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1、研究与实践:了解食品中的有机化合物 【材料阅读】 材料一、牛奶的食品包装袋 材料二、反式脂肪 反式脂肪是一大类含有反式双键的脂肪酸的简称。反 式脂肪酸是一类对健康不利的不饱和脂肪酸,天然脂肪 中有少量存在。除油脂氢化是反式脂肪酸的主要来源 外,油脂在进行精炼脱臭过程中,因高温处理会使反式 脂肪酸含量增加。烹调时习惯将油加热到冒烟及反复 煎炸食物,这些油中反式脂肪酸也会增加。日常生活中, 含有反式脂肪酸的食品很多,诸如蛋糕、糕点、饼干、 面包、印度抛饼、沙拉酱、炸薯条、炸薯片、爆米 花、巧克力、冰淇淋、蛋黄派凡是松软香甜,口味 独特的含油(植物奶油、人造黄油等)食品,都含有反式 脂肪酸。反式脂肪
2、酸没有列在现行的食品营养标签中, 但有其他方法确定产品中是否含反式脂肪酸。最好的 方法是看食品组分,如果一种食品标示使用转化脂肪, 氢化棕榈油,人造植物黄油等等,那么这种产品含反式 脂肪酸。 材料三、饱和脂肪 饱和脂肪是由饱和脂肪酸(SFA)和甘油形成的脂肪,饱 和脂肪由于烷基结构规整,分子间作用力强,因而熔点 较高,室温下呈固态。一般认为虽然饱和脂肪仍是必须 摄取的,但较不饱和脂肪易使人发胖,过量的饱和脂肪 酸也会造成心血管疾病。实验研究发现,进食大量饱和 脂肪酸后肝脏的3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A(HMG-CoA) 还原酶的活性增高,使胆固醇合成增加,容易导致动脉 粥样硬化,冠状动脉疾病
3、和中风等问题。 【思考提升】 1.根据包装袋分析牛奶配料中的成分属于有机物的是 什么?在食品中有什么作用? 提示:生牛乳主要提供蛋白质,白砂糖、椰果、低聚果 糖增加牛奶甜度,同时能提供能量,食品添加剂主要为 了增加食品保质期。 2.阅读材料二和材料三,思考过多食用蛋糕、糕点、饼 干、炸薯片、爆米花、巧克力、冰淇淋等食品合适吗? 你对家庭中做饭时油脂使用有何建议? 提示:蛋糕、糕点、饼干、炸薯片、爆米花、巧克力、 冰淇淋等食品中含有的反式脂肪对人体健康不利,不能 过多食用。家庭中做饭时应控制油脂的使用量,且尽量 使用不饱和脂肪酸含量较高的植物油,如橄榄油等。 【迁移应用】 1.有机化合物与人类生
4、活密不可分,生活中的一些问题 常涉及化学知识。 (1)有下列几种食品: 花生油中所含人体所需的主要营养物质为_( 填“糖类”“油脂”或“蛋白质”)。 吃饭时,咀嚼米饭一会儿后感觉有甜味,是因为淀粉 发生了_(填字母)反应。 A.分解B.水解C.裂解 (2)在日常生活中,下列做法错误的是_(填字母 )。 A.用燃烧法鉴别毛织品和棉织品 B.用纯碱洗涤锅盖上的油渍 C.用闻气味的方法鉴别白酒和米醋 D.用淀粉溶液鉴别加碘食盐和不含碘的食盐 【解析】(1)花生油属于油脂。米饭里的主要营养 物质是淀粉,淀粉在酶作用下发生水解得到有甜味的 糖。 (2)毛织品主要成分为蛋白质,灼烧有烧焦羽毛的气味, A项
5、正确;油渍属于油脂,在碱性条件下可水解,B项正确 ;闻气味可鉴别白酒和米醋,C项正确;食盐中加入的是 KIO3,不是I2,故不能用淀粉溶液鉴别加碘食盐和不含碘 的食盐,D项错误。 答案:(1)油脂 B (2)D 2.大豆含有大量的蛋白质和脂肪,由大豆配制出来的菜 肴很多,它是人体营养最重要的补品之一,我们几乎每 天都要饮食豆制品。请回答下列问题: (1)我们所吃的豆腐是一种_(填字母,下同)。 A.蛋白质凝胶B.纯蛋白质 C.脂肪D.淀粉 (2)我们食用的大豆,最终补充给人体的主要成分是 _。 A.氨基酸 B.蛋白质 C.油脂 D.糖类 (3)蛋白质水解的最终产物是_,请以甘氨酸 ( )为例,
6、写出其与NaOH反应的化学 方程式: _。 (4)豆油不能保存较长时间的原因主要是_, 所以必须进行硬化,油脂的硬化是指_, 人造脂肪指的是_。 【解析】在豆浆中加入少量的石膏,能使豆浆凝结成豆 腐,所以豆腐是一种蛋白质凝胶,它在人体内最终补充 给人体的是氨基酸,故(1)中A正确;(2)中A正确。 (3)蛋白质水解的最终产物是氨基酸。据甘氨酸的结 构简式可写出它与NaOH反应的化学方程式为 (4)因豆油中含有碳碳双键,所以易被空气中的O2氧化而 变质;而油脂硬化是对易氧化的不饱和脂肪酸甘油酯进 行催化加氢,所得的产物即为硬化油,也叫人造脂肪。 答案:(1)A (2)A (3)氨基酸 (4)分子
7、中含有碳碳双键,易被空气中的O2氧化 对易氧 化的不饱和脂肪酸甘油酯进行催化加氢 经氢化后的 饱和高级脂肪酸的甘油酯 【核心整合】 【素养迁移】 1.有机物R的结构简式如图所示,下列有关R的性质叙述 正确的是( ) A.R的所有原子一定在同一平面上 B.在Ni催化和加热条件下,1 mol R能与5 mol H2发生加 成反应 C.R既能与羧酸、醇反应,还能发生加成、氧化反应 D.1 mol R与足量氢氧化钠溶液反应,消耗氢氧化钠的 物质的量为2 mol 【解析】选C。含有饱和碳原子,具有甲烷的结构特点, 则所有的原子不可能在同一个平面上,故A错误;能与氢 气反应的有醛基和苯环,则在Ni催化和加
8、热条件下, l mol R能与4 mol H2发生加成反应,故B错误;含有羧 基、羟基,则能与羧酸、醇反应,含有醛基,可发生加 成、氧化反应,故C正确;能与氢氧化钠溶液反应的只有 羧基,则1 mol R与足量氢氧化钠溶液反应,消耗氢氧化 钠的物质的量为1 mol,故D错误。 2.阿斯巴甜是市场上最受欢迎的人造甜味剂之一。阿 斯巴甜是一种具有清爽甜味的有机化合物,结构简式如 图所示。下列说法不正确的是 ( ) A.阿斯巴甜属于氨基酸,分子式为C14H18N2O5 B.阿斯巴甜不能发生氧化反应,但能发生取代反应 C.阿斯巴甜分子中共有11种氢原子 D.阿斯巴甜在一定条件下既能与酸反应,又能与碱反应
9、 【解析】选B。该有机物结构中含有氨基和羧基,所以 阿斯巴甜属于氨基酸,1个分子中含氢原子个数为18,阿 斯巴甜的分子式为C14H18N2O5,故A正确;该有机物能够燃 烧,发生氧化反应,故B错误;该结构中以苯环侧链取代 基为对称轴,共有11种类型的氢原子,故C正确;含-COOH 、-NH2可以知道,阿斯巴甜一定条件下既能与酸反应,又 能与碱反应,故D正确。 3.由于运动员长期从事超负荷的运动,经常引起关节及 其附属结构的损伤,关节炎对运动员来说是一种常见的 病症。H是一种治疗关节炎的止痛药,其合成原理如下: 下列说法错误的是( ) A.M能发生加成、取代、氧化反应 B.用NaHCO3溶液可以
10、检验M中羧基 C.M和H分子中所有原子可能共平面 D.M和H分子中苯环上二氯代物都有4种 【解析】选C。M分子中含有苯环、羟基和羧基,能够发 生加成、取代、氧化等反应,A项正确;碳酸氢钠与羧酸 反应,不和羟基反应,B项正确;M和H分子都含有多个饱 和碳原子,具有空间四面体结构,所有原子不可能共平 面,C项错误;M和H分子中苯环上4个氢原子处于对称位 置,只有两种氢原子,如图所示(以M为例) , 二氯代物有4种,取代的位置分别为1与1、2与2、同侧 的1与2、异侧1与2,D项正确。 4.在日常生活中油脂摄入过多会导致肥胖,其中瘦身用 的非天然油脂非常受一些女士的青睐。天然油脂结构 的核心为甘油H
11、OCH2CH(OH)CH2OH,而瘦身用的非天然 油脂结构的核心则为蔗糖(C12H22O11)。该非天然油脂可 由直链型的不饱和油酸(C17H33COOH)与蔗糖反应而得,其 反应示意图如图所示(注意:图中的反应式不完整): (1)甘油属于油吗?甘油中含有的官能团是什么? 提示:不属于,甘油含有的官能团为羟基,属于醇类物 质。 (2)直链型的不饱和油酸能否使溴水因反应褪色? 提示:能。不饱和油酸(C17H33COOH)分子中含有一个碳碳 双键,能够与溴发生加成反应,因此不饱和油酸能使溴 水褪色。 (3)1 mol蔗糖与金属钠反应,最多能生成氢气的物质的 量是多少? 提示:4 mol。1个蔗糖分
12、子中含有8个羟基,因此1 mol 蔗糖能与8 mol金属钠反应生成4 mol氢气。 (4)天然油脂是小分子化合物,而非天然油脂为高分子 化合物。对吗? 提示:不对。高分子化合物的相对分子质量达到上万甚 至百万,所以该非天然油脂不属于高分子化合物。 (5)写出完整的化学方程式。 提示: (6)该非天然油脂在稀硫酸的作用下水解,最终可生成 几种有机化合物? 提示:3种。该非天然油脂在稀硫酸的作用下水解生成 蔗糖和不饱和油酸,蔗糖能水解生成葡萄糖和果糖,则 最终生成三种有机物。 5.有人认为人体是一架缓慢氧化着的“高级机器”,人 体在生命过程中也需要不断地补充“燃料”。按照这 种观点,你认为人们通常
13、摄入的下列物质哪些可以看作 “燃料”,为什么? (1)淀粉 (2)纯净水 (3)脂肪 (4)蛋白质 (5)食盐 提示:(1)(3)(4)可以看作人体的燃料,(2)(5)不行。因为淀粉属 于糖类,糖类是人体的主要供能物质,脂肪能在体内发生氧化反 应提供能量,食物中的蛋白质在体内被水解为氨基酸后才能吸 收,一部分氨基酸再重新合成人体的蛋白质,另一部分氨基酸氧 化分解释放能量,供生命活动需要。水在人体内主要是作溶剂, 不能为人体提供能量;食盐是调味品,在人体中主要是调节体液 中的电解质平衡,不能为人体提供能量。 6.春季来临时,园林师傅通常需要给树木的根部刷石 灰,以防止树木的病虫害,你能叙述其中的
14、原理吗? 提示:利用了蛋白质的变性,石灰的主要成分为Ca(OH)2, 属于强碱,可以使病虫的蛋白质变性,失去生理活性。 【补偿训练】 1.(2019岳阳高一检测)下列有关物质水解的说法正确的是 ( ) A.蛋白质水解的最终产物是多肽 B.淀粉水解的最终产物是麦芽糖 C.纤维素不能水解成葡萄糖 D.油脂水解产物之一是甘油 【解析】选D。蛋白质水解的最终产物为氨基酸,A错误 ;淀粉水解的最终产物为葡萄糖,B错误;纤维素水解的 最终产物为葡萄糖,C错误;油脂不论碱性水解还是酸性 水解都能得到甘油,D正确。 2.(2019宜春高一检测)根据维生素C的结构简式和相 关性质,判断下列说法中错误的是( )
15、A.是一个环状的酯类化合物 B.易发生氧化及加成反应 C.可以溶解于水 D.在碱性溶液中能稳定存在 【解析】选D。观察维生素C的结构简式可以识别出的 官能团有碳碳双键、(醇)羟基、酯基,碳链中有一个五 元环。碳碳双键可以发生加成反应、氧化反应;羟基( 亲水基)比例很大,亲水性较好,易溶于水;酯基在碱性 溶液中可以水解。 课题任务:探究乳酸的制备与性质 【情境创设】 乳酸(2-羟基丙酸)是一种化合物,它在多种生物化学过 程中起作用。发酵法制乳酸的主要途径是糖在乳酸菌 作用下,发酵三到五天得粗乳酸。发酵法的原料一般 是玉米、大米、甘薯等淀粉原料(也有以苜蓿、纤维素 等作原料,有研究提出厨房垃圾及鱼
16、体废料循环利用生 产乳酸的)。 【素养解读】 1.核心素养科学探究与创新意识:通过乳酸的制备与性质探 究,联系化学知识,发现和提出有探究价值的问题。能从问题和 假设出发,依据探究目的,设计探究方案。 2.素养目标:通过“探究乳酸的制备与性质实验”培养自主探究 的能力与创新意识。 【素养探究】 【查阅资料】 利用玉米、大米、甘薯等淀粉原料制备乳酸的工艺流程如下: 在乳酸菌的作用下反应: C6H12O6 2CH3CH(OH)COOH 【问题探究】 探究问题1.探究乳酸的制备原理及条件 (1)根据查阅资料内容分析利用淀粉原料制取乳酸的主 要化学反应是什么? 提示:(C6H10O5)n(淀粉)+nH2
17、O nC6H12O6(葡萄糖); C6H12O6 2CH3CH(OH)COOH。 (2)根据如图分析乳酸发酵的时间为什么一般应在五天 以上? 提示:5天以上乳酸菌含量较高,但亚硝酸盐含量明显降 低。 探究问题2.探究乳酸的性质 (1)怎样设计实验验证乳酸中含有羧基? 提示:向饱和碳酸氢钠溶液中加入适量乳酸,如果能够 产生二氧化碳气体则说明乳酸中含有羧基。 (2)怎样设计实验验证乳酸中含有羟基? 提示:取相同质量的乳酸分别与足量的碳酸氢钠溶液、 金属钠反应,根据产生的气体体积推算是否含有羟基。 【探究成果应用】 查阅资料,说明饮用乳酸菌饮料对人体的好处。 提示:帮助消化、保持肠道健康;防止腹泻;预防 癌症:乳酸菌在肠胃道中生长,由于有微生物族群的拮 抗作用,会使产生致癌物的不良细菌大量减少,进而减 少致癌机率;消除便秘:在乳酸菌作用下生成的乳酸 能促进大、小肠的蠕动,而且作用温和自然,不同于市 面上的轻泻剂;制造维生素。 【素养评价】 1.科学探究水平2:能根据所给问题设计简单实验, 客观记录实验现象,并作出解释。 2.科学态度水平3:能根据数据分析乳酸的生产条 件。 3.科学探究水平4:能根据假设提出实验方案,独立 完成实验,基于现象和数据进行分析得出结论,并交 流。 4.科学态度与社会责任水平3:具有理论联系实际 的观念,有将化学研究成果应用于生产生活的意识。
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