食品生物化學(xué)_緒論、第一章

1、.,食品生物化學(xué),.,緒論,食物和食品 食物是被人體攝取的含有供給人體營(yíng)養(yǎng)成分和能量的物料。食品是指經(jīng)過(guò)加工后的食物。 食品生物化學(xué) 研究食物的化學(xué)組成、性質(zhì)及其化學(xué)變化規(guī)律的應(yīng)用性科學(xué)。,.,營(yíng)養(yǎng)素的化學(xué)組成 靜態(tài) 營(yíng)養(yǎng)素的理化性質(zhì) 營(yíng)養(yǎng)素的生理功能 動(dòng)植物組織代謝變化 動(dòng)態(tài) 營(yíng)養(yǎng)素在加工中的變化 體內(nèi)的新陳代謝,.,第一章 食品成分化學(xué),核酸 糖類 蛋白質(zhì) 食品中的 脂類 天然成分 維生素 礦物質(zhì) 水分,有機(jī)成分,無(wú)機(jī)成分,營(yíng)養(yǎng)成分,.,第一節(jié) 糖類,糖：多羥基的醛、酮及其縮合物、衍生物。 糖的分類（按能否水解）： 單糖：不能水解 寡糖：水解210個(gè)單糖分子 多糖：水解10個(gè)以上單糖分子,

2、.,一、單糖,單糖的結(jié)構(gòu) 按羰基的位置：醛糖、酮糖 按碳原子個(gè)數(shù)：丙、丁、戊、己、庚糖,.,.,.,物理性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì) 1、與酸作用（生成原料） 單糖（-O-H）+ 酸（-OH） 糖酯 單糖 + 濃酸 糠醛,.,.,.,2、與堿作用（生成原料） 單糖 甘露糖 + 果糖 3、與醇、酚作用（生成原料） 單糖（-OH）+ 醇（-H） 糖苷,稀堿,.,.,.,4、與氧化劑作用（定性、定量） 單糖 + 費(fèi)林試劑 糖酸 + Cu2O 醛糖 + HNO3 糖二酸 酮糖 + HNO3 草酸+酒石酸 醛糖 + Br2 糖酸 酮糖 + Br2 X,.,5、與還原劑反應(yīng)（生成原料） 單糖 糖醇 6、與苯肼反應(yīng)（定性

3、、定量） 單糖 + 2苯肼 糖脎（黃色結(jié)晶） 7、羰氨反應(yīng)（加工存儲(chǔ)） 與含氨基化合物反應(yīng)發(fā)生褐變,還原劑,.,.,二、寡糖,寡糖的結(jié)構(gòu) 單糖分子間依靠糖苷鍵連接。 按單糖分子數(shù)目分為：雙、三、十糖,.,.,單糖、雙糖與加工有關(guān)的性質(zhì) 1、糖的甜度 果糖最甜 2、溶解度 果糖最高 3、結(jié)晶性 蔗糖、葡萄糖易結(jié)晶 4、吸濕性和保濕型 果糖最強(qiáng)，蔗糖最小,.,5、滲透壓 單糖高于雙糖 6、黏度 葡萄糖隨溫度升高而增加 7、冰點(diǎn)降低 8、抗氧化性 9、褐變反應(yīng) 10、持味護(hù)色,.,三、多糖,多糖的結(jié)構(gòu) 單糖分子及其衍生物間通過(guò)糖苷鍵連接。 按單糖的均一性分為均一多糖和混合多糖。 按產(chǎn)物的種類分為單純

4、多糖和復(fù)合多糖。,.,淀粉 結(jié)構(gòu)：?jiǎn)翁欠肿?-D-葡萄糖 -1,4糖苷鍵（直鏈） -1,6糖苷鍵（支鏈分支處） 形狀 螺旋狀（直鏈） 樹(shù)枝狀（支鏈）,糖苷鍵,.,物理性質(zhì)：不溶于冷水，在熱水中形成膠體 化學(xué)性質(zhì) 無(wú)還原性 易發(fā)生水解 遇碘顯藍(lán)色：直鏈深藍(lán)色，支鏈藍(lán)紫色 糊化和老化：氫鍵的斷裂和生成,.,纖維素 結(jié)構(gòu)：?jiǎn)翁欠肿?-D-葡萄糖 糖苷鍵 -1,4糖苷鍵 形狀 直線束狀 物理性質(zhì)：不溶于水 化學(xué)性質(zhì)：可水解,.,糖原 結(jié)構(gòu)：?jiǎn)翁欠肿?-D-葡萄糖 糖苷鍵 -1,4和-1,6糖苷鍵 形狀 樹(shù)枝狀 性質(zhì)：可溶于水 遇碘顯色,.,果膠 結(jié)構(gòu)：?jiǎn)翁欠肿?-D-吡喃半乳糖醛酸 糖苷鍵 -1,4糖

5、苷鍵 性質(zhì)：原果膠，全甲酯化，不溶于水，無(wú)黏性 果膠，半甲酯化，溶于水，有黏性 果膠酸，去甲酯化，溶于水，無(wú)黏性 形成凝膠,.,作業(yè),68頁(yè)第2題 請(qǐng)寫(xiě)出構(gòu)成蔗糖、麥芽糖、乳糖、淀粉、纖維素、果膠的單糖分子和糖苷鍵。,.,第二節(jié) 脂類,脂：脂肪酸和醇所生成的酯類及其衍生物。是一大類溶于有機(jī)溶劑而不溶于水的化合物，元素組成主要為C、H、O。 脂的分類（按照化學(xué)組成） 簡(jiǎn)單脂類：脂肪酸 + 醇 復(fù)合脂類：脂肪酸 + 醇 + 其他化合物 衍生脂類,.,脂肪的結(jié)構(gòu)和種類 單純甘油酯：R1R2R3 混合甘油酯：R1R2R3 油：液態(tài)；脂：固態(tài),.,脂肪酸 脂肪酸的種類 按照結(jié)構(gòu)：飽和脂肪酸（沒(méi)有雙鍵）

6、不飽和脂肪酸（含有雙鍵或三鍵） 按照功能：必需脂肪酸（亞油酸） 非必需脂肪酸 各類生物脂肪中脂肪酸組成的特點(diǎn) 植物、水產(chǎn)動(dòng)物中不飽和脂肪酸含量高 陸生動(dòng)物中飽和脂肪酸含量高,.,脂肪的物理性質(zhì) 無(wú)色無(wú)味 熔點(diǎn)隨碳鏈增長(zhǎng)及飽和度增高而增高 沸點(diǎn)隨碳鏈增長(zhǎng)而增高 黏度 折射率 相對(duì)密度與溶解度,.,脂肪的化學(xué)性質(zhì) 水解與皂化 脂肪 甘油 + 3 脂肪酸 脂肪 甘油 + 3 皂 脂肪水解產(chǎn)生大量游離脂肪酸，油脂容易氧化，降低了營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。,酸、酶,堿,.,脂肪的酸敗 氧化型：脂肪 過(guò)氧化物 低級(jí)醛、酮、羧酸 （高溫、氧氣、金屬、脂肪酸不飽和度高、游離脂肪酸含量高會(huì)加速氧化酸敗） 水解型：脂肪 C10以

7、下游離脂肪酸 酮型：脂肪 -酮酸 低級(jí)酮 （含水、蛋白質(zhì)較多且未精制的脂肪易發(fā)生）,O2,酶,微生物,.,脂肪的熱變化（300） 高溫 分解 高溫?zé)o氧 熱聚合 高溫有氧 熱氧化聚合 高溫有水 水解與縮合 風(fēng)味變差，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值下降 產(chǎn)生有害物質(zhì),黏度增高 碘值下降 酸價(jià)增大 顏色變暗 泡沫增多 氣味刺激,.,第三節(jié) 蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)的元素：C、H、O、N 蛋白質(zhì)含氮量為16%，即1g相當(dāng)于6.25g蛋白質(zhì)，6.25稱為蛋白質(zhì)系數(shù) 蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位為氨基酸,.,氨基酸的結(jié)構(gòu) 天然氨基酸（20種）除脯氨酸外，均為L(zhǎng)-型的-氨基酸 結(jié)構(gòu)通式：,側(cè)鏈基團(tuán),.,.,.,.,氨基酸的分類 中性氨基酸 按照酸

8、堿性 堿性氨基酸（賴、精、組） 酸性氨基酸（天、谷） 必需氨基酸 非必須氨基酸,按照營(yíng)養(yǎng)學(xué),.,氨基酸的物理性質(zhì) 一般都溶于水，溶于酸堿溶液，不溶于有機(jī)溶劑 熔點(diǎn)高 除甘氨酸外都具有旋光性 色、酪、苯丙氨酸在280nm處具有紫外吸收 具有甜、苦、鮮、酸等味感,.,氨基酸的化學(xué)性質(zhì) 兩性解離和等電點(diǎn)（分離提取氨基酸） 兩性解離：氨基酸既能解離形成帶正電荷的陽(yáng)離子又能解離形成帶負(fù)電荷的陰離子，取決于所處溶液的pH值。 等電點(diǎn)：當(dāng)溶液的pH為某一值時(shí)，氨基酸酸式和堿式解離的程度相等，即氨基酸所帶凈電荷為零，此時(shí)溶液pH稱為該氨基酸的等電點(diǎn)pI。,.,H3NCHCOOH,R,H3NCHCOO,R,（p

9、H=pI） 不移動(dòng) 溶解度最小 易沉淀,H2NCHCOO,R,（pHpI） 正極,.,與甲醛作用（測(cè)定氨基酸含量） 氨基酸 H+（用堿滴定） （一個(gè)H+相當(dāng)于一個(gè)氨基氮） 與水合茚三酮反應(yīng)（氨基酸定性） -氨基酸 藍(lán)紫色 脯氨酸 黃色 與金屬離子作用形成螯合物（分離、鑒定氨基酸）,甲醛,.,肽 氨基酸彼此以酰胺鍵連接在一起的化合物為肽 該酰胺鍵稱為肽鍵，為共價(jià)鍵 2個(gè)氨基酸分子構(gòu)成的肽稱為二肽，3個(gè)氨基酸分子構(gòu)成的肽稱為三肽 10個(gè)以下的稱為寡肽 10個(gè)以上的稱為多肽,.,.,蛋白質(zhì)的分類 簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)：只由氨基酸組成 結(jié)合蛋白質(zhì)：含有非蛋白部分 球蛋白 纖維蛋白 生物活性蛋白質(zhì) 結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì) 食

10、品蛋白質(zhì),按組成分,按形狀分,按功能分,非活性蛋白質(zhì),.,蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 一級(jí)結(jié)構(gòu)（平面） 氨基酸的連接方式（肽鍵）和排列順序,.,二級(jí)結(jié)構(gòu)（空間） 在一級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，肽鏈按照一定規(guī)律卷曲、折疊或盤(pán)繞所形成的結(jié)構(gòu)。包括-螺旋、-片層（ - 折疊）、-轉(zhuǎn)角和無(wú)規(guī)則卷曲。 三級(jí)結(jié)構(gòu)（空間） 在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，肽鏈進(jìn)一步卷曲、盤(pán)繞而形成的致密的空間結(jié)構(gòu)。外表親水，內(nèi)部疏水。,.,.,-螺旋,.,四級(jí)結(jié)構(gòu)（空間） 幾條多肽鏈在三級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上締合在一起形成的結(jié)構(gòu)。每條多肽鏈稱為亞基。,.,蛋白質(zhì) 結(jié)構(gòu),一級(jí)結(jié)構(gòu)：依靠肽鍵維持,高級(jí)結(jié)構(gòu) （空間結(jié)構(gòu)）,二級(jí)結(jié)構(gòu),三級(jí)結(jié)構(gòu),四級(jí)結(jié)構(gòu),依靠氫鍵、疏水鍵、二硫鍵

11、、鹽鍵和范德華力維持,一級(jí)結(jié)構(gòu)決定高級(jí)結(jié)構(gòu) 高級(jí)結(jié)構(gòu)形成后才具有生理活性,.,蛋白質(zhì)的性質(zhì) 兩性解離和等電點(diǎn)（分離、提純） 凈電荷為零 溶解度最小，易沉淀 膠體性質(zhì) 膠體是分散質(zhì)粒子在1100nm之間的分散系 蛋白質(zhì)有水化膜和同種電荷，膠體穩(wěn)定性高 膠體形態(tài)分凝膠和溶膠兩種,.,沉淀作用 蛋白質(zhì)的水化膜或電荷遭到破壞，發(fā)生凝聚而從溶液中沉淀 分為可逆性沉淀和不可逆性沉淀 可逆性沉淀對(duì)蛋白質(zhì)的性質(zhì)和活性沒(méi)有影響，如鹽溶液、等電點(diǎn) 不可逆性沉淀對(duì)蛋白質(zhì)的性質(zhì)和活性有影響，如重金屬、生物堿、強(qiáng)酸堿、有機(jī)溶劑,.,變性和復(fù)性 蛋白質(zhì)受某些物理和化學(xué)因素影響，空間結(jié)構(gòu)被破壞，使其理化性質(zhì)改變，生物活性喪

12、失，但一級(jí)結(jié)構(gòu)并未發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為變性。 蛋白質(zhì)的變性作用如果不過(guò)于劇烈，變性蛋 白質(zhì)通常在除去變性因素后，可緩慢地重新自 發(fā)折疊成原來(lái)的空間結(jié)構(gòu)，恢復(fù)原有的理化性 質(zhì)和生物活性，這種現(xiàn)象稱為復(fù)性。,.,變性,復(fù)性,引起變性的因素：酸、堿、有機(jī)溶劑、重金屬；溫度、輻射、高壓、振蕩等,.,水解 最終產(chǎn)物為氨基酸 氧化還原反應(yīng) R-SH + SH-R R-S-S-R + H2O 顏色反應(yīng)（定性、定量） 黃色反應(yīng)：蛋白質(zhì)+濃硝酸，黃色 雙縮脲反應(yīng)：蛋白質(zhì)+NaOH+CuSO4, 紫紅色 茚三酮反應(yīng)：蛋白質(zhì)+茚三酮，紫藍(lán)色,.,第四節(jié) 核酸,核酸的發(fā)現(xiàn) 1952年噬菌體標(biāo)記實(shí)驗(yàn) 1953年提出DNA

13、雙螺旋結(jié)構(gòu) 1973年克隆的出現(xiàn) 1990年人類基因組計(jì)劃的實(shí)施,.,核酸的功能 核酸是生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) 核酸的種類 脫氧核糖核酸（DNA） 位于細(xì)胞核內(nèi)，是遺傳信息的攜帶者 核糖核酸（RNA） 位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，參與遺傳信息的傳遞和表達(dá),.,.,核酸的化學(xué)組成 元素組成：C、H、O、N、P 基本單位：核苷酸,.,DNA的戊糖為脫氧核糖，RNA的戊糖為核糖 DNA的堿基為A、G、C、T RNA的堿基為A、G、C、U,OH,H,腺嘌呤核苷酸（AMP）,脫氧腺嘌呤核苷酸（dAMP）,.,DNA的結(jié)構(gòu) 一級(jí)結(jié)構(gòu)：由四種脫氧核糖核苷酸通過(guò)3,5-磷酸二酯鍵彼此連接起來(lái)形成的鏈狀分子。 二級(jí)結(jié)構(gòu)：兩條核苷

14、酸鏈通過(guò)氫鍵折疊卷曲而成的雙螺旋結(jié)構(gòu)，絕大多數(shù)為右手螺旋。,.,.,RNA的結(jié)構(gòu) 一級(jí)結(jié)構(gòu)：由四種核糖核苷酸通過(guò)3,5-磷酸二酯鍵彼此連接起來(lái)形成的鏈狀分子。 二級(jí)結(jié)構(gòu)：核苷酸 單鏈通過(guò)氫鍵自身 回折而成的雙螺旋 結(jié)構(gòu)（AU，CG）。,.,核酸的理化性質(zhì) DNA黏度較大，RNA黏度較小 核酸都溶于水，不溶于有機(jī)溶劑 核酸為兩性電解質(zhì)，但酸性較強(qiáng) 在260nm處有較強(qiáng)的紫外吸收,.,變性 在某些理化因素作用下，堿基對(duì)間的氫鍵斷裂，雙螺旋結(jié)構(gòu)散開(kāi)變成單鏈，但核苷酸間共價(jià)鍵并為斷裂的過(guò)程。 變性后紫外吸收急劇增加，黏度下降，生物活性喪失。 復(fù)性 氫鍵重新形成，單鏈合成雙螺旋結(jié)構(gòu)的過(guò)程。,.,第五節(jié)

15、維生素,定義 維生素是維持機(jī)體正常生命活動(dòng)必不可少的一類微量小分子有機(jī)化合物 人體無(wú)法合成 調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝和能量代謝 在機(jī)體內(nèi)可由維生素原轉(zhuǎn)化,.,分類（根據(jù)溶解性） 脂溶性維生素 包括維生素A、D、E、K 與脂類共存，不溶于水溶于有機(jī)溶劑 水溶性維生素 包括維生素B族、維生素C 構(gòu)成輔酶，溶于水不溶于有機(jī)溶劑,.,脂溶性維生素 維生素A 包括A1（視黃醇）和A2（脫氫視黃醇） A2 的生理活性是A1的一半 性質(zhì)：易發(fā)生氧化 耐熱、耐堿、耐酸 在加工中較為穩(wěn)定,.,維生素D 包括D2（麥角鈣化醇）和D3 （膽鈣化醇） 性質(zhì)：耐熱，不易氧化，不耐光 在加工中穩(wěn)定性高 維生素E -三烯生育酚活性最高

16、 性質(zhì)：耐熱，耐酸 不耐堿，不耐光，易氧化 在加工中常用作抗氧化劑,.,維生素K 性質(zhì)：耐酸、耐熱 不耐堿，不耐光 在加工中穩(wěn)定性高,.,水溶性維生素 維生素B1 以焦磷酸硫胺素（TPP）形式存在 參與糖代謝 性質(zhì)：酸性條件下較穩(wěn)定 中、堿性中不穩(wěn)定 不耐熱、易氧化、易還原 在加工中穩(wěn)定性差,.,維生素B2 以黃素單核苷酸（FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）形式存在 參與糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝 性質(zhì)：耐熱，耐酸，不耐光，不耐堿 在紫外光下呈黃綠色熒光 在加工中穩(wěn)定性較高,.,維生素B3 合成輔酶A（CoA） 參與糖、脂的代謝 性質(zhì)：具有酸性 在中性條件下穩(wěn)定 在堿性條件下不穩(wěn)定 在加工中穩(wěn)定

17、性較高,.,維生素PP（B5） 以煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP）形式存在 參與糖、脂肪、蛋白質(zhì)的代謝 性質(zhì)：耐熱、耐酸、耐堿、耐光，不易氧化 在加工中穩(wěn)定性最高,.,維生素B6 包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺三種 參與蛋白質(zhì)代謝 性質(zhì)：耐酸，不耐光，不耐堿 吡哆醇耐熱，吡哆醛、吡哆胺不耐熱 在加工中穩(wěn)定性較差,.,維生素H（B7） 耐酸，不耐堿，不耐熱，易氧化 葉酸（B11） 在酸性條件下對(duì)熱不穩(wěn)定，在中、堿性中對(duì)熱穩(wěn)定，不耐光，不耐貯存 維生素B12 耐熱，不耐酸，不耐堿，不耐光，,.,維生素C 包括L-抗壞血酸、 D-抗壞血酸、 L-異抗壞血酸、 D-異抗

18、壞血酸四種，只有L-抗壞血酸有活性 以氧化型和還原型兩種形式存在 性質(zhì)：固體Vc較穩(wěn)定，耐熱 Vc水溶液在酸性條件下較穩(wěn)定，在中、堿性中不穩(wěn)定，不耐熱，不耐光，易氧化 在加工中穩(wěn)定性最差,.,（還原型） （氧化型）,.,第六節(jié) 水,概述 水是大多數(shù)生物的主要成分 水在生物體內(nèi)的分布不均 水具有重要生理功能 水對(duì)食品具有極重要的作用,.,食品中水的分類 自由水（游離水） 以物理吸附力（毛細(xì)管力）與食品結(jié)合 結(jié)合水 以化學(xué)力（氫鍵）與食品結(jié)合 結(jié)合水與自由水性質(zhì)上的差別,.,.,水分活度 Aw = p / p0（同一溫度下） 食品的Aw總是小于1 Aw用于判斷食品的穩(wěn)定性，指導(dǎo)食品的保存 1、 Aw越低，微生物越不能生長(zhǎng)繁殖 2、 Aw越低，生化反應(yīng)越緩慢 3、 Aw越低，食品越利于保持干燥,.,第七節(jié) 礦物質(zhì),定義 食品中除C、H、O、N以外的其他元素的統(tǒng)稱，又稱灰分 在食品中以無(wú)機(jī)鹽和螯合物的形式存在 具有重要的生理功能,.,分類 根據(jù)含量 常量元素：含量0.01%，日需要量100mg 微量元素