食品生物化学 绪论第一章课件

1、食品生物化学,绪论,食物和食品,食物,是被人体摄取的含有供给人体营养,成分和能量的物料,食品,是指经过加工后,的食物,食品生物化学,研究食物的,化学组成,性质,及其,化学变,化,规律的应用性科学,营养素的化学组成,静态,营养素的理化性质,营养素的生理功能,动植物组织代谢变化,动态,营养素在加工中的变化,体内的新陈代谢,第一章,食品成分化学,核酸,糖类,蛋白质,食品中的,脂类,天然成分,维生素,矿物质,水分,有机成分,无机成分,营养成分,第一节,糖类,糖,多羟基,的,醛、酮,及其缩合物、衍生物,糖的,分类,按,能否水解,单糖,不能水解,寡糖,水解,210,个单糖分子,多糖,水解,10,个以上单糖

2、分子,一、单糖,单糖的,结构,按,羰基的位置,醛糖、酮糖,按,碳原子个数,丙、丁、戊、己、庚糖,物理性质,化学性质,1,与酸作用,生成原料,单糖,O-H,酸,OH,糖酯,单糖,浓酸,糠醛,CH,2,OPO,3,H,2,O,H,2,O,3,POH,2,C,CH,2,OH,OH,H,OH,H,OH,H,6,1,2,3,4,5,6,1,2,3,5,4,O,H,2,O,3,POH,2,C,CH,2,OPO,3,H,2,OH,H,H,OH,H,6,1,2,3,4,5,D,葡,萄,糖,6,磷,酸,D,葡,萄,糖,1,磷,酸,D,果,糖,6,磷,酸,D,果,糖,1,6,二,磷,酸,OH,O,H,HO,H,H

3、O,H,OH,OH,H,H,6,1,2,3,5,4,O,H,HO,H,HO,H,OPO,3,H,2,OH,H,H,CH,2,OH,C,HO,OH,H,H,HO,OH,H,OH,H,C,H,2,O,H,C,HO,OH,H,H,HO,H,HO,浓,盐,酸,戊,糖,糠,醛,3,H,2,O,O,C,HO,己,糖,羟,甲,基,糠,醛,分,解,甲,酸,乙,酰,丙,酸,C,O,2,H,2,O,C,HO,HOH,2,C,浓,盐,酸,O,C,H,2,O,H,2,与碱作用,生成原料,单糖,甘露糖,果糖,3,与,醇、酚,作用（生成原料,单糖,OH,醇,H,糖苷,稀碱,OH,H,H,C,O,C,H,C,OH,OH,C

4、,H,HO,H,C,O,C,O,C,C,H,2,O,H,D,果,糖,D,葡,萄,糖,1,2,烯,醇,式,葡,萄,糖,D,甘,露,糖,Ba,OH,2,甲,基,D,葡,萄,糖,苷,甲,基,D,葡,萄,糖,苷,O,H,H,O,H,H,O,H,O,C,H,3,O,H,H,H,CH,2,O,H,O,H,H,O,H,H,O,H,O,H,H,O,C,H,3,CH,2,O,H,H,4,与氧化剂作用,定性、定量,单糖,费林试剂,糖酸,Cu,2,O,醛糖,HNO,3,糖二酸,酮糖,HNO,3,草酸,酒石酸,醛糖,Br,2,糖酸,酮糖,Br,2,X,5,与还原剂反应,生成原料,单糖,糖醇,6,与苯肼反应,定性、定量

5、,单糖,2,苯肼,糖脎（黄色结晶,7,羰氨反应,加工存储,与含氨基化合物反应发生褐变,还原剂,C,HO,C,H,2,O,H,C,H,2,O,H,C,H,2,O,H,O,Na,Hg,H,2,Na,Hg,H,2,D,甘,露,醇,D,葡,萄,糖,D,山,梨,醇,D,果,糖,Na,Hg,H,2,二、寡糖,寡糖的,结构,单糖分子间依靠,糖苷键,连接,按,单糖分子数目,分为：双、三、十糖,名称,单糖分子,糖苷键,性质,蔗糖,葡萄糖,果糖,1,2,无旋光性、无还原性,易结晶、可水解,麦芽糖,葡萄糖,1,4,有旋光性、有还原性,可水解,乳糖,半乳糖,葡萄糖,1,4,有旋光性、有还原性,可水解,海藻,二糖,葡萄

6、糖,1,1,无旋光性、无还原性,可水解,单糖、双糖与加工有关的性质,1,糖的甜度,果糖最甜,2,溶解度,果糖最高,3,结晶性,蔗糖、葡萄糖易结晶,4,吸湿性和保湿型,果糖最强，蔗糖最小,5,渗透压,单糖高于双糖,6,黏度,葡萄糖随温度升高而增加,7,冰点降低,8,抗氧化性,9,褐变反应,10,持味护色,三、多糖,多糖的,结构,单糖分子及其衍生物间通过,糖苷键,连接,按单糖的均一性分为,均一多糖,和,混合多糖,按产物的种类分为,单纯多糖,和,复合多糖,淀粉,结构,单糖分子,D,葡萄糖,1,4,糖苷键（直链,1,6,糖苷键（支链分支处,形状,螺旋状（直链,树枝状（支链,糖苷键,物理性质,不溶于冷水

7、,在热水中形成胶体,化学性质,无还原性,易发生,水解,遇碘显蓝色,直链深蓝色，支链蓝紫色,糊化和老化,氢键的断裂和生成,纤维素,结构,单糖分子,D,葡萄糖,糖苷键,1,4,糖苷键,形状,直线束状,物理性质,不溶于水,化学性质,可,水解,糖原,结构,单糖分子,D,葡萄糖,糖苷键,1,4,和,1,6,糖苷键,形状,树枝状,性质,可溶于水,遇碘显色,果胶,结构,单糖分子,D,吡喃半乳糖醛酸,糖苷键,1,4,糖苷键,性质,原果胶，全甲酯化，不溶于水，无黏性,果胶，半甲酯化，溶于水，有黏性,果胶酸，去甲酯化，溶于水，无黏性,形成凝胶,作业,68,页第,2,题,请写出构成蔗糖、麦芽糖、乳糖、淀粉,纤维素、

8、果胶的单糖分子和糖苷键,第二节,脂类,脂,脂肪酸,和,醇,所生成的,酯类,及其衍生物,是一大类,溶于有机溶剂,而,不溶于水,的化合,物，元素组成主要为,C,H,O,脂的,分类,按照化学组成,简单脂类：脂肪酸,醇,复合脂类：脂肪酸,醇,其他化合物,衍生脂类,脂肪的,结构和种类,单纯甘油酯,R1,R2,R3,混合甘油酯,R1R2R3,油,液态,脂,固态,脂肪酸,脂肪酸的,种类,按照,结构,饱和脂肪酸,没有双键,不饱和脂肪酸,含有双键或三键,按照,功能,必需脂肪酸,亚油酸,非必需脂肪酸,各类生物脂肪中脂肪酸组成的特点,植物、水产动物中不饱和脂肪酸含量高,陆生动物中饱和脂肪酸含量高,脂肪的,物理性质,

9、无色无味,熔点,随碳链增长及饱和度增高而增高,沸点,随碳链增长而增高,黏度,折射率,相对密度与溶解度,脂肪的,化学性质,水解与皂化,脂肪,甘油,3,脂肪酸,脂肪,甘油,3,皂,脂肪水解产生大量游离脂肪酸，油脂容易氧,化，降低了营养价值,酸、酶,碱,脂肪的酸败,氧化型,脂肪,过氧化物,低级醛、酮、羧酸,高温、氧气、金属、脂肪酸不饱和度高、游离脂,肪酸含量高会加速氧化酸败,水解型,脂肪,C,10,以下游离脂肪酸,酮型,脂肪,酮酸,低级酮,含水、蛋白质较多且未精制的脂肪易发生,O,2,酶,微生物,脂肪的热变化,300,高温,分解,高温无氧,热聚合,高温有氧,热氧化聚合,高温有水,水解与缩合,风味变差

10、，营养价值下降,产生有害物质,黏度增高,碘值下降,酸价增大,颜色变暗,泡沫增多,气味刺激,第三节,蛋白质,蛋白质的,元素,C,H,O,N,蛋白质,含氮量,为,16,即,1g,相当于,6.25g,蛋,白质,6.25,称为,蛋白质系数,蛋白质的,基本结构单位,为,氨基酸,氨基酸的,结构,天然氨基酸,20,种）除,脯氨酸,外，均为,L,型,的,氨基酸,结构通式,侧链,基团,氨基酸的,分类,中性,氨基酸,按照酸碱性,碱性,氨基酸（赖、精、组,酸性,氨基酸（天、谷,必需氨基酸,非必须氨基酸,按照营养学,氨基酸的,物理性质,一般都,溶于水,溶于酸碱溶液,不溶于有机溶剂,熔点高,除,甘氨酸,外都具有,旋光性

11、,色、酪、苯丙氨酸,在,280nm,处具有紫外吸收,具有甜、苦、鲜、酸等,味感,氨基酸的,化学性质,两性解离和等电点,分离提取氨基酸,两性解离,氨基酸既能解离形成带正电荷的,阳离子,又能解离形成带负电荷的,阴离子,取决于,所处,溶液的,pH,值,等电点,当,溶液的,pH,为某一值时，氨基酸,酸式和碱式解离的程度相等，即,氨基酸所带净电,荷为零,此时溶液,pH,称为该氨基酸的,等电点,pI,H,3,N,CH,COOH,R,pH,pI,负极,H,3,N,CH,COO,R,pH=pI,不移动,溶解度最小,易沉淀,H,2,N,CH,COO,R,pH,pI,正极,与甲醛作用,测定氨基酸含量,氨基酸,H,

12、用碱滴定,一个,H,相当于一个氨基氮,与水合茚三酮反应,氨基酸定性,氨基酸,蓝紫色,脯氨酸,黄色,与金属离子作用,形成,螯合物,分离、鉴定氨基酸,甲醛,肽,氨基酸,彼此以,酰胺键,连接在一起的化合物为,肽,该酰胺键称为,肽键,为共价键,2,个氨基酸分子构成的肽称为,二肽,3,个氨基酸分,子构成的肽称为,三肽,10,个以下,的称为,寡肽,10,个以上,的称为,多肽,C,C,N,C,C,N,C,C,N,C,C,N,C,C,H,2,C,H,C,H,2,C,H,2,C,H,2,C,O,O,O,H,C,O,2,H,C,H,2,C,O,N,H,2,O,H,C,H,3,H,3,N,O,O,O,O,H,H,H

13、,H,H,H,H,H,H,Ser,Val,Tyr,Asp,Gln,C,H,3,N,端,C,端,肽键,蛋白质的分类,简单,蛋白质：只由氨基酸组成,结合,蛋白质：含有非蛋白部分,球蛋白,纤维蛋白,生物活性蛋白质,结构蛋白质,食品蛋白质,按组成分,按形状分,按功能分,非活性蛋白质,蛋白质的结构,一级结构,平面,氨基酸的,连接方式（肽键,和,排列顺序,二级结构,空间,在一级结构基础上，肽链按照一定规律,卷曲,折叠或盘绕,所形成的结构。包括,螺旋,片,层,折叠）,转角和无规则卷曲,三级结构,空间,在二级结构基础上，肽链进一步,卷曲、盘绕,而形成的,致密的,空间结构。外表亲水，内部疏,水,折叠,转角,无规

14、则卷曲,螺旋,四级结构,空间,几条多肽链,在三级结构的基础上,缔合,在一起形,成的结构。每条多肽链称为,亚基,蛋白质,结构,一级结构：依靠,肽键,维持,高级结构,空间结构,二级结构,三级结构,四级结构,依靠,氢键、疏,水键、二硫键,盐键和范德华,力,维持,一级结构决定高级结构,高级结构形成后才具有生理活性,蛋白质的性质,两性解离和等电点,分离、提纯,净电荷为零,溶解度最小,易沉淀,胶体性质,胶体是分散质粒子在,1100nm,之间的分散系,蛋白质有,水化膜,和,同种电荷,胶体稳定性高,胶体形态分,凝胶,和,溶胶,两种,沉淀作用,蛋白质的,水化膜或电荷遭到破坏,发生,凝聚,而,从溶液中沉淀,分为,

15、可逆性沉淀,和,不可逆性沉淀,可逆性沉淀,对蛋白质的性质和活性,没有影响,如盐溶液、等电点,不可逆性沉淀,对蛋白质的性质和活性,有影响,如重金属、生物碱、强酸碱、有机溶剂,变性和复性,蛋白质受某些物理和化学因素影响,空间结,构被破坏,使其,理化性质改变,生物活性丧失,但,一级结构并未发生变化,的现象称为,变性,蛋白质的变性作用如果不过于剧烈，变性蛋,白质通常在除去变性因素后，可缓慢地,重新,自,发,折叠成原来的空间结构,恢复原有的理化性,质和生物活性,这种现象称为,复性,变性,复性,引起变性的因素：酸、碱、有机溶剂、重,金属；温度、辐射、高压、振荡等,水解,最终产物为,氨基酸,氧化还原反应,R

16、,SH + SH,R R,S,S,R + H,2,O,颜色反应,定性、定量,黄色反应,蛋白质,浓硝酸，黄色,双缩脲反应,蛋白质,NaOH+CuSO,4,紫红色,茚三酮反应,蛋白质,茚三酮，紫蓝色,氧化剂,还原剂,第四节,核酸,核酸的发现,1952,年噬菌体标记实验,1953,年提出,DNA,双螺旋结构,1973,年克隆的出现,1990,年人类基因组计划的实施,核酸的功能,核酸是,生物遗传,的物质基础,核酸的种类,脱氧核糖核酸,DNA,位于,细胞核,内，是遗传信息的,携带,者,核糖核酸,RNA,位于,细胞质,内，参与遗传信息的,传递和表达,基因,转录,翻译,多肽,折叠,活性蛋白,核酸的化学组成,

17、元素组成,C,H,O,N,P,基本单位,核苷酸,戊糖,碱基,核酸,核苷酸,核苷,磷酸,DNA,的戊糖,为,脱氧核糖,RNA,的戊糖,为,核糖,DNA,的碱基,为,A,G,C,T,RNA,的碱基,为,A,G,C,U,OH,H,腺嘌呤核苷酸,AMP,脱氧腺嘌呤核苷酸,dAMP,DNA,的结构,一级结构,由四种,脱氧,核糖核苷酸,通过,3,5,磷酸二酯键,彼此连接起,来形成的链状分子,二级结构,两条核苷酸,链,通过,氢键,折叠卷曲而,成的,双螺旋结构,绝大,多数为,右手,螺旋,小,大,2.0 nm,沟,沟,RNA,的结构,一级结构,由四种,核糖核苷酸,通过,3,5,磷酸二,酯键,彼此连接起来形成的链

18、状分子,二级结构,核苷酸,单链,通过,氢键,自身,回折而成的,双螺旋,结构,A,U,C,G,核酸的理化性质,DNA,黏度较大,RNA,黏度较小,核酸都,溶于水,不溶于有机溶剂,核酸为两性电解质，但,酸性较强,在,260nm,处有较强的紫外吸收,变性,在某些理化因素作用下，碱基对间的,氢键断裂,双螺旋结构散开变成单链,但核苷酸间,共价键并,为断裂,的过程,变性后,紫外吸收急剧增加,黏度下降,生物活,性丧失,复性,氢键重新形成,单链合成双螺旋,结构的过程,第五节,维生素,定义,维生素是维持机体正常生命活动,必不可少,的一,类,微量小分子有机化合物,人体,无法合成,调节,物质代谢,和,能量代谢,在机

19、体内可由,维生素原,转化,分类,根据溶解性,脂溶性维生素,包括维生素,A,D,E,K,与脂类共存,不溶于水溶于有机溶剂,水溶性维生素,包括维生素,B,族,维生素,C,构成辅酶,溶于水不溶于有机溶剂,脂溶性维生素,维生素,A,包括,A,1,视黄醇）和,A,2,脱氢视黄醇,A,2,的生理活性是,A,1,的一半,性质,易发生氧化,耐热、耐碱、耐酸,在加工中,较为稳定,维生素,D,包括,D,2,麦角钙化醇）和,D,3,胆钙化醇,性质,耐热，不易氧化，不耐光,在加工中,稳定性高,维生素,E,三烯生育酚活性最高,性质,耐热，耐酸,不耐碱，不耐光，易氧化,在加工中常用作,抗氧化剂,维生素,K,性质,耐酸、耐

20、热,不耐碱，不耐光,在加工中,稳定性高,水溶性维生素,维生素,B1,以,焦磷酸硫胺素,TPP,形式存在,参与糖代谢,性质,酸性,条件下,较稳定,中、碱,性中,不稳定,不耐热、易氧化、易还原,在加工中,稳定性差,维生素,B,2,以,黄素单核苷酸,FMN,和,黄素腺嘌呤二核,苷酸,FAD,形式存在,参与糖、脂肪和蛋白质代谢,性质,耐热，耐酸，不耐光，不耐碱,在紫外光下呈,黄绿色荧光,在加工中,稳定性较高,维生素,B,3,合成,辅酶,A,CoA,参与糖、脂的代谢,性质：具有,酸性,在中性条件下稳定,在碱性条件下不稳定,在加工中,稳定性较高,维生素,PP,B,5,以,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,NAD,和,

21、烟酰胺,腺嘌呤二核苷酸磷酸,NADP,形式存在,参与糖、脂肪、蛋白质的代谢,性质,耐热、耐酸、耐碱、耐光，不易氧化,在加工中,稳定性最高,维生素,B,6,包括,吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺,三种,参与蛋白质代谢,性质,耐酸，不耐光，不耐碱,吡哆醇耐热，吡哆醛、吡哆胺不耐热,在加工中,稳定性较差,维生素,H,B,7,耐酸，不耐碱，不耐热，易氧化,叶酸,B,11,在酸性条件下对热不稳定，在中、碱性中对,热稳定，不耐光，不耐贮存,维生素,B,12,耐热，不耐酸，不耐碱，不耐光,维生素,C,包括,L,抗坏血酸,D,抗坏血酸,L,异抗坏,血酸,D,异抗坏血酸,四种，只有,L,抗坏血酸,有活性,以,氧化型,和,还原型,两种形式存在,性质,固体,Vc,较稳定，耐热,Vc,水溶液在,酸性,条件下,较稳定,在,中,碱性,中,不稳定,不耐热，不耐光，易氧化,在加工中,稳定性最差,还原型,氧化型,第六节,水,概述,水是大多数生物的,主要成分,水在生物体内的,分布不均,水具有,重要生理功能,水对,食品,具有,极重要的作用,食品中水的分类,自由水（游离水,以,物理吸附力,毛细管力）与食品结合,结合水,以,化学力,氢键）与食品结合,结合水与自由水性质上的差别,项目,结合水,自由水,数量,与极性基团数目有,固定比例关系,不定,蒸气压,