、橡膠和塑料制品的保養和修補知識。

第9章 保健化妝品化學

1． 請簡述洗滌劑的洗滌原理和洗滌過程。

2． 按化學結構來分，表面活性劑主要有哪些類型？在化學結構上各有什么特點？ 3． 家庭常用洗滌劑主要有哪些類型？各有哪些特點？ 4． 什么叫鹽浴？鹽浴有哪些好處？

5． 化妝和化妝品主要指什么？化妝品的效用主要有哪些？ 6． 常用化妝品主要有哪些類型？各自有哪些特點？

7． 黃金的性質如何？怎樣辨別黃金飾品的真偽和成色？

8． 常見的寶石主要有哪些品種？了解它們的化學組成、主要特性及其功能。9． 請概述人造寶石的制備方法。

10．了解銀飾品、鍍金飾品、化石飾品的化學組成及特點。怎樣去除黃金或其它飾品上的汗漬、污物或表面氧化層？

第10章 環境與化學

1． 了解環境的基本概念。主要的環境問題和環境疾病有哪些？ 2． 主要的環境污染有哪些？各有哪些危害？ 3． 影響環境舒適度的因素主要有哪些？

4． 居室的污染物主要有哪些？怎樣營建衛生居室？ 5． 庭院美化的方法主要有哪些？怎樣美化庭院環境？ 6． 請論述鉛污染和“白色污染”的成因和危害。

小 論 文 參 考 選 題

一、論文要求

1．凡學習本課程的學生，均需在學習期間完成至少一篇小論文。論文題目自擬。鼓勵提出自己的觀點、意見、建議或學習某專題的心得體會。

2．論文要用A4紙打印（并用電子郵件發到主講老師信箱），字數在1500～5000之間，應參閱過不少于3篇（本）參考資料，并按一定格式將其列于論文之后。

二、參考選題

每章教材之后的某些“思考與練習題”均可直接或由你自行修改后作為小論文的題目。此外，再列舉下列28個題目，供參考或選用。

1． 對改善我國（或全球）大氣質量的意見和建議 2． 試論我國進行汽車尾氣監控的必要性和緊迫性 3． 從吸煙有害健康談青少年禁煙的必要性

4． 在保護臭氧層的國際行動中，發達國家理應承擔更多更大的責任 5． 試論在防治全球性大氣污染中，發達國家和發展中國家的責任問題 6． 試論保護臭氧層的全球對策 7． 防止酸雨威脅

8． 節水減污，勢在必行

9． 環境保護與中國的可持續發展戰略 10．緩沖溶液之功效 11．向“白色污染”開戰 12．中國能源政策之我見

13．能源開發與可持續發展戰略 14．琳瑯滿目的化學電源 15．方興未艾的燃料電池 16．21世紀的能源 17．超導材料的未來

18．未來的“第三金屬”――鈦

19．論發展沼氣對解決我國農村能源和環境保護的意義 20．試論能源、材料、人口、糧食和環境保護的意義

21．（從藥物的有效性和安全性出發）試論對藥物開發和生產以及醫藥市場進行嚴格管理的必要性 22．試論將生命科學列為未來優先發展領域的原因 23．基因工程漫談

24．合理營養，增強體質――從改變偏食習慣談起 25．我雖不富裕，但我很健康――談平衡膳食的體會 26．催化劑漫話

27．化學使明天的生活更美好

28．我對“化學是一門滿足社會需要的中心科學”的體會

第 2 章 食 品 與 化 學

人的生活，即生存、發展，首先需要解決溫飽問題。生活化學首先探討的是“食品與化學”的問題，了解如何從食品（物）中獲取展開生命活動所必需的、足夠的能量和營養。2．1 生活中的能量及其來源

生活能量包括維持人體生化反應所需的化學能、保證這些反應正常進行的環境所需的熱能（體溫），以及日常活動所消耗的能量等，這些能量都靠食物供給。

一、日常活動的能量消耗 1．基礎代謝率（BMR）

人體空腹靜臥于18～25℃環境中，維持體溫和器官最基本生命活動所需的能量稱為基礎代謝能量。每千克體重每小時所耗的能量稱為基礎代謝率（BMR）。相當于人絕對休息時的能耗，正常成年人的相應功率為67～87焦/秒。

2．一些主要活動的能量消耗

開展一般活動的成年人，每天約消耗1萬千焦能量。對大學生而言，一個60千克體重的男生，平均每天能量消耗大約為12600千焦（按1千卡＝4.184千焦，大約為3000千卡）能量；一個55千克體重的女生，平均每日能量消耗大約為8820千焦（2100千卡）。

國際衛生組織規定人均日攝取熱量達到1萬千焦（合約2400千卡），就算達到了溫飽線。美、俄、法、加、澳為1.4～1.5萬千焦，日本為1.2萬千焦。我國于1982年第二次營養調查結果顯示，全國男女老少平均日攝入熱量為1.04萬千焦，表明我國人民的溫飽問題早已基本解決。

二、能量的來源

人體能量來源于食物。食物通常包括主食、維生素和無機物質（特別是微量元素）三種成分。其中食物主體指糖、蛋白質和脂肪，是它們提供人體正常能量需求。維生素及微量元素則在能量的轉換和保證機體的正常運行中發揮獨特作用。1．主食

糖、蛋白質和脂肪都屬于碳水化合物。這些碳水化合物被氧氣氧化成二氧化碳和水，同時放出大量的熱。我們平時講的“消化”，實質上就是這種氧化。由于每種成分的作用不同，因而食物需要保證適當的配比。按上述溫飽水平的日攝取能量要求，一個成年每天需要攝取： ① 糖，300～400克

1克糖約提供17千焦能量，300～400克糖理論上可提供5100～6800千焦能量，即可滿足人體需要。其中1/3為食糖，2/3為淀粉，占總能量的35－45％。②蛋白質，80～120克

1克蛋白質也大約可提供17千焦能量，每天攝入46～56克蛋白質（相當于310克瘦肉或3個雞蛋）就可達到要求。但考慮到實際吸收效率，一般每天應供給80～120克蛋白質，放出1360～2040千焦能量，相當于飲食總熱量的10～15％。③脂肪，100～150克

每克脂肪可提供37千焦能量，每天攝取100～150克脂肪，可放出3700～5550千焦，占總能量的35～50％。由于脂肪的攝入量與心臟病有關，故有人建議應將其降至30～35％。2．微量成分

維生素和微量元素被稱為生物催化劑，起促進化學反應、轉換能量及維持各種代謝的重要作用。①維生素

上世紀初就認識到吃蔬菜、水果不僅是為了調味，而且是為了吸取維生素。1907年維丹斯（德，1928年諾貝爾獎得主）在研究膽固醇過程中合成了維D3，從而開創了維生素研究的新紀元。維生素在機體內的作用與酶有密切關系，缺乏某種維生素會引起特定的疾病。例如，缺維生素A會導致夜盲癥；缺維生素D會生佝僂病；缺維生素E導致不孕；缺維生素B、C會貧血等。②微量元素

通常指鐵、鋅、銅、錳、鉻、鈷、鉬、釩、硒、氟、硼、碘等元素，是動植物生命體系的營養元素或

必需元素，它們都有重要的生理功能。例如，人們早就知道缺鐵會導致耳聾；缺碘會導致甲狀腺腫。近來報道長期飲用含鎘量較高的水會“只生女，不生男”，即影響到染色體的活動能力。

三、能量的轉換和利用

食物主體和微量成分雖可提供能量，但它們本身還不是能量，需要經過轉換而加以利用。1．消化和吸收

從化學觀點看，消化作用是指被攝入的食物通過水解得到斷裂產物，進而通過腸壁吸收到體液中并參與新陳代謝的過程。這些水解反應需要酶催化，每種水解反應都有特定的酶作催化劑。糖、蛋白質和脂肪的水解分別產生單糖、氨基酸和脂肪酸，進而在酶的催化下氧化（或稱燃燒）釋放出熱量。（1）糖

糖是快速能源。唾液中的淀粉酶作用于淀粉或糖元，產生二糖(如麥芽糖)，這是消化作用的第一步。進入胃后，食物被胰臟分泌的酶作用，使糖繼續水解成麥芽糖，再水解成葡萄糖，最后形成一些單糖的混合物。然后這些單糖被吸收進入血液，成為血糖，其濃度受激素胰島素的調節和控制。如果血糖含量過高，單糖將在肝中轉化為多糖糖元，成為肝糖，在人肝中約為6％。如果血糖含量太低，則肝中貯藏的糖元被水解，從而提高血糖水平。在酶催化下，被吸收后轉化產生的單糖(如葡萄糖)才被“氧化”(燃燒)，提供人體所需要的能量。葡萄糖氧化的反應式為：

C6H12O6（s）＋6O2（g）===6CO2（g）＋6H2O（l）＋2889千焦（2）蛋白質

在胃蛋白酶的作用下，蛋白質的水解從胃中開始，并且延續到小腸中。食物蛋白質在胃酸的協助下，由胃蛋白酶分解為朊及胨。食物在胃內的滯留時間，隨蛋白質的質地而異。肉的蛋白質含量高，停留3～4小時，此時胃液酸性強；蔬菜和水果的蛋白質含量低，停留1.5～2小時，胃液酸度亦低。吃肉不容易肚子餓，就是這個原因。

經胃加工后出來的蛋白質，經多種蛋白酶的作用最后分解為氨基酸，通過腸壁吸收。（3）脂肪

與糖和蛋白質不同，脂肪的消化主要在腸道中進行。幫助脂肪水解的酶是水溶性的，然而脂肪又不溶于水，這個矛盾怎么解決呢？靠肝臟分泌的膽鹽使油乳化生成的小油珠，為酶提供了化學反應的表面，其作用很像洗滌劑分子。主要的膽鹽（如甘氨膽酸鈉）就具有親油、親水的雙親結構。

唾液中不含脂肪分解酶，所以此時脂肪不被水解。進入胃后，在胃液中脂肪分解酶的作用下，一部分脂肪分解為甘油與脂肪酸。但該酶的最適宜PH為5.0，而胃液的PH約為1～2，故其作用很弱。因為嬰兒胃液的PH值比成人高，約為4.5～5.0，故易將乳汁中的脂肪分解消化。2．能量的轉換

在能量的轉換中，酶起專一的催化作用，參與一切生化過程。(1)酶的作用

酶的基體是蛋白質，但光有基體，還不具備活性。須有活動輔助劑存在或分子結構中有相當于此輔助劑的活性基團才可產生效力。前者稱為酶朊，后者稱為輔酶。要使酶活化（即發生作用），酶朊必須先和輔酶結合。正像要打開銀行保險箱需要兩把鑰匙一樣。被酶作用的物質稱為底物。

酶催化作用除了具有極好的專一性外，還有一個顯著的優點是速率巨大。據測算，一個β－淀粉酶分子一秒鐘能催化斷裂直鏈淀粉中4000個鍵。這不能單純用隨機碰撞或用鑰匙插入鎖孔來解釋，而要求有某種成分?quot;鑰匙“吸入”鎖孔“內，這種成分就是酶、輔酶或底物上的電極性區域特定的離子部位。（2）最重要的輔酶――三磷酸腺甙（ATP）

1980年日本學者葛西道生在研究生物體運動(包括從肌肉運動到精神活動)中的能量轉換問題時指出，所有的細胞都有1～15毫摩爾的ATP。它的特點是隨時可發生反應，釋出193千焦/摩爾的反應熱：ATP＋H2O===ADP＋H3PO4＋193千焦

這個熱量就是我們賴以生存的能量。那么ATP又是從何而來的呢？它由葡萄糖那樣的高能物質通過能量代謝而制得：在氧存在下，葡萄糖氧化的同時生成ATP；在無氧存在時，葡萄糖能在糖酵解體系中分解生成乳酸的同時生成ATP。反應式為：

C6H12O6＋6O2＋34ADP＋34H3PO4===6CO2＋34ATP＋40H2O

C6H12O6＋2ADP＋2H3PO4===2CH3CHOHCOOH＋2ATP＋H2O 這類反應大約和70種反應同時進行，但是生成ATP的反應是主要反應（式中ADP為二磷酸腺甙）。食物產生能量的反應可以歸結為：

食物＋O2－→ATP（＋CO2＋H2O）－→△H（＋ADP＋H3PO4）式中，△H＝生化合成＋肌肉運動＋熱（體溫）＋其它能耗

所以ATP被戲稱為生物體內的能量通貨，相當于將難以花費的大鈔（食物）兌換成常用的硬幣（ATP）。有人曾對ATP進行過研究，已測定其pK值、電離度等。在通常的細胞中，由于Mg2+濃度較高，所以大都以MgATP2－或MgATP－的1：1配合物形式存在。它們的性質均很活潑。ATP端的兩個磷酸基和ADP末端的一個磷酸基的鏈稱為酐鍵，是輔酶最活潑的部位，是”鎖孔“吸引”鑰匙“的某種活性區域所在。

人體消化液中的這種酶，雖能將食物中的主成分淀粉水解成為人體能吸收的葡萄糖。但不能催化纖維素水解。牛、羊等吃草動物的消化系統中寄生了某些衍生物，可以分泌出使纖維素水解的酶，這種酶可使纖維素迅速水解轉化為葡萄糖。用這種酶催化的專一性理論可以解釋人不能靠吃草過活而牛羊可以靠吃草生活的原因。

C.J.斐德遜等人，在酶和底物相互作用（契合）的基礎上逐步發展形成了主客體化學和超分子化學因而榮獲1987年諾貝爾化學獎。他們制成了冠醚（二苯并18－冠－6）和穴醚（大二環、大三環、大四環）化合物，其特點是可作為Na+或K＋的載休。已用以制成脫鹽的海水淡化膜及提取鉀的萃取劑，并有可能據此制成模擬細胞膜。3.人的饑餓和口渴（1）饑餓

饑餓是指一段禁食期之后對食物的生理欲求，而食欲則是對現存食物的認識反應或習慣反應。攝入食物是為了向體內補充能源，由食欲來自行調節。當胃中有食物時，它會不停地蠕動，而一旦空腹，胃就強烈收縮，伴有不適即饑餓感。對這種作用目前有兩種解釋：

①化學靜力學說。認為下丘腦對血液中營養成分如糖、脂肪等特別敏感，一旦濃度下降，下丘腦外側的進食中樞受到刺激，就發出求食信號；濃度高時，進食中樞抑制，同時下丘腦中下區域的飽感中心受到刺激，發出拒食信號。

②熱學說。認為下丘腦在人體熱量調節中起重要作用，當其溫度降低時，引起饑餓感。

動物試驗表明，用電極刺激下丘腦的上述兩個部位，就會作出相應反應；如果進食或飽感中心受到損害，就會不知道餓，甚至餓了也拒食，最終導致餓死；相反，則使食欲不可遏制。此外，血糖值低是饑餓的自然信號，人在清晨空腹時血糖量約為80毫克%，感到餓；進食后，血糖值可達140毫克%，幾小時內都感到飽，并且精力充沛。（2）口渴

所謂口渴是指有意識地想喝水。這種心理感受在控制體內水分和鈉離子濃度上極為重要。它影響體內的水平衡，調節水的攝入。飲水中樞位于下丘腦的視上核前面的視前區兩側。用埋藏電極刺激此中樞，動物在幾秘鐘內就開始喝水；注入高滲鹽水（由于使水分子從神經細胞中滲出，從而造成脫水），可使它們狂飲。

當體液中鈉離子濃度比正常值高2毫摩爾/升時，就會刺激飲水中樞，表示口渴。飲水的目的主要是使鈉離子濃度恢復常態（組織液中鈉離子濃度為137毫摩爾/升）。深入的研究表明，止渴分暫時止渴和長久止渴兩種。前者指胃腸道還未吸收水分前就不渴了，因而不想喝了，一般可維持15分鐘；后者則指水進入消化道，胃充盈時的停喝。由于水吸收到組織液中需要半小時以上，如果口渴的感覺不能在喝水后暫時解除，人就會飲入過量水，最終造成營養嚴重流失。所以暫時止渴有重要生理意義。試驗表明，某種物理原因或心理原因也可止渴，例如把一個氣球放入胃中并充氣，可使人在5～30分鐘內消渴。2.2 常見食物的化學特征

食物的構成與各國的生產特點和各民族的文化傳統有關。根據我國的實際情況，將食物分為主食和副食兩類。

一、主食

即通常的糧食，包括谷物和豆類，其共同特點是均為干品。濕存水含量一般在2%以下。

1．谷物

谷物包括米、面、玉米、高梁、小米、蕎麥等，它們的的主成分為糖質，以淀粉為多。淀粉是由葡萄糖為單元連接而成的大分子，結構上有直鏈與支鏈之分（直鏈遇碘呈藍色，支鏈則呈紅褐色）。通常大米、小麥、玉米等主要為直鏈淀粉。粳米與糯米淀粉結構略異，前者支鏈占20％，后者則幾乎全為支鏈。由于支鏈物加熱后易纏結，所以糯米飯粘性比粳米飯好。

麥類谷物含相當多的蛋白質，但缺少某些重要的氨基酸，含脂肪也較少。其脂肪酸為油酸（45％）、亞麻油酸（33％）。因此以谷物為主食時，必須補足副食，以保證蛋白質和脂肪的全面供應。

2.豆類

豆類包括大豆、花生、芝麻、葵子及雜豆等，其化學成分較為復雜。下面僅擇大豆和花生略作分析。

（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較少外，其它與動物性蛋白相似，故有植物蛋白之稱。且含大量維B及多種別的維生素、較多的磷脂質（達1.5％，大部分為卵磷質及少量腦磷脂），所以其營養價值很高。其中的磷脂質呈漿狀，提取后可作食品加工的乳化劑；經精制后可作營養強壯劑、高血壓預防劑等。

（2）花生

營養價值很高，其所含蛋白質中含有人體必需的8種氨基酸，脂肪含量也很高，還有約占1％的鉀、磷和較豐富的維B及菸堿酸。唯缺維C。此外其消化率僅次于牛肉及蛋類，優于大豆。消化時間較谷類長一些。

二、副食

副食可分肉、蔬菜及水果三類。按其來源可分為陸產與水產兩類；按宗教習慣分為葷、素兩類；有的西方國家則分為動物與植物性兩大類。

1． 肉

常指雞、鴨、魚及其它禽獸（家養及野生）的可食用部分，包括肌肉、結締組織、脂肪及臟器（腦、舌、心、肺、肝、脾、腎、腸、胃等）以及血、骨、筋、膠原等，以肌肉為主。

（1）肌肉

即瘦肉，其主成分為蛋白質（20％），干物中約占80％，氨基酸甚多，且組成匹配好，因而肉成為營養之必備品。肝臟中富含維生素，特別是雞肝、牛肝中最豐富，其維A可達400～500毫克％（指100克基體所含微量成分的毫克數）。考慮到牛肝占體重1.1％，可知維生素的實際含量確實很大。由于肉的消化吸收率在95％以上，尤其以牛肉最高，豬、羊、雞稍次，所以更提高了肉的地位。肉中均含有膽固醇，以鹿肉和馬肉最低（1％），牛、豬肉亦不高（1.5％），其它較高的有鯨魚（3.91％）、兔（4.38％）和袋鼠肉（7.85％）。

（2）魚及水產品

不論是淡水或海水產品，除含高蛋白外，均以維生素多及無機微量元素高為特點。例如烏賊的肝臟含銅、鋅、鈷、鎳（其中銅占其灰分的4％）。另一特點是水產品蛋白質中的硫等非氮化合物約占30％，賦予其味道鮮美。

（3）蛋

各類禽蛋主成分均為蛋白質（約18％），其中鵪鶉蛋和鵝蛋的含量較高。常見蛋的主要成分如表1－3。蛋的食用部分為蛋清和蛋黃，二者成分不同。蛋清除水分外（占86％）幾乎全為蛋白質；蛋黃則含多種成分：脂肪18.0％，卵磷脂及其它磷脂11.0％，蛋黃磷蛋白質14.5％，蛋黃素、膽固醇、血蛋白元共5.7％，灰分1.0％，其余為水分49.5％（pH約為6.3）。蛋含的氨基酸品種最全（18種），消化率95％以上，胃內停留時間最短。蛋的維生素甚多，維A、維B、菸堿酸、泛酸豐富（后者達3.1毫克％），微量元素也多，如鐵7毫克％，主存于蛋黃中。營養價值很高。

人體能合成許多自身構成需要的氨基酸和脂肪酸，但仍有好幾種為正常生長、發育必需的成分要由食物供給，它們被稱必需氨基酸和必要脂肪酸，而肉、魚、蛋中這兩類營養素最豐富。必需氨基酸有組氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、纈氨酸、亮氨酸，體內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種。必要脂肪酸有亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸，缺乏它

們時會得皮炎、生長緩慢、水分消耗增加和生殖能力下降等病。

在肉、魚、蛋中均含有膽固醇。生理上細胞膜的組成、激素合成都需要它，維D的合成也需要以膽固醇為原料。有人把膽固醇同心血管病聯系起來，只吃蛋白不吃蛋黃，完全是一種誤解。

２．蔬菜

指含水分90％以上，可作維生素、無機質和纖維之源的植物。按外觀可分葉（白菜、菠菜）、莖（芹、筍）、根（蘿卜、薯）、果（茄、瓜）四類，其中也包括各種海菜以及蕈類等。

蔬菜的價值還在于其特殊成分及其特殊作用。纖維素和果膠質使腸蠕動，促進消化；蔬菜中酶含量較多，有助于消化及各種生理功能；多種維生素（尤其是維C）有鮮味及各種刺激性成分，如蕈類之鮮味、蔥類之辛辣味等。以下幾種重要蔬菜的特點值得注意。

（1）豆制品

豆漿、豆腐腦、豆腐、豆腐干等都是豆制品。豆制品的特點是蛋白質含量高、膽固醇低（1％以下），宜于老年人及心臟病患者食用，因而近年風靡西方及東南亞市場。

大豆起源于中國，古稱”菽“。大豆是營養之花，豆中之王。近年來，日本和美國出現了”豆漿熱“，男女老幼都喜愛喝豆漿。商店里出售各種各樣的豆漿制品：如桔子豆漿、咖啡豆漿……。各種豆腐菜、豆腐罐頭一躍成為暢銷的新穎食品。

豆腐是怎樣做成的呢？先把黃豆經浸泡、磨漿、濾渣等步驟制成”膠體“溶液，再經點鹵就可做成豆腐。所謂點鹵就是利用鹽鹵或石膏使大豆的水溶性蛋白質凝固。現在有的豆制品廠已改用葡萄糖酸δ－內酯作凝固劑，制得的豆腐更鮮嫩，不易變質。鹽鹵主要含氯化鎂，石膏是硫酸鈣，它們能使分散的蛋白質團粒很快地聚集成為豆腐腦。豆腐、豆腐腦就是凝聚的豆類蛋白質。豆腐腦濾去水，變成豆腐。將豆腐壓緊，再榨干去水，就成了豆腐干。將豆腐其切成小塊油炸成焦黃色，成為油豆腐。將豆腐干涂以醬色佐料，適當燻烤，即得香干。醬豆腐又稱腐乳，是一種發酵品。

（2）豆芽菜。

有黃、綠豆芽兩種。通常將豆在32℃時背光用水泡脹約10日，根芽可達15厘米，以長約2厘米者營養較佳；其維C豐富，達25～30毫克％。蛋白質、糖含量亦高；每日見光半小時，維C及磷含量將有所提高。

（3）蘿卜葉。

是一種高營養蔬菜，其營養價值優于其根。干品含蛋白質達30％，且易消化，尤富含蘇氨酸等氨基酸，可補谷物蛋白質之不足；富含維生素，維C達90毫克％；并富含微量元素鐵。

（4）甜椒。

或稱柿子椒、燈籠椒，以其肥大肉厚似燈籠狀而得名，通常呈翠綠色，過熟者亦有呈鮮紅色的。除主含蛋白質及糖外，維生素含量也豐富，特別是維C高達200毫克％，是蔬菜及果品中最多的，有高營養價值。

（5）洋蔥。

除含蛋白質、糖等外，其特點是有特殊的刺激性及辣味，與蒜、韮類似，有特殊香味。呈味物的主成分為丙烯硫化物，有催淚、抗菌作用，兼有維B之功效，助消化。

（6）蘆筍。

干品含蛋白質30－35％，主含天冬素。分綠、白兩種，含多種維生素，尤綠色者更多，其中維C達31毫克％。磷含量亦豐富，尖端為100毫克％，莖部較少亦有30毫克％。罐裝蘆筍有特殊香味，因含二巰基異丁酸，有抗癌效果，備受推崇。

（7）木耳。

有黑、白兩種，前者可生長于桑、榕枯木上，后者為銀耳，在蕓果木上繁殖較多，均可人工栽培。它們不含葉綠素，無合成淀粉功用，寄生于高等植物內，利用其營養成長發育。白木耳富含蛋白質和維生素，有特殊芳香風味，增進食欲。白木耳可入藥，有強精補腎、止咳潤肺、提神健腦、嬌嫩皮膚和防癌之功效。

3．果品

分漿果（葡萄、草莓、鳳梨）、仁果（蘋果、柿、枇杷、柑桔）、核果（桃、梅、杏、李）、堅果（栗、核桃、白果、榛子）四類，除后者為干果外，前三者約含90％水分，故稱水果。主要成分為糖（10％），發熱量約200焦/克，多數缺脂肪及蛋白質，但含某些特殊營養成分。

此外，瓜子及果仁也是一類重要的瓜果產品，常見的有南瓜子、西瓜子及杏仁等。它們均富含蛋白質及脂肪，且多為必需氨基酸和脂肪酸，故營養價值很高。2．3 食物的貯存和保鮮

食物的貯存和保鮮既是家庭生活中的重要事項，也是農業以及其它相關行業的一大問題。

一、食物貯存中的化學作用

由于食物不能及時消耗，必需貯存和加工，主要涉及食物的防腐。食物腐敗主要原因是氧化作用和微生物作用引起變質和分泌毒素。

1．氧化作用。包括大氣氧化和呼吸作用。

（1）大氣氧的作用。大氣氧是破壞脂肪、糖、蛋白質、維生素的主要因素。

①脂肪。氧與脂肪作用生成過氧化物。溫度、光線及微量金屬均會影響脂肪的氧化速度。在100℃以下空氣中加熱發生的反應為自動氧化；在真空或僅有二氧化碳、氮氣但無氧存在下，200～300℃高溫生成聚合物；空氣中加熱至200～300℃會發生熱氧化聚合。上述氧化作用除生成二聚體有致癌作用外，還使油脂降解成脂肪酸、醛及烴類化合物(如丙烯醛、甲基戊酮、正丙烷等)而呈各種異味（俗稱”變哈“）。

②糖。加熱氧化時拌隨有脫水分解成羥甲基糠醛，進而與氨基酸作用生成褐色物，常用于醬油等著色。

③蛋白質。加熱后部分變性，生化功能并未顯著改變，主要是溶解度減小甚至凝固。加熱會破壞雞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結紅血球蛋白，從而消除了生蛋白毒性。但過度加熱，氨基酸損失，與糖共存則損失更多。

④維生素。在空氣中加熱會使各類維生素不同程度地破壞。如維A對熱相當穩定，但易氧化成環氧維A，進而分解。維B，雖油炸幾天無損失但文火燉煮，可破壞50％。維C本身對熱穩定，但因蔬菜中常含維C氧化酶，初熱時易破壞。該酶分解后，維C分解減少。

（2）呼吸作用。植物類食物如谷物、蔬菜、水果等在存放期間繼續其呼吸作用（吸收氧氣呼出二氧化碳）而熟化。

①調節作用。減少空氣中的氧氣與增加二氧化碳的濃度，可抑制蔬菜及果體的呼吸，降低其氧化分解，藉以保持其鮮度，稱為充氣貯藏法。

②催熟作用。研究發現空氣中含0.1％乙烯時，生西紅柿的呼吸作用加劇，原來要15～20天才成熟的，現在只要4～5天就可以了。生柿子的成熟期（變紅軟）由20～30天提前為2～3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，使用更方便。只需把它溶于水，噴淋在水果上即可。乙烯利之所以能催熟，是由于它能被水果吸收而釋出乙烯。乙烯催熟的機理尚無定論

2．微生物作用。微生物可分酶和細菌兩類。

（1）酵解。指食物在酶作用下的分解現象。生物體中本來含有多種酶（蔬菜中尤多），如氧化酶、過氧化酶、酚酶等，特別是維C氧化酶分布甚廣，易使維C氧化失效，導致物質腐敗。

①動物酶。屠宰或收藏甚至加工后，即使無任何外來微生物感染，肉類也會因本身的動物酶作用而變質，其適宜溫度為40℃。但脂解酶在－30～―15℃仍有活性，故肉、油脂即使冷藏還可變質。大米中亦含此酶，久存后其脂肪酸分解，出現陳米特有之味。

②植物酶。在50～60℃下，糖酵解通常生成酸，稱為酸敗。蛋白質酵解時氨基酸分解成胺類、酮酸、硫化氫等，氣味難聞且有毒。這些作用都是配合空氣氧、紫外線、水共同作用的。

（2）細菌作用。在合適的濕度（10～70％）和溫度（25～40℃或10～60℃）以及不同的pH值條件下，細菌迅速繁殖。因為細菌是單細胞生物，會不斷分裂，一般每30分鐘就能增加一倍。如果把食物在室溫下經過3～4小時，細菌數目將十分龐大。貯存中危害食物的細菌主要有各種霉菌，它們附著于受主上，長成絨毛狀物，并且分泌各種酶，可溶解蛋白質、纖維素等。因此細菌除損壞食物外，還使衣物、書籍等發生霉變（天然纖維素與絲毛是角蛋白質，比棉麻纖維抗霉變能力強，但也會發霉。人造纖維雖經化學加工，但基質未變，仍易霉變。合成纖維抗霉力強，但混紡品亦難逃霉害）。除產生異味、生蛆、發餿變質，使衣物蟲蛀粉糌外，還進一步分泌病毒如黃曲霉素、赫曲霉素以及病毒螨，導致各種病變。故對發餿的食物或發霉的衣料宜徹底處理。

二、貯存的一般方法

1．保鮮的主要原則

（1）物理方法

①低溫冷藏。大多數病菌和腐敗菌均屬嗜中溫（10～60℃）類，10℃以下繁殖速度和活性均降低，0℃以下一般已無力分解蛋白質和脂肪。急速冷凍效果更好，如速凍至－30℃，啤酒酵母存活率0.0017％，而緩凍至相同溫度則為46.4％。

②高溫殺菌。通稱巴氏滅菌法，即在60～70℃處理20分鐘或80～90℃熱1分鐘，殺菌率均達99.9％。

③脫水或干燥。細菌繁殖需要水分，對于細菌、酵母、霉菌，食物中水含量應分別控制在10、20、30％以下，奶粉、干魚、干菜、干果、糧食和面粉均應如此。

④輻射殺菌。用源強為2萬克鐳當量的60Co,劑量為2兆倫琴，滅菌效率達100％。

⑤提高滲透壓。用鹽腌、糖漬，可使微生物脫水而亡。如各種腌肉、蜜餞的桃、杏等。

⑥密封罐裝。1810年法國的阿珀特發明用罐頭保存食物的辦法，加熱殺菌以后防止再與空氣和其它細菌接觸，有些罐頭肉已保存了一個世紀以上。

（2）化學方法

用加入化學藥品或通過化學加工來達到保鮮或貯存的方法，主要有：

①防腐劑。亦稱保存劑、抗微生物劑、抗菌劑，應用于食物貯存時，其效果隨食品之pH值、成分、保存條件而異。通常微生物在pH＝5.5～8.0最易繁殖，故加入適量酸使pH低于5。常用的有苯甲酸及其鈉鹽，pH＝3.5時0.05％溶液可阻止酵母繁殖。丙酸之鈉鹽及鈣鹽，在酸性時可防霉變。脫水乙酸及其鈉鹽，對糖類食物具有防霉變、防酵解效果。對熱穩定，熱至120℃、20分鐘仍有抗菌作用。

②抗氧化劑。動植物原體中常含天然抗氧化劑如沒食子酸、抗壞血酸、黃色素類以及小麥胚芽中的維E、芝麻油中芝麻油酚、丁香酚等。食品為防腐壞常加的人工抗氧化劑有：L－抗壞血酸或其異構體，肉中添加0.5克/1000克，可防肉制品變色。水果罐頭中加0.03％，可防變褐。果汁及啤酒中加0.02～0.003％，有助于維持風味。本品為水溶性還原劑，無毒，可提高營養價值。油溶性的有丁基羥基甲苯（BHT）、丁基化羥基甲氧苯（BHA）、沒食子酸丙酯、維E等，當它們的用量為0.005％時即可以防止油脂酸敗，對殺死葡萄球菌等卓有成效。

③配合劑。如檸檬酸、磷酸、酒石酸、EDTA等可抑制微量金屬對氧化作用的催化性能。

④漂白劑。可去掉食物的雜色并有殺菌作用，主要有：還原性的亞硫酸鹽，常用于水果、糖、酒等。氧化性的過氧化氫（0.3％溶液），用于面粉、魚肉等。溴酸鉀、過氧化二苯甲酰、過硫酸銨均可用以改善面粉的保存效果。

（3）保鮮作用機制。食物的保存和防腐，通常思路是：①阻止腐蝕劑的作用。這類腐蝕劑通常是大氣、灰塵、水分、鹽及各種化學藥品，辦法是改善包裝，如充以惰性氣體等。②防止細菌作用。辦法是阻撓微生物細胞膜透過食物或營養素，使細菌餓死。設法干擾其遺傳機制，抑制細菌繁殖；阻撓細菌內酶的活性，停止代謝過程；清除菌源，殺滅細菌。③洗滌功能。近幾年聯邦德國從巖鹽層中提出天然保鮮劑比奧斯蒙（含鈣37.2％），是一種特殊功效的洗滌劑。

2．某些容易腐壞的物品的貯存辦法

（1）谷類。谷類在貯存中因氧化、呼吸、酶作用而發生各種變質。

①稻米。脂解酶分解米中脂肪而釋出酸，該酸包藏于螺旋構造的直鏈淀粉中，阻礙米吸水，蒸飯時淀粉粒細胞膜不易破裂，故陳米粗硬。過高的水分促進呼吸與發熱及蟲害。谷溫15℃，水分14％以下，可抑制害蟲繁殖，而超過20℃則不會抑制。粗米在10℃以下的干燥處密封貯存，可數年不變，但精制白米則難以久存。前幾年在西安曾發現隋煬帝時代的谷倉，其中的谷粒仍完好。

②小麥。小麥的顯著特點是蛋白質含量高于其它谷物，且主要為麩蛋白（主成分為麩胺酸），結構中含－SH鍵，在濕潤時柔韌而粘著力強（結合成－S－S－橋），放置適當時間后因氧化而成團，是為發面。但捏和太久，其分子間的－S－S－結合轉化為分子內的結合，則粘性降低，成為碎塊，失去加工性能。故小麥貯存切忌受潮。

（2）肉、乳、蛋類。即葷食類，其特點是蛋白質及脂肪含量高，貯存時易發生細菌作用和酵解。

①肉。貯藏的主要問題是控制腐敗細菌的活動。通用的方法是酸化（因酸性環境不利細菌生長。如醋泡豬蹄、香腸等）、排除空氣（或充二氧化碳、氮氣包裝，以防氧化）、干燥（烘干、風干、速凍以降低

水分）、腌制（鹽、糖漬）、輻射等。用芥末油大蒜汁涂抹鮮肉，其中的大蒜素可有效抑制細菌活動，加入其它香料還可掩蓋臭味，這是值得推薦的家用香料調制法。

②水產品。魚貝及其它動物的貯存，應先去除內臟（因為這些最易腐壞），然后盡快冷凍。鮮魚在0～1℃可保存1～2月，肉類為10～20日。深度冷凍（－9～－18℃）可達數月至半年。

③奶及乳制品。由于營養豐富，極易變質。鮮奶1～2℃可保存1～2日，酸奶0～1℃可保存3～5日。家庭保管奶時應在避光下及時冷藏，容器要密封（因牛奶容易溶解異味物）。奶粉打開后應保持干燥、涼爽并迅速密封，如因吸濕而結塊，則不能直接沖服，而應煮沸。

④蛋。在低溫（0℃，濕度75～80％）下冷藏可達1年，但出庫后易腐，應在1周內用完。浸入3％硅酸鈉溶液或石灰乳中，可保存5～8個月，因該堿性溶液可殺菌，且蛋呼出的二氧化碳可堵住殼面氣孔受保護。涂凡士林或石蠟等蓋住氣孔，再冷藏可防止水分損失及外界細菌侵入。用草木灰、稻殼等覆蓋，置于通風良好的陰涼處，亦可保存1個月。于二氧化碳或氮氣氛下冷藏，可長期存放。二氧化碳降低PH值防止蛋白質自消化。

（3）蔬菜水果。通用的存放辦法是在10℃以下保干（因10℃以下酶及細菌活動減弱），但隨物而異。

①馬鈴薯。附有較強的馬鈴薯菌，貯存的適宜溫度為7～8℃，濕度85～90％，兩者過低、過高均易發芽而毒變（生成一種微苦配糖物茄堿）。碰傷后易變色，那是因為所含的酪氨酸、綠原酸等受氧化酶作用或與Fe3+作用之故。還可導致”空心“、”黑心“或”內部黑斑“，是由于收獲期過早或日光曝曬所致。

②甘薯。貯存中的最大問題是黑斑病。由黑斑菌從傷口侵入寄生蟲而得，斑的組成是多酚類物質積累后經氧化產生的聚合物。克服辦法是保溫32～35℃及濕度90％經4～6日，使傷口及表皮干燥收縮，然后在10～15℃正常貯藏于地窖。甘薯經蒸煮加工后變暗，干燥后表面出現白粉。即經β－淀粉酶作用生成的麥芽糖。久浸于水中的甘薯會硬化，這是由于細胞死后鈣質通過細胞膜在膜上形成果膠酸鈣所致。再經水煮亦不能軟化，故烹制前不應沾水。

③香蕉。11～14℃可較久存放（2周）。超過25℃，果肉軟黑。溫度過低，亦易變質。但剝皮后深度冷凍（－10℃）可達數周，迅速食用而無害。

④柿。可冰凍或在10～15℃時窖藏脫澀。其澀味來自以無色花青素為基本結構的配糖物，易溶于水。成熟后氣化或聚合成為不溶于水的物質而失去澀味。其它脫澀法還有溫水浸（40℃水浸10～15小時）、酒浸（40％酒噴灑，密封置于暖處5～10日）、干燥（剝皮后懸置徐徐陰干）等法，旨在使花青素揮發或溶解。還有氣體法，如將生柿置于含50％二氧化碳的容器內數日可去澀，也可置于含0.1％乙烯的容器內催熟。

（4）茶及中草藥

①茶。宜先在通風處干燥后分裝于鐵盒中。如已發霉，可干炒后復原。亦可置于底部放有石灰的壇內，用布或鐵絲網等與石灰隔開，利用石灰的吸濕性和殺菌作用以長期貯存而不變質。

②名貴藥材。人參、西洋參、當歸、枸杞等名貴藥材，由于含糖、蛋白質較高，易受潮、發霉、蟲蛀，通常先陰干，再裝入廣口瓶內密封于4℃時保存。亦可在小壇內裝入2/5的生石灰，然后將藥材用紙或布包嚴捆綁后吊在瓶中。還可在缸底放半杯酒（約200毫升），蓋上布，放藥材后，在缸口放一小布袋花椒，封嚴等。

③大棗、肉桂等應保持色香味，將藥材置于缸中，在其底部已放一層食鹽的布上散開，再隔布放鹽，如此交替存放，耗鹽量約為藥材的10％。由于細鹽實際上彌漫于整個缸，酵母、細菌等難以繁殖。也可以在遠紅外干燥箱內于30～40℃烘烤40～48小時，取出后存放于冰箱內，由于在紅外線照射下，產生分子轉動，使微生物細胞變性，從而達到干燥防腐的目的。在陰涼處涼干后，噴約3～5％的乙醇密封，因乙醇可滲入微生物細胞膜內而使其死亡.2.4 合成食品的現狀和發展趨勢

前面講的食物都是天然的。為了解決糧食生產的工業化問題，人們想到了合成食品。目前一般有生物制備和化學合成兩種。

一、生物制備 1．食用酵母

食用酵母是一類微生物，除含蛋白質外還含有糖類（干體的10～60%，似動物體之肝糖）、油脂（2～

3%）、灰分（2.5～14%），富含多種微量元素。這類酵母的特色之一是富含維生素，如維B1多達200毫克%，菸堿酸30～40毫克%，泛酸20毫克%。干燥酵母中含維D2 100～250萬國際單位。2．石油蛋白

以烴類化合物代替糖為培養細菌或酵母之碳源，蛋白質含量可達60～70%。由于原料來源廣闊，意義重大。

在70年代，美國ESSO公司以C6～C15正烷烴培養酵母及菌種，干物中含蛋白質54%。后來，我國臺灣石油公司用C9～C20為原料，配以適當的輔料，在36～38℃、PH＝7.0的中性條件下通氣培養出含蛋白質70%的菌體。3．微生物油脂

在”二戰“期間，德國曾用微生物工業生產油脂。用正烷烴C16～C18為原料，油脂生產率最高達57%；用葡萄糖為原料，則達61～74%。4．藻類

以綠藻類為主，與菌類同屬單細胞植物，可進行光合作用。在簡單的無機物組成的培養液中，在陽光或人工熒光下，通過含二氧化碳2～5%的空氣進行光合作用，反應期為1周。

以上這類試驗，均因成本太高，目前尚無實用價值。然而，化學家們確信，人工合成糧食只是時間問題。

二、化學合成食品

人們知道，地球上生命的物質基礎是蛋白質和核酸。在細胞中蛋白質合成需要核酸來編碼；核酸的合成和復制，需要蛋白質（酶）來催化。因此蛋白質的人工合成意義重大。1965年，我國化學家合成了具有生物活性的牛胰島素，突破了一般有機分子和生物大分子的界限。1983年，重復了人工合成牛胰島素的試驗，其分子量接近6000，是典型的蛋白質。同年還完成了豬胰島素結構測定。

有人提出幻想，將來人們可以在食品商店里買到”植物蛋白肉“。”植物蛋白肉“這個名字聽起來有點古怪，既然是肉，怎么又是植物蛋白呢？

我們的食物不論來自植物、動物還是微生物，在化學家的眼里不過是一些糖、蛋白質、脂肪、維生素、無機鹽和水，而這些營養物質大部分是碳、氫、氧和氮四種化學元素構成的化合物，再配合少量的硫、磷、鐵、氯、鈉、碘、鎂、鈷等，常見的不超過20種元素。

植物油和動物油都是由碳、氫、氧三種元素組成的脂肪酸和油組成的混合物。植物油通常是液態的，而動物油卻是固態或凍狀的，這是由于植物油含的氫比動物油少。于是，人們就用來源廣泛的植物油做原料，通入氫氣，在化學催化劑的幫助下，增加含氫量，再配上一些香精，便制造出了和奶油差不多?quot;人造奶油”。人造奶油的發明曾獲拿破侖金獎。由于它不含膽固醇，而且價格低廉，頗受人們歡迎。全世界每年生產人造奶油近600萬噸，已經超過天然奶油的供應量。

“植物蛋白肉”是由豆類蛋白質加工而來的。配上味精等調料，可賦予肉味。利用植物蛋白或者石油微生物蛋白做原料，加工成雞、鴨、魚、肉的形狀，淋灑點化學香精如雞味素、魚鮮精，再涂抹上食用色素，就成為以假亂真的“人造佳肴”了。

對于化學家來說，模仿自然物質、合成各種各樣的香精和色素并不難。比如，用醋酸和酒精合成的醋酸乙酯有梨香味，戊酸異戊酯飄散出菠蘿香，油酸和香草醛散發出濃郁的奶油芬芳。當然，人造食物要做到完全和天然食物一模一樣是不太容易的。食品化學家用靈敏的化學分析儀器檢驗過，每種食品里含有幾十種到上百種化合物，它們的品種和數量又是那么千差萬別，稍有一點變化，風味就大不相同。但人們可以預料，將來，從化工廠里可以源源不斷地生產出“人造牛排”或“全素烤鴨”。化學將使“人造食物”擺滿餐桌！

第6章 烹 飪 與 化 學

我國人民的飲食習慣十分重視烹飪和食品加工，其中含有豐富的化學知識。本章主要討論廚房中的化學知識和烹飪過程及有關炊事中的化學問題。

6.1廚房化學概述

一、廚房用品 1．鍋子

廚房里有各種各樣的鍋：煮飯鍋、炒菜鍋、蒸鍋、高壓鍋、平底鍋等等。從制造的原料來看，一般只有鐵鍋和鋁鍋兩種。

由于人類發現和使用銅比鐵早得多，所以古代人用銅鍋燒水做飯。銅有光澤，比鐵美觀，傳熱能力強。但是，用銅做炊具，易產生有毒的銹――銅綠，還會破壞食物中的維生素C，且價格較貴。后來，鐵鍋就取代了銅鍋。鐵有熟鐵和生鐵之分，其主要區別在于含碳量不同。生鐵含碳量超過1．7％，熟鐵含碳量在0．2％以下。生鐵又硬又脆，熟鐵軟而有韌性。熟鐵可以做炒菜鍋和鐵勺。

鐵鍋具有價格便宜、可預防缺鐵性貧血等優點，但也有笨重、易銹、傳熱性差等缺點。

現在廚房里的用具很多是鋁或鋁合金制品，鍋、壺、鏟、勺幾乎全是鋁質的。和鐵相比，鋁的傳熱本領強，既輕盈又美觀。因此，鋁是制炊具的理想材料。有人以為鋁不生銹。其實，鋁是活潑的金屬，它很容易和空氣里的氧化合，生成一層透明的、薄薄的鋁銹--三氧化二鋁（Al2O3）。不過，這層鋁銹和疏松的鐵銹不同。它十分致密，好象皮膚一樣保護內部不再被銹蝕。可是，這層鋁銹薄膜既怕酸，又怕堿。

因為鋁鹽有神經性毒性，所以使用鋁鍋時需小心。在鋁鍋里存放菜肴的時間不宜過長，不要用來盛放醋、酸梅湯、堿水和鹽水等。若用鋁鍋煮茶水會溶出較多的鋁，原因是由于茶中含有較多的氟，易與鋁形成可溶性的氟鋁配合物。正常自來水中含氟量大約是1毫克/升，往這種自來水中加檸檬酸調成PH=3的水溶液在鋁鍋中煮沸10分鐘，即溶出200毫克/升的鋁，為無氟時的1000倍。西紅柿中的維C、糖醋魚中的醋都呈酸性，均會加重鋁的溶出，所以不宜用鋁鍋來烹制。

鋁合金是在純鋁里摻進少量的鎂、錳、銅等金屬冶煉而成的，抗腐蝕本領和硬度都比純鋁高。用鋁合金制造的高壓鍋、水壺，質量比純鋁制品好。近年來，商店里又出現了電化鋁制品。這是鋁經過電極氧化，加厚了表面的保護層（鋁銹Al2O3），同時形成疏松多孔的附著層，可以牢牢地吸附住染料。因此，這種鋁制的飯盒、飯鍋、水壺等表面可以染上鮮艷的色彩，使鋁制品更加美觀，惹人喜愛。2．點火用具

廚房中點火，以前常用火柴，現在多用打火機或電子點火裝置。

人類發明火柴，經歷了漫長曲折的過程。200多年前，在意大利的威尼斯出現了第一支火柴。那是一支巨型火柴，很象一根敲大鼓的木槌，槌頭由一團氯酸鉀藥面做成。只要把火柴頭浸到盛濃硫酸的瓦盆里，火柴就燃燒起來。這種原始的火柴價格昂貴，使用起來很不方便，而且濃硫酸濺在人身上會燒壞衣服、傷害皮膚。19世紀初，瑞典人發明了在火柴頭上涂了一層白磷的摩擦火柴。只要往粗糙的地方輕輕地一擦，火柴就燃著了。但白磷有毒。后來，人們改用三硫化四磷代替白磷做火柴頭，使毒性和自動著火的危險性大大降低。1855年，瑞典人用紅磷代替白磷制造出了世界上第一盒安全火柴。在火柴盒外側涂上紅磷，火柴頭上有氯酸鉀和三硫化二銻這兩種引火藥。借助火柴頭與紅磷的摩擦生熱，先是使擦下的紅磷粉末著火，引燃三硫化二銻，再由氯酸鉀受熱分解放出氧氣使燃燒更旺。火柴桿用松木或白楊木做成，前端又浸透了石蠟和松香，使火柴頭擦著后能及時燒到火柴桿而延長發火時間。點燃火柴的關鍵因素是紅磷的低燃點及無毒性，加上其它物質的協同作用。

打火機或點火裝置點火的原理與火柴相似。打火時，手指按下按鈕，帶動齒輪摩擦火石（主要是電石或稱碳化鈣，還有著火點較低的金屬鑭和鈰），迸射出火花，引燃易燃氣體（主要是丁烷）。3．燃料

家庭使用的燃料有多種，有固體的、液體的或是氣體的。其共同點是它們都是碳或碳氫化合物。

人類最早使用的燃料是木柴。在國外，有些科學家呼吁發展“綠色能源”，建議多種可以當柴燒的“樹木”。木柴中約有一半是纖維素。纖維素是由碳、氫、氧三種元素組成的化合物，其中碳元素占了近一半。

煤是由古代的植物變來的。大量的蕨類、植物死亡后，遺體沉進水里，深埋地下，由于厭氧菌的作用和地殼的起伏運動，使氫、氧、氮的含量慢慢減少，碳的含量相對增加，植物遺體就逐漸變成了泥炭、褐煤、煙煤，以至無煙煤。泥炭和褐煤的含碳量比較低，變成煙煤以后，碳的含量已經占到80％，無煙煤的含碳量高達95％左右。燃燒1千克無煙煤可以獲得30000多千焦的熱量，是1千克木柴發的熱量的2倍多。不過，由于煤是重要的化工原料，所以用煤做燃料是很大的浪費。況且，燒煤做飯，熱量四散，燃

料的有效利用率很低。將煤“干餾”就可得到煤氣，同時又得到了焦炭、煤焦油和氨氣。

煤氣的主要成分是一氧化碳和甲烷（又稱天然氣或沼氣）。用煤氣做燃料既方便又安全。在農村，可使用沼氣或天然氣。沼氣的原料是糞便、秸稈和雜草，經過發酵得到了甲烷和肥料。現在大多數城市使用液化石油氣，那是煉油廠的副產品----丙烷和丁烷的混合氣。為了便于運輸，人們把氣體壓縮成液體，貯存在結實的鋼罐里。有的直接用管道輸送到居民家的廚房，要用就開，要停就關，方便極了。

二、廚房安全 1．燃燒原理

燃燒的化學原理就是燃料中的碳或者碳的化合物與空氣里的氧氣之間發生了劇烈的、放熱發光的化學反應。這種燃燒反應的化學機制是鏈式反應。鏈式反應是在引發可燃物生成游離基后產生并得以維持的。例如天然氣中的甲烷和空氣中的氧混合并點火(即引火)，可產生游離基H、O、OH等。游離基是含有未成對電子的電中性實體，其特點是有很高的反應活性，并且在與別的分子反應時會產生新的游離基，即形成游離基轉移――燃燒鏈。

產生游離基的方法有光照(光化學反應)、電子轉移(常溫氧化還原反應如塑料老化、油脂酸敗)及熱裂等，其中熱裂（即點火）用得最多。就是把化學鍵能較低的物質在易得溫度(50～150℃)下分解為活性物以引發游離基。這類物質都是著火點（或稱燃點）低的物質，如白磷（40℃）、硫化磷（100℃）、打火石（一種含鈰、鑭的合金，150℃）、三硫化銻（195℃）等，它們構成火柴的主要材料，在輕微摩擦下即能著火。大多數的有機物燃點都較低，容易燃燒。常見的易燃物有乙醚（30℃）、紙張（130℃）、棉花（150℃）、草（200℃）、松木（250℃）、木材（190～266℃）、滌綸（390℃）、泡沫塑料(400℃)等。燃著的香煙蒂表面溫度達300℃、中心溫度達700－800℃，是構成火災的嚴重隱患。

要使火燒起來，必須有氧氣或氧化劑與可燃物共存。以煤氣為例，當空氣供給不當時會發生飄火、脫火及回火現象。“飄火”指火焰的上部出現黃色亮光的無力飄焰，這樣的燃燒不充分，應加大通入空氣量。“脫火”指煤氣火焰懸空，而且發出吼聲，原因是空氣量太大，煤氣壓力太高或火口周圍風太大，應予適當調整。“回火”指火焰縮進火眼，其原因是煤氣壓力太低，燃燒器內的油污太多或燃燒管道內溫度太高。2．化學滅火

家里煮飯、取暖，如果用火不當或不慎會造成火災。發生小火災時，可以自己及時用滅火器滅火。發生大火災時，應打“119”電話報警，請消防隊撲救。

火器有多種，如泡沫滅火器、二氧化碳滅火器、1211滅火器、四氯化碳滅火彈等。泡沫滅火器的鋼筒里分裝著碳酸氫鈉、硫酸鋁和發泡劑等化學物質，使用時要把滅火器倒立過來使里面的化學物質充分混合而發生化學反應，產生大量二氧化碳氣體和泡沫。二氧化碳氣體比空氣重得多，它既不能燃燒又不助燃，它蓋在燃燒物上面，使燃燒物質和空氣隔絕開來，火就被撲滅了。二氧化碳滅火器鋼瓶內裝著液體的二氧化碳，救火時一開閥門，強大的二氧化碳氣流就通過連接著的喇叭口噴滅火焰。1211滅火器很適宜居民家庭使用，它體積小巧，使用方便。內裝二氟一氯一溴甲烷。這種物質在高溫下能分解產生游離基，參與燃燒反應而中止燃燒，是典型的化學抑制法滅火。滅火彈里裝的是四氯化碳，一般適用于新村或單位。常溫下的四氯化碳是液體，一旦靠近火焰很容易變成氣體。它比同體積的空氣重得多，且能緊緊地包圍住火焰而隔斷氧氣。因四氯化碳不導電和不污損室內陳設，故尤其適用于電線、電器著火時的撲救。3．煤氣中毒

氣溫寒冷的冬天，人們習慣于緊閉門窗，生爐取暖。每逢此時，謹防“煤氣中毒！”

煤氣中毒，輕者頭暈心慌、四肢無力；重者昏迷不醒，呼吸微弱，搶救不及時甚至可能死亡。煤氣的有毒成分是什么呢？煤氣主要來自灶具或火爐中的不完全燃燒，有毒成分主要是一氧化碳。一氧化碳無色、無味，可使人不知不覺地中毒。它被人吸入后，透過肺泡進入血液，搶先和負責輸送氧氣的血紅蛋白牢牢結合，使血紅蛋白喪失了和氧結合的能力。人斷絕了氧氣的供應，就會頭暈心慌，昏迷不醒，甚至死亡。空氣中一氧化碳的含量達到萬分之幾的時候，人就會中毒。

人們往往有一種錯覺，認為一氧化碳有嗆鼻味。其實，煤氣里散發出的刺鼻氣味并不是一氧化碳的味道，而是二氧化硫之味。因此，用聞味來判斷有無一氧化碳是不科學的。既然煤氣沒有臭味，為什么管道煤氣和液化石油氣都有一股難聞的臭味呢？其實，煤氣或者液化石油氣都沒有臭味。

煤氣里的主要成分--一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)或者氫氣(H2)都是無色無臭的氣體。液化石油氣的主要成分丙烷、丁烷、丙烯、丁烯雖有點汽油味，但并不臭。正是因為有臭味可以使人警覺，所以人們就特意在燃料氣里摻進一點臭得出奇的、對人的嗅覺非常敏感的醇硫，充當臭味報警員，以便及時發現漏氣并采取措施，防止發生爆炸、火災和中毒事故。

三、洗菜淘米的學問

廚房里準備飯菜，頭一件事是洗菜淘米。從化學角度看，水是最普通、最好的溶劑。“臟不臟，一水凈”，“泥水洗出白蘿卜”這是對水的洗滌能力的一個形象說明。

蔬菜土生土長，沾附著泥沙、糞便、病菌等污物，這是不能入口的。洗菜時有水的機械沖刷作用，也有溶解作用。洗菜的較好辦法是把菜放在水盆里洗凈，拿出來瀝干，再換清水洗。綠色、黃色蔬菜的汁液里，含有寶貴的維生素和礦物質等營養成分。其中不少物質很容易溶解在水里。菜切碎了再洗，會損失掉許多營養成分，而且污物沾染到切口上，更難洗干凈。所以，蔬菜要洗干凈再切。

淘米，究竟多搓洗好還是少搓洗好？米的外表皮含有豐富的維生素B（人缺少它會得腳氣病）和人體必需的礦物質。從這個角度看，淘米搓洗的次數太多，就會損失一些營養成分。可是，久存的米表面上可能生長出黃曲霉菌，它會分泌致癌毒素。淘米能減輕黃曲霉菌素的污染。權衡利弊，淘米還是不可馬虎，多搓洗幾遍為好。現在有一種袋裝米，不用淘米，又省事又富營養，這是值得提倡的。

6．2 烹飪基礎知識

烹飪化學是從普通化學和食品生物化學中衍生而來的一門年輕的學科，主要研究和討論烹飪原料的化學成分和烹飪過程中相互反應和變化的化學現象，是進一步了解烹飪加工制作和烹飪營養衛生的重要基礎。簡單地講，所謂烹飪就是指燒飯做菜，后者即烹炒調制菜蔬又稱為烹調。

一、熟食的作用

熟食在人類進化上具有重要作用。熟食縮短了消化過程，擴展了食物的品種（由野果到肉類），促進了人的體力和智力的形成和發展，尤其是對腦髓的影響更大。熟食的作用主要有分解、解毒、殺菌和提味四點。1．分解

把食物燒熟，主要是將原來的大分子轉化為較小的分子，使體內的消化和吸收容易進行。所謂“熟”，是憑經驗判定的，指沒有“生”感，達到可以食用的程度。2．解毒

加熱可分解某些食物中的有害物質，如大豆和雞蛋中的抗胰蛋白酶（它妨礙人體內胰蛋白酶的活動）、杏仁中的氰化物等。3．殺菌

一般食物尤其是蔬菜中帶有大量由于肥料及存放時引入的病原體、寄生蟲卵及各類細菌，雖經洗滌也未能除凈，而加熱煮沸3～5分鐘，均可全部殺滅。尤其是消化道傳染病菌，必須加熱消除。4．提味

通過加熱改善色、香、味，生成新的更富營養的化合物，提高食品的質量。

二、烹飪的方法

隨食物的品種（主食或副食，肉或蔬菜）及食用要求而異，主要有干法和濕法兩種。1．濕法烹飪

指煮、蒸、悶、燉、煨及氽等的總稱。其中煮、蒸、悶主要用于主食如米、面的加工，也適于肉、魚的烹調。濕法加熱的特點是火小、水多、時間長。比較富特色的有：

（1）文火緩燒。先把食物（如肉）浸沒在放好調料的冷水中徐徐加熱，肉汁、脂肪和蛋白質從肉的表面逐漸滲出，得到的肉較爛，湯里的營養比較豐富。如武漢的八卦湯（以甲魚或烏龜為主要原料）是這類烹調方式的名品。

（2）氽、焯、涮。這三種方法的共同點是先把湯燒開，再投入食物。這樣可使食物表面上的蛋白質凝固，將大部分脂肪、蛋白質保存在內部。氽的特點是原料下鍋時間短、湯汁清淡、食品脆嫩、味道爽香。焯相對于氽而言加熱時間較長，一般達到八、九成熟，多用于蔬菜。用于肉食時稱為涮，要求刀工好、切得薄，如北京的涮羊肉。

（3）紅燒。在燒制肉、魚等食品時，為適當增加湯的稠度，將水分用小火（85℃左右）加熱慢慢蒸發收汁，使湯汁濃稠、色澤紅棕、味道醇美。2．干法烹飪

包括烤、燒、燻、煎、炒等。其中烤常用于面食(如烤面包和燒餅)。各種干法烹飪除通用于魚、肉外，多用于蔬菜的烹制。其特點是火大（稱為武火）、水少、時間短。先用油和調料炸鍋后，放入菜肴迅速翻動。蛋白質、脂肪和無機鹽大部留在菜內，只有小部分進湯汁，但維生素有些損失。干燒應注意防焦。因肉在燒焦后，蛋白質中的色氨酸分解，可引起食物中毒。所以燒焦的菜肴不宜吃。此外，火若太大油中會出現怪味，這是由于溫度太高時，由脂肪水解生成的甘油分解成丙烯醛（軍事上用作催淚瓦斯）揮發之故，有毒性。

3．微波爐加熱法

其特點是不用爐火或電熱，而用微波作熱源。微波是一種不會導致電離的高頻電磁波，可被封閉在爐箱的金屬壁內，形成一個類似小型電臺的電磁波發射系統。由磁控管發出的微波能量場不斷轉換方向，象磁鐵一樣在食物分子的周圍形成交替的正、負電場，使其正、負極以及食物內所含的正、負離子隨之換向，即引起劇烈快速的振動或振蕩。當微波作用時，這種振蕩可達每秒25億次，從而使食物內部產生大量的摩擦熱。最高可達200℃，4～5分鐘內可使水沸騰。其加熱溫度、快慢及均勻性由食物本身的特點決定，對含糖、油脂量較高的食物效率高。作用深度為2～3.5厘米，食物大小一般不宜超過5厘米。特點是微波從各表面、頂端及四周同時作用，所以均勻性好。

陶、瓷、硬紙、塑料薄膜、玻璃等容器均可作為微波加熱器皿，它們本身不受熱。鋁、不銹鋼及其它金屬或某些塑料容器，反射微波，引起火花飛濺而且器皿變熱，所以不能用以加熱食物。

三、刀法與火候

烹飪技術非常講究刀法與火候，其中不乏化學道理。

熟練的廚師操刀，把整塊的瘦肉飛快地切成絲，多長、多寬、多厚，都有一定的分寸，均勻、整齊。不同的菜，塊是塊，絲是絲，片是片，斜刀，連花，都有講究。在爐灶上，廚師掌握火候，爭分奪秒，幾翻、幾顛、幾鏟，都恰到好處。燒、煮、爆、炒，各是各味。?quot;嫩“的要嫩，該”酥“的酥透，該”脆“的松脆。”不到火候不揭鍋“。

我們在生活中都有這樣的經驗：一塊冰糖在水里溶解的速度比一匙綿白糖慢得多。如果預先把冰糖研磨成粉末，再溶解就快得多了。炒菜時大家都喜歡用粉鹽，而不喜歡用大顆粒的粗鹽。糖或鹽的大顆粒與細粉末，其差別主要是表面積的大小不同。蔬菜和肉切成細絲，增大了和水接觸的表面，營養物質容易溶解到水里去，一些化學變化也容易進行。炒肉片比燉大塊的豬肉快，也是因為表面積增大，受熱機會多的緣故。化學反應的速度和物質互相接觸的表面積大小有密切的關系。化學中有一種解釋化學反應速度的理論叫做分子碰撞理論。物質之間只有通過有效碰撞，才能發生化學反應。

所謂講究火候，主要指控制火力的大小，掌握加熱時間的長短和時機，說到底，也就是控制溫度。溫度是化學變化的重要條件之一。同樣一匙白糖，在涼水里不如在開水里溶解得快。面條只有在開水鍋里才能煮熟。提高溫度往往會加快溶解和化學反應的速度。燒水時，水的溫度會逐漸上升，在標準氣壓(101325pa)下，水開的溫度是100oC。再不斷加熱，不論火力多大，溫度不再升高，直至燒干。燉肉時，燒開后改用文火，維持沸騰。肉的香味主要是由于蛋白質中的肽鍵斷裂生成了氨基酸。性急用猛火，并不能使肉提前燉熟。若采用高壓鍋，水的沸騰溫度可以升高到120oC以上，這樣可以大大縮短燉肉所需時間。油鍋的溫度可以達到200～300oC，所以在油鍋里炒肉絲，速度要快，否則會燒焦。氨基酸焦化，就變成”木炭“了。在青藏高原旅行，在高山上燒開水，溫度升到80～90oC時水就沸騰了。這種條件下，炸油餅、做烙餅是可以的，而做米飯需要用高壓鍋。

四、烹飪助劑

包括主食和副食加工用的添加劑和佐料。1．添加劑

（1）發酵粉（疏松劑）

發酵粉用于饅頭、面包、糕點的制作，其作用是中和發酵生成的酸并通過發泡使制品膨松。發酵粉的主成分為碳酸氫鈉（小蘇打）和某些酸式鹽（如酒石酸氫鉀、磷酸二氫鈉）的混合物，前者的作用是中和

面糊中的酸性配料和生成二氧化碳，后者則可防止生成堿性太大的碳酸鈉。作用原理是先由酵母中的淀粉酶使淀粉變成糖分，再由其中的酒化酶使葡萄糖變成二氧化碳。二氧化碳氣體進一步膨脹就形成松軟的多孔物，并生出少量酒精和酯類，使食品松軟可口。由于鮮酵母作寐也灰卓刂疲視梅⒔頭邸?br>（2）嫩化劑

嫩化劑本身是一種水解酶，是一種在難煮熟的肉(如牛肉特別是牛胃等)烹調前的添加劑，它能在室溫下加速食物的水解，使蛋白質中的肽鏈催化斷裂。由于這種酶的作用，食物達到相同”煮沸“程度所需的時間大為縮短，對結締組織如骨膠原和彈性蛋白質（牛蹄筋）這類聚合物尤其有效，對肌肉纖維蛋白也有一定作用。主要的肉類嫩化劑有木瓜酶類或真菌（即微生物）蛋白酶類。一種作為牛肉表面處理的典型嫩化劑配方為：2％商品木瓜酶或5％真菌蛋白酶，15％葡萄糖，2％谷氨酸一鈉（味精）和食鹽。

（3）穩定劑、增稠劑和防結塊劑

前兩者可使某些脂肪類或液態食物（如果汁）粘稠度增大，大多是多糖物，其分子結構中含多個羥基。由于羥基易與水形成氫鍵，從而防止水與極性較小的脂肪分層，并能起乳化作用使水和油在食品中混合得更均勻。常用的穩定劑和增稠劑有D－山梨糖醇和D－甘露糖醇，它們對糖果和奶酪特別有效。也作保濕劑、甜味控制劑和軟化劑。還有一類添加劑（如硅酸鎂）可與水結合（成結晶水），從而防止食物受潮結塊，稱為防結塊劑。2．佐料

包括烹調時的調料和食用時的輔料兩大類。

（1）調料

調料通常分油溶性和水溶性兩類。前者適于溫度較高時炸鍋，即放在油中加熱釋出香味或其它味素，宜先加；后者分子量較小，易揮發，烹調時宜后加。主要的調料有：

①一般調料。如八角、花椒（油溶性）、蔥、姜、蒜、辣椒、胡椒、糖、味精、鹽（水溶性）等，它們不僅呈味、賦香，而且有殺菌功能（如蒜苷受熱或在消化器官內酵素的作用下生成蒜素或丙烯亞磺酸，有強殺菌力），還含有多種維生素（如蔥頭含大量維B）。市場上有干粉調料如姜粉、洋蔥泥、胡椒粉等供應。

②其它調料。主要有酒、醋、醬油等。酒常用于解魚腥（酒可使魚體中的三甲胺溶出而揮發）；醋主要用于殺菌（特別是流感及其它病毒）、溶解魚刺和骨（促進鈣、鐵的磷酸鹽溶解和體內吸收）、去腥（魚和切魚刀具用醋擦洗，可去由呋喃、雜醇和硫化物引起的膻味）、去堿和增加胃酸等。通過酒和醋之間發生酯化作用可產生香味；醬油不是油，而是好幾種氨基酸、糖類、芳香酯和食鹽的水溶液，主要用作賦香劑和著色劑。醬油分釀制醬油和化學醬油兩類。我們的祖先早在3000多年前就能釀造醬油。最早是用牛、羊、鹿和魚蝦等動物性蛋白質釀制，后改用土豆和谷物的植物性蛋白質釀制而成。釀制醬油中除含豐富的氨基酸（呈鮮味）外，還含有芳香酯類、有機酸、乙醇、戊糖和甲基戊糖，后兩者和氨基酸結合，顯鮮艷的紅褐色。化學醬油是用鹽酸分解大豆內的蛋白質變成單個氨基酸，再經中和、著色等步驟制成。在低壓條件下蒸去醬油中的水分而做成的固體醬油，是我國特有的美味調料，暢銷全球。

（2）輔料

輔料一般不直接單獨食用，但可用于就餐提味的固體或液體成品，通常熟制。主要有：

①花椒鹽。由花椒500克和鹽150克混合拌勻即得，通常與榨菜同用；

②花椒油。將香油燒至七成熟，投入花椒炸至呈深紅色，撈出花椒而成。500克油用15克花椒，香色均佳；

③辣椒油。先將200克辣椒面用100克涼開水調成稠粥狀，另用600克香油燒至八成熟，倒在調好的辣椒粥內，邊倒邊攪成紅油即得；

④蔥姜油。用1000克花生油或豬油燒至四成熱，投入100克姜片稍炸，再放100克蔥段（寸長），炸至金黃色出香味后，撈出蔥姜即可；

⑤清湯。又分一般和高級兩種：前者為將老母雞和豬骨投入冷水鍋中，旺火燒沸，撇去浮沫，再用文火（即維持剛沸之小火）長時間煨后，撈出骨體，用紗布濾去骨渣而得；后者則為將雞腿肉去皮剁成茸，和蔥、姜、料酒一起投入濾好的湯中，用旺火加熱，同時用勺順一個方向攪動，湯將沸時改用文火（不可滾沸），使湯中渣狀物與雞茸粘結，浮出湯面，用勺撇凈而成；

⑥奶湯。將骨放入冷水鍋中，用旺火燒沸后，撇去上面血沫。然后加蔥、姜、料酒等，用中火繼續煮至湯呈似奶狀白色而成；

⑦高湯。加骨入鍋內，加清水至剛浸沒原料，先用旺火燒沸，撇去浮沫，再用文火煮2～3小時，使原料鮮味全溶于湯汁中即得高湯；

⑧各種醬。如豆瓣醬。通常用豆如蠶豆、大豆等發酵，先煮熟制成糜狀物，與焦糖、辣椒油、醬油混勻而得；再如北京有名的炸醬，系將肥肉拌上醬油、淀粉攪勻爆炒，另用油炸鍋放入用水調稀之甜面醬拌炒后，兩者混炒而成。提倡的。

6.3 色香味與化學

隨著科學技術的進步和生活水平的提高，人們的飲食越來越講究食物的色香味，以達到愉悅心情、增進食欲、提高生活質量之目的。

一、食物的顏色

人們發現可用于食物的色素主要有天然色素、合成色素和人工著色物質三類。1．天然食用色素

指未加工的自然界的花、果和草木的色源。常用的天然食用色素主要有：

（1）紅曲色素。系用乙醇浸泡紅曲米所得到的液體紅色素，或者從紅曲霉的深層培養液中通過結晶精制而得的晶體。該色素耐光、耐熱性好，不受金屬離子或多種氧化劑以及還原劑的影響和干擾，色調不象一般自然色素那樣易隨PH值而顯著改變。比如，紅曲米就是將秈米或糯米先用水浸泡、蒸熟，再加入紅曲霉發酵而制得的，可直接用于紅香腸、紅腐乳、各種醬菜、糕點的制作和呈色。

（2）姜黃素。從姜黃莖中提取的一種黃色色素，為含三個雙鍵的羥基化合物。本品著色力、抗還原性能力強，但耐光、耐熱和耐鐵離子性能差。由于太辣，除用于咖喱粉外，不宜直接用。

（3）蟲膠色素。是紫膠蟲分泌的原膠中的一種紅色成分，易和各種金屬離子生成色淀。在酸性條件下，對光和熱穩定。顏色隨介質PH而改變：PH＜4.5，橙色；4.5～5.5，紅色；＞5.5，紫紅。適用于酸性食品如鮮桔汁、紅果汁、紅果罐頭和桔味露的著色。

（4）甜菜紅。由紫甜菜中提取的紅色水溶液濃縮而得，呈紅或紫紅色，在酸性條件下穩定，著色力好，但耐光、耐熱、耐氧化性差。

（5）紅花黃色素。從中藥紅花中提取，可溶于水。PH2～7時呈鮮艷的黃色，堿性時呈紅色。耐光、耐熱、耐微生物性均佳，但耐熱性及著色力較差，遇鐵呈灰黑色。多用于清涼飲料和糖果、糕點等的著色。

（6）β－胡蘿卜素。由胡蘿卜素中提取，呈橙紅色，是含9個雙鍵的多烯類化合物，性能較穩定，屬油溶性物質，多用于肉類及其制品著色。2.合成食用色素

由于毒理方面的原因，合成的食用色素商品使用受到限制，而且不斷被淘汰。目前在用的主要是以下5種：

（1）莧菜紅。紫紅色粉末，可溶于水和多元醇，不溶于油脂。有較好的耐光、耐熱、耐鹽和耐酸功能，缺點是耐菌性、耐氧化還原性差，不適宜在發酵食品中使用。國家衛生標準規定最大使用量為每千克0.05克。

（2）胭脂紅。深紅色粉末，易溶于水及甘油，不溶于油脂。耐光性、耐酸性好，在堿性條件下呈褐色，缺點是耐熱性、耐氧化還原性和耐菌性差。

（3）檸檬黃。黃色粉末，為世界各國廣泛采用。能溶于水和甘油，不溶于油脂。耐熱、耐光、耐鹽、耐酸性均好；耐氧化還原性較差，還原后褪色，遇堿稍變紅。

（4）日落黃。橙黃色粉末，溶于水、醇，不溶于油脂，遇堿變紅褐色；耐還原性差，還原后褪色。

（5）靛藍。藍色粉末，各國廣泛采用。溶于丙二醇和甘油，水溶性較差，不溶于油脂，著色力強，耐光、熱、酸、堿性均好，但耐氧化還原及抗菌性差。

我國規定以上色料可使用于果味水、果味粉、果子露、汽水、色酒以及糖果、糕點和罐頭等，用量一般不得超過0.1克/千克。3．人工著色物質

人工色素雖然品種極多，但由于對毒性、致癌性和污染衛生的要求，在生活中實用的還不多。

（1）醬色。用蔗糖或葡萄糖經高溫焦化而得的赤褐色色素。它不是單一的化合物，而是在180～190℃加熱后的糖脫水縮合物，稱為焦糖，包含了100多種化合物。工業上常用淀粉為原料制備。

（2）腌色。火腿、香腸等肉類腌制品，因其肌紅蛋白及血紅蛋白與亞硝基作用而顯示艷麗的紅色。為了產生亞硝基，常加入硝酸鹽，也有用亞硝酸鈉的，稱為發色劑。發色劑中常混合抗壞血酸作還原劑。由于亞硝基與肉中的胺基作用生成亞硝胺會致癌，故近年來腌制品用得少了。通常規定腌肉、臘味之亞硝基殘留量不得超過70PPM。

（3）金屬鹽發色。將硫酸銅溶液噴灑于蔬菜、水果上，則銅離子與植物的蛋白質結合成較穩定的藍色或綠色物。此時銅離子將鎂離子自卟啉環中心替換出，形成銅葉綠素，其純品色基艷麗。在瓜豆貯藏品中，銅鹽用量不超過每千克0.1克，海帶中為0.15克。用干燥的綠葉、蠶糞、海藻為原料，用有機溶劑抽提其所含之葉綠素，加銅鹽水溶液經加熱后處理可制得銅葉綠素。本品主要用于口香糖及泡泡糖的著色，用量不超過每千克0.04克。如再經氫氧化鈉的甲醇溶液處理可得銅葉綠素鈉，是一種藍黑色物。將上述葉綠素溶液與氯化亞鐵作用，可制得鐵葉綠素鈉。

二、食物的香和臭

盡管香料化合物具有含量低、組分復雜、反應活性大、濃縮或富集過程中易變等特點，給香臭化學研究增加了困難。但是，人們經過長期的探索和研究，對香或臭的化學基礎已經有了一定的認識。1．香或臭的化學基礎

從化學結構上看，各種香料組分的分子量均較低、揮發性及水溶性仍有相當差異。碳原子為5及以下的烷烴衍生物如甲硫醚、乙酸乙酯等易揮發，水溶性較好；而分子量較高的芳香烴衍生物如苯基醛類、香豆素等則較難揮發，油溶性好。這些特點拓寬了香料的選用范圍。它們通常具有某種特征官能團。以含兩個碳原子的化合物為例：乙烷，無臭；乙醇，酒香；乙醛，辛辣；乙酸，醋香；乙硫醇，蒜臭；二甲醚，醚香；二甲硫醚，西紅柿或蔬菜香。此外，如乙酸乙酯等酯類化合物呈水果香，甲硫基丙醛呈土豆、奶酪或肉香。

人的鼻腔內有一個嗅覺敏感區，其面積僅5平方厘米，但約有13107個細胞。細胞上的香臭感受器是一種蛋白質，當氣態的香、臭分子作用于其上時，使該蛋白質分子的構象發生變化，進而引起表面電位等發生變化，實現與刺激相適應的神經興奮。通過興奮的傳遞，使神經中樞感知香或臭的存在，敏感地感受食物中各種揮發成分提供的嗅覺信息。當感冒而鼻塞時，食物無味，是因為在咀嚼食物時揮發出的化學物質由于鼻孔通道阻塞而不能觸及嗅覺細胞所致。由于這種接受過程中的相互作用非常專一而特殊，因此各人對香臭的感受程度是不同的。2．常見食用香料及其化學成分

（1）天然香料

我國的香料品種很多，例如甘肅省永登縣的苦水玫瑰，花香由280種化合物組成，其質量可與聞名世界的保加利亞玫瑰媲美。廣東、福建的茉莉有80多種化學成分。貴州的茅臺酒香成分有100多種。蘑菇香成分有79種。常用的天然香料有八角、茴香、花椒、姜、胡椒、薄荷、橙皮、丁香、桂花、玫瑰、肉豆蔻和桂皮等。它們既可直接用于烹調，也可從中提取精油，作為調配香料的原料。這類精油有甜橙油、桔子油、檸檬油、留蘭香油、薄荷油、辣椒油以及桂花浸膏，它們均無毒。不同的化學成分賦予香料不同的香味。如芥菜或芥末含有丙烯基芥子油；葡萄含努開酮；丁香含丁子香酚；冬青油含水楊酸甲酯；糖、果含麥芽醇；梨含葵二烯酸乙酯；薄荷含薄荷酮；花椒主含戊二烯、香茅醇，其辣味成分為一種不飽和酰胺化合物花椒素；胡椒的主成分為水芹烯胡椒堿；辣椒含辣椒素；紫蘇油、蒜油、姜油含硫化丙烯；八角、茴香以及洋茴香油、苦杏仁油、小豆蔻油、芹菜子油等含茴香腦、茴香酮等。

（2）人工香料

主要有香蘭素，具有香莢蘭豆特有的香氣；苯甲醛，又稱人造苦杏仁油，有苦杏仁的特殊香氣；檸檬醛，呈濃郁檸檬香氣，為無色或黃色液體；α－戊基桂醛，為黃色液體，類似茉莉花香；乙酸異戊酯，人稱香蕉水；乙酸芐酯，為茉莉花香；丙酸乙酯，鳳梨香氣；異戊酸異戊酯，蘋果香氣；麥芽酚，又稱麥芽醇，系微黃色針晶或粉末，有焦甜香氣，雖然本身香氣并不濃，但具有緩和及改善其它香料香氣的功能，常用作增香劑或定香劑。

（3）食用香精

分水溶性和油溶性兩種。前者用水或乙醇調制，多用于冷飲制品、酒料的調香，不適宜于高溫賦香；后者用精煉植物油、甘油調制，耐熱性較好，適于餅干、糕點食品的加香。香精一般指用水、乙醇或某些質地較好的植物油從天然香料中提取的香物，也可以用人工合成的香物制成合適的溶液，作為各種調香的原料。其中以香貓酮、香葉醇、甲酸香葉酯為基體的香精最為重要。

通常直接從某種植物體中提取出的液汁賦香更為方便，例如從冬青、薄荷、柑桔、檸檬、生姜、芝麻中都可提出香油，均可作為香料添加劑。用黃樟樹根制出的黃樟油是淡酒的主要香味源；許多花如桂花、茉莉花均是上等的香源，用于提取香料。

調香是一種專門技術，香型極多，主要有兩種類型：①花香型。如玫瑰、茉莉、蘭花、桂花、麝香型等，模仿自然界各種名花的香；②想象型。如清香、水果、芳芳（蘭花型）、東方、菲菲（清草香型）、科隆（柑桔香型）以及美加凈等，即在調香的基礎上用合適的美名，強化心理效果。3．其它異味

指生活中由其它不明原因引起的異味。例如：

（1）酯化反應產生酯香味

蔬菜和瓜果常有香味，那是通過生物合成而產生的。水果中的脂肪酸由酰基輔酶A中間體生成，它能與醇反應生成酯；脂肪酸經氧化及脫酸作用可生成甲基甲酮。這兩種物質均可賦香。烹制魚類等水產品時，加點醋和酒，可達到既去腥又賦香的目的。去腥是由于具有腥味的二甲胺、三甲胺是堿性物質，能與醋酸發生中和反應，賦香是借助了醋酸與乙醇發生酯化反應產生的乙酸乙酯。

（2）各種分解引起異味

將大蒜、洋蔥切片時，原先的保護膜被破壞。原來不能揮發且無臭的氨基酸亞砜遇氧而分解，散發出如硫化氫、硫醇、二硫化物等一系列有臭味的化合物。咖啡及烤肉特別是烤牛、羊肉特有香味。是因為葡萄糖與氨基酸加熱生成吡嗪，有堅果味及烤香。甘油三酸酯及蛋白質在加熱時相互作用，生成巰基及羥基噻吩、二氫及四氫呋喃，這些化合物有烤羊肉及烤牛肉的特征香味。咖啡的香味中已鑒別出的揮發性化學物質超過500種。烤牛肉香味中已經分辨出的化合物超過360種，其中包括44種烷烴和烯烴、30種醇、32種酮、22種酸、23種呋喃、34種吡嗪、22種噻吩、10種吡啶、16種內酯等。

家庭生活也會有各種臭味，主要來自于糞便和垃圾。例如來自廁所的臭味主要是由于糞便中的刺激性氣體氨氣和具有惡臭的吲哚類化合物。爛白菜和壞蛋的臭味主要是由于散發出硫化氫氣體等。還有油類物質的酸敗臭，魚、肉的腐臭和人的汗臭等，主要由二甲胺、三甲胺及各種低級脂肪胺、酚、醛或硫化氫、二硫化碳等所引起。

三、食物的味道

味是由舌嘗到的酸、甜、苦、辣、咸的味感，是由其可溶性物質溶于唾液，作用于舌面味覺神經之味蕾產生的味覺。合適的味感可使消化液分泌旺盛而增加食欲，有助消化。1．酸

酸味來源于溶解的氫離子（H＋）。酸有無機酸和有機酸之分，又有強酸和弱酸之別。常見的鹽酸、硫酸、硝酸都是無機強酸，醋酸、乳酸、檸檬酸等為有機弱酸。強酸在水溶液中全部電離（或稱離解），產生的H＋濃度大，酸度大；弱酸在水溶液中只能部分電離，產生的H＋濃度較小，酸度也就較小。為了表示不同酸的酸度，人們引進了”酸的味度“這一概念來表示相同濃度的各種酸的相對酸度：鹽酸100，甲酸84，檸檬酸78，蘋果酸72，乳酸65，乙酸（醋酸）45，丁酸32。

另一種定量表示各種酸溶液的酸度的方法是用PH值。所謂PH值就是氫離子濃度的負對數，即 PH＝－lgC（H＋）

PH的取值范圍一般為1～14。PH＜7為酸性，＝7為中性，＞7為堿性。

大多數食品是微酸性的，PH值在5～6.5之間，人們一般感覺不到酸味。但PH＜3.0時，則就會覺得太酸而難以適口。

（1）常用合成酸料

酸味料除作重要調料外，兼有防腐、防霉、殺菌之功效。

①乙酸（俗稱醋酸）。常用30％的稀溶液，作酸菜、蕃茄醬、辣醬油等的酸味料。純品在16.7℃凝

固，稱冰醋酸，有強殺菌力，可用于治腳癬、熏屋殺菌、預防感冒及其它傳染病。

②乳酸。常作清涼飲料、酸乳、合成酒、辣醬油、醬菜之酸味料，又可用于發酵過程中防止雜菌之繁殖。

③檸檬酸。味爽。廣泛用于清涼飲料、水果、罐頭、果醬、辣醬油，性質穩定，多用于配制粉末果珍。

④酒石酸。酸味為檸檬酸的1.3倍，適于作發泡性飲料，配制膨脹劑。

⑤蘋果酸。原從蘋果中提取，多用作飲料、糕點之酸味料，適于果凍，可代替食鹽供動脈硬化或高血壓患者使用。

⑥葡萄糖酸。味爽，熔點131℃，作袋裝營養豆腐的凝固劑、餅干的膨脹劑，須經烘烤方可發揮作用。

（2）常用家庭調料

1）食醋。以糧食、糖或酒作原料，用發酵法制成，分別稱為米醋、糖醋和酒醋。除含少量（3～5％）乙酸外，還有其它有機酸、氨基酸、糖等。用醬色著色者為熏醋。我國的名醋主要有：

①山西老陳醋。產于山西清源縣，用高粱和大粬制成。其特點為濃稠、黑黃色、酸、香，存放3年以上者更佳。

②四川保寧醋。四川閬中產，有300年歷史，原料為麩皮、大米并加62種中藥材。

③江蘇鎮江醋。有濃香味，除發酵外，還加酒及紅棗釀制并著色。

2）其它調料

各地均有特殊調料，大都以酸、香為特點，兼有其它味。較著名的有：

①貴州獨山鹽酸。為一清香美味的酸性調料，并賦甜、咸、辣味。

制法：主原料為青菜，風干后使水分降低50％，切成寸長。通常取干菜30千克，加糯米甜酒30千克，鮮嫩大蒜5千克，冰糖2.5千克混勻后壓汁，在壇內密封2月發酵變酸成熟。

②廣西玉林酸料。為玉林縣的土特產，品種有酸梅醬、酸辣醬、酸蘿卜、酸椰菜、牛甘子、酸梅桃、楊桃干、酸木瓜、姜糖、酸姜，采用特殊方法制成。

酸蘿卜制法：將食鹽4斤放缸內，開水沖化成鹽水；再將洗凈不去皮、切片的蘿卜100斤放入鹽水中浸泡3天（夏季）或7天（冬季），然后取出洗凈，放入另一已含冰醋酸250克的冷開水50千克中，加糖精30克，檸檬酸50克，白礬50克攪勻，浸泡3－7天后，即可啟用。其固體可直接食用，液汁可作佐料。

③湖南湘潭龍牌醬油。本品已有200年歷史，著色力強，富含氨基酸，味道鮮美，顏色悅目，為著名賦香調料。

制法：由黃豆200斤、面粉150斤、鹽100斤混合發酵后，可提取濃度在30°（波美）以上的醬油100斤。其制作特點是發酵期間須太陽曬，使充分自然酵解。2．甜

甜味是與糖聯系在一起的。蔗糖、葡萄糖、麥芽糖是大家熟悉的糖。它們不僅味道甜，而且還供應人體能量。

1）甜味劑的化學特征及甜度

甜味劑多系脂肪族的羥基化合物，如醇、糖及其衍生物，但也包括氨基酸、鹵代烴以至某些無機鹽及配合物（如乙酸鉛）等。一般說來，分子結構中羥基越多，味就越甜。如分子中含2個羥基的乙二醇，略有甜味；含3個羥基的丙三醇（俗稱甘油），較乙二醇甜；葡萄糖分子含6個羥基，就比較甜了。可見，并不是凡有甜味的物質都是糖。在化學上，一般把多羥基醛或多羥基酮或水解后能變成以上兩者之一的有機化合物稱為糖。這種定義與甜味并沒有必然的聯系。當然，糖是主要的甜味劑。不同甜味劑產生甜的效果用甜度表示，它是以蔗糖為基準的一種相對標度。常見糖的甜度見表2－2。從表中可見，果糖是最甜的糖。按甜度比較，果糖、蔗糖、葡萄糖的比例大約是9：5：4。甜味的感覺由靜電力引起，氫鍵的作用可加強甜感。

2）常用合成或人工甜料

作為甜味物質，人們常用的是白糖、紅糖和冰糖。雖然這三種糖名稱各異，但其本質上都是蔗糖，只不過純度不同罷了。制糖的方法并不復雜，把甘蔗或甜菜壓出汁，濾去雜質，往濾液中加適量的石灰水，中和其中所含的酸，過濾除去沉淀，再往濾液中通入二氧化碳，使石灰水沉淀為碳酸鈣。再重復過濾，所

得濾液就是蔗糖的水溶液了。將蔗糖水溶液放在真空器里減壓蒸發、濃縮、冷卻，就有紅棕色略帶粘性的結晶析出，這就是紅糖。將紅糖溶于水，加入適量的骨炭或活性炭，將其中的有色物質吸附掉，再過濾、加熱、濃縮、冷卻，得到的白色晶體就是白糖。白糖比紅糖純得多，但還含有一定的結晶水。若把白糖加熱到適當的溫度除去結晶水，就可得到無色透明的大晶體--冰糖。可見，冰糖的純度最高，也最甜。蔗糖是含有最高熱值的碳水化合物，過量攝入會引起肥胖、動脈硬化、高血壓、糖尿病以及齲齒等疾病。

說到甜味物質，人們很自然會想到糖精。糖精的化學名為鄰苯甲酰磺亞胺，分子式C7H5NO3S，無色單斜晶體，熔點229℃，難溶于水。甜度為蔗糖的450～700倍，稀釋10000倍仍有甜味。但是，糖精并非”糖之精華“，它不是從糖里提煉出來的，而是以又黑又臭的煤焦油為基本原料制成的。糖精的鈉鹽稱為糖精鈉，分子式C7H4NNaO3S，溶于水，甜味約相當于蔗糖的300～500倍，可供糖尿病患者作為食糖的代用品。還有一種叫甜精的物質(化學名為乙氧基苯基脲)，甜度為蔗糖的200～250倍。與糖精混用，因協同作用而使甜味倍增。糖精和甜精都沒有營養價值，它們在用量超過0.5％以上時均顯苦味，煮沸以后分解亦有苦味。通常不消化而排出。少量食用無害，過量食用有害健康。

3）主要天然甜料

（1）蜂蜜

市售品系淡黃至紅色的濃粘性透明漿汁，低溫時有結晶生成而呈白濁狀，為蜜蜂自花的蜜腺采集的花蜜，貯于巢中備冬日食用之物。花蜜的主要成分為蔗糖（40％）和水分（19％）。經蜜蜂口中之酶轉換成蜂蜜后，甜度超過蔗糖。蜂蜜的主要成分約為葡萄糖（36.2％）、果糖（37.1％）、蔗糖（2.6％）、糊精（3.0％）、含氮物（1.1％）、花粉及蠟（0.7％）、灰分（0.2％）、蟻酸（0.1％），其余為水分。各成分含量因花之種類及產地而異。

（2）甘草

甜味的主成分為甘草精（C42H62O16）。另含蔗糖（5％）、淀粉（20～30％）、天冬素（2～4％）、甘露糖醇（6％）、樹脂（1.5～4％）、精油（0.03％）及纖維素等。甘草精的甜度約為砂糖的100倍，可分離提取；也可用甘草的浸出物制成”甘草膏“。優點是不易發酵變質，可充作多種食品加工的甜味劑。

4）其它新甜料舉例

由于糖易使人發胖，且糖尿病患者禁食，所以提出了不少新型甜料作為代用品。

（1）異性化糖漿。因為果糖之甜度為蔗糖之1.4倍，所以人們企圖用淀粉制成果糖，此過程稱為異性化，所得產品稱為異性化糖漿。

（2）山梨糖醇。在天然果實中分布很廣，除作甜味劑外，還可用作蛋糕、巧克力糖之濕潤調整劑，藉以保特其鮮度，又可防止魚類等冷凍食品的蛋白質變性與水分之蒸發，亦可防止面制食品的老化。

（3）雙勝（雙縮胺酸）。甜度為蔗糖的150倍。它由幾種氨基酸合成，是一種重要的新的人工甜味劑。

（4）二氫查耳酮（DHC）。甜度為糖精的200倍，是目前已知的最甜品。

（5）甜蜜素

甜度為蔗糖的50倍，系由甘草等多種中藥中提取，對人體無害。本品屬低熱值甜味添加劑，既有蔗糖風味，又兼有蜂蜜馨香，性質穩定，無回潮現象，適于制作各種飲料、糖果等食品，尤其可作為糖尿病患者的代糖食物。3．鮮

從化學角度講，鮮味的產生與氨基酸（通式H2N2R2COOH）、縮胺酸、甜菜堿、核苷酸、酰胺、有機堿等類物質有關。鮮味劑的主要代表性物質有味精、核苷酸等。”鮮“是表明葷素菜營養信息的主要味征，它們是優良的配合劑，可有效地抑制苦味。雞、鴨、魚、肉等類食物烹調煮熟后，其中的蛋白質分解為各種氨基酸，不少氨基酸味道很鮮。蔬菜中蛋白質含量少，菜湯自然不如肉、魚湯鮮。蟹、螺、蛤湯鮮是含有琥珀酸鈉（丁二酸鈉 C4H4Na2O4）的緣故。

（1）味精

又叫味素，化學名為谷氨酸鈉（分子式C5H8NO4Na），白色晶體或結晶性粉末，含一分子結晶水，無氣味，易溶于水，微溶于乙醇，無吸濕性，對光穩定，中性條件下水溶液加熱也不分解，一般情況下無毒性。有肉類鮮味，是商品味精的主要成分。谷氮酸鈉也可制成醫用針劑，在臨床上靜脈滴注治療肝昏迷和

由血氨引起的精神癥狀。

作為調味品的市售味精，為干燥顆粒或粉末，因含一定量的食鹽而稍有吸濕性，故應密封防潮貯存。商品味精中的谷氨酸鈉含量分別有90％、80％、70％、60％等不同規格。以80％最為常見，其余為精鹽。食鹽起助鮮作用兼作填充劑。也有不含鹽的顆粒較大的”結晶味精“。

烹調中味精用量要適當，一般濃度不超過5‰，多了反而不鮮。味精略呈堿性，宜在弱酸或中性條件下使用。在pH＝3.2即味精的等電點，鮮味最低；pH＝6時，全部離解，鮮味最高；pH＞7，則變為二鈉鹽，鮮味消失。使用味精的適宜溫度為80℃左右，最高不超過120℃，一般在食用之前添加，效果最佳。味精在150℃會失去結晶水，210℃會發生吡咯烷酮化生成有害的焦谷氨酸鹽。達到熔點（270℃）左右則分解。在pH值小于5的酸性或堿性條件下加熱，味精也會發生吡咯烷酮化，使鮮度下降。味精能被吸收、進入體內參與合成人體所需要的蛋白質，可刺激食欲促進消化，但不宜多食。成人每日攝入量一般不宜超過6克。過多食用會使血液中谷氨酸含量升高，影響人體對新陳代謝必需的二價鈣、鎂離子的利用，造成短時間的頭痛、心跳加速、惡心等癥狀。嬰幼兒更應少食。

（2）核苷酸

味精雖鮮但還有比它更鮮的物質。在核苷酸類中的肌苷酸、鳥苷酸、黃苷酸以及它們的許多衍生物都呈強鮮味。如肌苷酸鈉比味精鮮40倍，鳥苷酸鈉比味精鮮160倍，特別是2－呋喃甲硫基肌苷酸比味精鮮650倍。

肌苷酸鈉是在60年代興起的鮮味劑，它又名肌苷磷酸二鈉，分子式為C10H11O8N4PNa2，含5～7.5分子結晶水，是用淀粉糖化液經肌苷菌發酵制得的無色或白色結晶。易溶于水，不溶于乙醇、乙醚，其水溶液對熱穩定，安全性高，增強風味的效率是味精的20倍以上，可添加在醬油、味精之中。在市場上看到的”強力味精“、”加鮮味精“就是由88～95％的味精和12～5％的肌苷酸鈉組成的，鮮度在130之上。

鳥苷酸鈉又名鳥苷磷酸二鈉，分子式C10H12O8N5PNa2，為白色至無色晶體或白色結晶性粉末，含4～7分子結晶水，無氣味，易溶于水，不溶于乙醇、乙醚、丙酮。作調味品比肌苷酸鈉鮮數倍，有香蘑菇鮮味。鳥苷酸鈉和適量味精混合會發生”協同作用“，可比普通味精鮮100多倍。80年代初我國市場上出現的”特鮮味精“就是普通味精中摻入少量鳥苷酸鈉的混合物。

前幾年，人們又制造出了新的超鮮物質，名叫甲基呋喃肌苷酸（C15H18O9N4P）。它的鮮度超過60000，可謂是當今世界鮮味之最了。

（3）其它呈鮮物

不僅簡單的氨基酸和核苷酸這兩類化合物有鮮味，現在已知幾個氨基酸綜合起來的二肽或三肽，特別是谷氨酸與其它氨基酸連接形成的多肽鮮味較強。值得注意的是谷氨酸與親水性氨基酸如甘氨酸、天冬氨酸、絲氨酸形成的肽呈現鮮味，而與疏水性的氨基酸如酪氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸連接形成的肽，則不但不呈鮮味，有的反而呈苦味，其原因尚不清楚。物質呈鮮的機制，可能是由于帶負電的基團對感官起刺激作用所致。4．其它味

除了上述酸、甜、鮮三味以外，還有苦、辣、咸等味。

（1）苦味

”苦“主要來自分子量大于150的鹽、胺、生物堿、尿素、內酯等物質，主要有各種生物堿（包括有機叔胺）和含－SH、－S－S－基團的化合物。此外，桔皮中之苦味來源于黃烷酮，啤酒苦味來源于啤酒花中之葎草酮，花生仁中之皂素亦有苦澀味。此外無機物如鈣、鎂的氯化物及硫酸鹽、銨鹽，碘化鉀亦有苦味，因無食用意義而不被注意。

（2）澀味

明礬或不熟的柿子那種使舌頭感到麻木干燥的味道，稱為澀味。柿子、綠香蕉、綠蘋果有澀味，其原因是由于在這些物質中存在澀丹寧之故。在丹寧細胞中存在無色花色素，其主要成分為表兒茶酸、兒茶酸－3－棓酸酯、表棓兒茶酸和棓兒茶酸－3－棓酸酯等4種成分，它們通過復雜反應結合成分子量為14000以上的高分子多元酚，呈強烈澀味。”澀味“的產生主要是在澀味作用下部分細胞膜蛋白變性所致。

（3）辣味

產生辣味的物質主要是兩親（親水、親油）性分子，如辣椒中的辣椒素，肉豆蔻中的丁香酚，生姜中的姜

酮、姜酚、姜醇及大蒜中的蒜苷、蒜素等。一般說來，有機化合物中含醛、酮、硫、硫氰基團者常有辣味。丙酮酸常用作辣味比較的定性尺度，每克物質含相當于丙酮酸10～20微摩爾時，為強辣；8～10微摩爾，中辣；2～4微摩爾，微辣。

（4）咸味

”咸味“來自于分子量小于150的陰離子鈉鹽，主要是食鹽。此外還有氯化鉀、氯化銨及硝酸鈉亦呈咸味。

四、對色、香、味的鑒別

目前只有顏色的鑒別已定量化，可用吸光度表征。香和味的鑒別仍停留在主要依靠感官評價的定性化階段（僅對單個組分可用氣相色譜法和液相色譜法測定）。例如對被分離出的香作品味，用統計方法找出感受性能和儀器數據（如含量）之間的相關性。曾提出用下式來判別：

式中的香味單位由主觀感受確定，雖然等式右邊可用儀器定量化，但仍存在選用標準感受問題。又如把惡臭分級，用直接嗅覺法；酒的品嘗，也憑經驗。總的說，這類鑒別的儀器量化問題亟待解決。1．香和味的作用特點

通常認為香由鼻反映，味由舌反映，但有下述共同特點：

（1）香和味常同時作用。例如某些食品的香通常要咀嚼以后才感到或加強。

（2）靠體液作用加強感受。如香的感受是靠鼻的分泌物，而味則由于唾液的作用。不論甜、苦，呈味物首先均應溶于唾液，接觸味蕾的感受器，產生脈沖，由神經傳到中樞（此過程在1.4毫秒內完成），才有味感。

（3）由神經電信號刺激而傳遞。無論是香或味的有關神經在鼻和舌的分布都不均衡，因而可感受不同的香或味。人的嗅覺接受器只能區別樟腦、麝香、花香、薄荷、刺激、醚、腐臭等7類不同的氣味。不同動物的嗅覺接受器大小、形狀、結構不同，感受亦異。例如人對大糞的感覺是臭的，狗卻感覺是香的。2．影響香感和味感的因素

（1）敏感區域。酸味在舌的邊緣，苦味在舌根，甜味在舌前端，咸味則自舌尖以至邊緣。所以食品的味應通過舌的全面檢查方能判定，對于一些復合味的物質（如硫酸鈉），在舌尖有咸味，在舌根則呈苦味。

（2）溫度。一般在10～40℃較易感受，尤以30℃最敏銳。隨著溫度降低，味覺減弱，尤以苦味為最。甜味在50℃以上味感遲鈍。

（3）呈味極限。呈味極限就是呈味物質使人產生味覺的最低濃度，也稱味覺閥值。呈味極限與物質及溫度和介質有關。幾種代表性呈味物質在常溫水溶液中的呈味極限（g/kg食物）為：食鹽，咸，2；醋酸，酸，0.012；砂糖，甜，5；奎寧，苦，0.003。3．色、香、味的相互作用

一是對比現象。如含雜質的糖（如紅糖）比純凈的白砂糖甜；嘗過食鹽或奎寧后，飲無味的清水，有甜感（稱為變調現象）；用發酵法制成的醬油是含多種氨基酸、糖類、芳香酯和食鹽的水溶液，它顏色好看，味道鮮美，但經人工混配而成的白醬油，則風味大不相同。這是烹調技藝中重視色、香、味的基礎。

二是協同作用。如味精與食鹽共存，或味精與核苷酸混合使用時，鮮味大增。麥芽醇與糖混合物用于果汁、巧克力，可提高其甜度，省糖且風味醇厚。15％的砂糖與0.017％食鹽混合物的甜度較同量的砂糖大，且不顯咸味。再如往湯中加酒，則甜味、苦味增強，而咸味與酸味減弱。

還有拮抗或阻塞作用。如單吃橙子有酸味，但如和草莓同吃，則其酸味消失而增加甜感。這些影響的原因尚不明。

4．色香味鑒別的進展

人們在感官鑒別的儀器化方面作過不少努力。例如：

（1）嗅覺膜。制成一種模擬嗅覺細胞工作原理的生物膜，當它接觸某異味物質時，就改變其表面電荷，給出電信號。

（2）家庭煤氣報警器。利用一氧化碳、巰基（－SH）化合物的反應性能制成。

（3）酒味檢測器。利用乙醇氣體與敏感件的作用，用以判定司機是否醉酒。

把呈黃色的酸化的三氧化鉻載帶在硅膠上。因為黃色的三氧化鉻是一種強氧化劑，而乙醇（酒精）具有還原性，兩者發生如下反應：

2CrO3（黃色）+ 3C2H5OH + 3H2SO4 == Cr2(SO4)3（綠色）+ 3CH3CHO + 6H2O 生成綠色的硫酸鉻。利用這一由黃色轉變成綠色的顏色變化，就可達到檢測酒精蒸氣的目的。這就是驗酒器的化學原理。5．味的分類與功效

（1）味的分類

味指各物質對味蕾引起的感覺的總稱，但東、西方略有差異。東方大都沿用中醫醫理的五味即辛、甘、酸、苦、咸；西方則認為皮膚或某些器官也能感受辣，所以它不能正式入味。籠統地講，可將味分為單一味和復合味兩大類。

單一味是指味覺器官所感受到的獨立味，主要包括酸、甜、苦、辣、鮮、咸、麻、澀、堿等9種。其中味蕾上所能感受到的只有酸、甜、苦、咸四種味感，稱為基本味。澀味是澀味物質對舌膜的收斂作用引起的，鮮味是與其它味配合后的整體味覺，辣味是辣味物質刺激口腔、皮膚、鼻腔等處引起的痛覺，麻味是麻味物質刺激舌膜引起的，堿味是氫氧根離子對口腔的刺激作用引起的。

復合味是指多種呈味物質刺激味覺器官所產生的兩種或多種單一味的綜合味感。例如菜肴中的麻辣豆腐、酸辣湯等就是雙復合味；中草藥煎汁、各種烹調用的調料等就是多復合味或綜合味。

（2）味的功效

每種味有多種功效，有時甚至有相反的作用，通常分主作用與副作用。

中藥中瓜蒂味苦，能催吐，又可退黃疸。當它用來治療黃疸時，催吐成為副作用。杏仁、桃仁味苦，能止咳平喘，又能潤腸通便，當它用來治咳喘時，潤腸即為副作用。氣味對于人的情緒具有明顯的影響。據研究發現：蜂蜜、花香使人清醒、情緒平穩；肉香、水果令人舒暢、愉快；酒精、乙醚使人遲鈍、麻木；薄荷、母菊使人興奮、清晰等。有人在此基礎上提出了氣味療法。如蘋果與香料混合，對腎上腺有調節功能，有助于控制激動、焦慮和發怒。

（3）毒物與味的關系

無毒物中，以純甜味最多（98.5％），純咸95％，純酸88.5％，純苦85.5，純辣77.4％；有毒物中，辣、苦味分別占22％和14.5％，且味雜者居多。因此如滋味不純正且苦澀時，宜多加小心。

*6.4 風味化學簡介

風味化學是從理論上研究食物風味的形成和變化規律的一門新興學科，是食物或食品化學的一個分支。它是在人民生活水平提高后對飲食的要求日益精美化和現代食品分析技術發展日益完善的背景下逐漸形成的。

所謂風味，就是指一定地區的食品特色，是地區、民情風俗、文化背景等在食物加工和烹制上的反映。任何風味的形成都是諸多呈味物協調作用的結果，也是烹調的化學基礎。主要取決于佐料的配比和加工的程式，例如北京烤鴨佐料精美、制作獨特，各種呈味物相得益彰。各種風味往往由一類特征呈味體現，例如湘菜的辣，川菜的麻辣，晉菜的酸，粵菜的甜，而這些特征都是由歷史上的抗病、氣侯適應或其它地域性原因形成的。任何風味的形成必有某種特產的依托，如粵菜中的貓、蛇，湘菜中的犬、雞，東北的鹿及其它野味，它們的肉和內臟分別入食譜。

風味化學的發展有重要的理論意義和實用價值。作為一門學科，風味化學研究有其化學學科意義，也有相當的社會文化意義。

從化學的角度來講，主要涉及：①味感。味感的實質、定量化，味征的選擇和靈敏性。②呈味物。為何一類物質呈特征味，該物的分子結構，如官能團、母體、尺寸、極性、構象及在體液中的形態有何特征。③反應。呈味物在體內的化學反應類型和機制等。這些問題的解決不僅對風味化學本身，而且對有關學科如食品化學、生物化學甚至醫藥化學均有作用。

從社會文化的角度來看，風味的形成是各種社會及文化因素長期作用的結果，有民族傳統和地區風俗的深刻背景。研究風味化學對于宏揚民族文化，加強民族的凝聚力，開發地區資源，擴大社會影響均有意義。

風味化學的應用領域比較廣泛。例如：（1）改善添加劑性能。研制出新的風味調料、風味增效劑等，以豐富食品品種；（2）仿制特效食品。仿造出價值更高的山珍海味如素雞、仿熊掌、海參、魚翅等；（3）改善合成食物風味。將人工合成調料和增效劑與合成淀粉、蛋白質、油脂相結合，改善人工食物的味道和特征，使之易于為人們接受，清除社會對這類食品的心理障礙；（4）研制出新的宇航食品。等等。

我國地大物博，佳肴名點品種繁多，大體可分冷制品及熱熟品兩類。罐頭食品是二者的綜合，并在貯存方法上作了改進。其中有名的風味腌制品主要如腐乳、泡菜、松花蛋等；風味家常菜如游龍嬉鳳、八寶豆醬、砂鍋全魚豆腐煲等。還有各式各樣的風味名點如新加坡星洲炒粉、美國漢堡包、意大利比查、日本壽司等。

第 3 章 飲 料 與 化 學

飲料泛指為飲用而制作的任何液體，分類較復雜。本書根據我國食物構成的實際情況分為豆漿、奶及其制品，酒，茶、咖啡及可可，軟飲料四類。3．1 豆漿、奶及其制品

一、豆漿及其制品

由豆類特別是大豆制成。由于豆中含有胰蛋白酵素阻礙劑和凝血素，前者阻礙胰蛋白酶分解蛋白質成氨基酸，后者則可使動物的紅血球凝結，它們均須加熱以除去其活性。生品及低溫脫脂者，不得作食品及飼料。1．豆槳

豆槳即豆腐的前體，1份泡過的大豆加3份熱水碾磨成漿，用沙布濾掉殘渣即得。每200毫升原汁含6克蛋白質，相當于兒童每天需要量的一半。這是一種良好的代乳品，特別適合對牛奶蛋白質過敏或不能利用乳糖的嬰兒。但必須煮沸后食用。由于含糖量低，需要補足。豆漿中含有鉀、鈣、鎂等礦物質，還起碼含有5種抗癌物質，其中的飴黃酮專門預防、治療乳腺癌、直腸癌和結腸癌。

有人建議我們黃種人吃豆漿比牛奶更合適，因為豆漿富含鈣，其中的寡糖可以完全被人體吸收。牛奶中沒有抗癌物質，黃種人對牛奶中的乳糖吸收不好。2．濃縮豆蛋白

濃縮豆蛋白即豆中蛋白質的濃縮物，其蛋白質含量可達40～80％，而糖及脂肪含量很少，特別適合作嬰兒食品如代乳粉的配料。通常是先將干豆浸泡并去皮，干燥后磨成粉；再將粉末懸浮于鹽溶液中，通入蒸氣使蛋白質凝結，離心分出蛋白質凝塊，再干燥研磨成粉即得。3．強化豆漿

這是將原汁豆漿進行加工得到的一系列制品。液體的有香草豆漿、蜂蜜豆漿、紅蘿卜豆漿及其它類似物。由原味豆漿加入相應的強化汁制成，除原味及原來的營養成分外又引入了多種新的維生素及微量元素，因而味道好，營養更豐富。固體物有豆漿晶，即原汁豆漿減壓蒸發得的固體物。經強化（加入其它配料）加工，可制得代乳粉。豆漿晶（或原汁豆漿適當濃縮后）加入維生素（如維C）、糖及其它營養素，無菌包裝，得維他奶。

二、奶及乳制品

包括人奶及各種動物奶，主要是牛奶及其制品（常見奶的成分如表3－1）。此外，各種奶中還富含鈣、磷、鉀、鋅等礦物質及多種維生素。由于哺乳動物的幼雛幾乎全靠其母奶為生，而它們消化道尚未發育完善，新生動物生長快，所以其食物必須是營養全面、容易消化和吸收。從表3－1可見，諸奶中以鹿奶最名貴，兔和山羊奶營養亦豐富，牛奶的成分與人奶最接近（只是糖份較低），因而牛奶是最受人們歡迎的奶品。下面只討論牛奶及其制品。1．鮮奶

主要含乳糖、酪蛋白及乳脂。乳糖為奶所特有，水解后成干乳糖及葡萄糖，有α及β型呈4：6平衡狀態，其甜度為蔗糖的1/6，微溶于水。在小腸中乳糖分解，生成的葡萄糖吸收快，半乳糖吸收慢而作為小腸細菌的生長促進劑，有利于腸內合成維生素。乳糖使鈣易于吸收，并在轉化為乳酸時有殺菌作用。酪蛋白占牛奶總蛋白質的82％，含有全部人體所需的氨基酸和大量免疫球蛋白而有助于新生兒免疫；奶呈白色是由于酪蛋白及其與鈣結合成的鈣鹽與脂肪形成微球懸浮體，微量油溶性葉紅素及水溶性黃色素則使原汁牛奶白中透黃。乳脂是高度乳化的，其熔點低于體溫，富含低級脂肪酸，故極易消化和有效利用，因而是快速能源。生奶有很多細菌（如天花病毒），故需煮沸消毒方可飲用。煮的時間不宜太長，以防破壞膠體和營養成分。新鮮奶含乙酸乙酯，有芳香氣味。陳奶則因乳酸的作用而沉淀變質。除煮沸外，牛奶的消毒還取決于奶源和運送方式。對鮮奶現場處理的主要方式有：①低溫消毒，63℃至少30分鐘；②高溫消毒，71.5℃至少15秒鐘，隨后立即冷卻；③超高溫消毒，88.5℃，1秒鐘（國外普遍采用）；④滅菌奶，無菌包裝的消毒奶。

2．加工奶

對鮮品經均化、消毒和維D強化后，再加工而得。

1)多維奶。除每升加400單位維D（牛奶中已有鈣，為了牙齒和骨的正常鈣化，還要加維D）外，還加入2000～4000單位維A（防夜盲癥）及必要的其它維生素和礦物質；

(2)低脂或脫脂奶。從鮮奶中去除大部分乳脂（使其含量低于2.0％），加入無脂固體達10％，維A≥2000單位/升及維D，這種奶可用于特殊要求（如減肥者）；

(3)巧克力及加香奶。用巧克力糖漿、可可、巧克力粉或草莓、櫻桃、菠蘿、蘋果、桔、香蕉汁或粉劑加香，使巧克力固體量達1～1.5％，還加入5～7％蔗糖及維D、維A等；

(4)淡煉乳。預熱穩定蛋白質，在平底鍋中真空濃縮（50～55℃）除去約60％水分后密封，在116.5～118.5℃熱15分鐘即得；

(5)濃縮乳。同淡煉乳但不作進一步的高溫滅菌處理，而加奶量40～45％的蔗糖防腐。這些奶營養價值高，便于貯存和運輸。3．酸奶及其制品

指產生乳酸的細菌使牛奶或其制品發酸的粘稠體或液體。因為黃種人對鮮奶中的乳糖吸收不好，所以人們改喝酸奶等奶制品。例如：

(1)酸奶。鮮奶經消毒、均質、接種，并保溫（42～46℃）直到所需要的酸度和滋味，然后冷到7℃以下停止發酵。分加香、加水果及原汁幾種。經過發酵無脂固體（即蛋白質和糖）及增加香味（酯）等步驟，成為低熱能的高級營養品。

(2)酸乳酒。包括馬奶酒，用馬、山羊或牛的奶經酸和乙醇發酵制得。除保持原奶的成分外，增加了酵素、維生素和香酯，營養價值進一步提高。4．奶粉

將原汁奶消毒后在真空下低溫脫水得的固體粉末。在干燥過程中維C、維B和硫胺素損失10～30％，但對其它營養成分沒有明顯影響，這些損失可通過維生素強化彌補。采用氮氣氛包裝或真空包裝來消除因脂肪氧化而引起的變質。水分降低有利運輸和保存。5．其它奶制品

(1)奶油。從鮮奶中分離出的含乳脂18％以上的高脂肪液體乳制品。

(2)冰琪淋。主要由乳脂、脫脂固體奶、糖、香味劑和穩定劑組成。

(3)麥乳精。由牛奶、麥精、奶油、砂糖加熱熔化后，加入強化劑進行均質乳化、干燥而得。

(4)黃油。由稀奶油制成。市售品含乳脂肪80％。

(5)酪乳。攪拌和離心稀奶油制作黃油后留下的液體。

(6)干酪。由牛奶、奶油、酪乳等結合凝聚后脫水制得，其特點是高酪蛋白，富含鈣、磷及微量元素，熱值高，乳糖低。通常用專門的細菌發酵牛奶或酶處理來凝聚蛋白質。其特有的香味來源于細菌的生長及制造過程中生成的酸并轉化成的酯。

(7)凝乳。脫脂乳加酸或凝乳酵素得到比重較小的凝聚物，主成分為蛋白質。

(8)乳清。指分離凝乳后得到的透明黃綠色水溶液。由于大部分不溶于水的組分已進入凝乳（蛋白質、鈣、磷、維A增加到普通奶的8～10倍），而大多數水溶性物如乳糖、鹽類、水溶性蛋白質則進入乳清中。通過加熱，使這些蛋白沉淀而分離。乳清品種很多，有濃縮及干品之分，富營養、易消化。

3.2 酒

所謂酒，就是指含乙醇的飲料。酒的品種很多，已發展為某種文化標志。中國是世界上最早釀酒的國家之一。大多數人認為我國人工釀酒起源于周代的杜康或儀狄，距今已有4000多年的歷史了。白酒一類的蒸餾酒是我國首創的。

酒以其特有的醇香色味而著稱。酒中除乙醇外還有很多其它成分如糖、維生素等，因而有復雜的功能。其主要作用有：刺激作用，加速血液循環，有溫熱感；藥用功效，如減輕疼痛、促進睡眠和鎮靜作用；調味和營養作用，如去腥（溶出其成分并助其揮發）、賦香（與各種有機酸作用生成酯）、助消化（酵母、維生素及溶解其它食物中的營養素），以酒佐餐，有開胃之功；調節作用。節假日飲酒，可增添喜慶歡樂、平和安祥的氣氛，促進人際交往等。少量飲酒者患缺血性心臟病的幾率低于完全不飲酒者，這可能是因為酒有擴張冠脈血管的作用。

酒類飲料的基本成分是酒精，學名為乙醇。它是一種無色透明、易燃、易揮發的液體，具有特殊的芳香味，能與水及大多數有機溶劑混溶，因此可以調制成各種濃度。對酒精飲料的度量，一般用含酒精的體積百分率（V/V或L/L）表示。通常可按酒精（乙醇）含量將酒飲料分為高度酒（酒精含量在40%以上）、中度酒（酒精含量在20～40%之間）和低度酒（20%以下）三大類。標準酒度是指20℃條件下，每100毫升酒液中所含純酒精的毫升數。通常用百分比表示，或用GL表示。啤酒的度數是指麥芽汁含糖的度數。各種酒的特色取決于所用的水質和制作工藝。

根據酒的商品特性，可將酒飲料分為白酒、果酒、黃酒、露酒和啤酒等五類。根據酒的釀造工藝不同又可將酒飲料分為發酵酒、蒸餾酒和配制酒等三類。

一、高度酒

均為蒸餾酒以保證足夠高的乙醇含量，其中最高者為美國伊州的”永不醉“酒，達95o（含乙醇95％V/V）。通常用含糖的食物如谷物、薯類等為原料，煮熟后在溫度為24～29℃時發酵。此時糖酵解為乙醇，發酵產物稱為麥芽漿。再經壓汁（其固體的稱為酒糟）、蒸餾（溫度應介于78～100℃之間）、陳化和勾兌而得。有些酒新蒸出時因含某些芳香族物質而澀口，通過陳化步驟可改變其味道，使難聞的酸和雜醇油作用生成香酯。在木桶中陳化數年，醇香味更濃。也可用活性炭吸附除去異味。1．中國名酒

我國具有悠久的釀酒歷史，各代都有詠酒名詩，如”對酒當歌“、”酒旗想望大堤頭“、”吳剛捧出桂花酒“，成為璀燦中華文化的一枝花。中國名酒主要有：

(1)貴州茅臺。已有2000多年歷史。以高粱、小麥為原料，系醬香型曲白酒。采用多次加曲、多次攤涼、多次堆積、多次發酵，取酒后精心勾兌，再經3年以上貯存陳化（用壇密封埋在地下數年取出分裝），為世界名品。

(2)山西汾酒。系高粱酒。其再制品竹葉青即以汾酒為基酒，配砂仁、當歸、竹葉等10多種名貴中藥材和純凈冰糖泡制而成。

(3)四川五糧液。用高粱、大米、糯米、玉米、蕎麥等5種糧食按一定比例混合，以小麥制成的曲藥為糖化發酵劑，貯于老窖內發酵后蒸餾出的大曲酒。特點是發酵周期長，貯存老熟、嚴格、有悠香。

(4)陜西西鳳酒。以高粱為原料，大麥、豌豆做曲，配以著名的柳林井水，用土窖固態續楂法發酵14天，蒸餾后經”酒海“貯存3年以上，精心勾兌而成。本酒始于周秦，盛于唐宋，特點是”回味愉快，不上頭，不干喉“。

(5)江蘇洋河大曲。用優質高粱為原料，以小麥、大麥、豌豆培養的大曲為糖化發酵劑。酒廠內有1000年古井”美人泉“，水質純正，含有一種能產生窖香前驅物質的桿菌（芽孢桿菌）的紅色粘土作發酵池，有此好水好土，從而使酒香甜兼備。

其它還有許多極富特色的佳釀如四川的劍南春、瀘州大曲，安徽的古井貢酒，貴州的董酒，江蘇的雙溝，北京的二鍋頭等等。2．外國名酒

世界之大，名酒很多。主要有：

(1)愛爾蘭的威士忌（Whisky，意指”生命之水“）。以谷物特別是玉米、黑麥作原料，發酵芽漿分多步（一般為4步）蒸餾，在木桶中陳化3～4年，有獨特香味，可直接飲用（先放冰塊后放酒，以防熱量過大）。

(2)俄國的伏特加。以馬鈴薯為主原料，其淀粉需用酶轉化為糖，其特點是酒精含量高且無香味，通常用木炭除去雜質，經冰凍后飲用。

(3)法國的白蘭地。以蘋果、草莓、葡萄等為原料，由水果發酵漿蒸餾而得，陳化2年以上去澀，與水、咖啡、蘇打水配用。

(4)美國的杜松子。以谷物和麥芽混合物為原料，發酵后重蒸得高酒精含量的混合液，并摻以松屬植物的漿果、檸檬或橙皮等香料，可直接飲用或與其它烈性酒配用。

二、低度酒

用葡萄、大麥、稻米等原料，經發酵、澄清（不經蒸餾）、加工制得的乙醇含量較低的酒。由于含有大量酵素、維生素、微量元素，所以這類酒不會中毒，有明顯的抗病毒作用和其它營養作用，主要有葡萄酒及各種果酒、啤酒、甜酒。1．葡萄酒及各種果酒

葡萄酒是世界上最古老的藥物之一，它是一種優質補血飲料，治療缺鐵性貧血的一個古藥方就是”牛肉、鐵鹽、葡萄酒“。葡萄酒含有多種維生素，常飲（以每天50～100毫升為宜）可改變血液膽固醇和脂肪，具有降血壓、降血脂的功效，可減少粥樣硬化的心臟病的發病率，并有很好的放松作用和可口的味道刺激欲。紅葡萄的皮中有一種”逆轉醇“具有抗衰老作用。葡萄酒的制法是先制作優質果汁（如把鮮葡萄放入”去梗壓碎機“提取待發酵的汁），然后用二氧化硫處理，殺死不需要的野酵母。把最好的酵母菌株培養基加到發酵罐的葡萄汁中，使糖分轉化成酒。加膠或蛋清作為澄清劑并濾去懸浮物質得新釀的酒，即可供飲用。也可用陳化法去掉澀味。如有必要，在殺菌后裝瓶。葡萄酒和各種果酒品種極多，主要有：

(1)法國的波爾多葡萄酒。有紅色、白色或玫瑰色（由不同顏色的葡萄制成）。進餐或進甜食時飲用。飲時稍微冷卻，效果更佳。

(2)美國的香檳酒。是將原酒加少量糖經第二次發酵后制成的一種開胃酒，冷卻后上桌，盡可能保持氣泡。

(3)意大利紅葡萄酒。用意大利紅葡萄制成，適于進肉食或面糊時飲用。

(4)法國蘋果酒。是經發酵的蘋果汁，放在近冰點的溫度中保存，倒出結凍的濃縮液體，以增加其乙醇含量，可冷飲也可熱飲。

(5)希臘的樹脂酒。用希臘葡萄制成，含樹脂松香味，特別適合食用魚、豬肉或家禽等淡味菜肴時飲用。

(6)中國的丁香葡萄酒。用藏紅花、丁香等中藥和葡萄鮮汁發酵制成，可滋陰補脾、健胃驅風、舒筋活血、益氣安神，尤其適宜婦女飲用。2．啤酒

啤酒是一種主要由大麥為原料制成的在其泡沫中富含蛋白質和有機酸的發酵飲料（乙醇含量通常為2～8％），俗稱”液體面包“，營養豐富。飲用少量啤酒（以每天不超過300毫升為宜），可松弛血管壁，使血管口徑變大，血流增加；如與合適的膳食配合，邊吃邊飲，因啤酒酵母中含有微量元素硒和鉻，可促進身體更好地利用碳水化合物，并搭配好各類維生素。

啤酒的制作是使麥粒發芽后去根粉碎，加入碎米（以增加糖分）煮熟制成麥芽漿，由麥芽中的酶使淀粉轉化成糖。過濾后將所得糖汁與啤酒花共煮，隨后用酵母發酵。將澄清后的發酵麥芽汁過濾即得啤酒。在糖化過程中，淀粉酵素分解淀粉成麥芽糖和糊精，蛋白質分解酵素使高分子蛋白質分解為可溶性低分子蛋白質。最后糖酵解成酒，并含有戊糖、氨基酸、色素、丹寧及酸與醇反應生成的酯。因此啤酒有濃厚的香味和宜人的苦味。

啤酒主要是第二次世界大戰后德國醫學家研究了啤酒酵母的營養價值后才得以迅速發展的，牌號甚多，質地因酵母、水質及工藝而異，馳名于世的主要有：

(1)國產青島啤酒

青島啤酒始產于1903年。憑嶗山礦泉水及其它優勢，品質上乘，久盛不衰。另外還有北京啤酒、上海啤酒亦為佳制。

2)德國白啤酒

用小麥、大麥芽、啤酒花、酵母和水在瓶中發酵制成的渾濁酒，其酵母顆粒懸浮于酒中，營養價值高于別的啤酒，特別是富含復合維生素B。

(3)美國黑啤酒

因烤得重而使麥芽呈黑色。它比其它大多數啤酒濃度大、味甜、更富營養。

(4)日本清酒

又稱稻米酒，酒精含量達14～16％，相當于葡萄酒，超過大多數啤酒。由于稻米中淀粉在發酵前須轉化為糖，且所用的稻谷霉曲菌與通常釀制的啤酒相同，所以這種酒確實是啤酒。不同的是除乙醇含量高

以外，它不加碳酸飽和，而且適于熱飲，而其它啤酒則宜為冷飲。3．甜酒

以糯米或其它糖源為原料制成的含糖、有機酸、蛋白質、維生素、酵素、香料以至藥料的甜味飲料（乙醇含量通常不超過10％），富有營養，適于易醉酒者飲用。

甜酒的制法通常是：將糯米1000克泡軟蒸熟成較干而稍硬的飯后，置于鋁盆或竹筲箕中，用冷水沖透且不粘為止。然后將輾成粉狀的酒粬（酵母），灑散拌勻于糯米飯中，盛于瓦缸或小碗中（因發酵時會膨脹，故不要裝滿），于中心處挖一小洞，密封，置于暖處（如暖氣片上或覆蓋棉被，29～32℃）24小時，即可成為甜酒釀直接食用或加工，冷熱均可飲。我國此名產甚多，主要有：

(1)湖南長沙的甜酒沖蛋

此酒由洞庭湖濱產的糯米加上本地特制的甜酒藥（主要為酵母菌和糖化菌）發酵，并用著名的長沙沙水配制而成。用其沖成”半熟蛋“，動、植物蛋白兼備，極易消化。所謂半熟蛋是利用蛋中各成分凝固特殊而烹制的：蛋清于58℃開始渾濁，62～65℃失去流動性，白蛋白于63℃凝固，蛋黃之磷蛋白67℃凝固，蛋白在65～70℃完全凝固，80℃整個蛋凝固結實。若將蛋長期浸于65～68℃的水中，則蛋黃凝固而蛋白為半流動體。如將蛋短時間熱到80℃，則蛋白凝固而蛋黃尚未固化。這兩種情況均為半熟蛋。

(2)浙江紹興的黃酒

紹興黃酒已有2500多年歷史，兼飲料、藥用和調味之效。由精白糯米、優質黃皮小麥配以鑒湖水制成的原汁酒，又稱料酒。黃酒的乙醇含量較低，脂肪含量較高，故香味濃郁。黃酒有加飯、元紅、善釀、香雪4大品種，其特點在于酒藥（或稱小曲、酒餅即菌種）分白藥、黑藥兩種。白藥作用較猛，適于嚴寒季節用。黑藥用米粉、辣寥草、陳皮、花椒、甘草、蒼術等藥末制成，適于秋夏季用。紹興黃酒含各種氨基酸達21種之多，每升含量約6700毫克以上，僅賴氨酸就有400毫克之多。經3年以上陳釀者，醇香更濃。

(3)福建龍巖的沉缸酒、福建福安的密沉沉

都是以糯米為原料，糖化發酵的曲蘗為古田紅曲，配制30多種中草藥，埋壇3年，富維生素、酵素等。

(4)蜜酒

世界許多國家均有蜜酒，西方多系將蜂蜜發酵后加香草釀制而成，進餐時飲用。我國的制法則更簡單：將沙蜜500克，糯米500克，面曲200克，涼開水5000毫升在瓶內混勻，密封7天成酒。

3.3 無酒精興奮飲料

包括茶、咖啡、可可，是一類無酒精的中等刺激性飲料。它們主含各種生物堿，還含有相當多的維生素、蛋白質、微量元素、纖維素、糖等，也可以和其它營養物一起加工成多種食品。除了某些特殊功能（如綠茶及烏龍茶防癌）外，它們對頭腦、心臟、腎臟等均有作用，還助消化。

一、茶

最早源于中國。780年唐代陸羽著《茶經》，對茶葉加工利用作了系統介紹。茶很早就是中國與域外民族的貿易商品，成為世界流行的飲料。一些游牧民族還把茶作為不可缺少的副食。1．茶的化學成分及功用

1931年曾分析過我國58種名茶，其干品中含水浸出物約40％，其中包括鞣質20％、茶素3％及水溶性礦物質3～4％，它們賦予茶以某些特殊功能。

(1)鞣質

系多元酚類，是為茶丹寧，其中的兒茶素是澀味及色素的來源。茶丹寧對人體有重要作用，是增強微血管壁抵抗力的有效藥物，并有利抗壞血酸的吸收。臨床觀察結果表明：微血管壁抵抗力降低的患者（易內出血和瘀血），只要日服100～200毫克茶丹寧，就會迅速痊愈。給病人內服500毫克抗壞血酸，其尿中排出的維生素C有逐日增加的趨勢，到第6天尿維C達260毫克。在繼續內服同量抗壞血酸的同時，如每日在食物中加650毫克茶丹寧，則尿排維C立即減少。

(2)茶素

又稱茶堿，是構成茶苦味的主要成分，富刺激性，有提神強心之效，可強化筋骨伸縮功能并有利尿作

用，也是嗎啡堿、煙堿及酒精的有效減毒劑和醒酒劑，服之使人感到心清（頭腦清醒）目明。還可中和由于偏食蛋白質或脂肪過多引起的酸。牧區人們常食肉喝奶，故必須飲茶。

(3)維生素

茶葉中含多種維生素，尤富胡蘿卜素、維A、核黃素、維B2、煙堿酸（又名尼克酸），它們與所含的芳香油一起，能溶解臭味物從而除口臭，可解油膩，并能降低血脂，軟化血管，增強血管的韌性和彈力，預防腦溢血及血管硬化。

(4)微量元素

如氟，茶中含量高達100PPM，有固齒作用。此外據上海商檢局分析浙江地區的茶葉，蛋白質含量達17～35％。已證明其中至少有17種氨基酸。近年來還報道某些茶葉中富含硒（陜西漢中、湖北恩施）因而促進了茶的新用途的開拓。2．茶的種類

茶的制作屢經革新，目前主要品種有：

(1)綠茶

將采到的茶葉盡快蒸或炒烤（稱為蒸青或殺青），破壞酵素和防止變色，再經揉捻和干燥直到爽手為止；經這樣處理，可抑制破壞抗壞血酸氧化酶的活動，維持綠茶中含較高的維C（達數百毫克％）。原茶成分在綠茶中保存最多，如各種醇（β、γ－已烯醇、苯乙醇），為茶賦香；各種糖及膠質（阿聚糖、半乳聚糖、糊精、果膠）給茶添味。我國的綠茶名品主要有浙江龍井、洞庭碧羅春、武夷鐵羅漢、婺源綠茶等。常飲綠茶有三大好處：一是綠茶中的茶坨酚能抗癌，二是內含的氟能堅固牙齒，三是丹寧能提高血管韌性，預防腦血管破裂。

(2)紅茶

亦稱發酵茶。先將新茶葉攤放在空氣流通的萎凋架上除去1/3的水分（稱為萎凋），使葉柔軟而有韌性；將萎凋的葉揉破細胞放出汁液，鋪開并保持適當高濕度以發酵，此過程形成紅茶特有的香氣，且葉子變成古銅色；最后干燥除去水分即得紅茶。經過發酵，維C幾乎全被破壞，但含果糖、葡萄糖、麥芽糖以及游離氨基酸較多，因而富甜、鮮味，其香優雅且有刺激性（含酵素、醇等引起）。其名品有寧?quot;毛尖”、祁門“樟片”、正山“小種”；印度的阿薩姆、大吉嶺紅茶和斯里蘭卡的“伯爵灰”等。

(3)烏龍茶

界于紅、綠茶之間，為半發酵茶，先經萎凋（部分發酵）。然后殺青（即停止發酵），制得紅棕色帶綠（綠葉鑲紅邊色似烏龍的葉片。其香較綠茶濃而較紅茶醇和，且兼有二者的優點。例如我國黃心烏龍茶維C含量高達712毫克％。據研究烏龍茶有防癌功效，我國臺灣烏龍、祁門烏龍馳名全球。3．其它茶制品

在上述3種茶葉加工技術的基礎上用茶葉或其它植物葉可制得許多別的茶或類似茶的飲料。主要有：

(1)珠茶。是一種綠茶名品，又稱云霧茶。用茶葉的嫩尖制成，烘炒時卷成小珠狀，極其香雅味醇；

(2)磚茶。是一種紅茶。將紅茶碎粉或新茶碎末在發酵后趁濕加壓制成硬磚狀再烘干，飲用時掰下一小塊用沸水沖泡即得味道濃烈的深色液汁；

(3)速溶茶。將茶在大桶里沏好，然后去渣，烘干留下粉末即得；

(4)馬黛茶。產于巴西，是一種刺激性飲料。由南美的馬黛或冬青的干葉仿茶葉加工法制得，含咖啡因；

(5)絞股藍。是近年我國浙江地區開發的一種藥茶。絞股藍葉是一種含70多種皂甙（超過高麗參）和高量硒（1.3毫克％）的不含咖啡因的珍品，有第二人參之稱，具抗癌保肝、滋補強壯、鎮靜安神、清熱解毒等功效；

(6)藥茶及花茶。著名的有人參茶、茉莉花茶等，是將制好的茶加入已精制的藥物及花，或將含有茶葉（及不含茶葉）的藥物經粉碎后混合而成的粗制品，或加入粘合劑制成塊，在應用時只要用沸水泡汁或稍加煎煮即可服用。近年國內外市場出現了袋泡茶、香料茶、減肥茶、中藥茶、桑菊感冒茶、參和茶、八珍茶、瀉下茶、止咳茶等。4．茶文化

所謂茶文化主要指飲茶的方式和習慣，世界各地各有特色。如日本的茶道，具有一整套飲茶的禮儀和

體制，講究將茶放在精美的陶器中煮后取汁飲用。

(1)沏茶。通常選用質地好的瓷器（傳熱適中，保溫性適于茶葉中有效成分浸取），放入約5毫升的散裝茶，用開水150毫升沏上3～5分鐘，此時茶色、香、味均佳。如浸泡時間過長，則丹寧釋出過多就有苦澀味，咖啡堿含量也高。長江流域（川、湘、江、浙）人喜喝綠茶；福建、汕頭的人則嗜烏龍茶；北京人欣賞香氣濃烈的花茶，特別是茉莉花茶；湖南人沏茶時放入炒好的大豆，稱為“豆汁茶”；江蘇、浙江人則放入橄欖，是為“元寶茶”，既賦香、提味，又象征好運氣。

(2)奶茶。是蒙古族每餐必備的飲料。系將剁碎的磚茶和牛、羊奶及鹽放在銅壺或鐵罐里煮開制成。由于含動、植物營養素及微量元素特別是維生素和酵素等，有利于脂肪的吸收。

(3)酥油茶。是西藏人每日必需品。即將煮過的磚茶、黃油和鹽充分攪和直至變稠，和糌粑（用大麥做成的面包）、牛肉及羊肉一起吃。

(4)煮茶。是俄國的古***慣。用一只銅或銀制的大而優美的火壺，裝約6升開水煮沸；火壺的頂部為盤形，可放一只小茶壺，內盛保持滾燙的濃茶，在飲用時，取1/4杯濃茶，再用大壺中的開水倒滿。

(5)冰茶。西方人喜歡將沏出的濃茶汁注入有2/3冰的高腳玻璃杯中，根據各人的口味加糖、牛奶、檸檬、丁香、威士忌酒等。

(6)袋泡茶。由日本人提出并取得專利，這是將藥粉粉碎為10～32目后裝入能耐沸水的濾紙袋中，用沸水沖泡10分鐘后，有效成分即浸出。由于藥渣留于袋內，故藥液澄明，可代茶作飲料用，通常浸泡二汁后即棄袋及渣。

二、咖啡

咖啡是熱帶的咖啡豆經200～250℃烘烤和磨碎后制成的飲料。咖啡的主要成分是：蛋白質（14％）、脂肪（12.3％）、糖（47.5％）、纖維（18.4％）、灰分（4.3％）。當制成飲料后，溶于水的有用成分有：咖啡堿（提供刺激性）、咖啡酸（又稱綠原酸，提供咖啡色素）、蛋白質、丹寧（澀味）。咖啡的特點及其質地優劣的依據是其特有的咖啡香和味，這是由咖啡中的堿和酸及脂肪在烘焙過程中酯化形成的。市場上常見的品種有：

1．咖啡粉。原封罐裝咖啡粉是真空包裝的，在不冷藏條件下可保存幾個月，然而一旦打開就只能保存7～10天（常溫）或1個月（冰箱），并且香味很快消失。為了得到19％的提取物，標準用量是180毫升（即1杯）水加15～20毫升（1～2匙）咖啡，要用新鮮的涼開水，千萬別煮沸，否則會產生討厭的味道。煮好后要盡快飲用，涼了不要重新加熱。一般煮6～8分鐘足夠，不宜過長，以防變味。咖啡渣應棄去，不可煮第二次。

2．速溶咖啡。用溫水沖開磨碎的咖啡，制成濃液。真空蒸發或熱氣流噴霧除去水分，也可用冷凍干燥法，或加些焙烤咖啡豆時出現的油，使其看上去像磨碎的咖啡粉，但經鑒定、品嘗質量還是較差。

3．摻和咖啡。將各種咖啡摻和，能創造色、香、味更佳的混合物。有時也摻和別的物質如菊苣（即法國苣荬菜）、淀粉、豆粉、果晶、花生炒面等，用開水沖開即可食用。還可加入蛋黃粉、肉松、魚松，制成質地更高的摻和咖啡。如巧克力咖啡屬于名品。

三、可可

將熱帶可可樹之果實----可可豆，經發酵、洗凈、干燥、焙炒而生香后，去掉殼和胚芽，將留下的胚乳磨成細粉，此時產生的熱量足以使其中所含的脂肪溶化，生成溶脂（可可脂，熔點約37℃）和果肉粉形成稠狀物，稱為可可漿，這是制作可可系列食品的基礎。其主要成分為糖（38％）、脂肪（22％）、蛋白質（22％）、灰分（8％）。還有6％的丹寧、3％的有機酸及少量咖啡堿、可可堿和酵素等，后一類特征成分使可可具有苦、香、澀味、刺激性及深色。本品營養豐富，可加工成多種美食。其特點是脂肪含量高，屬于高能食品。

1．可可粉。往可可漿中加入堿性化合物（鈉、鉀、銨、鎂的碳酸鹽）以改變其味和色。經壓榨擠出可可脂，再經冷卻、粉碎和過篩，即成可可粉。其脂肪含量在10～22％，是牛奶等飲料的香味添加劑，可和麥乳精調制成各種可可飲料。

2．巧克力。是可可漿、糖、可可脂和香草香精的混合物。在高溫（54～80℃）空氣流中進行混合，稱為“巧克力精煉”，這樣可提高其香味（脂肪分解成較小分子），顏色變深，促使可可脂覆蓋所有顆粒物。最后用模子鑄成人們喜歡的形狀。

3．4 軟飲料

以充碳酸氣的礦泉水為基礎制得的汽水、果汁等飲料，為了與含酒精的“硬”飲料相區別，故稱“軟飲料”。也可以是用增甜劑、可食性酸、天然的或人工的調味品調制、加工而得的加味水。其特點是富維生素、微量元素、有機酸等，具有優良的助消化功能，主要有蘇打水和各種果汁。

一、蘇打水

由飲用水吸收二氧化碳制成，包括礦泉水、汽水和可樂。1．礦泉水

指來自地殼深處的天然露出或經人工開采適于飲用的水，其特點是含鹽量低(每升8克以下)、富微量元素、溶有二氧化碳。長期飲用含鹽量高的礦泉水，易患高血壓病，而飲用含鹽量低的水，則幾乎不發生高血壓病。北京房山十渡的西太平村泉水，含鈉低至2.5毫克/升，是一種很有開發前景的飲用礦泉水。

世界的名泉水主要有：①中國嶗山泉水。碳酸氫根含量高（每升4.7克），具有較強的助消化作用。②法國維希斯萊斯丁礦泉水。碳酸氫根含量也較高（每升3.18克），且含鋰、鐵、錳、鍶、碘、磷等元素，以助消化聞名遐邇。③西班牙阿波科納里斯泉水和奧地利維也納礦泉水。泉水中具有較高含量的鈣、鎂碳酸氫鹽混合物，可供人體的必須礦物質。近年來在我國黑龍江新開采的五大蓮池水，含鈉量低，且含豐富的人體必須微量元素（鐵、鋅、銅量超過上述名泉水30～100倍），值得重視。2．汽水

由礦泉水或煮沸過的涼飲用水或經紫外線照射消毒的水充入二氧化碳制成，其品位受水質主要是硬度高低、氯化物含量多寡的影響。首先要選擇合適的水，經消毒、過濾。酸甜味料溶液要多次過濾，務求清沏透明，以保證存放不變質。香料的調制也十分重要，應根據不同的品種確定比例。小蘇打的加入量應精確控制，通常應經小型兌制、品嘗、鑒定、消毒等程序以保證質量。關鍵是所用二氧化碳的量不少于1大氣壓下、15.5℃的飽和濃度（隨汽水質地而異，通常為1～4.5體積）。不含酒精或只含作為調味用的酒精，其量不超過0.5％。我國東北沈陽釀造廠1922年開始生產的八王寺汽水，汽多泡大，清涼爽品，稱東北第一甘泉，屬于名牌汽水之一。3．可樂

亦稱可口可樂。起初由可樂豆提取汁制得。其特點是含少量咖啡因（不超過0.002％）。因近年來在包裝上不斷改進（如采用易拉罐），啟開時嘶嘶作響的碳酸氣的震感和輕微的刺激作用，臻于佳境的美味，使這種飲料消費量在食品中占據首位，并成為世界各國最贏利的行業之一。除了對水質、作料混合、兌制和消毒乃至裝瓶程序嚴格把關以外，制備可樂的奧秘集中在配料的選用上，主要有：①甜味劑。營養型有干糖、轉化糖、葡萄糖、果糖、玉米糖漿、山梨醇等，單獨或混合使用（占9～14％），也可用非營養型的糖精或其它甜劑；②香料。可用從水果、蔬菜、樹皮、根、葉等提取的天然味料，也可用食用香精；③酸。單獨或混合使用的食用酸有醋酸、檸檬酸、葡糖酸、乳酸、蘋果酸及磷酸等；④刺激劑。乙醇及咖啡因。后三者及其它防腐劑、乳化劑、穩定劑和發泡劑、粘稠劑只占小部分（約1％），所以主要還是甜味劑的選擇及其它成分的配比。早期的可樂專指從可樂果提取液配以酸橙油、香料油、磷酸制得的含二氧化碳3.5體積的焦糖色飲料，而現在市場上銷售的可樂泛指任何含咖啡因（天然來源或人工加入均可）的蘇打水。國產可樂主要是各種藥草可樂，多以冬青油、香草、肉豆蔻、丁香或茴香賦香，除焦糖色外，還可染成不同的較淡顏色。

二、果汁

由各種果壓汁制成，保持了原果的營養或更強化，按其質地及加工方式可分為原汁、強化汁、干燥果粉等。1．原汁。

將洗凈的原果壓汁。有的在壓汁前通過適當裝置將果皮、莖和種子同果肉和果汁分開，再將肉及汁適度預熱，通過酶促反應使果肉分解后再榨汁。取汁過濾，短時間的巴氏滅菌（57.2℃加熱），以便久存。果原汁通常含有糖、維生素及礦物質等營養成分，是嬰兒及老年人的良好飲料。

常見的果汁有：①鮮蘋果汁。富鉀、鐵，少維C；②葡萄汁。富鉻、鉀，缺維C；③桔汁。富鉀及維C、維A；④菠羅汁。富鉀和維C；⑤紅果汁。富維C和鐵。2．強化汁

①濃縮汁。在40℃真空濃縮至體積為原來的1/3～1/6，再加入強化劑（主要是維C），即得強化汁。所用維C以生理活性最高的L型為主，D型的生理功能僅為L型的5％，但有助于保持化學穩定，故亦應少量加入。強化汁除營養價值高外，還有助于保持原汁的色澤。

②摻和汁。多種果汁混合，例如兩種或多種柑桔汁混合或呈冰凍濃縮劑形式，使其營養互補。也可和飲料混合，如桔乳即由桔汁、干酪乳清蛋白（含量3～3.5％，幾乎與牛奶同）組成，再加糖、香料等，營養極豐富。

③花粉或蜜汁飲料。是由不同花的特殊腺體分泌的糖漿狀液體加果醬、果汁、甜味劑、檸檬酸和維C強化制成。如不強化，花粉及蜂蜜營養主要限于糖分，其特點是香味濃郁，可引起良好的生理效果。3．果晶

即干燥的果粉或果片，含98％固體物的脫水果汁的精品，可用低溫干燥或冷凍干燥，果粉可加維C、微量元素及酸甜劑和香料進一步強化。市售各種果珍、果寶均屬此類。市場上供應的香蕉干（即將香蕉去皮后烘干）、葵籽（將向日葵子脫殼）、核桃肉（將核桃去殼取肉）均富各種營養，且食用方便。我國各地特產如桂圓肉（將龍眼肉用糖漬成粘狀物）、荔枝干（荔枝干燥后去殼）、棗糕（將酸棗煮熬成泥后攤片曬干）、果丹皮（山楂煮熟加工成片或塊狀）、果脯等均為果制佳品。與果粉類似含水分稍大的有果醬，由果肉與淀粉及糖分制成。它們的特點是營養成分更高，且包裝方便。

第 1章 保 健 與 化 學

健康長壽是人類的共同愿望。許多資料表明，危害人類健康的疾病都與體內某些元素的平衡失調有關。因此，了解生命元素的功能，并正確理解飲食、營養與健康的關系，樹立平衡營養觀念，對于預防疾病、增強體質、保持健康具有重要意義。1．1 人體內的化學元素概述

一、人體中化學元素的分類

存在于人體內的元素大致可分為必需元素（按其體內的含量不同，又可分為常量元素和微量元素）、非必需元素和有毒（有害）元素三種。人體內大約含30多種元素，其中有11種為常量元素，如碳、氫、氧、氮、硫、磷、氯、鈣、鎂、鈉等，約占99.95％，其余0.05％為微量元素或超微量元素。

必需元素主要指以下四類：（1）生命過程的某一環節需要該元素的參與，即元素存在于所有健康的組織中；（2）生物體具有主動攝入并調節其體內分布和水平的元素；（3）存在于體內的生物活性化合物的有關元素；（4）缺乏該元素時會引起生化生理變化，當補充后又能恢復的元素。

哪些是構成人體的必需元素呢？19世紀初，化學家開始分析有機化合物，清楚地認識到活組織主要由碳、氫、氧和氮4種元素組成。僅這4種元素就約占人體體重的96％。此外，體內還有少量磷。將人體內這5種元素的化合物揮發后就會留下一些白灰，大部分是骨骼的殘留物，這些灰乃是無機鹽的集合，在灰里可找到普通的食鹽（NaCl）。食鹽不單是增進食物味道的調味品，而且是人體組織中的一種基本成分。食草動物有時為了彌補食物中所缺的鹽竟要舔吃鹽漬地。

有20～30種普遍存在于組織中的元素，它們的濃度是變化的，而它們的生物效應和作用還未被人們所認識，所以稱它們為非必需元素。另外一些是能顯著毒害機體的元素。如血液中非常低濃度的鉛、鎘或汞，對人體有害，就稱為有毒或有害元素。

二、人體內化學元素的功能

人類在漫長的進化中，逐漸形成一套攝入、排泄和適應這些元素的保護機制，即人體內的元素，維持平衡狀態是經過人類長期進化形成的。許多元素是否是必需還是有害，和攝入量（即在體內的濃度）有關。每一種必需元素在體內都有其合適的濃度范圍，超過或不足都不利于人體健康。例如，人們對碘的最小量為0.1毫克/天，耐受量為1000毫克/天，當大于10000毫克/天時就會中毒。

若人體自身用以維持穩定狀態的調節機制出現障礙，便會發生疾病。有時元素的過量可能比缺乏更令人擔憂，因為某個元素的缺乏易于補充，而過量往往難以排除，或排除過程中會產生副作用。另外，在生物體內還存在協同作用或拮抗作用，即一種元素促進或抑制另一種元素的生物學作用的現象。例如，銅可以促進、鋅可以抑制鎘的毒性和吸收。

在人體中，除碳、氫、氧、硫和氮參與各種有機化合物外，其他生物元素各具有一定的化學形態和功能，這些形態包括它們的游離水合離子、與生物大分子或小分子配體的配合物，以及構成硬組織的難溶化合物等。

這些元素在人體內所起到的生理和生化作用，主要有以下幾個方面：

（1）結構材料。無機元素中鈣、磷構成硬組織，碳、氫、氧、氮、硫構成有機大分子結構材料，如多糖、蛋白質等。

（2）載體作用。人對某些元素和物質的吸收、輸送以及它們在體內的傳遞等物質和能量的代謝過程往往不是簡單的擴散或滲透過程，而需要載體。金屬離子或它們所形成的一些配合物在這個過程中擔負重要作用。如含有Fe2+的血紅蛋白對O2和CO2的運載作用等。

（3）激活作用。人體內約有1/4的酶的活性與金屬離子有關。有的金屬離子參與酶的固定組成，稱為金屬酶。有一些酶必需有金屬離子存在時才能被激活以發揮它的催化功能，這些酶稱為金屬激活酶，金屬離子充當了酶的激活劑。

（4）調節作用。體液主要是由水和溶解于其中的電解質所組成。生物體內大部分生理、生化活動是在體液中進行的，因此需要維持體液中水、電解質平衡和酸堿平衡等。存在于體液中的Na+、K+、Cl-等

離子在調節體液的物理、化學特性方面發揮了重要作用。

（5）“信使”作用。生物體需要不斷地協調機體內各種生物過程，這就要有各種傳遞信息的系統。細胞間的溝通即信號的傳遞需要接受器。化學信號的接受器是蛋白質。Ca2+作為細胞中功能最多的信使，它的主要受體是一種由很多氨基酸組成的單肽鏈蛋白質，稱鈣媒介蛋白質（分子量為16700）。氨基酸中的羧基可與Ca2+結合。鈣媒介蛋白質與Ca2+結合而被激活，活化后的蛋白質可調節多種酶的活力。因此Ca2+能激活多種酶起到傳遞生命信息的作用。

鈣既具有信使作用，還是骨骼和牙齒的主要成分，能調控人體正常肌肉收縮和心肌收縮。如果血液中Ca2+過多，就會造成神經傳導和肌肉反應的減弱，使人對任何刺激都無反應；如果血液中Ca2+太少，又會造成神經和肌肉的超常激活，即便微小的刺激，比如一個響聲、咳嗽，就會使人陷入痙攣性抽搐。

磷也是骨骼和牙齒的一種重要元素。體內90％的磷是以磷酸根（PO43-）的形式存在的。如牙釉質中的主要成分是羥基磷灰石Ca20(OH)2(PO4)6和少量的氟磷灰石Ca20F2(PO4)

6、氯磷灰石Ca10Cl2(PO4)6等。磷酸可以和有機化合物中的羥基形成磷酸脂。如ATP就是三磷酸腺苷。磷的化學控制著核糖、核酸以及氨基酸、蛋白質的化學規律，從而控制著生命的化學進化。

K+、Na+和Cl-在體內的作用是錯綜復雜而又相互關聯的。K+和Na+ 常以KCl和NaCl形式存在。K+、Na+和Cl-的首要作用是控制細胞、組織液和血液內的離子濃度、滲透壓和電解質平衡。這種平衡對保持體液的正常流通和調節、維持體內的酸堿平衡都是必要的。K+和Na+（與Ca2+和Mg2+一起）有助于使神經和肌肉保持正常應激水平。KCl和NaCl的作用還在于能使蛋白質大分子保持在溶液之中，并調節血液的粘性或稠度處于適當狀態。消化食物的胃酸和其他胃液、胰液及膽汁內某些助消化化合物的形成，都有血液里的鈉鹽和鉀鹽的參與。另外，視網膜對光脈沖反應的生理過程，也依賴于K+、Na+和Cl-有適當的濃度。

微量元素與人體健康關系極大、情況復雜。它們的濃度、價態、攝入肌體的途徑等對人體健康都有影響。有些疾病的發生和微量元素的平衡失調關系密切。體內任何一種離子濃度失衡，都會對身體產生影響。例如，過度運動或炎熱天氣里大量出汗，在流失水分的同時就會帶走K+、Na+和Cl-等許多離子。因此出汗太多會導致這些離子濃度下降，破壞離子平衡，使肌肉和神經反應發生異常，出現惡心、嘔吐、衰竭或肌肉痙攣現象。因此，運動員在訓練或比賽前后，需喝特別配制的飲料，用以補充失去的鹽分。再如，缺碘會引起甲狀腺腫等。微量元素還和人體免疫功能、生理缺陷、腫瘤、血液病、眼疾等有關。

人體中也含有非必需微量元素，甚至有害元素，如鎘、汞、鉛等。這和食物、水質及大氣的污染關系很大。如經口腔、呼吸道吸收的鎘通過血液轉移后，大部分蓄積于腎臟和肝臟中，會引起肌體對有益元素鋅和鈣的吸收和利用的紊亂，導致骨痛病。人體中鎘的主要來源是食物。人從環境攝取鎘的途徑及比率大致為：食品約占50％，飲用水約占1％，空氣約占1％，香煙約占46％。煙草中含鎘量很高，一包香煙含鎘達30毫克，長期吸煙造成的人體內鎘積累會對健康帶來影響。

1．2 營養與健康

世界衛生組織給予健康的定義是：“一個人只有在軀體健康、心理健康、社會適應良好和道德健康四個方面健全，才是健康的人。”我們平時常講的身體健康一般指人體生理上的健康，要求能抵抗一般性感冒和傳染性疾病等。改善營養是增強民眾體質的物質基礎，人民的營養狀況是衡量一個國家經濟和科學文化發達程度的標志。

近代營養學是在生理學和生物化學的基礎上逐漸形成的一門綜合性學科。營養學研究不同人的不同營養要求，以便使兒童發育健壯、聰明，使成年人精力充沛，使老年人健康長壽。營養素就是食物的組分，主要包含糖類、脂肪、蛋白質、維生素、無機鹽和水等六類物質。茲將人體需要的主要營養素簡介如下： 1．糖類

糖類包括葡萄糖、果糖、乳糖、淀粉、纖維素等，它們是人體重要的能源和碳源。糖分解時釋放能量，供生命活動的需要。糖代謝的中間產物又可以轉變成其他的含碳化合物如氨基酸、脂肪酸、核苷等。糖的磷酸衍生物可以生成DNA、RNA、ATP等重要的生物活性物質。植物光合作用產生的糖類是動物的重要營養來源，因為動物體自身沒有產生這些糖類的機能。2．脂肪

脂肪屬于類脂物質。類脂包括的范圍很廣。這些物質在化學組成和化學結構上有很大差異，但是它們都有一個共同的特性，即不溶于水、易溶于乙醚、氯仿、苯等非極性溶劑中。脂類具有重要的生物功能，它是構成生物膜的物質。類脂物質（主要是油脂）是代謝所需燃料的貯存形式和運輸形式。人們吃的動物油脂（如豬油、牛油、羊油、魚肝油、奶油等）、植物油（如豆油、菜油、芝麻油、棉子油等）和工業、醫藥上用的蓖麻油和麻仁油等都屬于類脂物質。動物（包括人類）腹腔的脂肪組織、肝組織、神經組織和油料作物種子中的脂質含量都很高。

脂肪酸是生物體的重要能源。由它組成的甘油三酯（三脂酰甘油）可在動物的脂肪組織、植物種子果實中大量儲藏。動物性食物的脂類主要是甘油三酯。最普通的脂肪是烹飪用的油脂如豬油、豆油、菜籽油、花生油、麻油和肥肉等。每種食物也都含有或多或少的脂肪。脂肪的主要功能是供給人類生活所需的能量及促進脂溶性維生素的吸收。體重為70千克成人貯存的脂肪可產生2008320千焦的能量，而貯存的蛋白質和葡萄糖相應可產生105000和168千焦的能量。脂肪的熱值較高，在體內氧化1克脂肪所產生的熱量為39千焦，是蛋白質或糖的2～3倍。

脂肪雖是營養素成分之一，但人類的一些疾病如動脈粥樣硬化、脂肪肝等都與脂類代謝紊亂有關。3．蛋白質

蛋白質是細胞結構里最復雜多變的一類大分子，它存在于一切活細胞中。蛋白質（Protein）是“頭等重要的”意思。所有蛋白質都含有C、N、O、H元素，大多數蛋白質還含有如Fe、Cu、Zn等其他元素。多數蛋白質的分子量在1.2萬－100萬之間。蛋白質是氨基酸的聚合物，水解時產生的單體叫做氨基酸。蛋白質的種類繁多，功能迥異，各種特殊功能是由蛋白質分子里氨基酸組合和順序決定的。

蛋白質的營養價值決定于所含的氨基酸種類和數量。人體必需的氨基酸有8種――賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸和纈氨酸。凡含有全部必需氨基酸、能維持生命正常生長的蛋白質（當然在其他營養素適當的情況下）稱為完全蛋白質；缺少一種或一種以上必需氨基酸的蛋白質稱不完全蛋白質。蛋白質是構成肌體組織（特別是肌肉）的重要部分，日常食用的豆腐、大豆、瘦肉、魚、蛋白、奶等都含較多的蛋白質。人們膳食中的蛋白質有很大一部分是由米、麥等糧食中得來的。加入少量雞蛋蛋白可提高大豆蛋白質的生理價值。

人體若缺少必需蛋白質，就會導致生長發育遲緩、體重減輕、容易疲勞、對傳染病抵抗力下降、病后難恢復，甚至貧血、營養不良性水腫等疾病。實驗表明，一個體重60千克的成年人，按從事勞動的輕重不同，每天約需補充80～120克蛋白質。若以60克為需要的最低量，大約2升牛奶便可提供此量。肉、蛋、奶等動物性食品和許多植物性食品中都含有豐富的蛋白質。各種農作物中，大豆的蛋白質含量最高。營養學認為，動物蛋白在總蛋白量中至少占1/3，若達不到時可盡量多吃些豆制品，使兩者加起來達到總蛋白的1/3到1/2。在一定意義上說，蛋白質在糧食中所占的比重越高，則這種糧食質量也就越好。4．維生素

維生素是維持正常生命過程所必需的一類有機物。需要量很少，但對維持健康十分重要。維生素不能供給機體熱能，也不能作為構成組織的物質，其主要功能是通過作為酶的成分調節機體代謝。長期缺乏任何一種維生素都會導致某種營養不良癥及相應的疾病。人類的保健、兒童的發育都需要維生素。人類每天必須從膳食（或維生素制劑）中攝入一定量的維生素，參閱表4－2。不同年齡或職業的人對維生素的需求量是不同的。例如化工廠和高溫車間工人需要較多的維生素C，老年人需求維B較多，需要視力集中的人（如射手、領航員、精密機器制造工人）一般需要較多的維生素A等等。不過，人體攝入的維生素并非愈多愈好。例如超量的維生素D會引起乏力、疲倦、惡心、頭痛、腹瀉等，還可使總血脂和血膽固醇量增加，妨礙心血管功能。

5．無機鹽

無機鹽又稱礦物質，人體及動物所需的礦質元素有鉀、鈉、鈣、鎂、銅、錳、鈷、磷、硫、氯、碘、氟、硒等，是構成骨、齒和體液（血液、淋巴）的重要成分。體內許多生理作用也靠無機鹽來維持。例如酸、堿平衡的調節和滲透壓等就需要Na+、K+參與。含有Mg2+、Mn2+、Na+、Fe3+、Ca2+的礦物質還有促進酶活性的功能。有的酶本身就含有金屬元素如Fe、Cu、Zn、Mn、Mo等。人體內的酶有近1000種之多，60%以上含有微量元素。酶是人體新陳代謝的生物催化劑，如果消化道中沒有酶，消化一餐飯需

要花費50年時間！

膳食中若長期缺乏某些無機鹽就會導致營養不良癥。例如，缺鐵會導致缺鐵性貧血，缺鈣會得佝僂病和齲齒，缺碘會導致甲狀腺腫（俗稱大脖子病），嚴重者還會影響兒童的智力發育。

人體中有30多種蛋白質、酶含有Cu。現在已經知道Cu的最重要生理功能是人血

清的銅藍蛋白可以協同Fe的功能，在Fe的生理代謝過程中，Fe2＋ 氧化為Fe3＋時需要銅藍蛋白的催化氧化，以利Fe3＋與蛋白質結合成鐵蛋白。因此，有足夠的Fe而缺乏Cu，Fe的生理代謝造血機能也會發生障礙而導致貧血。

隨著我國國民溫飽問題的基本解決，人們在飲食上注重營養是必然的趨勢。但要做到膳食平衡，飲食有節。多樣化的膳食既是獲得各種適量基本營養素的最好辦法，也是避免食品中有毒物質達到有害劑量的有效方法之一。

1．3 膳食平衡與營養效能

營養學是一門結合實際的應用科學。合理的營養可以防治多種疾病。食物是營養素的“載體”，人體所需要的營養素必須通過食物獲得。營養學家主張用食物來滿足人體對營養的需求，提倡合理的膳食是營養之本。合理營養是健康長壽和力量的保證。所謂合理營養就是使人體的營養生理需求與人體通過膳食攝入的各種營養物質之間保持平衡。

一、膳食平衡

從現代化學看，人體是一個巨大而精巧的化學反應器，生化反應速度及其控制是防范這部“人體機器”出現故障的核心，也是宏觀上預防和保健的重要內容，而膳食平衡是其關鍵關節。

對于營養的要求隨年齡、性別、體質、體重、工種而異。按照單位重量的糖、蛋白質和脂肪提供的熱量及它們在總熱量中應占的比例計算，一個成人每天的基本需要量大致為：碳水化合物300～400克，其中1/3為食糖，2/3為淀粉，占總能量的34～45%；蛋白質80～120克，大約相當于400克瘦肉或4個雞蛋所提供的量，占總能量的20～35%；脂肪約需84～100克，占總能量的30～35%。其它如維生素、礦物質也應充分供應。對于運動訓練者、重體力勞動者或各類膳食療法用餐者，需要調整營養素配比。例如，重體力勞動者，應根據體力消耗強度增加10～50%的營養素；膽固醇偏高者應少吃蛋；高血脂患者宜用人造黃油或植物油部分代替動物油；需要低鈉飲食者則應限制鹽和味精的用量。

值得指出的是現在有些地方的食物消費上存在著明顯的不文明飲食、營養過剩與營養不良、營養失衡的兩極狀況。在一些大中城市和富裕地區“高檔膳食”備受推崇，暴飲暴食，越吃越高級，結果吃出了不少“肥胖兒”和“大肚皮”，甚至因此患病。另一方面，一些經濟落后地區的農民到集市上賣了雞蛋換回麥乳精、巧克力給小孩吃，非但沒有補充營養反而造成營養失衡。專家認為，多樣化的膳食是獲得各種適量營養素的最好方法。隨著對必需營養素及其相互關系知識的豐富和深入，對有效地利用食物資源、科學加工食品、合理調配膳食和充分發揮營養效能等提供了科學基礎。表4－4列出了科學界公認的人體必需的14種微量元素功能與平衡失調癥。

二、進食方法與膳食組成

科學地搭配膳食是營養學研究的中心課題。我國小康人家的“四菜（葷、素、半素半葷、開胃菜各一）一湯”以及粗細搭配的食譜與現代飲食改革的新趨勢不謀而合。1．消化周期

胃的工作通常分三個階段：一是早晨（5：00～12：00）。糖的酵解作用強烈，消化快，食物一般停留3～4小時，主要消化前晚的積食和當日的早餐；二是午后（1：00～6：00）。腸、胃的功能全面啟動，適宜處理脂肪、蛋白質；三是晚上（7：00～睡前）。消化能力較弱，易于積食，宜吃易消化的食物。民間流傳的“早吃飽，中吃好，晚吃少”、“晚餐過飽發福早”、“晚飯少一口，活到九十九”等諺語，正是這種消化周期的反映。食物可分為易消化和難消化兩類，前者為水果、蔬菜和流質等，后者為其它濃縮食物，如谷類、肉、蛋等。在不同的消化時間段，要注意合理搭配不同類型的主、副食，以減輕胃的負擔和維護合理的營養比例。2．指導原則

主要應遵循“清淡、守時、多餐、多樣、安全”的原則。吃了過于豐盛特別是油膩的菜肴，由于需消耗大量血液用于消化，從而使腦血供應不足，導致飯后疲軟，體溫、血糖、工作效率下降。定時、定量進食，可保持白天和夜晚合理的熱量分配。豐富的早餐能增加整個上午的腦力反應速度，也能使體力勞動得到改善。“少吃多餐”比“多吃少餐”具有較高的工作效率。任何時候都要盡量避免過食。過食會導致肥胖、糖尿病、小兒弱智、老年癡呆等病。豐富多樣的飲食比固定單一的飲食容易滿足人體多種營養成分的需要。“安全”就是不食變質、有毒、有害物質。

1993年6月13日經國務院批準頒布實施的《九十年代中國食物結構改革與發展綱要》號召建立科學、合理的膳食與營養結構，提出了“食物要多樣，粗細要搭配，三餐要合理，饑飽要適當，甜食不宜多，油脂要適量，飲酒要節制，食鹽要限量”的基本原則（簡稱40字訣）。總的原則是“吃得越雜，獲得健康所需的全面營養的機會就越多”。3．膳食組成

根據食物營養素的特點，現代平衡膳食的組成必須包括以下四個方面的食物：

1）谷類、薯類和雜糧。統稱糧食，是我國傳統的主食。南方以稻米為主，北方以小麥、玉米和雜糧為主。糧食是供給碳水化合物的主要來源，碳水化合物是供給熱能的熱源質。糧食中也含有蛋白質，雖含量不高，但因食用量大，故也是蛋白質的主要來源，約占人體所需蛋白質的半數。還含有維生素B族和無機鹽。一個人每天吃多少糧食，應根據熱能需要來決定，它與年齡、勞動強度等因素有關，也受副食供應量的影響。因此，糧食的消耗應與體力消耗相適應。從事中等體力勞動的成年人，每天需要糧食500～600克，占膳食總量的51%。

2）動物肉類和豆類。如豬、牛、羊、兔肉，臟器類，雞、鴨、鵝肉，水產類，蛋類，奶類及黃豆和豆制品等。這類食物主要供給蛋白質，而且是生理價值高的優質蛋白質，以彌補主食中蛋白質供應之不足。從事中等體力勞動的成年人，這類食物每天應供給50～100克瘦肉、50克雞蛋和50克黃豆或相應的豆制品。這些肉、蛋、奶、豆制品也可以互相替換，但必須保持蛋白質的數量和質量。動物肉類和蛋、奶、豆類在膳食中的比重以6%為宜。

3）蔬菜類和水果類。其中以新鮮蔬菜為主。水果是輔助食品。之所以是輔助食品，不是指它所含營養素的數量、質量及種類，而是因其來源和價格因素，以致還不能每餐或每天成為我國大眾餐桌上的食品。在合理膳食中是不能缺少新鮮蔬菜的，否則就不能滿足人體所需的維生素、食物纖維和無機鹽，并且也不易維持體液的酸堿平衡。從事中等體力勞動的成年人，每天最好能吃400～500克新鮮蔬菜，其中應多用些綠葉蔬菜和橙黃色蔬菜，盡量多食不同品種的蔬菜。可吃一些適于生吃的蔬菜，如西紅柿、黃瓜、蘿卜等用涼拌的方法則可減少烹飪過程中營養素的損失。若條件許可，應每天進食1～2個水果是有益的。蔬果類在膳食中所占的比重應為41%。

4）油脂類。主要是烹調用油。烹調油在膳食中一是增加食物的香味，二是補充部分熱能并供給必需的脂肪酸，還可以促進脂溶性維生素的吸收。一般烹調用油以多用植物油為好，當然也要照顧各種脂肪酸的比例。每人每天約需烹調油25克，占膳食總量的2%。

三、營養效能

隨著科學技術的迅猛發展和人們生活水平的不斷提高，人們在飲食上的追求目標必然從“吃得飽”向“吃得好”攀升。在提高食品質量的思想指導下，人們為了加強營養效能，研制了營養強化劑和強化食品。所謂營養強化劑是指為增強營養成分而加入食品中的天然或者人工合成的屬于天然營養素范圍的食品添加劑。所謂強化食品就是指在食品加工中添加營養強化劑制成的食品。

營養強化劑不僅能提高食品的營養質量，而且還可提高食品的感官質量和改善其保藏性能。食品經強化處理后，食用較少種類和單純的食品即可獲得全面的營養，從而簡化膳食。營養強化劑主要可分為維生素、氨基酸和無機鹽三大類： 1．維生素強化食品

常用的維生素有維生素A、B1、B2、C、D、PP及其衍生物。如牛奶中加維生素A、D（AD鈣奶），面粉中加維生素B，某些飲料中加維生素C等。2．氨基酸強化食品

常用的氨基酸有8種人體必須氨基酸及其衍生物。因賴氨酸在谷物蛋白質和一些其他植物蛋白質中含

量很少；蛋氨酸在大豆、花生和肉類蛋白質中相對偏低，所以賴氨酸和蛋氨酸（尤其是賴氨酸）是按人體需要及其比例，在食物蛋白質中最顯缺乏的氨基酸（稱為限制氨基酸）。目前世界上許多國家普遍采用賴氨酸加入大米、面條、面包、餅干以及飲料中，如市場上供應的賴氨酸面包和餅干等。3．無機鹽強化食品

近年來推出的“平衡健身鹽”或稱“健康平衡鹽”是微量元素應用的典型產品。根據高血壓患者是由于鈉高鉀低鎂鈣不足等原因造成的論斷，人們有意識地改變食鹽中鈉、鉀、鎂、鈣的配比，并增加其他有益微量元素的含量，補充和調節人體內幾十種元素的平衡。經臨床應用和上千萬人食用證明有多種療效。一是能調節體液中鉀鈉等多種元素的平衡，使人體處于最佳的元素構成狀態，它能使92%的高血壓患者血壓降至正常，也能使78%的低血壓患者血壓升至正常，并具有雙向調節心律的作用。二是可促進兒童生長發育，改善兒童厭食癥，并可延緩機體的衰老而減少老年病的發生。三是可降低膽固醇和甘油三酯，對心臟病有輔助療效。健康人食用這種鹽無不利影響。現在，全國各地已通過食物鏈生產和研制出如富硒營養蛋、富鋅菜葉、葡萄糖酸鋅等多種強化食品。

在使用營養強化劑時，應注意不要影響食品原有風味，并保持營養素的合理平衡，防止過量攝入而導致代謝紊亂，甚至中毒。其用量必須?quot;中華人民共和國食品營養強化劑使用隆重標準“為依據予以嚴格控制。

1．4 食療學與藥膳學

一、食療學

所謂食療學，就是以營養理論為指導，系統地探討和研究飲食和養生的方法和規律的科學。

（一）、特殊要求的食療

出于減少醫療開支、延長工作年限和增強身體活力的愿望，人們提出了許多食療和食補方案。1．調劑飲食。對正常飲食作某些變動為那些不宜采用普通飲食的人提供營養的模式。

（1）普通流質。將食物烹調、勻漿，濾去渣后取汁，適用于無牙齒者、不能咀嚼和吞咽固體物的病人、運動員（因賽前和比賽期間液體食物比固體食物更易從胃中排出）、減輕體重者。①清流質。包括飲料、脫脂的清燉肉湯，用于需要清除結腸中的殘留物、嚴重腹瀉失去消化力者或病危者恢復初期練習用口進食，其特點是缺乏各種主要營養素，但可維持機體的水分平衡。②全流質。勻制很細的食物，大多用家庭食品加工器打碎，包括魚、肉餡及肉汁、菜汁、果泥等，用于需管飼的病人及臨賽的運動員，特點是營養豐富、消化吸收快。

（2）軟食。是全流質膳后向正常飲食過渡的食物，適用于中期恢復的病人、咀嚼或吞咽有困難者，主要有專用面糊、湯粉，即精制的全麥粉、玉米粉。煮爛的肉泥及雞蛋羹等，其特點是富營養，稀稠可調節，可適當摻入菜汁、果汁。

2．專用膳食。針對特殊情況設計的飲食。

（1）要素膳食。其特點是沒有纖維和其它不消化的物質，而含有充分的營養”要素“，不經消化即被完全吸收。實際上是飲食學和醫學結合推出的新型醫療制劑，應用得當可挽救垂危病人。主要有：①低滲制劑。低摩爾滲透壓濃度（300單位）的膳食制劑，典型配方為60％糖（葡萄糖和蔗糖）、12％蛋白質（如雞蛋蛋白）、28％脂肪（植物油）以及添加的礦物質和維生素；②高滲制劑。即高摩爾滲透壓濃度（810單位）的制劑，典型配方為80％糖（葡萄糖）、15％以上的純氨基酸（若病人不能消化蛋白質，就必須提供氨基酸的純品）及少量蛋白質和其它添加劑。要素膳食適合嚴重腹瀉、燒傷、腸炎、胰腺炎患者，短期內效果明顯，但不可久用。

（2）清淡飲食。用于結腸炎、食道炎和潰瘍等患者，這些病的共同點是消化器官運動過激，消化液分泌太多，應選擇無刺激性、可發酵的糖類和難消化物質含量低者，通常為奶制品、嫩蛋、馬鈴薯泥、軟爛的蔬菜等食品。但這類飲食易導致營養不良，只能用于急性期。

（3）限制性飲食。針對特殊要求改變某些營養素的攝入，主要有：①限糖。主要用蛋、魚、肉及奶，不加糖，適合胃切除患者的傾倒綜合癥（由于已沒有胃。食物迅速淤積即傾倒在小腸里，引起交感神經系統反應，導致惡心、發抖等）及幼年期糖尿病的治療。②限脂。主要用水煮蛋、瘦肉、果汁及脫脂奶，適合膽道和胰病變造成的脂肪性腹瀉（脂肪痢）患者。③限制膽固醇和飽和脂肪。主要用面包、谷物、蛋白、41

魚、瘦肉、青豆等，適合防治某些高脂蛋白血癥如有早期心血管病或血管病家族史、有意外心臟病或中風趨勢、體重超標過多并有高血脂及血液過稠、異常快速凝結的患者。④限鈉。飲食中不加鹽，適用于高血壓病及充血性心衰。肝硬化及一些腎臟疾病、營養不良引起的浮腫。

（4）特殊病的飲食措施。①糖尿病。應進行嚴格飲食控制以減少對胰島素的需要，可用高碳水化合物（淀粉，不是糖）、低脂肪飲食以改善其葡萄糖耐量。②心臟病。用低膽固醇、低熱能、低脂肪、低鈉、低糖的飲食，如每周最多4只蛋，不超過5～10毫升油脂，高蛋白如瘦肉、綠葉蔬菜和低脂奶制品，適量面包和土豆。③貧血。用富鐵食物如人造奶油炒豬肝（29毫克％）、小麥－大豆粉（21毫克％）、甘蔗廢糖蜜、麥麩、煎牛肝、燉牛腎、脫脂大豆粉等。

（5）特定要求的食補

①嬰幼兒。含銅的食物如牡蠣肉、龍蝦、蘋果醬、香蕉、燕麥粥、雞肉面、梨和菠蘿汁、牛肝等有助長高。在保證蛋白質供應的條件下，蜂王漿、維B、海帶有助于發育。硫酸鋅糖漿及含鋅量高的食物如羔羊肉、肝、小牛肉、速溶茶、麥芽、脫脂豆粉、蛋黃粉、蟹、鱒魚、芹菜、可可粉，燉牛尾等適用于食欲低、偏食、佝僂的小兒。另據報道，花粉是助長兒童發育的好食品，由蜂蜜和花粉制成的保靈蜜有提高血紅蛋白及紅血球功能的作用。鈣和磷的補充在生長的各階段均極重要，而牛奶、骨汁、魚能提供豐富的鈣、磷。

②孕婦。孕婦對鐵的需要量很高，若不加注意就會得妊娠貧血。妊娠期間既要維特母體的血紅蛋白，又要供給嬰兒鐵貯存以生成血液，大約每日應補足30～60毫克的鐵。宜用的富鐵食物除前已述及的外，還有麝香草、芹菜、魚粉、人造黃油炒豬肝等。應增加膳食容積的食物如生吃的蔬菜、燕麥粉、全麥麩等粗糧以防止便泌。適當減少食鹽量以防止浮腫和妊娠血癥。豐富的牛奶及強化的維D和鈣、磷質。

③運動員。長跑運動員需要較慢地產生能量而不致形成可引起痙攣的乳酸。大雁可連續飛行數百千米，是由于肌肉纖維中的脂肪和糖元標準高，便于緩慢而持續地釋能。為了提高耐力，常常利用糖負荷的技巧，即在長跑前3～4天主食高脂肪、低糖的飲食，從而耗盡體內的糖元。然后在競賽前一天改用高糖飲食，可使肌肉中的糖元比正常高3～4倍，因而提供比賽時的高能。短跑、舉重運動員，則需要短期內爆發巨大的能量。近距離飛行的野雞，肌肉纖維中糖元高，有很好的爆發力。為快速供能，使用含葡萄糖和近似血液組成的流汁（一般不含脂肪），可迅速進入腸道被吸收，在0.5～1小時內釋能。由于運動加快了乳酸的代謝，阻止了疲勞的發展，是各類運動共同的優點。為此，運動員可在訓練時食用大量發酵的奶制品（如含乳酸多的酸乳酪）。為防止運動員在退役后發胖及職業病，應當注意從開始運動生涯起就使飲食合理而平衡。每天飲用如牛奶、湯、燉菜等2升液體，以減慢心跳和補償失水。經常檢查運動時身體失水情況（用稱量運動前后的失重計算），并用含糖、鹽、礦物質和維生素的飲料補足。用鹽片比在水中加鹽好，因為可防止過量用鹽，而且習慣性用鹽會引起高血壓及老年疾病。

（二）、飲食不當引起的病癥

飲食不當包括特定成分的欠缺或過量，常會引起疾病，這是現代營養學研究的重點內容之一。1．由多種營養素失當引起的常見病

（1）糙皮病。由主食玉米缺乏煙酸及色氨酸引起。患者皮粗糙，嚴重者類似蛇皮，遍及全身，最后蔓延至臉，也稱癩皮病。這種病源于飲食而不是傳染。玉米中含煙酸，但其50～80％呈結合態，以無生物活性的尼克酸－糖配合物形式存在。已用狗證明煙酸和煙酰胺是有效的治療劑。大量食用玉米餅的黑西哥人以及哥倫比亞人卻不得糙皮病，原因是他們在加工玉米粉時加了石灰水或碳酸鉀，從而釋出煙酸，在營養上得以利用。

玉米含10％蛋白質，但是一半是油溶性的，不能被有效利用，尤其缺乏兩種必需氨基酸即賴氨酸及色氨酸，前者欠缺造成負氮平衡，使蛋白質分解并被排出；后者是生成重要神經傳遞物質5－羥色胺的前體，影響更大。用多樣化的特別是豐富的肉、奶、蛋的飲食可有效防治糙皮病，尤其要注意兒童不能單靠玉米喂養和生存。

（2）腳氣病。由主食大米及慢性酒精中毒引起。患者腳發生水腫、腿上有釘刺感、嬰兒叫聲微弱等，引起腹瀉、心悸、嘔吐直至死亡（2～5個月的嬰兒死亡率很高）。其原因是缺乏硫胺素（維B1）、核黃素（維B2）及鈷胺素（維B12）等復合維B。這是一類水溶性的維生素，是糖代謝產物丙酮酸、乳酸進一步分解的輔酶。當維B1缺乏時，體內這些酸就會積累而手足麻木、神經衰弱等，由于是水溶性的，它們

常保存在米湯中，所以蒸飯中維B損失嚴重。

有時即使飲食均衡，慢性酒精中毒也會引起腳氣病。因為酒精像糖代謝一樣消耗維B1。此外，它的利尿作用加速了這種營養素的排泄。

（3）壞血病。由于缺乏新鮮蔬菜和水果引起的普遍營養不良癥。患者開始感到虛弱，繼而牙齦腫脹出血、全身不同部位皮下血瘀，有時突然死亡。這種病早年在遠洋船隊中很流行，同糙皮病、腳氣病一起構成死亡率極高的飲食疾病，造成過整個船隊、地區甚至民族的人煙絕跡。但是也是通過這些病的防治研究，于1912年產生了維生素概念，開創了現代營養學的新時代。已知壞血病主要由缺乏維C（也稱抗壞血酸）而引起，但它的特殊生化作用迄今尚不清楚。它有助于骨膠原的形成和保養，促進酪氨酸和色氨酸代謝和鐵的吸收，作為抗氧化劑保護維A和維E及不飽和脂肪酸發揮作用。

美國的鮑林（L2Pauling）于1970年出版了《感冒與維C》的專著，盛行一時。在他的倡導下，抗壞血酸片劑備受青瞇。據稱每天服大劑量維C（200～300毫克為正常量的5倍）可防感冒，而且還可預防癌癥。然而有人認為超量維C會增加尿液中的草酸和尿酸，促進鐵的過量吸收，從而導致尿結石和缺鐵。

維C最豐富的天然來源是西印度櫻桃、薔薇果（含量高達1743毫克％），可將它們提汁或釀制成茶。此外，松尖也富含維C，常用于防壞血病。食物中生紅辣椒、歐芹、芥菜等均是其優質來源。桔汁、葡萄汁、西紅柿汁等甚至成為維C的同義語。

（4）結石。主要有膽結石和腎結石等。按其化學成分結石分有機類和無機類，前者為膽固醇硬變，后者則為不溶性鈣鹽（膽色素、尿酸、草酸或磷酸的鈣鹽或結合物）。形成結石的確切原因尚不很清楚，估計飲食不濟是重要因素。

①膽結石。是過量攝入膽固醇、脂肪，而纖維、卵磷脂、各類氨基酸和維生素太少的緣故。因為膽汁中的膽鹽和卵磷脂的聯合作用能使膽固醇乳化并增溶，兩者缺一都可能使膽固醇析出，而維C是形成膽鹽不可缺少的。

②腎結石。是高磷低鈣、高鉀、動物蛋白食物過多，而維A過少、脫水嚴重的結果。預防辦法是不偏食鈣、磷、動物蛋白、膽固醇過高的食物，多飲水防止體液及尿液過濃稠。2．特殊癥。由某種營養素不當引起。

（1）維A不當。①夜盲癥。是常見的維A缺乏癥。輕者為干眼病，角膜發炎，因為維A是眼球視紅質的前體。維A缺乏不能生出足夠的引起視感的化合物。②皮膚粗糙。損傷上皮組織及粘膜，使它們變干。維A過多會引起食欲不振、掉頭發、骨髓增生等有害癥狀。從食品特別是肝和胡蘿卜攝入的營養素不會致毒，因它們不會快速轉化成維A，但若過量使用魚肝油丸等補品而不搭配維C，則可招致維A過多。

（2）維D不當。維D稱為陽光維生素，其重要性在于調節鈣和磷的代謝作用，促進它們在腸道的吸收，影響骨髓無機化過程。與維D有關的病有：①佝僂病。即使飲食有足夠的鈣和磷，若缺少維D，骨仍不能正常鈣化，鈣鹽和磷酸鹽的沉淀不正常，于是骨骼軟、易彎、易變形，在機體的壓力下造成螺圈腿、雞胸等，還會手足抽搐、骨折。②血鈣增高。這是由維D攝取過多引起的。這時鈣在腸內的吸收不正常地增加，在軟組織（心臟、腎小管等）內不規則地沉積而鈣化，通常會過度口渴、體弱、便秘，兒童生長緩慢，引起血鈣過多綜合癥，最終也會致命。正常地曬太陽、攝取富含維D的食物（如各種魚、牛奶、肝）就不會引起維D過剩，只有在大量使用藥物如飲食補充劑后才會中毒。維D的劑量每日不應超過400單位，考慮到食物及曬太陽等，每日補充量不宜超過100單位，相當于1克魚肝油。

（3）生物素。是一類水溶性含硫復合維生素，也是轉移二氧化碳的輔酶，參與脫羧和脫氨作用。當服用生蛋清（含抗生物素蛋白）或食用缺生物素膳食同時服用磺胺藥時，會得生物素缺乏癥。其癥狀是干燥的鱗狀皮炎、嘔吐、舌炎、肌肉疼痛等。優質生物素食物有啤酒酵母、煨雞肝、大豆粉、羊腎、花生醬、炒雞蛋等。

（4）鈣。占人體2％，維持骨和牙齒的構架和強度，調節心搏（要是沒有鈣，心臟就不能保持連續交替地收縮和舒張），傳遞神經沖動，保持肌肉的收縮能力，激活脂肪酶，有助于血凝（防止由于血管壁破裂引起的致死性出血）。①缺鈣。病癥有生長發育遲緩、骨和齒疏松、骨骼畸變，有關的疾病有佝僂病、骨質軟化癥、骨質疏松癥（常見于50歲以上老年人）、高鈣血癥（維D劑量過高）、低鈣血癥（手足抽搐、肌肉痙攣）、腎結石等。②干擾鈣吸收。膳食因素有維D缺乏（使吸收鈣所必需的鈣結合蛋白質減少）、鈣－磷比例失調（大多為1：1.5～1：1.6，理想值是1：1，過多或過少會干擾其中之一的吸收并增加其

排泄）。草酸、植酸（形成不溶性鈣鹽）、脂肪過多（皂化作用成脂肪酸鈣排出）、精神因素（神經極度緊張、擔憂）、運動少、老年人可導致負鈣平衡，即使膳食中鈣很充足也無濟于事。③增進鈣吸收。膳食因素有充分的維D供應（維D或其衍生物2，5－羥膽鈣化醇可以誘導體內合成鈣結合蛋白質，有利于鈣通過腸壁、蛋白質（釋出的氨基酸特別是賴氨酸形成易吸收的可性鈣鹽）、乳糖（鈣的吸收增加與小腸中水解乳糖酶活性有關）、酸性介質（大部分鈣吸收作用在十二指腸中進行）。④富鈣磷食物。牛奶、冰琪淋、酸奶、海產品中的Ca－P比值合適。綠葉菜中鈣多磷少，肉類鈣少磷多，它們分別是鈣、磷的極好來源。廢糖蜜和大豆粉也有類似匹配關系。蛋黃鈣貧磷富，也應和蔬菜搭配。

（5）某些微量元素或其它成分

①氟。缺氟引起齲齒，并使老年人骨骼更易形成空洞而疏松。但是氟過量的危害更大，會導致氟牙斑、骨折等。飲水中氟量不應超過2.5ppm。海味和茶葉中氟通常高達30～100ppm，間或食用不構成危害。

②碘。其唯一功能是用于合成甲狀腺分泌的含碘激素，該激素可在細胞內調節氧化速率。當碘缺乏時，出現甲狀腺腫。1914年，美國的肯德爾分離出含碘65％的晶體甲狀腺素，開創了微量元素醫學的新時代。某些食物如蘿卜、油菜籽含有致甲狀腺腫因子，它可干擾甲狀腺素的利用而產生甲狀腺腫。烹調可破壞上述因子的活性，足夠的碘供給也可抑制消除這種活性。成人每日需50～70微克碘，1斤蔬菜即可滿足。經常食用海帶（干品含碘60000微克％）更佳。

③鎂。有多種功能：是骨與牙齒的組分之

一、細胞代謝的必需元素、是轉移酶的激活劑，能緩解神經沖動和肌肉收縮。缺鎂的特征是肌肉痙攣、心跳過速、精神錯亂、幻覺、厭食和嘔吐。疾患通常起因于酒清中毒、嚴重的腎臟疾病、急性腹瀉和惡性營養不良。鎂的推薦量約300毫克/日。可可粉、速溶咖啡、大豆粉、花生是其優質來源。

④錳。參與骨骼形成和其它結締組織生長、凝血、胰島素作用，并激活代謝中的許多酶，為生命所必需。缺錳的癥狀有生殖能力差、生長受阻、后代先天性畸形、骨形成異常等。特別是當維K缺乏時如不補充錳，則僅補充維K不能糾正血凝不正常現象。每日攝入量應控制在2～9毫克，其豐富來源有大米、小麥、大豆粉、花生等，尤以核桃（15.2毫克％）、生姜（17.8毫克％）為高。近來發現綠茶也富含錳（約10毫克％）。

⑤硒。是體內有毒物質如砷、汞、鎘的有效解解毒或拮抗劑，存在于肝、心、肺、眼睛水晶體和血漿中，保護其細胞不受損傷。和維E有協同作用。缺硒可能導致癌、白內障、肝、心臟病變，并影響衰老過程。硒的日推薦量為50～200微克。富硒食物有魚粉、黃油、啤酒酵母、龍蝦、豬腎、胡蘿卜、牡蠣等。

⑥鋅。參與各種代謝，為人體全面發展所必需，對于骨化、傷口愈合尤為重要。缺鋅的特征是食欲不振、兒童生長停滯、味覺消退、毛發顏色變淡、指甲白斑等，嚴重者會出現性腺機能低下和侏儒癥。鋅日推薦量為10～15毫克。富鋅食物有牡蠣、芝麻、芹菜、蛋黃、牛肉等。

⑦鐵。人體含鐵約4.3克，遍布于血液和肌肉中。缺鐵導致貧血從而影響人體的全面生理功能。據1989年報道，我國上海第二軍醫大學在耳聾治療方面取得突破性進展，首次提出缺鐵可以引起感覺神經性耳聾的觀點。患者血清鐵含量明顯低于正常人。數百名耳聾者用鐵劑為主治療后，聽力明顯好轉，血清中鐵量升高。研究表明，缺鐵時內耳含鐵酶活性降低，導至血管萎縮、螺旋神經節細胞減少和聽力細胞靜纖毛損傷，從而引起感覺神經性耳聾。富鐵的食物有海帶（88毫克％）、海參（78毫克％）、紫菜（36毫克％）、牛肝（10毫克％）等，宜定期食用。

二、藥膳學

藥膳學就是研究以中藥為配料的膳食的科學，為我國所特有，是食品化學的一個分支，與中藥學有密切關系。藥膳學的基本內容包括藥膳學的基礎理論和藥肴的一般制作方法。

（一）、藥膳學概說 1． 醫食同源論

中醫藥學發展史上曾有一階段是將醫和食緊密結合的，將醫分為食、疾、瘍、獸四種而以食醫為首，迄今中醫仍重視膳食療法，這種方法在日本很盛行。醫食同源論繼承了這一思想，并發展成為藥膳學特有的病源論和食醫論。

（1）病源論。藥膳學認為”病從口入“，所以應以預防為主，從食物防病著手。一旦得病，亦”先以食療，食療不愈，后乃用藥“。藥膳學認為應”寓藥于食“，藥可以食。從廣義看，食也是藥。對老年人尤其

如此，因老人一般厭藥而喜食。就抗衰防老而言，醫與食是”異曲同功“的。

（2）食醫論。藥膳學的食醫包括食補、食治、食療諸方面。所謂”藥膳“，就用有滋補、保健或治療作用的藥物，通過單獨或與一般食物一起精心烹制既是藥物又是食品的主副食，特別是菜肴，可稱為藥肴。2．藥肴的制作

藥肴不同于一般菜肴，其制作要求和制作方法均有相應的特點。

（1）要求。①保持或強化藥效。這是首要的基本要求；②可食性(最好味道精美)。由于中藥大多有明顯異味，這一要求限制了藥物的選用范圍也提高了對入膳藥物的選用規格；③慎重考慮藥、食之間的相克作用和復雜化學反應可能引起的毒性及不良后果。

（2）一般方式。主要有3種投料方式：①藥、食同時上席。如人參清蒸雞、蟲草（冬蟲夏草）鴨，要求藥物有較好的色、香、味。通常這類藥材較名貴；②藥不上席。烹制前將藥物用特制的紗布包好，煮后撤去，再經調味上席。如參芪砂鍋魚頭、歸地燒羊肉等，這類藥滋補效果好但有異味，且藥渣不宜食用；③藥食分制。將藥煎汁后加入菜中再上席。如山楂肉片、首烏肝尖，這類藥中有某些油溶性成分不宜與菜同煮。

（二）、中藥養生方法 1．中藥的生理功能

（1）一般生理功能。中藥的養生作用是通過它對人體各系統的特定生理功能體現的，主要有：①中樞神經系統。疲勞和衰老首先受中樞神經控制，用刺五加根片及酊劑治療神經官能癥有效率達90％；②內分泌系統。疲勞或衰老時各處腺體功能減退，當歸、白術、三七等扶正固本藥物，實際上是使機體內分泌能力提高；③對代謝的影響。生命活力的特征是代謝旺盛，補虛名藥如人參、黃芪、生地等有促進代謝的功能；④免疫功能。由于各種疾病，特別是艾滋病使機體抵抗力下降，即其細胞免疫能力大大減弱，?quot;支柱”T細胞減少到正常情況下的70％或50％，甚至更低。如日本東京大學伊藤正彥證實甘草的有效成分甘草甜素對艾滋病有療效。

（2）某些特殊功能。某些中藥對人體有特殊作用，主要有：①抗腫瘤。絞股藍、人參、白術有抗基因突變及防癌變功效；②增強細胞分裂。美學者海爾弗利早在1961年就做過實驗，他將胎兒的細胞放在培養液中不斷分裂和繁殖可達50代，而用黃芪作培養液組分，傳代次數可增加到88～98；③抗血凝。生蒜可防止動脈粥樣硬化、冠狀動脈血栓和中風，現已闡明大蒜含有由蒜素縮合而成的阿霍烯，有抑制血小板凝聚的活性。

＊2．中藥養生藥物和方劑

（1）養生藥物。著名的有：①人參。2000年來積累了不少人參應用知識，《本草綱目》稱人參“能大補元氣、固脫生津、安神益智、補五臟、止驚悸”等。即使在夜間，人參亦能增強腦力作用而不影響正常睡眠。可抗疲勞提高體力勞動能力。將小白鼠置水中游泳直至疲勞沉沒，給予一定劑量人參，1小時后再使游泳，時間可延長34％，其機理可能是降低耗氧量所致。具強壯作用即提高機體適應性。人參可顯著提高對氣溫變化、失血的耐受力，如用人參治療刀傷效果很好，可能是人參皂甙影響垂體腎上腺皮質系統。②西洋參。作用類似人參，原產美國（稱花旗參），現我國京郊懷柔亦引進生產，藥性較人參溫和，男女老少皆宜。

（2）養生方劑。主要有：①獨參湯。據《景岳全書》稱，用15～30克人參煎服，可治氣衰瀕死、婦女難產昏厥、手足已僵冷、脈微欲絕者；②參附湯。人參、制附子各15克，加生姜3片，紅棗3枚，水煎分次溫服，治衰竭虛脫；③養營湯。黃芪、熟地、當歸、白術、茯苓、遠志、桂心、五味子、炙甘草、人參、生姜、大棗各15克，水煎服，治身倦體瘦、驚悸健忘、氣血蛔恪⒋誆渙病⑵⒎紋櫚齲鍪視糜諫硤逍槿跽擼虎蕓顧ジ唷Ｂ谷住⑷伺摺⑼踅扔肴瞬位旌咸崛≡偌庸ぶ聘啵虎菘估戲浪サぁＳ苫憑⑹孜凇㈣坭健⒆蝦映怠⒘廴狻⑵咸迅傘⒘印④褪怠⑸ｉ⑸揭┌局貧傘?

（三）、常見的藥膳食譜

我國藥膳歷史悠久。東漢張仲景提出了百合雞子湯、當歸生姜羊肉湯等典型名品。唐代孫思邈《千金要方》中列舉了中醫藥膳241種，后來發展成《補養方》、《食療本草》。宋代王懷隱《太平圣衷方》記載了28種病的藥膳療法。如鯉魚粥、黑豆粥（治水腫），棗仁粥（治咳嗽）等。元代宮廷御醫忽思慧《飲

膳正要》介紹了藥肴94種，湯類35種，抗衰老處方24個。明代李時珍《本草綱目》、清代袁枚《隨園食單》等更臻完善。歷經各代膳學家的不斷豐富和改進，迄今包括菜肴、湯羹、甜點、米面食品、藥粥、飲料汁液、蜜膏、藥酒等藥膳品種已達300種以上，每種藥食的制作均有講究，下面介紹幾個共同的注意點及若干名譜特征。

1.5 老年保健

一、年齡和壽命 1．老年

迄今生物學界尚未對“老”作出定義。我國典籍就年齡的劃分有艾（50歲）、耆（60歲）、老（70歲）、耋（80歲）、耄（90歲）和頤（100歲）之別。杜甫名句“酒債尋常行處有，人生七十古來稀”，也把70歲定為老年。目前，國際老齡化社會的標志是65歲以上人口占總數的7%。據人口普查顯示，2000年我國老齡人口已達8600萬人，達7.2%，說明我國已進入老齡化社會。這里把65歲劃入老年行列。其實，隨著人們生活水平和生活質量的提高，現在65歲的人身體狀況和精神狀態都還不錯，很多人總體上看并不顯老。2．壽命

指生存的期限。人到底能活多久？目前有3種推算方法：①成熟系數法。根據動物試驗推測，按照性成熟年齡和胎齡的對比，確定成熟系數為8～10，人的壽命應為125～144年；②壽命系統法。日本人蒲豐根據大量實驗和經驗提出哺乳動物的壽命約等于生長期（即生長發育年齡）乘以壽命系數（大約為5～7）的推算方法。例如人的生長期為25年，則壽命應為125～175歲。也可以用“壽命＝青春期＊13”的公式來推算；③細胞分裂法。由美國人海爾弗利提出。他根據胎兒羊毛膜細胞分裂約50次，周期為2.4年推算出人的壽命應為120年。盡管現在大部分人的壽命還遠低于以上理論值，但這為人們指明了努力的方向和目標。事實上，世界范圍內120歲以上的長壽人已經為數不少。我國100歲以上的老人已經超過3000多人，其中2/3是女性。

二、老化因素及病變 1．老化因素

人體內存在并不斷產生許多引起老化的因素。主要有：

(1)殘余不潔物質在體內積累。例如呼吸充滿塵粒的空氣，使灰塵在肺內積存，最終達到破壞細胞和組織正常功能的程度；

（2）膠原蛋白的硬化。構成血管壁、骨骼、皮膚和肌腱主要成分的膠原蛋白由于氧化、聚合，逐漸失去彈性而萎縮；

（3）固有的老化過程。細胞在不斷的死亡和再生，某些重要組織的細胞死亡速率大于再生速率，而營養不能及時跟上或營養素不能被充分利用，這時組織就會老化甚至死亡；

（4）神經組織的退化。神經在人出生前就開始發育，并在人的一生中發揮作用，但由于營養不夠或各種刺激，使神經細胞受到損害、失控和不能修復。例如糖尿病、肥胖癥、精神分裂癥等都加速神經組織的老化，實際上幾乎任何疾病都影響到神經；

（5）自體免疫。人體產生一些進攻自己組織的抗體，如關節炎、腎炎、心肌炎等都部分地由自體免疫引起。2．病變因素

年齡老化過程中體內的病變是全面發生的，主要有：

（1）體格構成失調。肌肉消耗，脂肪比重增加。由于肌肉是人體氨基酸和蛋白質的主要倉庫，可以應付生命危急時的能量需求。而身體構成的這一改變，降低了老年人的應變能力和對病變的抵抗力；

（2）骨骼。鈣質損失加劇導致骨腔變空而薄，骨質疏松，內多脂肪；

（3）腦及神經功能降低。由于不可能有新的神經細胞形成，所以隨著年齡老化，老年色素沉積，人體其它部位的代謝物對腦的毒害加重，腦組織逐漸減少，神經沖動傳導速度降低，反射遲鈍，感官如耳、舌、眼的功能均衰退；

（4）皮膚及頭發老態明顯。由于皮下脂肪損失，皮膚變薄、松弛，色素沉積為老年斑。由于營養供

應不夠，頭發黑色素難以維持而發白，甚至脫落；

（5）循環和內分泌系統失調。40歲以上的人分泌胃酸的細胞開始萎縮，從而影響消化。心肌纖維的彈性降低，心搏率和泵血量都逐漸減少。其它體液如胰液、膽液等也都減少。

三、老年保健

（一）常見老年病 1．骨質疏松癥

由于年老而發生的骨頭大量損耗稱為骨質疏松，通常按頜骨牙槽骨、背脊柱和長骨的順序依次劣化，造成掉牙、骨折，且難以愈合，身高降低。（1）致病原因

缺鈣、缺維D、缺少運動等。因為缺少運動，就會導致鈣從尿中大量排出。婦女絕經后因雌性激素停止分泌必然引起骨骼失去補充鈣的刺激作用。多種原因造成骨損的自發傾向。（2）治療和預防

主要措施有：補充每日膳食含鈣量達1000毫克，用氟化物、維D及鈣進行聯合作用（含氟的骨骼對去礦物質化作用有更好的抵抗能力），經常運動使骨骼改善鈣的利用，控制每日蛋白質攝取量（每天46～56克）或補充鈣維持平衡。2．老齡關節炎

即骨關節炎。由于關節勞損所致，最易受損的是負重關節如膝關節、踝關節和脊柱。癥狀主要有：膝蓋、背部和手指疼痛，很少引起畸形或變瘸，受損關節能發出嘎吱響聲，活動時疼痛加劇而休息時減輕。和風濕性關節炎不同的地方在于不產生皮下結節，也不伴有發燒和體重下降等。可采用節制活動、熱敷、服用阿斯匹林、在關節疼痛處注射可的松或促腎上皮質激素等方法治療和預防。3．老年性癡呆

其癥狀主要表現為遺忘、判斷能力、計算能力減退等，以精神敏銳性降低為特征，俗稱“老小孩”。與所有退化性疾病一樣，對老年性癡呆也是“防勝于治”。通常食用膽堿和煙酰胺豐富的食品如肝、腎、瘦肉、堅果、花生醬等及維B豐富的食品如心臟、魚等。這種病主要屬于精神和心理病態，也就是“心理老化”。研究表明，人的智力的維持和發展與年齡并無直接聯系，而主要取決于文化素質和大腦的運用，所以老年人多從事智力活動有益健康。

（二）衰老的防治

1．返老還童的藥物

從秦皇漢武甚至更遙遠的古代起，人們就在尋找某種仙丹妙藥，企圖使人長生不老或返老還童。這種幻想驅使人們進行種種探索與實驗，煉丹術曾盛行一時，但在古代和近代都沒有得到很好的成功。現代科學認為研究某些特殊的藥物或療法，使人恢復青春，在垂老之年仍保持健康和活力是有意義的，也是可能的。例如：

（1）人參

人參作為藥用已有數千年的歷史了。明朝李時珍所著《本草綱目》稱人參有“久服輕身延年”之效。用人參治療因年老智力減退、記憶力衰退、思維遲鈍者，一周見效，二周有明顯改善，一月后可見穩定的強壯作用。盡管人參中“輕身延年”的化學組成和作用機制尚未十分清楚，但人參具有防止細胞衰老的功能已為人們所公認。

（2）年輕素

這是日本學者提出的一種細胞融合技術，可使人的衰老細胞復新。實際上這是一種借助遺傳工程技術來解決衰老問題。比如有一種金魚的鰭部細胞可以不斷分裂達8年之久，原因是這種細胞含有年輕素。有人就設想把它植入人的細胞中，則人的返老還童之夢想就有望成為現實。

（3）注射某種激素

1869年法國物理學家布朗2基卡爾曾用豚鼠睪丸的提取物給自己注射，獲得短期的復壯效果，現在認為這是雄性激素睪甾酮的作用。20世紀30年代，某些體質虛弱者通過切除輸精管和植入動物睪丸，可在一定程度上達到恢復青春之目的。后來有人服用干的“猴子腺體”或甲狀腺制品作為滋補品以加速代謝速率。

（4）降溫藥物

使用某些藥物于下丘腦體溫調節中樞，可望因降低體溫而延長壽命。據模式研究表明，如能體溫降低2.3℃，人的壽命可達百多歲；如能降低7℃，則可達200歲高齡。有人曾做過動物試驗：注射適量的巰基乙胺、維E、維B12可延長大鼠壽命5～30%；注射二甲乙醇胺對乙酰胺苯甲酸（膽堿的前體）、亞硒酸鹽或某些抗氧化劑，可延長40～80%；注射核酸、溴化鈉、磷酸強的松龍等制劑，可使壽命成倍增長。

（5）微量元素

老年人與年輕人相比，某些營養元素如腎中的鐵、錳，肝中的溴、鉬、銣，血清中的硒、鋅等逐漸下降，而有毒元素如鉛、鎘、銻、鋁則增加。從理論上講，只要能適當補充營養元素，減少有毒元素，就可以延緩衰老。如日本人用蘋果治療鋅失衡癥，取得明顯療效，稱為蘋果療法。

（6）超氧化物歧化酶（SOD）

SOD有防止皺紋、色斑等衰老現象的效果。本品可從動物血液中提取，并加入人參、黃芪等中草藥及部分天然植物營養成分，制成護膚用品，可防止色素沉著、局部炎癥；也可制成浴液，促進皮膚血液循環，脂質豐富以防皺。

1.6 減肥研究

肥胖是一種病態，易導致高血壓、內分泌失調、氣喘癥狀；由于行動不便，限制了人的活動能力，降低了體質，影響到免疫功能；老年肥胖者更容易癱瘓；從美容方面考慮，人們普遍不喜歡肥胖。減肥已成為一個世界性課題。以食肉為主的國家，肥胖者約占20%，尤以中老年為多。一般只有在體重超過由身高計算得到的正常體重（身高厘米數－100，千克）的1.5倍時，才認為需要減肥。有人提出用苗條指數來表征身高和體重的匹配性或身材的勻稱性。

肥胖的表現是皮下脂肪積累，通常集中在腹部、臀部和大腿。主要原因是攝入熱量過多，也與從幼年時代起飲食不協調（脂肪攝入過多），然后導致內分泌失調，使分解脂肪的酶功能受抑有關。由于肥胖者人體中各種營養已形成平衡，所以減肥只能是漸進的。

人們對減肥問題的研究由來已久。1．限食試驗

所謂限食就是限制進食熱量。尤其是脂肪，但保證其它營養。1934年，美國的馬凱伊研究了限食對幼鼠壽命和活動的影響。結果表明：任意取食的對照組大鼠的骨架在175天齡停止生長，而限食組到500、700乃至1000天后仍在生長；當對照組在兩年半內全數死亡時（它們的一般壽命為2年），限食還剛剛在生育，后來普遍活了3～4年，即壽命延長50～100%。后者的活動能力高，而且腫瘤發病率低得多。直到1976年還有人重復了類似試驗。但對人的實驗證據欠缺，而且缺少理論解釋和限食程度的說明。然而，這一結果仍表明一定的限食并無壞處。2．專用減肥療法

這是近60年來主要在美國推行的一些減肥療法。如：

（1）斯蒂爾曼飲食法

這是一種主要控制糖的飲食法。除糖以外，其它均不限制。實踐證明，此法初期可減重，但長期效果不佳。

（2）梅奧飲食法

在餐前吃一個葡萄柚。據稱葡萄柚含有特殊的可為人體吸收并能溶解脂肪的酶，但尚未證實。

（3）其它飲食法

如“女乘務員飲食”、“滑雪隊飲食”、“嗜酒者飲食”等方案，都是以抑制食欲從而達到減肥的目的，實際上沒有取得很大的成功。3．藥療和手術

藥物減肥主要是內服脂解酶或服用某種生物堿以加速脂肪水解。國內市場上曾出現減肥茶或減肥霜，后者是通過皮膚滲入脂解的藥物。手術減肥即切除皮下脂肪。由于肥胖是長期形成的，涉及消化、能量轉換、體內代謝等各個方面，并非短期減食所能奏效。目前研究的重點放在飲食控制和適當體力活動上。

世界衛生組織以及國內外的營養學家在研究了以往的減肥方案后，大都認為應從改善飲食習慣入手，48

調整體內的代謝和分泌使之建立起新的健康的平衡。這不僅對減肥者，而且對治療糖尿病很重要。以美國營養學家ToPo拉布扎提出的減肥膳食療法效果較好。其要點如下：

（1）不過食。飲食的熱量應定為正常人的一半，約5000千焦，多吃蔬菜，如仍不夠飽，可補充去油的肉湯（如雞湯、魚湯），宜吃煮、燉、蒸、烘和涼拌的食物，不吃油炸食物。

（2）食欲。飲食的色、香、味要好，能引起食欲，滿足人的正常愿望，使人覺得舒暢。

（3）營養要充足。除脂肪外，其它成分的配比要正常，維生素、微量元素要豐富，這樣可以逐漸消解和吸收體內已積存的脂肪，逐步建立代謝平衡。

（4）少吃多餐。要經常保持輕微的饑餓感，約七、八成飽，但不要過餓（否則會引起低血糖癥）。把同熱量的食物分幾次攝入能更好吸收，因而可進一步減少食物量，有助于降低膽固醇，而且會防止脂肪作新的聚集。

（5）節律。飲食守時，限酒戒煙，不吃零食和甜食，吃蛋白質高的食物如瘦肉、魚、豆制品、雞肉等，過一種有規律的生活。

第 4 章 毒 物 與 化 學

“病從口入”這一古訓，迄今仍然值得我們牢記。本章主要討論常見的毒物、毒品及其對人體的危害。4．1 有毒化學物質概述

目前世界上大約有800萬種化學物質，其中常用的化學品就有7萬多種，每年還有上千種新的化學品問世。在品種繁多的化學品中，有許多是有毒化學物質，在生產、使用、貯存和運輸過程中有可能對人體產生危害，甚至危及人的生命。因此，了解和掌握有毒化學物質對人體危害的基本知識，對于加強有毒化學物質的管理，防止其對人體的危害和中毒事故的發生，無論對管理人員還是一般公民，都是十分必要的。

一、有毒化學物質的分類

1.金屬或類金屬毒物。常見的金屬和類金屬毒物有鉛、汞、錳、鎳、鈹、砷、磷及其化合物等。

2.刺激性氣體。是指對眼和呼吸道粘膜有刺激作用的氣體，它是化學工業常遇到的有毒氣體。刺激性氣體的種類甚多，最常見的有氯、氨、氮氧化物、光氣、氟化氫、二氧化硫、三氧化硫和硫酸二甲酯等。

3.窒息性氣體。是指能造成機體缺氧的有毒氣體。窒息性氣體可分為單純窒息性氣體、血液窒息性氣體和細胞窒息性氣體三類。如氮氣、甲烷、乙烷、乙烯、一氧化碳、硝基苯的蒸氣、氰化氫、硫化氫等。

4.農藥。包括殺蟲劑、殺菌劑、殺螨劑、除草劑等。農藥的使用對保證農作物的增產起著重要作用，但如生產、運輸、使用和貯存過程中不采取有效的預防措施，可引起中毒。

5.有機化合物。大多數屬有毒有害物質，例如應用廣泛的有機溶劑苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳、汽油、甲醇、丙酮等，苯的氨基和硝基化合物，如苯胺、硝基苯等。

6.高分子化合物。高分子化合物本身無毒或毒性很小，但生產中常用的單體多數對人體有危害。在加工和使用過程中，可釋放出游離單體對人體產生危害，如酚醛樹脂遇熱釋放出苯酚和甲醛，具有刺激作用。某些高分子化合物由于受熱、氧化而產生毒性更為強烈的物質，如聚四氟乙烯塑料受高熱分解出四氟乙烯、六氟丙烯、八氟異丁烯，吸入后引起化學性肺炎或肺水腫。

二、毒物進入人體的途徑及其體內過程 1．毒物進入人體的途徑

毒物可經呼吸道、消化道和皮膚三種途徑進入體內。在工業生產中，毒物主要經呼吸道和皮膚進入體內，亦可經消化道進入。

（1）呼吸道是工業生產中毒物進入體內的最重要的途徑。凡是以氣體、蒸氣、霧、煙、粉塵形式存在的毒物，均可經呼吸道侵入體內。人的肺臟由億萬個肺泡組成，肺泡壁很薄，壁上有豐富的毛細血管。毒物一旦進入肺臟，很快就會通過肺泡壁進入血液循環而被運送到全身。通過呼吸道吸收最重要的影響因素是其在空氣中的濃度，濃度越高，吸收越快。

（2）毒物經皮膚吸收引起中毒亦比較常見。脂溶性毒物經表皮吸收后，還需有水溶性才能進一步擴散和吸收，所以水、脂皆溶的物質(如苯胺)易被皮膚吸收。

（3）毒物經消化道吸收多半是由于個人衛生習慣不良，手沾染的毒物隨進食、飲水或吸煙等而進入消化道。進入呼吸道的難溶性毒物被清除后，可經由咽部被咽下而進入消化道。2．毒物在體內的過程

（1）隨血液迅速分布到全身。毒物被吸收后，隨血液循環(部分隨淋巴液)分布到全身。當在作用點達到一定濃度時，就可發生中毒。毒物在體內各部位分布是不均勻的，同一種毒物在不同的組織和器官分布量有多有少。有些毒物相對集中于某組織或器官中，例如鉛、氟主要集中在骨質，苯多分布于骨髓及類脂質。

（2）生物轉化。毒物吸收后受到體內生化過程的作用，其化學結構發生一定改變，稱之為毒物的生物轉化。其結果可使毒性降低(解毒作用)或增加(增毒作用)。毒物的生物轉化可歸結為氧化、還原、水解及結合。經轉化形成毒物代謝產物排出體外。

（3）毒物的排出。毒物在體內可經轉化后或不經轉化而排出。毒物可經腎、呼吸道及消化道途徑排出，其中經腎隨尿排出是最主要的途徑。尿液中毒物濃度與血液中的濃度密切相關，常通過測定尿中毒物及其代謝物，以監測和診斷毒物吸收和中毒程度。

（4）毒物的蓄積。毒物進入體內的總量超過轉化和排出總量時，體內的毒物就會逐漸增加，這種現

第五篇：第13-14章教案

第13章 機械的調速與平衡

第一講： 13.1 機械速度的波動及調節 課 題： 13.1.1 機械的運轉過程 13.1.2 機械速度波動的調節 教學目標：1.了解機械的運轉過程

2.掌握機械速度波動的調節 教學重點：機械速度波動的調節 教學難點：機械速度波動的調節

教學內容： 13.1 機械速度的波動及調節 13.1.1 機械的運轉過程

機械從開始運動到停止運動的整個過程稱為機械運動的全過程。一般可分為以下三個階段:啟動階段、穩定運轉階段和停車階段，如圖13-1所示。

圖13-1 機械的運轉過程 1.啟動階段

機械從靜止狀態啟動到開始正常工作的過程稱為啟動階段。此階段內驅動力所做的功Wd 大于阻抗力所消耗的功Wr，則有

Wd-Wr =E>0 2.穩定運轉階段

機械保持等速運轉或在其正常工作速度所對應的均值上下周期性波動運轉是機械的穩定運轉階段，這也是機器的正常工作階段。在這一階段做變速穩定運動。

則有

Wd-W r =E B-E A =0

有些機械，如提升機、鼓風機等，其原動件的角速度ω在穩定運轉過程中恒定不變，稱為等速穩定運轉。3.停車階段

撤去驅動力，即Wd =0。

則有

Wr =E

13.1.2 機械速度波動的調節 1.周期性速度波動的調節

對機械的速度波動加以調節，使其速度波動被限制在允許的范圍內，從而減少上述不良影響，這就是調節機械速度波動的主要目的。

圖13-2，在每個周期內，原動件的角速度ω變化規律是相同的，而且其平均角速度ωm 保持不變。

度，即

在工程中常用最大角速度與最小角速度的算術平均值來近似計算平均角速

機械速度波動的程度可以用機械運轉速度不均勻系數δ來表示，即

圖13-2 周期性速度波動

結論：δ越小，機械運轉的速度波動越小。

在一個周期內，系統動能的最大變化量，其大小應等于同一周期內外力對系統所做的最大有用功，即

機械中安裝一個具有等效轉動慣量J F 的飛輪后，速度不均勻系數δ變為

飛輪的轉動慣量用下式近似計算

JF =ΔWmax /ω m ［δ］

2.非周期性速度波動的調節

由于機器運轉速度的波動不是周期性的，且其作用不是連續的，故稱為非周期性速度波動。

防止非周期性速度波動所引起的機器毀壞或停車是調節機器速度波動的另一目的。

第二講： 13.2 機械的平衡

課 題： 13.2.1 機械平衡的目的與分類 13.2.2 剛性回轉件的平衡 教學目標：1.了解機械的運轉過程

2.掌握機械速度波動的調節 教學重點：機械速度波動的調節 教學難點：機械速度波動的調節

教學內容： 13.2.1 機械平衡的目的與分類 1.機械平衡的目的：

消除或部分消除慣性力和慣性力矩的影響，盡可能減輕有害的機械振動。2.機械的平衡問題可分為以下兩類:

（1）繞固定軸回轉構件的慣性力的平衡：簡稱回轉件的平衡或轉子的平衡。

剛性回轉件：

當回轉件的剛性較好、工作轉速較低，遠低于其一階臨界轉速時，轉件完全可以看作是剛性物體，稱為剛性回轉件。撓性回轉件：

當回轉件轉速較高，接近或超過回轉系統的第一階臨界轉速時，回轉件將

2產生明顯的彈性變形，這時回轉件將不能視為剛體，而成為一個撓性體，這種回轉件稱為撓性回轉件。

（2）機構的平衡：就整個機器而言，各構件的慣性力和慣性力偶矩可以合成為一個過機器質心的總慣性力和一個總慣性力偶矩，它們全部作用于機架上。總慣性力及總慣性力偶矩的平衡稱為機構在機架上的平衡，簡稱機構的平衡。13.2.2 剛性回轉件的平衡 1.靜平衡

剛性回轉件的靜平衡就是利用在剛性回轉件上加減平衡質量的方法，使其質心回到回轉軸線上，從而使回轉件的慣性力得以平衡的一種平衡措施。根據平衡條件。

有

F1 +F 2 +F3 +Fb =0 故有

m 1 r 1 +m 2 r 2 +m 3 r 3 +m b r b =0

圖13-3 回轉件的靜平衡

結論：一個靜不平衡回轉件無論含有多少個偏心質量，均可在一個平面內的適當位置，用增加（或去除）一個平衡質量的辦法予以平衡，故靜平衡又可稱為單面平衡。

圖13-4 靜平衡試驗示意圖

圖13-4是靜平衡試驗的示意圖。將欲平衡的回轉件放到已調好水平的軌道上。如果回轉件有偏心質量，回轉件將在重力矩的作用下沿著軌道滾動，直至回轉件的質心S處于軸心正下方，才停止滾動。此時可在軸心的正上（下）方任意半徑處加（減）一適當的平衡質量，然后再重復上述試驗，直到回轉件在任何位置都能保持靜止為止。2.動平衡（1）動不平衡：

當回轉件的軸向尺寸較大，其質量就不能再視為分布在同一平面內了。其偏心質量可看成是分布在幾個不同的回轉平面內。即使回轉件的質心位于轉軸上，也將產生不可忽略的慣性力矩，這種狀態只有在回轉件轉動時才能顯示出來，故稱為動不平衡。

圖13-5 靜平衡而動不平衡的長回轉件

（2）動平衡的條件: 分布于該回轉件上各個質量的離心力的合力等于零，同時離心力所引起的力偶的合力偶矩也等于零。結論:

（1）靜平衡只需在一個平面內進行平衡，動平衡則必須在垂直于軸線的兩個平面內進行平衡。

（2）回轉件滿足了靜平衡，不一定滿足動平衡;若滿足了動平衡，則一定滿足靜平衡。

第14章 計算機輔助機械設計

第一講：CAD簡介 課 題： 14.1.1 CAD技術發展概況 14.1.2 CAD系統的組成 教學目標：1.熟悉CAD技術發展概況

2.掌握CAD系統的組成

教學重點：認識CAD技術在機械設計領域中的應用和發展 教學難點：認識CAD技術在機械設計領域中的應用和發展 教學方法：課件

教學內容： 14.1.1 CAD技術發展概況

計算機輔助設計（Computer Aided Design，簡稱CAD）技術：

是電子信息技術的一個重要組成部分，它把計算機所具有的運算快、計算精度高、有記憶、邏輯判斷、圖形顯示以及繪圖等特殊功能與人們的經驗、智慧和創造力結合起來，從而減輕設計人員的體力勞動，提高設計質量，縮短設計周期。14.1.2 CAD系統的組成 硬件系統：

是計算機輔助設計技術的物質基礎。軟件系統：

是計算機輔助設計技術的核心，它決定了系統所具有的功能。CAD系統：

硬件和軟件的組合形成了CAD系統。1.CAD系統硬件的基本組成

CAD系統的硬件一般由計算機主機、常用外圍設備、圖形輸入設備和圖形輸出設備組成。圖14-1為一個CAD系統硬件的基本組成。

圖14-1 CAD系統硬件的基本組成

2.CAD系統軟件的組成 系統軟件：

對計算機資源進行自動管理和控制，它處于整個軟件的核心內層，主要包括操作系統和數據通信系統等。支撐軟件：

是幫助人們高效率開發應用軟件的軟件工具系統，亦稱為軟件開發工具。主要包括圖形支撐系統和數據庫管理系統，它們是計算機輔助設計的核心技術。應用軟件：

是用戶利用計算機以及它所提供的各種系統軟件和支撐軟件，自行編制的用于解決各種實際問題的程序。

所以計算機輔助設計系統是工程技術與計算機技術相結合的綜合性產物。

第二講： 14.2 CAD系統的硬件分類

14.3 典型機械零件的程序設計

課 題： 14.2 CAD系統的硬件分類

14.3.1 機械零件程序設計的一般步驟

14.3.2 漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動的程序設計 教學目標：1.了解CAD系統的硬件分類

2.掌握機械零件程序設計的一般步驟

3.理解漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動的程序設計

教學重點： CAD技術在機械設計領域中應用的基礎知識、設計零件的一般步驟。教學難點：CAD技術在機械設計領域中應用的基礎知識、設計零件的一般步驟。教學方法：課件 教學內容： 14.2 CAD系統的硬件分類 1.主機系統（Mainframe-based system）

這種系統一般以大型機為主機，集中配備某些公司的外部設備，同時接出許多用戶工作站及字符終端，圖14-2（a）。每個用戶工作站的結構圖14-2（b），一般有一個圖形終端，并配有圖形輸入設備，如鼠標或圖形輸入板等，鍵盤用來進行文本或命令輸入，屏幕圖形則用點陣或激光打印機等硬拷貝機輸出。

圖14-2 主機系統

優點：是主機功能強，能進行大信息量的作業。

缺點：是當終端用戶過多時，會使系統過載，響應速度變慢，而且一旦主機發生故障，整個系統就不能工作，此外價格也昂貴。2.小型機系統（Minicomputer-based system）

這種系統與圖14-2的主機系統在形式上非常類似，只不過用小型機或超小型機代替主機，用戶工作站數量較少，一般在4～6個。

優點：系統大多采用符合工業標準的各種硬件平臺（如SUN、HP、DEC及IBM公司等提供的計算機），使用流行的操作系統，使用性能取決于軟件水平，系統具有專用性。

缺點：是系統比較封閉，即開放性較差。3.微型機系統（Microcomputer-based system）

圖14-3 微型機系統

圖14-3為一個微型機系統的構成，一般每臺微型機只配一個圖形終端，以保證對操作命令的快速響應。

優點：從圖形軟件、工程分析軟件到各種應用軟件，滿足了用戶的大部分要求，做到了網內資源共享。因此微型機系統在中小型企業中得到了廣泛應用。

缺點：但也要看到由于目前微型機在速度及內外存方面的限制，使一些大型工程分析、復雜三維造型等CAD作業在微型機上運行還有一定困難。4.工作站系統（Workstation-based system）

這種系統設計遵循這樣一種思想:一個工程師可以使用一臺計算機，也可以使用所有的計算機。前半句話意味著摒棄了多用戶分時系統的結構，后半句話意味著采用網絡技術，由于系統的單用戶性質，保證了優良的時間響應，提高了用戶的工作效率。

優點：其性能還是優于微型機系統，它為各種功能強大的CAD/CAM軟件及復雜應用提供了堅實的平臺，裝機容量正在逐年增加，這種系統目前所需的軟硬件投資仍然較大。

14.3 典型機械零件的程序設計 14.3.1 機械零件程序設計的一般步驟（1）建立數學模型: 一般機械零件基本都有現成的數學模型，但對沒有數學模型的則首先要建立正確的數學模型。（2）設計程序框圖: 程序框圖根據手工計算的步驟來設計。反映出計算的步驟，從而能思路清晰地編制出相應的程序，也能對所編程序的全局一目了然，便于理解和調整程序的結構模塊。

（3）用高級語言編制程序: 根據程序框圖來編程。（4）程序調試: 程序編好后，先仔細檢查源程序，然后將其輸入計算機進行試算（可準備有答案的實例），再對程序適用范圍的邊界、轉折點進行試算，要求與手算結果完全吻合。注意： 機械零件程序設計和一般數學問題的程序不同，主要涉及到機械設計中的許多特殊問題。

14.3.2 漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動的程序設計 1.程序編制任務和說明

（1）已知條件:傳遞功率P、傳動比i、小齒輪轉速n1、原動機工作情況和工作機械的載荷特性。

（2）可選齒輪材料:45鋼正火、45鋼調質、40Cr調質、35SiMn調質四種牌號。

（3）模數和齒數:標準模數m按GB1357—1987第一系列選擇，取2～50mm。小齒輪齒數z 1 =20～30，共輸出11種參數不同的方案，可根據實際需要選擇。

（4）設計準則:按齒面接觸疲勞強度設計，按齒根彎曲疲勞強度校核。

（5）設計要求:雙向傳動的單級外嚙合漸開線標準直齒圓柱齒輪閉式軟齒面傳動的設計計算。2.設計程序框圖

如圖14-4所示，圖中的符號BM（J+1）表示標準模數數組。

圖14-4 閉式傳動軟齒面直齒圓柱齒輪傳動設計程序圖

3.編制源程序

根據圖14-4編制源程序。在程序設計中，合理設計程序的輸入、輸出格式，經過上機反復調試，編制出軟齒面直齒圓柱齒輪傳動設計計算程序。