史前时期,人类就已知道从鲜果、蜂蜜、植物中摄取甜味食物。后发展为从谷物中制取饴糖,继而发展为从甘蔗甜菜中制糖等。制糖历史大致经历了早期制糖、手工业制糖和机械化制糖3个阶段。
早期制糖阶段 中国是世界上最早制糖的国家之一。早期制得的糖主要有饴糖、蔗糖,而饴糖占有更重要的地位。
制饴 将谷物用来酿酒造糖是人类的一大进步。中国西周的《诗经·大雅》中有“周原膴膴,堇荼如饴”的诗句,意思是周的土地十分肥美,连堇菜和苦苣也象饴糖一样甜。说明远在西周时就已有饴糖。饴糖被认为是世界上最早制造出来的糖。饴糖属淀粉糖,故也可以说,淀粉糖的历史最为悠久。
饴糖是一种以米(淀粉)和以麦芽经过糖化熬煮而成的糖,呈粘稠状,俗称麦芽糖。自西周创制以来,民间流传普遍,广泛食用。西周至汉代的史书中都有饴糖食用、制作的记载。其中,北魏贾思勰所著的《齐民要术》(第89篇“饧�”)记述最为详尽。书中对饴糖制作的方法、步骤、要点等都作了叙述,为后人长期沿用。时至今日,这类淀粉糖的甜味剂仍有生产,也有较好的市场,在制糖业中仍有一定地位。但通常所说的制糖是指以甘蔗、甜菜为原料制糖。
甘蔗制糖 甘蔗制糖最早见于记载的是公元前 300年的印度的《吠陀经》和中国的《楚辞》。这两个国家是世界上最早的植蔗国,也是两大甘蔗制糖发源地。在世界早期制糖史上,中国和印度占有重要地位。
在中国,最早记载甘蔗种植的是东周时代。公元前4世纪的战国时期,已有对甘蔗初步加工的记载。屈原的《楚辞·招魂》中有这样的诗句:“胹鳖炮羔,有柘浆些”。这里的“柘”即是蔗,“柘浆”是从甘蔗中取得的汁。说明战国时代,楚国已能对甘蔗进行原始加工。
西晋陈寿所著的《三国志·吴书·孙亮传》中,有"亮使黄门以银椀并盖,就中藏吏取交州所献甘蔗饧……"的记述。交州在现今的广东、广西一带,与上述的楚国同是中国的南方,是甘蔗制糖最早的地区。甘蔗饧是一种液体糖,呈粘稠状,是将甘蔗汁浓缩加工至较高浓度(粘稠),便于储存食用。这里的加工技术已经提高了一大步。
东汉张衡著的《七辨》中,有“沙饴石蜜”之句。这里“沙饴”二字,是指制得的糖有微小的晶体,可看作是砂糖的雏形。
6世纪时陶弘景著的《名医别录》中写到:“蔗出江东为胜,卢陵也有好者,广州一种数年生,皆大如竹,长丈余,取汁为沙糖,甚益人。”这里描述的种蔗区域更加广阔了,种蔗的技术也已提高,且已经制出砂糖。这种砂糖是将蔗汁浓缩至自然起晶,成为带蜜的糖。比先前的甘蔗饧的加工技术又提高一步。
手工业制糖阶段 自战国时代开始从甘蔗中取得蔗浆以后,种植甘蔗日益兴盛,甘蔗制糖技术逐步提高,经近千年的发展,至唐宋年间,已形成了颇具规模的作坊式制糖业。
公元647年,唐太宗派人去印度学习熬糖法。欧阳修、宋祁撰的《新唐书》中有这样的记载:“……贞观二十一年,始遣使自通天子,献波罗树,树类白杨。太宗遣使取熬糖法,即诏扬州诸蔗,柞沈如其剂,色味愈西域远甚。”说明在中、印频繁的文化、科技交流中,其中也有制糖技术的经验交流。
从唐宋开始形成的手工业制糖以来,制糖技术逐步得到发展,一些新的技术、新的工艺相继出现,土法制取的白糖、冰糖等新品种也相继出现,同时也产生了一些制糖的理论著作。
公元674年,中国发明用滴漏法制取土白糖。该法用一套漏斗形的陶器,配以瓦缸和其他小设施,将蔗汁熬至相当浓度后倒入瓦溜(漏斗形陶器)中,从上淋入黄泥浆,借助黄泥浆的吸附脱色制取土白糖。白糖的出现,标志着制糖技术达到了一个新的高度。这种土法制糖在中国沿用了千余年。
唐大历年间(766~779),四川遂宁一带出现用甘蔗制取冰糖。冰糖的制作,为制糖业增添了独特的产品。
唐宋制糖手工业昌盛,所产之糖的品种和质量都达到相当高的水平。糖产品不仅销售国内各地,还远销波斯、罗马等地,促进了国际间的贸易往来。广泛兴起的制糖手工业,扩展至全国的很多区域,如现今的广东、广西、福建、四川等地。宋、元期间,大量的闽、粤移民至台湾,同时也带去了种蔗制糖技术。由于台湾气候适宜于种植甘蔗,制糖业很快得到发展,并成为中国主要制糖基地之一。
8世纪中叶,中国制糖技术传到日本。13世纪左右,传入爪哇,成为该岛糖业的起源。15~16世纪,中国的侨民也在菲律宾、夏威夷等地传播制糖法。
当中国的甘蔗制糖技术向外传播的时候,世界上的另一个甘蔗制糖发源地印度,也不断向各国传播甘蔗制糖技术。7世纪,阿拉伯人把印度的甘蔗种植技术传入西班牙、意大利。自此,地中海沿岸开始有甘蔗种植,随后甘蔗的种植技术又传入北美洲的一些国家。15世纪末,哥伦布将甘蔗制糖技术传至西印度群岛,很快又传至古巴、波多黎各。15世纪20~30年代,甘蔗制糖技术先后传到墨西哥、巴西、秘鲁等,不久,甘蔗制糖业在南北美洲都发展起来。
在长期的制糖实践中,很多制糖方法逐步被总结出来。 北宋王灼于 1130年间撰写出中国第一部制糖专著——《糖霜谱》。全书共分7篇,内容丰富,分别记述了中国制糖发展的历史、甘蔗的种植方法、制糖的设备(包括压榨及煮炼设备)、工艺过程、糖霜性味、用途、糖业经济等。1637年初刊的明代宋应星所著《天工开物》卷六(《甘嗜》)中,记述了种蔗、制糖的各种方法,比《糖霜谱》一书更系统、更详尽。这些方法,在中国民间一直沿用到20世纪。书中记述的采用牛拉石辘(或木辘)多次压榨取汁的方法(压榨法),与现代的甘蔗多重压榨原理相似。在蔗汁澄清方面,书中首次总结了石灰法澄清工艺,其原理在现代的制糖业中仍有沿用。“甘嗜”中总结的具有系统性的压榨取汁、石灰法澄清、浓缩煮糖等手工业制糖工艺,成为现代机械化制糖的工艺基础。
机械化制糖阶段 18世纪末至19世纪初,甜菜制糖的成功极大地推动了制糖业的发展,直接导致了制糖业的机械化。
甜菜制糖业的兴起 长期以来,用来制糖的主要原料是甘蔗,而甘蔗只能生长于热带、亚热带地区,寒冷地区则不能种蔗制糖。18世纪末期,一种新的制糖原料——甜菜终于被发现,给制糖业的发展带来重大突破。
1747年,德国化学家A.马格拉夫发现甜菜块根中含有蔗糖,但未受到重视。1786年,马格拉夫的学生F.K.阿哈尔德在柏林近郊试种甜菜成功,实现了从甜菜中提取蔗糖并开始进行甜菜的选择和育种工作。1799年阿哈尔德发表论文,宣告可以用甜菜制糖。1802年,阿哈尔德在东欧西里西亚附近的库内恩建立了世界上第一座甜菜糖厂。同年,俄国也建成一座甜菜糖厂。1811年,法国又建成一座甜菜糖厂。此后,欧洲各国相继建厂,甜菜制糖业很快兴起。1810年,俄国的甜菜糖厂已达10座。1824年,乌克兰开始建立甜菜糖厂,此后15~20年间,已发展到67座,乌克兰遂成为俄国的主要产糖区。
甜菜制糖业在欧洲的迅速崛起和发展,有着重要的政治、经济原因。19世纪初,拿破仑对不列颠岛实行封锁,英国则从海上对欧洲大陆实行经济封锁,欧洲海上运输因之受阻,一些急需物资和食品如甘蔗糖等无法从海上运往欧洲大陆,这种情形客观上促使了欧洲甜菜制糖业的迅速发展。不久,甜菜制糖技术便越过大西洋,传播到美洲,继而传播到亚洲,遍及世界各地。
机械化制糖业的发展 甜菜糖的发源和生产主要是在欧洲,而19世纪又是欧洲资本主义发展的时代,先进的工业和发达的科学技术,给制糖业实行机械化提供了很多有利条件。现代机械化制糖的工艺和设备大多始于欧洲的甜菜制糖业。19世纪初至19世纪60年代的这段时间,是机械化制糖工业的主要形成时期,许多制糖新工艺新设备不断涌现。甜菜制糖业在这段时间里,完成了渗出提汁、糖汁加灰二次碳酸饱充清净、多效蒸发、真空煮糖结晶和离心分蜜成糖等基本技术。
19世纪初期,良好的吸附剂骨炭已应用于甜菜糖汁的脱色,并取得了较好效果。1821年,M.de东巴勒将甜菜块根切成薄片,以热水浸渍提取糖分,改变了早期用压榨甜菜取汁的做法,成为渗出法的先导。到1830年,东巴勒发明渗出法。但由于未找到理想的澄清方法,取得的糖汁不易澄清。1840年,库尔曼发明二氧化碳饱充法,在澄清糖汁方面取得突破性的进展。1843年多效蒸发罐的发明使糖汁得以蒸浓。同时,采用高效能的离心分蜜工艺使糖膏中糖晶粒和糖蜜完全分离,得到的不再是带蜜的糖,而是干净的砂糖。1849年,卢梭发明了碳酸法制糖工艺。1849年,应用二氧化硫漂白糖汁取代成本较高的骨炭,糖汁的清净技术进一步提高。1859年,佩里耶和波塞茨将碳酸法改良为双碳酸法,澄清效果显著提高,但糖汁的沉淀颗粒仍不易除去。1864年,德耐克发明过滤机使糖汁沉淀颗粒得以分离。同年,奥地利人J.罗伯特制成间歇式渗出罐组,它与双碳酸法清净工艺相配合后被普遍采用。20世纪发展了连续渗出器,逐渐取代了罗伯特渗出罐。至此,较完善的碳酸法制糖工艺基本形成,成为现代制糖技术的先导。
由于甜菜制糖大部分工艺也适用于甘蔗制糖,因而很快被甘蔗制糖业所采用,但甘蔗制糖和甜菜制糖在澄清工艺上有较大的不同。在取汁方面,甘蔗糖厂仍基本上采用压榨取汁方式。18世纪末甘蔗制糖已采用了三辊压榨机。
19世纪初期,真空结晶(煮糖)罐制造成功。中期,已开始用蒸汽机带动压榨机,并开始采用离心分蜜机。此后,随着制糖工艺渐趋成熟和适合于工业化生产的设备不断出现,制糖业遂进入大规模工业化生产阶段。
中国机械化制糖 19世纪末至20世纪初,是中国机械化制糖的酝酿、探索时期。20世纪30年代,中国兴起机械化制糖热潮,但未形成机械化制糖工业体系,制糖业基本上还处于手工业阶段。1949年后,不断发展成为完整的现代制糖工业体系。
1878年,英商怡和洋行在香港设中华精糖公司,机器购自英国,以土糖为原料生产精炼糖,每日能处理4000担土糖。1880年,怡和洋行又在广东汕头角石开设分厂。此外,英国商人在香港的太古洋行也创办太古炼糖公司。继英国之后,美国、日本等商人也来中国建立机械制糖厂,制糖工艺、技术、设备均从外国引入。由于社会动荡、经营管理不善等原因,这些糖厂未能长久生存下去。
1905年,中国东北开始种植糖用甜菜。1908年建成一座日加工甜菜350吨的甜菜制糖厂(阿城糖厂)。
1915年又建成一座日加工甜菜 350吨的甜菜制糖厂(呼兰糖厂)。
1916年,日本人在中国东北成立“南满洲制糖株式会社”,并在沈阳郊区建立一座日加工500吨甜菜的奉天糖厂,1917年投产。1922年又在铁岭建成铁岭糖厂,这两座糖厂都于1926年停产。
1920年,北京溥益公司在山东济南兴建溥益糖厂,于1921年投产,1929年停产。
20世纪30年代以前,不论是甜菜制糖厂,或是甘蔗制糖厂,或是精炼糖厂;不论是外资兴办,或是民族资本创办的糖厂,都没有成功,中国的机械化制糖业未能形成,仍然处于手工业制糖阶段。牛拉石辘压取甘蔗的古老制糖法依然盛行,土糖寮、土糖房、小作坊式的制糖遍布城乡民间。糖的产量及质量都不及先进国家。尚需大量进口食糖。1929年,食糖进口量达最高峰(7.4亿千克),价值银一万万两,居全国进口货物的第二位。
30年代开始,中国限制洋糖任意进口,保护国内糖业的发展。1929~1933年,资本主义世界爆发严重经济危机,许多公司、商人急于推销滞销的货物和积压设备。中国成为他们资本输出的一大市场。例如,美国的檀香山铁工厂,捷克斯可达工厂,即在此时来到广东,推销他们积压的制糖设备。广东省的军阀企图通过创办糖业,充实自己经济实力,巩固和扩大自己的政治地位,极力支持、兴办机械化制糖业。广东制糖历史悠久,制糖原料(甘蔗)丰富,客观上也利于制糖业的发展。1933年8月至1936年1月,在檀香山铁工厂、捷克斯可达厂两家厂商的承包下,在广东建成了市头、顺德、东莞、新造、惠阳、揭阳等 6座机械化制糖厂。其设计的总生产能力为每天压榨甘蔗7000吨,每天产白糖700吨。机器设备全部由外国进口,工艺技术、设备规模都是空前的。广东遂成为全国机械化制糖业的重要基地。
广东兴办机械化制糖业的热潮,也波及可以用甘蔗制糖的其他省份,继之纷纷建立机械化糖厂。但由于时局动乱,工业基础薄弱,这些新式的机械化制糖厂,未能得到发展和繁荣,不少糖厂被迫关闭、停业。
20世纪以来,台湾省机械化制糖业发展较快。最早的机器制糖厂建立于1901年,至1945年,全省已有42家机械化制糖厂。1934~1943年间,台湾糖业发展迅速,糖产量剧增,并有大量出口。1938~1939年制糖期,机制糖产量达到137万吨。
1949年后,中国大陆的制糖业不断得到发展。甘蔗制糖业主要分布在广东、广西、云南、福建、海南、四川等地。甜菜制糖业集中在黑龙江、内蒙古、吉林、新疆等地。甘蔗糖与甜菜糖的产量之比约4:1。发展到 80年代,中国已成为世界上制糖大国之一。
我国糖料和食糖生产发展情况
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1、糖料亩产、面积和食糖产量波动中上升
经过建国以来五十多年、特别是改革开放以来的建设,中国糖业获得了巨大的发展。全国糖料播种面积由1949年186.2万亩扩大到2003年2485.5万亩。其中,甘蔗从162.3万亩增加到2113.5万亩,甜菜从23.9万亩增加到372万亩(见图2)。值得注意的是我国甜菜种植面积近几年呈萎缩趋势,这是由于近年甜菜比较效益逐年下降,在新疆与棉花和西红柿争地,在东北和粮食,也就是大豆和玉米争地。2004年农产品价格全面上涨,许多糖农改种其他作物,甜菜糖厂很难征到定单,闲置了很多压榨能力。
甘蔗亩产从1949年的1.6吨提高到2003年的4.27吨,甜菜亩产从0.8吨提高到1.67吨。总体上看糖料亩产近20年来都呈比较平稳的上升趋势(见图3)。甘蔗亩产最高地区是广西,每亩达到4.6吨;甜菜亩产最高的地区是新疆,由于高糖甜菜品种推广速度较快,亩产已经高达3.12吨。随着高糖品种推广速度的增加,甘蔗和甜菜亩产还有望进一步提高。
与糖料面积同步起伏的是糖料和食糖的产量。全国食糖产量由1949/1950榨季的26.1万吨提高到2002/2003榨季的1063.7万吨(其中,甘蔗糖产量由24万吨提高到940.6万吨,甜菜糖产量由2万吨提高到124.1万吨)。如图4所示,我国甘蔗糖产量一路上升,03/04榨季达历史最高水平944万吨;而甜菜糖产量近年却呈下滑趋势,目前只有59万吨,占总产量的份额只有5.9%,相当于历史最高水平1991年的36%。
2、蔗糖生产向优势地区集中
90年代以来,我国甘蔗生产区域布局发生了剧烈变化。由于东南沿海地区产业结构升级和农业结构调整,甘蔗生产局逐渐向西部地区转移。甘蔗原产地如广东、海南、福建的种植面积在过去十年间大幅度下降。广东和福建的蔗糖产量分别比10年前下降46%和77%。全国甘蔗业生产进一步向优势地区集中。目前最大的蔗糖基地广西种植面积已在1000万亩以上,占全国总面积的45%以上;广西、云南、广东、海南和新疆五大产区产糖量为960万吨,占全国产糖总量的96%,其中广西和云南产量占全国的58%和19%。
3、制糖企业发展迅猛
我国制糖企业也获得了长足的发展。全国机制糖厂由1949年的3家增加到2000年的539家。2000年我国糖业进行了史无前例的结构调整,国家拿出120多亿资金关闭破产150家制糖企业。经过结构调整,淘汰落后生产能力,全国糖厂由539家减少到359家,保留制糖能力780万吨,其中甘蔗和甜菜糖厂分别为340家和19家、制糖能力分别为695万吨和85万吨,主要分布在广西、云南、广东、海南、新疆、内蒙和黑龙江等省区。2002/2003榨季,全国共有制糖生产企业(集团)213家,开工糖厂315家,其中:甜菜糖生产企业(集团)39家,糖厂40家;甘蔗糖生产企业(集团)165家,糖厂266家;炼糖企业9家。目前,产糖量超过10万吨的糖业集团已有20个,合计产糖670万吨,占全国产糖量的67%。
目前制糖业共有工业职工20多万人,与糖业生产相关的农业人口近4000万人;已经建成了包括糖业教学、科研、设计、设备制造、土建安装的体系,可以自主进行糖业研发、建设。糖厂综合利用也获得了巨大发展,以食糖副产品蔗渣、废(菜)丝、废蜜为原料的产品有:纸、纸浆板,纤维板,食用、药用、饲料酵母,甜菜颗粒粕,柠檬酸,味精,糖蜜酒精等。据不完全统计,在我国以食糖为原料或辅料的食品共有3000多个品种。
糖的化学分类
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糖类物质是多羟基醛或酮,据此可分为醛糖(aldose)和酮糖(ketose)。
糖还可根据碳原子数分为丙糖(triose),丁糖(terose),戊糖(pentose)、己糖(hexose)。最简单的糖类就是丙糖(甘油醛和二羟丙酮)由于绝大多数的糖类化合物都可以用通式Cn (H2O)n表示,所以过去人们一直认为糖类是碳与水的化合物,称为碳水化合物。现在已经这种称呼并不恰当,只是沿用已久,仍有许多人称之为碳水化合物。
糖还可根据结构单元数目多少分为:(1)单糖(monosaccharide):不能被水解称更小分子的糖。(2)寡糖(disaccharide):2-6个单糖分子脱水缩合而成,以双糖最为普遍,意义也较大。(3)多糖(polysaccharide):均一性多糖:淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质(壳多糖)不均一性多糖:糖胺多糖类(透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等)(4)结合糖(复合糖,糖缀合物,glycoconjugate):糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等(5)糖的衍生物:糖醇、糖酸、糖胺、糖苷
糖类的生物学功能
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(1) 提供能量。植物的淀粉和动物的糖原都是能量的储存形式。 (2) 物质代谢的碳骨架,为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。 (3) 细胞的骨架。纤维素、半纤维素、木质素是植物细胞壁的主要成分,肽聚糖是原核生物细胞壁的主要成分。 (4) 细胞间识别和生物分子间的识别。细胞膜表面糖蛋白的寡糖链参与细胞间的识别。一些细胞的细胞膜表面含有糖分子或寡糖链,构成细胞的天线,参与细胞通信。红细胞表面ABO血型决定簇就含有岩藻糖。
糖怎么被人体吸收
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糖包括蔗糖(红糖、白糖、砂糖、黄糖)、葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖、淀粉、糊精和糖原棉花糖等。在这些糖中,除了葡萄糖、果糖和半乳糖能被人体直接吸收久,其余的糖都要在体内转化为葡萄糖后,才能被吸怀利用。
糖对人体的功能
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糖的主要功能是提供热能。每克葡萄糖在人体内氧化产生4千卡能量,人体所需要的70%左右的能量由糖提供。此外,糖还是构成组织和保护肝脏功能的重要物质。
下午2点吃糖减少车祸
许多研究人员研究证实,只要适量摄入,掌握好吃糖最佳时机,对人体是有益的。如洗浴时,要大量出汗和消耗体力,需要补充水和热量,吃糖可防止虚脱;运动时,要消耗热能,糖比其他食物能更快提供热能;疲劳饥饿时,食糖可迅速被吸收提高血糖;当头晕恶心时,吃些糖可升血糖稳定情绪,有利恢复正常;饭后进食点糖食品,可使人在学习和工作时,精神振奋,精力充沛。据报道,美国科学家对千余名中小学生实验表明,饭后吃一些巧克力,下午1-2节课打瞌睡者才2%,而对照者(不吃巧克力)却高达11%。此外,对数百名驾驶员试验发现,当他们按要求每天下午2点吃点巧克力、甜点心或甜饮料时,车祸要少得多。
糖对人体的危害
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蔗糖是含有最高热值的碳水化合物,过量摄入会引起肥胖、动脉硬化、高血压、糖尿病以及龋齿等疾病。
吃糖过多影响小孩长高
吃糖过多可影响体内脂肪的消耗,造成脂肪堆积;吃糖过多,还可以影响钙质代谢。有些学者认为吃糖量如果达到总食量的16-18%,就可使体内钙质代谢紊乱,妨碍体内的钙化作用。据日本一项调查表明,小儿骨折率有所增加,他们认为糖过多是造成骨折的重要原因。
吃糖过多,会使人产生饱腹感,食欲不佳,影响食物的摄入量,进而导致多种营养素的缺乏。儿童长期高糖饮食,直接影响儿童骨骼的生长发育,导致佝偻病等。儿童多吃糖如果又不注意口腔卫生,则为口腔的细菌提供了生长繁殖的良好条件,容易引起龋齿和口腔溃疡。
为了避免龋齿、近视、软骨症、消化道等疾病,世界卫生组织呼吁:家长不要让孩子吃太多的甜食。
糖是人类赖以生存的重要物质之一
糖是人体三大主要营养素之一,是人体热能的主要来源。糖供给人体的热能约占人体所需总热能的60~70%,除纤维素以外,一切糖类物质都是热能的来源。
糖是自然界中最丰富的有机化合物。糖类主要以各种不同的淀粉、糖、纤维素的形式存在于粮、谷、薯类、豆类以及米面制品和蔬菜水果中。在植物中约占其干物质的80%,在动物性食品中糖很少,约占其干物质的2%。
甜食吃得太多易患各种疾病
有些专家认为,糖比烟和含酒精的饮料对人体的危害还要大。世界卫生组织曾对23个国家人口死亡原因作了调查后得出结论:嗜糖之害,甚于吸烟,长期食用含糖量高的食物会使人的寿命缩短20年。因此,世界卫生组织于1995年提出“全球戒糖”的新口号。世界卫生组织调查发现,食糖摄人过多会导致心脏病、高血压、血管硬化症及脑溢血、糖尿病等。
长期高糖饮食,会使人体内环境失调,进而给人体健康造成种种危害。由于糖属酸性物质,吃糖过量会改变人体血液的酸碱度,呈酸性体质,减弱人体白血球对外界病毒的抵御能力,使人易患各种疾病。
长期嗜好甜食的人,容易引发多种眼病。有关专家还提出老年性白内障与甜食过多也有关。他们调查了50例白内障患者,发现其中有34%的患者有酷爱甜食的习惯,他们认为,这与葡萄糖代谢障碍有关。
吃糖引发肥胖病没有依据
我国许多食品营养及医学界专家认为,单纯性肥胖是由于总热量的摄入与消耗之间失去平衡所致,不能把肥胖归结于糖。美国食品和药物管理局特别工作小组对食糖研究的结果,认为食糖引发肥胖是没有根据的。理由是:每汤匙食糖含热量16卡,而每汤匙黄油或其他脂类食物含热量是100卡,所以食糖不是使人发胖的原因。
瑞典几位医学家的研究更进一步证实,食用糖不会导致人体内形成脂肪层,这一研究成果被称为“小型革命”。根据医学家的观察,胖人的食物中脂肪总是比糖多,所以减肥的人首先应减少食用脂肪性食物。欧洲的主要饮食营养学家、瑞典的阿斯特鲁认为,如果不滥食过多脂肪食物,那就可以安心地提高糖的用量,而不必担心肥胖。
食用适量,不会影响健康
近年来,由于报道糖对人体健康危害的文章越来越多,一些片面宣传的舆论使人们对进食糖顾虑重重,感到“吃糖可怕”。美国食品和药物管理局特别工作小组对食糖研究的结论是:食糖除导致龋齿外,对引起其他疾病是没有根据的。作为合理搭配饮食的一部分,吃糖如同吃其他东西一样,只要食用适量,是不会有碍健康的。
近年来,食品安全问题得到了全社会的关注,食品生物技术得到了更多的重视,下面是我整理的关于食品生物技术论文,希望你能从中得到感悟!
食品分析中的生物技术应用分析
摘要:随着人们对食品安全问题重视程度的与日俱增,食品检测领域的快速检测的技术越来越受到重视,而在该技术领域,生物检测技术作为一种新兴技术,其应用范围越来越广泛。现在,生物技术的发展更是突飞猛进,这必将促成生物检测方法的不断补充和完善。
关键词:食品分析 生物技术 应用分析
食品分析是食物营养评价和食品加工过程中质量保证体系的一个重要组成部分,它始终贯穿于食物资源的开发、食品加工与销售的全过程。随着人们生活水平的提高,特别是我国加入WTO后,我国食品走向世界的关税壁垒将逐渐被技术壁垒所取代,一方面,食品的功能性和安全性将越来越受到重视,对其分析精度和检测限的要求越来越高;另一方面,作为食品生产企业和政府监管机构,对食品品质的控制则要求能实现现场无损检测和快速检测,而对分析精度和检测限的要求则相对较低。因此,食品分析技术正向着省时、省力、廉价、减少溶剂、减少环境污染、微型化和自动化方向发展。
1 生物检测技术种类
1.1 生物酶技术。基于生物酶的食品安全生物检测技术具有较强的特异性,该技术是非常常用的生物检测技术,能够从代建样本中成功检测出残留农药和毒性微生物的准确含量。不仅如此,该技术还可跟其他技术相结合产生先进的检测技术,如,将该技术跟免检测技术,由于其优异的特性,已在食品安全领域检测的各个领域广泛使用。酶联免疫分析(ELISA)检测技术的最大优点就是准确度和敏感度都非常高,实验结果表明,采用该检测技术对蔬菜和瓜果类食品样本中的农药残留的检测限为0,对奶制品中各种除草剂残留的检测限为0。所以,世界粮农组织(FAO)已经向许多国家的食品安全检测部门大力推广该技术,美国的食品安全部门也将基于酶联免疫分析的食品安全检测技术作为检测农药残留的主要技术。
1.2 PCR技术。PCR(Polymemse Chain Reaction)的中文意思是聚合酶链式反应,是一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法。该技术最初的应用领域为基因克隆领域和转基因检测领域。但是,由于该技术具有众多优点,比如具有微量性、精确性等,使得该技术成功应用于其他领域。特别是随着对食品中微生物性质的了解,该技术在主要食品安全检测中显现出了广阔的应用前景。该技术最早应用于生物检测领域是在1992年,而应用于对食品安全的检测则要更晚,也就是最近几年才出现的,直到2002年国内才见相关技术应用干食品检测的文献报道。通过建立基于聚合酶链式反应技术的检测体系,对日常生活中人们常用的肉类、奶类和水产类食品中容易感染的致病性小肠耶尔森氏菌进行了检测试验,取得了较好的检测结果。研究人员进行不断改进,希望通过将基于PCR技术的生物检测技术跟其他方法相结合,找到一种全新的更加有效地食品检测方法。
1.3 生物芯片。随着全球经济一体化的迅速发展,世界主要经济大国对食品安全的重视,对进出口食品的卫生检疫已经成为各主要经济体的贸易壁垒。目前,世界上许多国家和地区,也都相继开展了基于生物芯片技术的食品检测技术的研制和开发工作。基于生物芯片的检测技术采用光导原位等方法,能够将检测样本中的生物大分子有序地固化于支持物表面,进而构成密集的分子排列,然后与已经过标记的待测样品中的靶分子进行杂交,最后通过对杂交信号的强度进行分析,能够非常快速、高效、准确地对待测样品中的中靶分子数量进行判断,因此可说,基于生物芯片的食品检测技术是现有检验、检疫领域中速度最快、适用范围最广的高新技术。所以,基于该技术的生物检测技术可以对食品的安全状态有一个科学、快速的了解。
1.4 生物传感器。基于生物传感器的检测技术是通过具有较高选择性的生物材料对各种有毒分子进行识别,当待检测样品中的毒性物质分子与识别材料结合后,把所产生的复合物通过信号转换器转变为光电信号后输出,进而得到对检测样品的检验结果。该项检测技术具有快速、准确、可靠的的优点,能够最大限度的满足食品安全检测领域的各种要求。因此,该项检测技术已经成功地应用于农产品的药物残留检测和病原菌检测等众多领域。当然,基于该项技术的食品检测体系还存在一定的缺陷,如该技术的使用寿命和检测稳定性还不尽如人意,使得该技术的商业化进程受到一定的制约。
2 具体应用实例的分析
2.1 食品中的药物残留检测。对于食品中残留的药物成分对人体的危害问题,已经引起了人们的广泛重视,因而对农产品中残留药物成分的分析技术也得到了快速发展。现在,在农产品中成功应用的药物残留检测技术是生物酶技术和生物传感器技术。用生物技术对药物残留进行检测的方式出现的更早,早在1989年,人们就开始用电流式生物传感器来测定检测样本中的有机磷杀虫剂,其中使用的就是人造酶,该技术可以对样本中的硝基酚和二乙基酚进行有效检测,且时间较短。
2.2 有害微生物的检测。食品中的有害微生物对人类健康的危害性也不容忽视,所以,采用快速有效地检测方法是限制有害微生物扩大传播的有效途径。生物检测技术在领域已经取得了大量的研究成果。我国一些学者应用酶联免疫分析方法对奶制品样本中的沙门氏菌进行了成功检测,证明了该检测方法的敏感性和特异性。
2.3 转基因食品检测。随着转基因食品的出现和普及,以及各种转基因产品对人类健康和环境影响的不确定性,能对各类转墓因产品进行有效检测技术也随之出现,现在,应用于该检测领域的生物检测技术主要包括:酸检测方法、酶活性检测方法以及蛋白质检测方法等。
2.4 样本成分和品质的检测。最早应用于食品样本成分和品质检测的生物检测方法,是基于生物传感器的食品检测技术,只不过开始的检测种类较少,如最早的生物传感器检测技术主要是葡萄糖传感器,只针对食品样本中的含糖量进行检测。随着生物技术的发展,用于对样本成分和品质检测的技术也越来越多。
3 结束语
随着生物技术的发展,人们已逐步认识到生物技术在食品分析中的重要作用。生物技术检测方法以其自身独特的优势在食品分析中显示出巨大的应用潜能,其应用几乎涉及到食品分析的各个方面,包括食品的品质评价、食品的质量监督、生产过程的质量监控及食品科学研究等,尤其是它能够对许多过去难于检测的成分进行分析。目前由于各种条件的限制,生物技术在食品分析中的应用还不普及,随着科学技术的不断发展,在不久的将来,生物技术在食品分析中将占有越来越重要的地位。
参考文献
[1] 孙秀兰.生物芯片技术与食品分析[J].生物技术通报,2011.4:22-25
[2] 刘荣.生物传感器在食品分析检测中的应用[J].乳业科学与技术,2009
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我看绿色化学化工
所谓绿色化学化工,其定义是在化工产品生产过程中,从工艺源头上就运用环保的理念,推行源消减、进行生产过程的优化集成,废物再利用与资源化,从而降低了成本与消耗,减少废弃物的排放和毒性,减少产品全生命周期对环境的不良影响。绿色化工的兴起,使化学工业环境污染的治理 由先污染后治理转向从源头上根治环境污染。
这里应该分成两个部分讨论这个主题,首先应该先了解清楚什么是绿色化学。据了解,绿色化学又称环境无害化学,由此发展的技术称环境友好技术或洁净技术:即利用化学原理在化学品的设计、生产和应用中消除或减少那些对人类健康、社区安全和生态环境有毒有害物质的使用和生产,设计研究没有或只有尽可能少的环境负作用,在技术上和经济上可行的产品和化学过程。作为一名文科学生,想要清楚的了解这些原理之类的知识,实在困难。但是,无论属于哪个学科,面对一项有利于人类社会的发展的新理论,都应该树立正确的态度和观念。所以,首先有必要解释清楚这些技术或科学理念的理论来源及前因后果、带来的益处、发展方向、积极意义、发展前景及发展方式等等。
首先,需阐述绿色化学产生的背景,也可以理解为产生的具体原因。分别有一、环境危机;二、能源危机。其中环境危机具体又包括:温室气体大量排放所导致的全球变暖问题、臭氧层遭到破坏、生物多样性的减少、森林面积减少,酸雨成灾、大气污染、土地荒漠化、海洋污染、淡水资源污染、城市垃圾的处理等问题。就是由于这些原因,导致我们赖以生存的家园越来越不适宜人类居住,所以,也将为人类敲响警钟。在不断促进科学发展的同时,也要回头看看我们所走过的路,不能一味地只向前看,而把身后置之不理,那将有可能造成很大的隐患。所以,人们在不断地探索更加优越的科学技术,以减少对生存环境和人类自身健康的破坏。所以现在所提出的绿色化学的理念的核心是:利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。而绿色化工得理想的生产方式又是:一、充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;二、在无毒、无害的条件下进行反应,以减少向环境排放废物;三、提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;四、生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。这一系列的理论知识如果都付诸于实践,那么将会大大提高我们的生活质量,对于人类的生存幸福指数也会做出巨大的贡献。
绿色化学的理念的应用领域应该是很广泛的,不仅仅是工业生产方面,当然,在工业生产方面绿色化学的作用和意义是很重大的。当今,可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展,既要发展经济,又要保护自然资源和环境,使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。首先,绿色化学的口号最早产生于化学工业非常发达的美国。1990年,美国通过了一个“防止污染行动”的法令。1991年后在,“绿色化学”由美国化学会(ACS)提出并成为美国环保署(EPA)的中心口号。经过十多年的研究和探索,绿色化学的研究者们总结出了绿色化学的12条原则,这些原则可作为实验化学家开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的指导方针和标准。按照绿色化学的原则,在理想的化工生产方式是:反应物的原子全部转化为期望的最终产物。
然后介绍绿色化学的十二项原则:一、防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。
二、讲原子经济——应该设计这样的合成程序,使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。
三、较少有危害性的合成反应出现——无论如何要使用可以行得通的方法,使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小最好无毒的物质。
四、设计要使所生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能,还应具有最小的毒性。
五、溶剂和辅料是较安全的——尽量不同辅料(如溶剂或析出剂),当不得已使用时,尽可能应是无害的。
六、设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量,还应考虑对环境和经济的效益。合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。
七、用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的,原料应能回收而不是使之变坏。
八、尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应(用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程),因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。
九、催化作用——催化剂(尽可能是具选择性的)比符合化学计量数的反应物更占优势。
十、要设计降解——按设计生产的生成物,当其有效作用完成后,可以分解为无害的降解产物,在环境中不继续存在。
十一、防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法,在实时分析、进程中监测,特别是对形成危害物质的控制上。
十二、特别是从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中,反应物(包括其特定形态)的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。
绿色化学的核心之二也就是五个"R",即:第一是Reduction一一“减量”即减少“三废”排放;第二是Reuse——“重复使用”,诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,这是降低成本和减废的需要;第三是Recycling——“回收”可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求;第四是Regeneration——“再生”即变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径;第五是Rejection ——“拒用”,指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的,有毒副作用及污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用,这是杜绝污染的最根本方法。
根据这十二项基本原则和它的核心内容,我们能够得出绿色化学的意义。正如其定义所阐述的那样,它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质、利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量 等等。从而在工业生产中体现出它的绿色性,如:在化工产品生产过程中,从工艺源头上就运用环保的理念,推行源消减、进行生产过程的优化集成,废物再利用与资源化,从而降低了成本与消耗,减少废弃物的排放和毒性,减少产品全生命周期对环境的不良影响。绿色化工的兴起,使化学工业环境污染的治理 ,由先污染后治理转向从源头上根治环境污染。其优点也是很显而易见的,绿色化学与化工是解决全球污染问题的一种方法。与传统的污染处理不同,绿色化学与化工通过改变化学产品的结构与性质或产生工艺过程来减少或消除有害物质的产生与使用。绿色化学通过设计或重新设计化学物质的分子结构,使其具备所需的特性又避免或减少有毒基团的产生与使用。同时,绿色化学追求高选择性化学反应,副产品极少,甚至达到原子经济性,实现零排放。
因此,绿色化学与化工不仅可以防止环境污染,亦可提高资源与能源的利用率,提高化工过程的经济效益,对化工过程的可持续发展具有巨大的推动作用。
以各国的的应用为例,足以可见这一问题的重要性,这一项绿色理念也与我国所倡导的可持续发展思想是一致的。所以,为了更好的发展,应大力积极地推广,使更多的生产者能够顺应这一绿色环保的发展潮流。因此,无论是科学家、企业家、生产者还是普通居民,都应该树立绿色的环保观念,在产品的生产、销售、使用等方面随时运用环保的观念去考核它,这样不仅仅是有利于个人的健康生活,更是对居住环境及生存、发展等方面有了良好的保障。从而促进绿色产业的发展,循环经济的壮大。所以,有关专家,政府有关方面的工作人员等更应该加强宣传力度,使绿色化学化工的观念深入人心。
两个糖分子以а糖苷键缩合而成的双糖。是饴糖的主要成分。由含淀粉酶的麦芽作用于淀粉而制得。用作营养剂,也供配制培养基用。
从化学观点说:麦芽糖(Maltose,or Malt Sugar)是一个化学名词,属双糖(二糖)类。它是白色针状结晶。而常见的麦芽糖是没有结晶,而且在烹调时由于加入了蔗糖,令白色的麦芽糖亦转至为金黄色,增加了它的色香味。 麦芽糖的化学式是:C12H22O11
物理性质: 白色晶体, 易溶于水,有甜味(不及蔗糖). (与蔗糖同分异构)
化学性质:(1)有还原性: 能发生银镜反应,是还原性糖.(2)水解反应: 产物为2分子葡萄糖
麦芽糖分子结构中有醛基,是具有还原性是一种还原糖。因此可以与银氨溶液发生银镜反应,也可以与新制碱性氢氧化铜反应生成砖红色沉淀。可以在一定条件下水解,生成两分子葡萄糖 .
二。无色或白色晶体,粗制者呈稠厚糖浆状。一分子水的结晶麦芽糖102~103℃熔融并分解。易溶于水,微溶于乙醇。还原性二糖,有醛基反应,能发生银镜反应,也能与班氏试剂(用硫酸铜、碳酸钠或苛性钠、柠檬酸钠等溶液配制)共热生成砖红色氧化亚铜沉淀。能使溴水褪色,被氧化成麦芽糖酸。在稀酸加热或α-葡萄糖苷酶作用下水解成2分子葡葡糖。用作食品、营养剂等。由淀粉水解制取,一般用麦芽中的酶与淀粉糊混合在适宜温度下发酵而得。
麦芽糖可以制成结晶体,用作甜味剂,但甜味只达到蔗糖的1/3。麦芽糖是一种廉价的营养食品,容易被人体消化和吸收。
相关食品:
它由小麦和糯米制成,香甜可口,营养丰富,具有健胃消食等功效,是老少皆宜的食品。
近年来风靡食品行业的益生元、益生菌,实际上就是麦芽糖的一种——低聚异麦芽糖,许多食品中含此营养物质,如雅客V9维生素糖果、蒙牛益生菌牛奶、叶原坊麦芽加应子、优之元儿童益生菌营养片等等,并都借此概念在市场上获得不小成功。