第五章酶、無機(jī)鹽與維生素010203第一節(jié)酶第二節(jié)無機(jī)鹽第三節(jié)維生素第一節(jié)酶學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解酶、無機(jī)鹽、維生素的概念、特點(diǎn)和分類。2.熟練掌握酶、無機(jī)鹽、維生素在烹飪過程中的變化，用以增加菜肴的營(yíng)養(yǎng)及風(fēng)味。自然界的一切生命現(xiàn)象都與酶的活動(dòng)有關(guān)。人類很早就利用酶的催化作用來生產(chǎn)麥芽糖、醬和醋等食品。酶還有嫩化肉類、澄清啤酒果汁、優(yōu)化食品風(fēng)味和改善食品質(zhì)地等作用，在烹飪和食品加工中廣泛使用。肉類成熟（指排酸），水果后熟，淺色的水果蔬菜在組織受到擠壓或被蟲咬傷后，其顏色及風(fēng)味會(huì)發(fā)生明顯變化，這都與酶的存在有關(guān)。一、酶的概念和命名酶是一類由生物體活細(xì)胞產(chǎn)生的，在細(xì)胞內(nèi)外均能起催化作用的功能蛋白質(zhì)。酶是生物催化劑中的一個(gè)主要類別，生物體內(nèi)一切代謝反應(yīng)幾乎都是由酶催化完成的。生物體都能產(chǎn)生自身需要的具有特殊生理作用的酶，這些酶也是動(dòng)植物性食品中的成分之一。細(xì)胞死亡后，其中的酶仍具有活力，從細(xì)胞中提取的酶也仍然具有活力。二、酶的分類按來源不同，食品中的酶可分為內(nèi)源酶和外源酶兩大類。1.內(nèi)源酶內(nèi)源酶是指作為烹飪?cè)系膭?dòng)植物體內(nèi)本身所含有的各種酶，它們是這些烹飪?cè)显谕涝谆虿墒蘸蟪墒旎蜃冑|(zhì)的重要原因，對(duì)食品的儲(chǔ)存和加工都有著重要的影響。2.外源酶外源酶是通過微生物污染等途徑引入的酶或人為添加的酶制劑，并非天然存在于動(dòng)植物體內(nèi)。（1）微生物產(chǎn)生的外源酶微生物在食品中的生長(zhǎng)繁殖使食品的成分和性質(zhì)發(fā)生廣泛而深刻的變化，這些變化都是在微生物分泌的各種酶的作用下發(fā)生的。（2）酶制劑人們采取適當(dāng)?shù)睦砘椒▽⒚笍囊环N生物的組織細(xì)胞或微生物發(fā)酵物中提取出來，加工成為具有一定純度及活力的生化制品，然后將之添加到別的物質(zhì)中發(fā)揮催化作用，這種生化制品就是酶制劑。三、酶的催化作用的特點(diǎn)與一般的非酶催化劑相比，酶作為催化劑具有一些特有的性質(zhì)。1.催化作用具有高效性2.催化作用具有高度的專一性3.催化反應(yīng)在常溫下進(jìn)行4.強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫等條件下，酶失去活力四、影響酶活力的主要因素酶本身是蛋白質(zhì)，一切能使蛋白質(zhì)變性的因素都能使酶的活力下降，甚至失去活力。影響酶活力的主要因素有溫度、pH值、水分、酶濃度、底物濃度、抑制物、無機(jī)離子、輻射等。1.溫度（1）適宜的溫度酶的活力受溫度的影響最為明顯，酶的活力要在適宜的溫度下才能表現(xiàn)出來。（2）高溫酶是蛋白質(zhì)，如果超過了最適宜的溫度后繼續(xù)升高溫度，酶的催化能力將迅速下降，酶易變性且失去活力，絕大多數(shù)酶在60℃以上即失去活力。（3）低溫低溫也可使酶的活力降低，但并不破壞酶。當(dāng)溫度回升時(shí)，酶的活力又可隨之恢復(fù)。2.?pH值一般酶最適宜的pH值為4～8。3.其他因素酶還可以受乙醇、重金屬和射線照射等因素影響發(fā)生變性或分解，從而失去活力。五、酶在烹飪中的作用烹飪和食品加工中主要涉及的酶是水解酶、氧化酶和纖維素酶。其中水解酶是食品加工中最重要的酶，常見的水解酶有淀粉酶、蛋白酶、果膠酶和脂肪酶等。1.淀粉酶的作用淀粉酶也稱淀粉水解酶，是催化淀粉、糖原和糊精中的糖苷鍵水解的一類酶的統(tǒng)稱。幾乎所有植物、動(dòng)物和微生物都含有淀粉酶，淀粉酶被廣泛應(yīng)用于制糖和食品發(fā)酵中。淀粉酶對(duì)天然存在的完整的淀粉粒較難產(chǎn)生作用，但對(duì)糊化淀粉比較敏感。2.蛋白酶的作用蛋白酶廣泛存在于動(dòng)植物和微生物中。蛋白酶在烹飪和食品加工中有很多重要應(yīng)用，包括嫩化肉類、控制蛋白質(zhì)的水解程度來改善蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)等。例如，可以用蛋白酶降低面筋的強(qiáng)度，制作酥性面點(diǎn)（如餅干）或塑性面點(diǎn)（如蛋糕）等。下面按酶的來源介紹幾種食品中重要的蛋白酶。（1）植物蛋白酶（2）組織蛋白酶（3）消化道中的蛋白酶（4）微生物蛋白酶3.果膠酶的作用果膠酶是分解果膠物質(zhì)的多種酶的統(tǒng)稱。果膠酶存在于高等植物和微生物中，在動(dòng)物界中，僅在蝸牛體內(nèi)發(fā)現(xiàn)果膠酶的存在。果膠酶可應(yīng)用于澄清果汁等食品加工中。4.脂肪酶的作用脂肪酶也稱脂肪水解酶，能把脂肪水解為脂肪酸和甘油，它廣泛存在于動(dòng)植物和微生物中，如動(dòng)物胰腺、乳類、大豆、花生及許多細(xì)菌中。在人體消化道中含有胃脂肪酶、胰脂肪酶等，它們對(duì)脂肪的消化起著很重要的作用。5.氧化酶的作用常見的氧化酶有葡萄糖氧化酶、抗壞血酸氧化酶、酚氧化酶、脂氧合酶等。酚氧化酶會(huì)引起食品的褐變。6.纖維素酶的作用纖維素酶是由纖維素生成的一類酶，在自然界中分布廣泛，反芻動(dòng)物的瘤胃是迄今已知的降解纖維物質(zhì)能力最強(qiáng)的天然發(fā)酵容器，豬大腸中也有共生的分解纖維素的細(xì)菌存在，但人體消化液中沒有這種酶。纖維素酶用于處理大豆，可促進(jìn)大豆脫皮，從大豆或豆餅中提取更多的優(yōu)質(zhì)水溶性蛋白質(zhì)。第二節(jié)無機(jī)鹽無機(jī)鹽是人體不能合成的微量營(yíng)養(yǎng)素，是食品中容易遷移和流失的成分。一、無機(jī)鹽的概念及其生理作用無機(jī)鹽又稱礦物質(zhì)，是食品中普遍存在的物質(zhì)。人體中已測(cè)出的元素有60多種，除碳、氫、氧、氮等主要以有機(jī)化合物形式存在的元素外，其余各種元素統(tǒng)稱無機(jī)鹽元素。無機(jī)鹽占人體或動(dòng)物總重量的4%左右。動(dòng)物或植物經(jīng)過完全燃燒后，所留存下來的灰燼部分為無機(jī)物的殘?jiān)?，因此無機(jī)鹽又稱灰分。無機(jī)鹽在構(gòu)成人體組織和調(diào)節(jié)各種生理功能方面具有重要意義。它與維生素一樣，是人體自身不能合成的，必須通過飲食得到的一類微量營(yíng)養(yǎng)素。人體必須每日從膳食中攝取補(bǔ)充無機(jī)鹽。無機(jī)鹽的生理作用主要有構(gòu)成機(jī)體組織，維持體液的滲維持神經(jīng)及肌肉的興奮性，參與體內(nèi)生物化學(xué)反應(yīng)等。二、無機(jī)鹽的分類1.按營(yíng)養(yǎng)分類（1）必需元素必需元素（如鐵、鋅、銅、碘、鈷、鎳等元素）在一切正常機(jī)體中都存在，含量比較固定。一旦缺乏，機(jī)體就會(huì)發(fā)生組織上和生理上的異常，當(dāng)補(bǔ)充后機(jī)體又可恢復(fù)正?；蚩煞乐惯@種異常發(fā)生，但過量攝入會(huì)帶來危害。（2）非必需元素非必需元素（如錳、硅、硼等元素）不是機(jī)體所必需的，缺乏時(shí)不會(huì)造成組織或生理功能異常。（3）有毒元素有毒元素是指能使人致病的元素，如鉛、鎘、汞、砷等元素。2.按含量和生物學(xué)作用分類按含量和生物學(xué)作用劃分的無機(jī)鹽類型見表。按含量和生物學(xué)作用劃分的無機(jī)鹽類型3.按在人體內(nèi)生成的氧化物分類（1）酸性無機(jī)鹽元素酸性無機(jī)鹽元素指灰分的pH值小于7的無機(jī)鹽元素，包括非金屬元素如磷、氯、硫、碘等。（2）堿性無機(jī)鹽元素堿性無機(jī)鹽元素指灰分的pH值大于7的無機(jī)鹽元素，包括金屬元素如鈣、鎂、鉀、鈉、銅、鋅、鐵等。三、食品中無機(jī)鹽的存在形式及種類無機(jī)鹽在食品中一部分以可溶性無機(jī)鹽形式存在，另一部分以有機(jī)結(jié)合物的形式存在（如蛋白質(zhì)含硫和磷，葉綠素含鎂，血紅素含鐵等），還有極少數(shù)以不溶性無機(jī)鹽化合物形式存在（如草酸鈣、植酸鈣等）。食品中含有多種無機(jī)鹽元素，對(duì)人體影響較大的常量元素有鈣、磷等，微量元素有鐵、碘、鋅等。在烹飪和食品加工中，常常會(huì)因?yàn)榧庸ご胧┎划?dāng)而造成這些無機(jī)鹽元素的損失。1.鈣人體內(nèi)約99%的鈣存在于骨骼和牙齒中，其余1%存在于體液和血液中，是機(jī)體不可缺少的常量堿性元素。為提高人體對(duì)食品中鈣的吸收率，在烹飪過程中應(yīng)盡量采取以下措施：一是攝取足量的維生素D，以提高鈣的吸收率。二是攝取充足的高蛋白食品，以利于形成可溶性鈣鹽，促進(jìn)鈣的吸收。三是烹制一些菜肴如骨頭湯、炸酥魚、糖醋排骨等時(shí)使用糖和醋，以提高鈣的吸收率。四是含草酸較多的蔬菜應(yīng)焯水后烹制。五是多采用發(fā)酵食品，使植物性食品中的植酸水解，促進(jìn)鈣、磷的吸收。六是多采用葷素搭配、糧豆混合的膳食，保證鈣、磷的合理比例（一般為1∶1或1∶2左右）。2.磷磷和鈣共同構(gòu)成骨骼、牙齒，參與機(jī)體組織代謝，正常人體磷含量的80%存在于骨骼中，另有20%存在于肌肉和大腦中，磷對(duì)人的智力、體力和遺傳有著極其重要的作用。一般動(dòng)植物食品含磷均很豐富，人體不易缺乏。谷類、豆類等食品中的磷以植酸形式存在，利用率低，可采取發(fā)酵或熱水浸泡的方法，促進(jìn)植酸水解，以提高磷的吸收率。3.鐵人體內(nèi)約含4～5克鐵，鐵是含量最多的必需微量元素，其中60%～70%以血紅素形式存在于紅細(xì)胞中，在深色肌肉中也含有血紅素。植物性食品中的鐵是高價(jià)鐵，人體對(duì)其的消化吸收率非常低，而動(dòng)物性食品如血液、紅色肌肉、肝臟等中鐵的含量豐富且是二價(jià)鐵，比植物性食品中的鐵利用率高。酸性環(huán)境可促進(jìn)鐵的吸收，因此，維生素C有利于提高鐵的利用率。4.碘碘是人體正常代謝不可缺少的微量元素，在人體內(nèi)含量很少。碘主要參與甲狀腺素的合成，影響人體的能量代謝及生長(zhǎng)發(fā)育，廣泛參與對(duì)人體的生理功能調(diào)節(jié)。人缺碘會(huì)患甲狀腺腫，甚至呆小病，這些是常見的地方性疾病，通過食用加碘食鹽和含碘豐富的海產(chǎn)品（如海帶、紫菜、海魚、海蝦等）能進(jìn)行有效的防治。應(yīng)注意的是，如果攝入碘超出人體需求量，容易引起甲亢等疾病。因碘易揮發(fā)、易隨水流失，所以在食用和烹制過程中要注意采取減少碘損失的措施。5.鉀、鈉、氯鉀、鈉、氯多以離子形式存在于人體和食品中，主要用于調(diào)節(jié)人體體液的酸堿平衡和細(xì)胞的滲透壓。鉀廣泛分布于新鮮瘦肉和蔬菜中，氯與其他元素化合后存在于動(dòng)植物的組織中，鈉大量存在于動(dòng)植物的組織液中。人體主要通過食鹽攝入鈉，如果攝入過多的食鹽易引起多種心血管疾病。一般每人每天攝入5克食鹽即可滿足人體的需要。6.其他（1）硫（2）鎂（3）鋅（4）銅四、烹飪方法和烹飪器具對(duì)食品中無機(jī)鹽的影響1.烹飪方法對(duì)食品中無機(jī)鹽的影響無機(jī)鹽在谷物等原糧的皮、殼、糊粉粒及胚芽中含量較多，但原糧加工精度越高，無機(jī)鹽損失率越高，所以要避免谷物過度精細(xì)的加工。許多無機(jī)鹽是水溶性的，因而會(huì)在水洗、浸泡、切、燙、煮、燉等加工過程中隨原料汁液流出而損失，所以要采取合理的烹飪措施。通過發(fā)酵和增加酸性介質(zhì)等措施可提高大多數(shù)無機(jī)鹽的利用率。2.烹飪器具對(duì)食品中無機(jī)鹽的影響現(xiàn)代烹飪器具多為金屬制品，用鐵、不銹鋼、鋁、銅等材料制成。用這些器具盛放食品時(shí)，不僅要加熱，還要加入鹽、醋、糖等各種性質(zhì)的調(diào)味料，器具中的一些有害成分就會(huì)溶出并混入食品中，這樣不僅會(huì)造成食品污染，還會(huì)造成食品色、香、味及營(yíng)養(yǎng)成分的變化，所以必須重視這些不利因素。（1）鐵鍋（2）不銹鋼鍋（3）鋁鍋（4）搪瓷鍋（5）銅鍋第三節(jié)維生素維生素是人體所必需的營(yíng)養(yǎng)素，雖然在食品中的含量很少，但其理化性質(zhì)活潑，特別是在烹飪中會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，因此減少維生素在烹飪過程中的破壞就顯得尤為重要。一、維生素的概念維生素是人和動(dòng)物為維持正常的生理功能，必須從食物中獲得供給的一類低分子有機(jī)化合物的統(tǒng)稱。維生素不向人體提供能量，也不構(gòu)成人體組織，它們大都存在于天然食物中，人體不能合成或合成量很少，主要由食物提供。沒有一種天然食物含有人體所需的全部維生素。二、維生素的分類維生素種類多，功能多樣，化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般按其溶解性質(zhì)不同將維生素分為脂溶性維生素和水溶性維生素兩大類。常見維生素的主要特點(diǎn)常見維生素的主要特點(diǎn)常見維生素的主要特點(diǎn)三、影響維生素穩(wěn)定性的因素外界因素對(duì)維生素穩(wěn)定性的影響見表。外界因素對(duì)維生素穩(wěn)定性的影響外界因素對(duì)維生素穩(wěn)定性的影響四、儲(chǔ)存、烹飪過程對(duì)維生素的影響維生素在食品儲(chǔ)存、烹飪過程中的損失是因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致，特別是維生素在儲(chǔ)存中會(huì)氧化分解，在烹飪中受熱會(huì)分解，從而大量被破壞。1.儲(chǔ)存過程對(duì)維生素的影響植物性食品（如水果和蔬菜）采收后，由于酶的分解作用，維生素不斷發(fā)生氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致維生素在長(zhǎng)時(shí)間的存放中損失不斷增大。動(dòng)物性食品的儲(chǔ)存常采用冷藏、冷凍和腌制、風(fēng)干等方法