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《厨房中的化学食物搭配》课题成果展示


[日期: 2009-12-22] 来源:  作者:建湖高中 [字体: ]

 

指导教师:乔宗兵 李胜

小组成员:

组长:刘 

组员:赵文群    王正霞    孙美玲                      

      郝广苏

主导学科:化学

问题的提出

摘要:本着提高学习兴趣,开拓知识视野,发展智力,提高运用化学知识解决实际问题的能力,在老师的指导下,认真细致地观察生活、发现、挖掘生活现象中蕴藏的化学问题。下面,仅从家庭生活中必不可少的一个空间-----厨房中蕴含的化学问题,展开讨论、叙述,厨房中的化学是无处不在的,比如:液化气是一些低级烃类的混合物,而烃类物质是无色无味的,但为什么家用液化气一旦泄漏却有难闻的气味呢?其原因,目的何在?当洗涤油腻的容器时,可用洗涤剂或热碱液,其原理又是什么呢?等。由于篇幅有限,仅挑选有代表性的几个问题加以阐述,未尽其详,请各位老师、同学指正。

关键字:亚硝酸盐  人体健康

研究意义:

本课题学习研究的意义,也就是使学生了解生活中的化学,并从化学的角度分析解决日常生活中的有关问题,引导学生学习科学方法,提高学生的科学探究能力,充分挖掘学生的潜能,发展他们的个性和特长.

背景:随着人们生活水平的提高,合理膳食与人体健康的关系走的越来越近。合理膳食就是人们在解决吃饱的同时,还应解决怎样调配才能使食物更加营养,更有利于人体健康。因此,掌握丰富的化学知识是关键。在进行研究的时候,我们要解决食物相克的问题。如豆腐与菠菜不能同时食用,虾与蕃茄不能同吃,排骨不能用铁锅煮等。这其中就是因为在混合两种物质的时候,由于化学反应产生了另一种有害物质,使人们吃下去后对身体产生不利的影响甚至有时会造成生命危险。
    
厨房里的有些物质由于含有少量的致癌物使人们食用后也会对人体健康产生不利的影响,如苯并芘等物质。因此厨房中的合理膳食与人体健康有着密切的关系。
    
当然,除了合理膳食外,在研究过程中,我们还要处理好能源使用后的污染物的问题,也就是既要会利用能源物质,又要运用合理的方法妥善处理好如CONOSO2等一些污染物的排放,使它们不对周围环境造成很坏的影响。
    
厨房里的许多问题都是与化学有关的问题,只要我们运用科学的方法处理这些问题,就会使我们的生活更健康。

研究目的与假设:通过对亚硝酸盐的研究,了解它的存在形式及其过量食用后对人体产生的影响。此项研究主要采用资料收集处理的研究方法。
重点内容:(1)亚硝酸盐的存在形式及其含量;
  (2)膳食中亚硝酸盐在人体内的转化;    (3)亚硝酸盐的来源; (4)亚酸盐食物中毒的预防

研究内容:

.亚硝酸盐的存在形式及其含量:
    
膳食是人们获取营养物质的正常途径,是人们维持健康的基本保证。而亚硝酸盐作为膳食食物中的自然存在物质,每天都会随着粮食、蔬菜、鱼肉蛋奶进入我们的机体。  
  自然界中的亚硝酸盐在蔬菜中的平均含量大约是4mgkg,某些食品中含量更高,例如:豆粉中的平均含量可以达到10mgkg,而咸菜中的平均含量也在7mgkg以上。食品加工行业将亚硝酸盐作为食品添加剂使用有数十年的历史了,在肉类食品制品中,亚硝酸盐的残留量最高不得超过50mgkg。    
  一般膳食中的亚硝酸盐不会对人体健康造成危害,是因为造成亚硝酸盐中毒的剂量是200mg以上,而正常膳食中的亚硝酸盐即使是在食用了大量用亚硝酸盐做食品添加剂的肉类,也不会超过50mg。至于膳食中的亚硝酸盐的致癌作用,是人们把亚硝酸盐与亚硝胺混淆而进入的一种误区。  
  的确,亚硝胺的致癌作用是有许多科学研究做依据的。但是,食品中的亚硝酸盐含量不等于亚硝胺的含量。食品中的亚硝酸盐限量也绝对不同于亚硝胺限量。  
  膳食中的亚硝酸盐在人体内转化成亚硝胺,还有维生素E等其他营养物质。在正常平衡膳食中含有的维生素C,足以克制亚硝酸盐向亚硝胺转化。《中国居民膳食指南》推荐的多吃蔬菜、水果和薯类,每天的膳食中应包括新鲜蔬菜400—500g,水果100—200g。而且是生食一部分最好(维生素C不被破坏)。  
  因此,只要我们按照平衡膳食的原则,安排我们的日常膳食,就能够控制住亚硝酸盐可能对健康的影响,保证我们的健康。 
   
二.膳食中亚硝酸盐在人体内的转化
    
含硝酸盐和亚硝酸盐的食物在微生物或还原剂的作用下,NO3-可被还原成NO2-。本来绝大部分亚硝酸盐在人体内以过客的形式随尿排出,但在特定的条件下——包括环境酸碱度、微生物菌群和适宜的温度——便会转化成亚硝胺,而人体正是可以提供这种特定条件的场所。其中胃可能是合成亚硝胺的主要场所。因为人体合成亚硝胺的适宜pH值是<3,而正常人胃液的pH值是1—4。亚硝酸盐被吃进胃里以后,在胃酸的作用下与蛋白质分解产物二级胺反应可生成亚硝胺:R2NH+NaNO→ R2N-NO
    
此外,胃内还有一类含有硝酸盐还原酶的细菌,当胃酸缺乏时,胃液pH值较高,大于5时此类细菌有高度活性,利于将硝酸盐转化成亚硝酸盐,进而与胺类结合成亚硝胺。故不论胃酸多少,均有利于亚硝胺的产生。所以对含硝酸盐和亚硝酸盐量较高的食物如酸菜、泡菜、咸鱼、火腿等以及熏烤食物尤其是熏烤的红肠等高亚硝酸盐食物,应尽量少吃。
    
日常生活中都有哪些食品具有此类潜在危害呢?亚硝酸盐在这主要指亚硝酸钾和亚硝酸钠,为白色或微黄色结晶或颗粒状粉末,味微咸涩,易溶于水。它是强氧化剂,进入血液后与血红蛋白结合,使低铁血红蛋白变为高铁血红蛋白,从而失去携氧能力,导致组织缺氧;亚硝酸盐能与人体和动物体内的蛋白质代谢的中间产物仲胺合成亚硝胺而致癌。其致癌机理是这样的:其化合物中与氨氮相连的碳原子上的氢受到肝微粒体P450的作用,其碳上的氢被氧化而形成羟基,再进一步分解和异构化,生成烷基偶氮羟基化物,此化合物是具有高度活性的致癌剂。需要说明的是,它的致癌性与化学结构、理化性质以及体内代谢过程等有关。

研究方法:

在充分考虑研究内容的特点后,我们决定采用问卷调查、访谈、实地考察、资料查阅相结合的方法,多角度、全方面剖析问题。  

分组分工:

文献资料的收集:全组同学共同参与整理研究资料:邵高远——总结资料、分析结果、书写调查报告 

研究成果及展示:

亚硝酸盐的来源

1.储存时间较长的水  

储存时间越长的水,水里的细菌数量越多,虽然煮沸的水能杀死细菌,但由于细菌本身不对人造成危害,而是在水加热过程中,一些细菌尤其是大肠杆菌能释放出大量的硝酸盐还原酶,将水中的硝酸盐还原为亚硝酸盐。据调查分析,储存3天以上的水烧开后,其亚硝酸盐含量为储存一天的3.64倍,储存7天的水则为储存一天的9.12倍。同理,反复煮沸的水,长时间煮沸的水(如蒸锅水)中亚硝酸盐也不可小视,这些水都应尽量不喝或少喝。
    2.
咸菜 

咸菜中含盐高,本身对人体有害。咸菜中还含有大量的亚硝酸盐,过多食入后一方面会造成组织缺氧,出现头昏、头痛、呼吸困难等中毒现象;另一方面可能会转化成亚硝胺而致癌。咸菜必须淹透才可食用,暴淹的雪里蕻不可食用。
    3.
鱼肉类  

鱼肉类食物中含有少量的胺类和丰富的脂肪和蛋白质,对鱼和肉的腌制烘烤等加工处理,尤其是油煎烹调时,能分解出一些胺类化合物。腐烂变质的鱼和肉类也分解出胺类,其中包括二甲胺、三甲胺、脯氨酸、腐胺、胶原蛋白等。这些化合物与亚硝基试剂作用生成亚硝胺。一般鱼和肉类制品中的亚硝胺主要是吡咯烷亚硝胺和二甲基亚硝胺。咸鱼一般是将生鱼用海盐腌制而成的,海盐的成分主要是氯化钠和硝酸钠。在腌制过程中,海盐中的硝酸钠与生鱼的胺接触,会使鱼体内产生大量的二甲基亚硝酸盐。人食了这种鱼后,二甲基胺亚硝酸盐经过代谢转化成二甲基亚硝胺:
    4.
酸菜 

所谓酸菜,就是用高棵大白菜等蔬菜和其它调料,经过渍泡、发酵而成的地道的东北酸菜。据东北农业大学介绍,制作酸菜的大白菜中的农药残留很少超标,因此酸菜的安全问题主要在于其亚硝酸盐的含量。由于生长过程中施用含硝酸盐的化肥,新鲜蔬菜中普遍存在硝酸盐。随着存放时间的延长,在细菌的作用下,硝酸盐转换为亚硝酸盐;所以腌制酸菜时最好用新鲜蔬菜; 
    
此外,腌制的时间、温度、食盐的浓度与亚硝酸盐的含量也有一定关系:最初2-4天食盐浓度为5%时,温度越高产生亚硝酸盐越多,37摄氏度左右时最高;腌至4—8天时亚硝酸盐含量最高;第9天后开始下降,20天后基本消失。所以吃酸菜时,腌制的时间一定要长,至少20天。温度和盐度也要控制好,还得确保水的质量,若是用了大量含亚硝酸盐的不洁净的水,也会导致亚硝酸盐含量增加。
    5.
其它
    
由于一些不法商贩惟利是图,将含有亚硝酸盐的工业盐作为食盐用以及腌制肉制品时亚硝酸盐作为食品添加剂的用量超标等也会造成人们亚硝酸盐中毒。目前我国制定出海产品和肉产品中N—二乙基亚硝胺、N—二甲基亚硝胺的限量卫生标准(GB9677—1998)中规定:海产品中N—二甲基亚硝胺含量不超过4μg/kgN—二乙基亚硝胺含量不超过3μg/kg,肉制品中N—二甲基亚硝胺含量不超过7μg/kgN—二乙基亚硝胺含量不超过5μg/kg
   
四.亚硝酸盐的食物中毒预防
    
亚硝酸盐致癌是可以预防和控制的。熏制食品在冷冻的条件下,就能防止硝酸盐的转化,或食用维生素C也可防止二甲基亚硝胺的形成。但维生素C对已形成的亚硝胺则无作用。亚硝胺极不稳定,将食品放在日光下曝晒一下,也会使亚硝胺消失或减少。防止食物霉变以及其它微生物污染,改进食品的加工方法,以及在土壤中施用钼肥以减少粮食、蔬菜中亚硝酸盐的含量等措施,就能控制亚硝胺进入人体。

教师评语:该组同学研究内容充实丰富,贴近生活,富有积极意义,再接再厉 

收获:

通过此次研究,我们感觉自己明显成长了,我们从中收获了很多。这是我们第二次研究性学习,我们更加体会到了团体合作的重要性。这次研究,我们了解到厨房中的物质也会对我们的身体健康造成威胁,也就了解到了应如何避免,应养成怎样的饮食习惯。

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