食品生物化学_绪论、第一章
食品化学--第一章 绪论
1.5 食品化学发展史及发展趋势
1.5.3 食品化学研究的趋势
⑥ 复杂的食品体系中各成分之间的关系，以及营养性与安全性之间的关联 得到进一步研究等。
4. 考核方式
1
平时成绩—20%
根据学生课堂出勤，课堂提问，课堂表现和课后作业等情况给出成绩。
考核 方式
3
2
实验考核—20%
根据学生实验出勤、实验课表现以及实验报告等给出成绩。
期末成绩—60%
采取闭卷考试的方式进行理论考试，依据教学大纲进行出题考核。
去皮或是切开后的苹果 为什么颜色会变深？
焙烤食品的表皮为什么 会出现诱人的颜色？
1.1 食品化学的概念
1.1.1 名词概念 化学（Chemistry）：研究物质组成、性质及其功能和变化的科
学，包括分析化学、有机化学、物理和胶体化学、分离化学、普通 化学和生物化学等。
食品化学（Food Chemistry ）：利用化学原理和方法从分子
水平研究食品的化学组成、结构、理化性质、营养性、功能性及其 在生产、加工、贮藏、运输、销售过程中发生的化学变化规律以及 这些变化对食品品质和安全性的影响的一门学科。属于应用化学的 一个分支。
（2学时）
碳水化合物
（6+4学时）
蛋白质
（6+4学时）
酶
（2+7学时）
食品风味物质
（2学时）
3. 学习要求
① 总学时为70学时，其中理论40学时，实验30学时。 ② 教学方式：课堂讲授与自修结合。 ③ 教学手段：多媒体课堂与网络自修相结合。 ④ 基本教材：马丽杰等主编《食品化学》，中国医药科技出版社。 主要参考书：阚建全主编《食品化学》，中国农业大学出版社； 黄晓钰等主编《食品化学与分析综合实验》，中国农业大学出版社。
食品微生物学 第一章绪论 第三节微生物与食品微生物
绪论
1.3.2 微生物学的主要分支学科
随着微生物学的不断发展，已形成了基础微生物学和应 用微生物学，又可分为许多不同的分支学科，并还在不断的 形成新的学科和研究领域。
（1）根据基础理论研究内容不同形成的分支学科有：微 生物生理学(microbial physiology)、微生物遗传学（microbiol genetics）、微生物生物化学(microbiol biochemistry)、微生物分类学（microbial taxonomy）、微生物生 态学（microbiol ecology）等。
（利用微生物制造新的食品原料、产品）。
绪论
1.3.4 食品微生物学研究任务
微生物在自然界广泛存在，在食品原料和大多数食品上 都存在着微生物。但不同的食品或在不同的条件下，其微生 物的种类、数量和作用亦不相同。微生物既可在食品制造中 起有益作用，又可通过食品给人类带来危害。食品微生物学 研究的任务是：
绪论
（2）根据微生物类群不同，形成的分支学科有：细菌学 （bacteriology）、病毒学(virology)、真菌学(fungi)、 放线菌学(actinomycetes)等。
（3）根据微生物的应用领域不同，形成的分支学科有： 工业微生物学(intrustrial microbiology)、农业微生物学 （agricultural microbiology）、医学微生物学(medical microbiology)、药用微生物学（patherological microbiology）、兽医微生物学（viterinary microbiology）、食 品微生物学（food microbiology）等。
食品生物技术-绪论
1965年，法国科学家Jacob和Monod提出了著名的乳 糖操纵子学说，开创了基因表达调控研究的先河；
Figure The lac operon includes three genes
1968年，Holly阐明了酵母丙氨酸tRNA的核苷酸序列， Khorana首次合成核酸分子，并且人工复制了酵母基因； 从而分享了诺贝尔医学和生理学奖。
Marshall W. Nirenberg
Robert W. Holley
1/3 of the prize
Cornell University Ithaca, NY, USA
1/3 of the prize
University of Wisconsin Madison, WI, USA
Har Gobind Khorana
• 基因工程还可以为发酵工程提供更优良的工程菌株，促 进食品发酵工业的发展
生物技术是将生物化学、细胞生物学、微生物学和化学 工程等应用于工业生产过程及环境保护的技术。
（三）国际经济合作及发展组织的定义（1982）
生物技术是应用自然科学和工程学的原理，依靠生物催 化剂(酶或活细胞)的作用对物料进行加工，以提供产品为社 会服务的技术
（四）1985年Moo-Young主编的《综合生物技 术》中的定义
生物技术的形成和发展
一、传统生物技术
生物技术的发展与食品发展的历史是密不可分的，对促进人 类社会的文明发展有着非常重要的意义，其发展简史如下：
BC 6000年，古埃及人和古巴比仑人利用微生物发酵生产 酒精； 我国也在石器时代后期，开始利用谷物酿酒； BC 4000年，古埃及人开始用酵母菌发酵生产面包； BC 221年，周代后期我国人民开始制作豆腐、酱油和醋
食品化学思考题—第一章绪论
第一章概述1.食品化学发展的主要推动力是什么？说明理由。
答：主要推动力就是检测技术的发展，食品化学是一门研究食品中各种组分的结构性质，这些组分之间的相互作用，以及他们在加工与贮藏过程中发生的变化（物理、化学、生物化学变化）以及这些变化对食品色泽、风味、质构、营养贮藏性与安全性的影响。
而研究这些事物及现象的方法不是单靠肉眼观察就能发现的，所以只有检测技术的发展，对这些微观的事物、分子的变化与转移进行详细而准确地研究，才能让食品化学更加快速的发展。
2.近年来出现的一系列食品安全事件中哪些与食品化学密切相关？说明理由。
答：（1）瘦肉精：“瘦肉精”不是指某一种特定的药物，而是一类具有促进蛋白质合成，抑制脂肪沉积的苯乙醇胺类化合物的统称，它们同属于肾上腺素受体(主要β受体)激动剂类物质，激活蛋白与酶，激活很多基因的转录，抑制人体正常的酶产生。
（2）牛肉香膏：牛肉香膏以优质牛肉、牛骨为原料，利用酶解工艺、美拉德反应及现代生物科学技术精制而成。
（3）三聚氰胺：俗称蛋白精，不可用在食品中，目前有研究表明，三聚氰胺被胃酸作用，形成三聚氰酸，作用于肾器官。
（4）毒豆芽：使用了6－苄基腺嘌呤，可以使豆芽变得无根、白嫩，它是人工合成的植物细胞分裂素，常用作蔬菜果树的生长促进剂，可以促进细胞分裂、生长，有防衰老、保鲜的作用，能够使人早熟。
3.为什么说食品化学是食品类专业的骨干课程？答：食品化学是一门研究食品理化性质的学科，与生物化学、物理化学、生物学、分子生物学、生理化学、植物学、动物学等都有着密切的联系，包括检测技术也有涉及，而食品专业主要的课程就是学习食品相关的理化性质及变化（同第一点），所以列为主干课程不足为奇。
4.食品化学发展方向。
（1）我国幅员辽阔，食品资源丰富，加工技术多样，探究各类食品组成性质。
（2）开发新食品，特别是蛋白质类新食品，发现食品中有益成分，脱出有害成分，也是以后研究的一个方向。
（3）食品加工贮藏过程中还存在许多问题，比如变色变味、货架期短、风味不自然等等目前有些也都没有一个好的方法彻底的解决。
第一章食品生物化学 绪论
静态部分：生物体的化学组成、结构、功能及之间的关系 （糖、蛋白质、脂肪、核酸、维生素等） 动态部分：上述物质在体内的代谢过程（变化或反应）（ 糖代谢、脂代谢、氨基酸代谢、核酸代谢、蛋白质的生物合成 、代谢的相互关系和调控）
代谢被调节以达到平衡和经济—反馈抑制
生物信息的传递
突变与进化
DNA
共价
RNA
共价
蛋白质 共价
超分子复合物：非共价相互作 用稳定三维结构（氢键、离子 键、疏水作用、范德华力）
General
细胞与分子
● 1 生命源起 ● 2 细胞的生物化学：
2.1 2.2 2.3 2.4 进化 能量 生物信息传递 细胞结构
proteins
原核细胞
单身宿舍
真核细胞
三房两厅
细 胞 内 基 因 表 现 的 故 事
DNA
mRNA
Protein
RNase
RNA 完成转译后马上被除去
催化性蛋白质及细胞膜的出现
原始细胞膜 蛋白质催化
当环境资源减少 复制越来越困难
酶祖先?
蛋白质
细 胞 膜 的 形 成 并 不 困 难
单层脂肪膜
单层脂肪球
生物化学
董玉玮 教四A206
dongyuwei66@
课程简介：
* 专业基础课（48学时，4学时×12周） * 期末考试－闭卷笔答 * 成绩计算－期末×70％＋平时×30％
食品生物化学教案
食品生物化学教课设计【篇一：生物化学教课设计】基础生物化学教课设计[ 说明：◆对于生物技术、生物工程专业学生 (第一类讲课对象 )：讲课学时 70-76 ，实验 44-50 学时；对于农学、园艺、资环、林学、食品科学本科生 (第二类讲课对象 )：讲课学时 54-60 ，实验 30-46 学时；第一类讲课对象理论学时取上限，第二类讲课对象，理论学时取下限，详细由讲课教师依照学员实质状况合理掌握内容解说的难易程度，合理部署课外作业，正确掌握进度，如期达成教课任务。
] 第一部分：理论教课内容第一章绪论（1 学时）1.说明生物化学的观点、研究内容及发展，使学生认识生物化学学科基本内容；2.介绍生化知识的应用，激发学生的学习热忱；3.简要介绍学习方法（详细到某个章节）。
第二章蛋白质（ 10 ～12 学时）本章要点：蛋白质的分子构造、重要性质及构造与功能的关系。
明确蛋白质构造的不一样层次之间的联系，为进一步学习酶和信息代谢确立基础1．对于氨基酸要点解说20 种基本氨基酸的构造及重要性质，注意：（1）要修业生记着 20 种基本氨基酸的构造及三字母缩写。
最近几年发现谷胱甘肽过氧化物酶中存在硒代半胱氨酸，有凭证表示此氨基酸由停止密码 uga 编码，可能是第 21 种蛋白质氨基酸。
（2）氨基酸的滴定曲线以丙氨酸为主来讲，简单介绍两种侧链可解离的氨基酸（组氨酸和谷氨酸）滴定曲线。
发问： ph=pka 时，缓冲能力最大，等电点时缓冲能力最小，为何？ his 在生理 ph 条件下为何是独一拥有缓冲能力的氨基酸？（3）氨基酸的等电点计算公式应用发问：不一样 ph 下的构成剖析和电泳行为？phpi 时，氨基酸带负电荷， aa-cooh 解离成 aa-coo ，向正极挪动。
ph=pi 时，氨基酸净电荷为零，溶解度最小 phpi 时，氨基酸带正电荷， aa-nh2 解离成 -nh3 ，向负极挪动。
（4） 8 种必要氨基酸（记忆）：ile 、met 、val 、leu 、 trp 、 phe 、 thr 、 lys（5）氨基酸的化学反响重申参加反响的基团+-2．蛋白质的分子构造：(1)说明观点：一级构造、构型与构象、二级构造、酰胺平面、超二级构造、三级构造、构造域、四级构造。
食品化学课堂重点内容(老师强调)
食品化学课堂重点内容（老师强调）第一章绪论食品化学是从化学角度和分子水平上研究食品的化学组成、结构、理化性质、营养和安全性质，以及食品在加工、储藏和运销过程中发生的变化及其对食品品质（色、香、味、质构、营养）和安全性影响的科学。
食品科学的四大支柱学科：食品化学、微生物学、生物化学、食品工程思考题1．比较食品化学和生物化学等相关学科研究内容的异同点，正确理解其定义。
第二章水分1. 水与食品品质的关系（1）储藏: 保水、保鲜(温度、湿度保持、保持原有色泽)（2）加工: 水分的转移①除水: 干制品、浓缩果菜汁、焙烤食品②改变水分状态: 冷冻食品、冻结浓缩食品③复水:冻干果菜、方便面等方便食品2.在温差相等时，生物组织的冷冻速度快还是解冻速度快？在温差相等时，生物组织的冷冻速度比解冻速度快。
冷冻过程靠冰传热——冰是冷源与水的传热介质解冻过程靠水传热——水是热源与冰的传热介质3、水与溶质的相互作用：偶极-离子（H2O-游离离子、H2O-有机分子的带电基团）、偶极-偶极（H2O-蛋白质NH、H2O-蛋白质CO、H2O-蛋白质OH）、疏水水合、疏水相互作用（H2O + R→R(水合)、R(水合) + R(水合) →R2(水合) ＋H2O）4、水的存在形式：结合水（化合水、邻近水、多层水）、自由水（滞化水、毛细管水、自由流动水）5、水分活度:食品中水分逸出的程度，可以用食品中水的蒸汽压与同温度下纯水饱和蒸汽压之比表示，也可以用平衡相对湿度表示6、lnAw与1/T呈直线关系7、冰点以上，A w是样品组成与温度的函数，前者是主要的因素；冰点以下，A w与样品组成无关，而仅与温度有关，即冰相存在时，A w不受所存在的溶质的种类或比例的影响，不能根据A w预测受溶质影响的反应过程；8、对于食品体系，水分回吸等温线(将水加入一个干燥的试样)很少与解吸等温线重叠，这两条曲线的不一致现象称为滞后现象9、水分含量一定时，温度上升，Aw上升；Aw一定时，温度上升，水分含量降低。
食品生物化学复习
食品生物化学复习第一章绪论1、生物化学：生物化学就是以物理、化学及生物学的现代技术研究生物体的物质组成和结构，物质在生命体内发生的化学变化，以及这些物质的结和变化与生物的生理机能之间的关系，进而在分子水平式深入揭示生命现象本质的学科。
2、生命的物质基础：蛋白质和核酸是生命的最基本的物质基础。
蛋白质是生命活动的体现者，核酸是生物遗传的物质基础。
3、新陈代谢：包括同化作用和异化作用。
生物体从外界摄取营养物质，通过一系列化学反应，将这些物质转化为自身的组成成分，这就是同化作用；与此同时，生物体不断地将自身已有的成分分解为其他物质排除体内，这就是异化作用。
机体的同化作用和异化作用称之为物质代谢，同时还伴随有能量代谢，这些过程统称为新城代谢。
第二章食品物料重要成分化学一、糖类化学1、糖类化学：糖类化合物是绿色植物光合作用的直接产物，是构成食品的重要组成成分之一。
分子组成可用通式Cn（H2O）m表示，统称为碳水化合物。
糖类化合物是生物体维持生命活动所需能量的主要来源，是合成其他化合物的基本原料，同时也是生物体的主要结构成分。
2、糖类化合物的种类：按其组成分为单糖、寡糖和多糖；根据官能团特点分为醛糖和酮糖。
3、食品中糖类化合物：食品中糖类化合物主要以单糖、寡糖及多糖形势存在。
大部分食物中含有糖类，蔗糖是从甜菜或甘蔗中分离出来的；水果一般是在完全成熟前采收的，淀粉是植物中最普遍的糖类化合物，在植物籽粒、根和块茎中含量最丰富。
4、单糖：单糖是不能再水解成更小分子的糖,属于多羟基醛或多羟基酮。
与生命最为密切的单糖有：葡萄糖、果糖、核糖和脱氧核糖。
营养学上重要的单糖有：戊糖（五碳糖）和己糖（六碳糖）。
5、单糖性质：无色晶体，味甜，易溶于水难溶于有机溶剂。
差向异构化：在冷的稀碱溶液中，D-葡萄糖和D-甘露糖可以发生分子互变重排的现象，最终形成D-葡糖、D-果糖和D-甘露糖的平衡混合物。
氧化还原性：单糖中的醛糖和酮糖都能被碱性弱氧化剂氧化，生成复杂的氧化产物，同时将Cu2+和Ag+分别还原为Cu2O（砖红色沉淀）和Ag（银镜）。
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精品课件
精品课件
精品课件
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
精品课件
H
4
HO
6
CH2OPO3H2
O
5
H
HO H
3
H
2
OH
H
1
OH
α-D-葡萄糖-6-磷酸
H
4
HO
6
CH 2OH
O H
5
HO H
3
H
2
OH
H
1
OPO3H2
单糖 + 费林试剂 → 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
精品课件
5、与还原剂反应（生成原料）
单糖还原剂
糖醇
6、与苯肼反应（定性、定量）
单糖 + 2苯肼 → 糖脎（黄色结晶）
7、羰氨反应（加工存储）
精品课件
淀粉
结构：单糖分子 — α-D-葡萄糖
（直链）糖苷键
α-1,4糖苷键
α-1,6糖苷键（支链分支处）
形状 — 螺旋状（直链）
树枝状（支链）
精品课件
物理性质：不溶于冷水，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
与含氨基化合物反应发生褐变
精品课件
CHO
NaH- g H2
CH2OH
NaH- g H2
CH2OH
O NaH- g H2
CH2OH
D-葡萄糖
D-山梨醇
D-果糖
精品课件
D-甘露醇
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
精品课件
名称 蔗糖
单糖分子 糖苷键 葡萄糖 α-1,2 果糖
精品课件
纤维素
结构：单糖分子 — β-D-葡萄糖 糖苷键 — β-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
精品课件
糖原
结构：单糖分子 — α-D-葡萄糖
苷键
糖苷键 — α-1,4和α-1,6糖
形状 — 树枝状
性质：可溶于水
遇碘显色
精品课件
果胶
结构：单糖分子 — α-D-吡喃半乳糖醛酸 糖苷键 — α-1,4糖苷键
C
OH
D -葡 萄 糖
1,2-烯 醇 式 葡 萄 糖
精品课件
H
O
C
HO
C
H
D -甘 露 糖
C H 2O H
C
O
D -果 糖
H
HO
CH2OH
O
H
H HO
H
H OH
OCH3
α-甲基-D-葡萄糖苷
H
HO
CH2OH O
H
H HO
OH H
OCH3 H
β-甲基-D-葡萄糖苷
精品课件
4、与氧化剂作用（定性、定量）
食品生物化学
精品课件
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。
精品课件
学组成 质
静态
理功能
代谢变化 精品课件
营养素的化 营养素的理化性
营养素的生 动植物组织
第一章 食品成分化学α-Fra bibliotek-葡萄糖-1-磷酸
6
H2O3POH 2C
O
5H
4
H
OH
1
CH2OH
OH 2
3
OH H
α-D-果糖-6-磷酸
6
H2O3POH 2C
O
5H
4
H
OH
1
CH2OPO3H2
OH 2 3 OH
H
α-D-果糖-1,6-二磷酸
精品课件
C HO
H
OH
浓盐酸
HO
H
C HO + 3 H 2O
O
HO
H
C H 2O H 戊糖
性质
无旋光性、无还原性 易结晶、可水解
有旋光性、有还原性
麦芽糖 葡萄糖 α-1,4
可水解
半乳糖
有旋光性、有还原性
乳糖 葡萄糖 β-1,4
可水解
海藻 二糖
葡萄糖
无旋光性、无还原性
α-1,1
可水解
精品课件
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
脂肪 酸、酶 肪酸
碱
脂肪
甘油 + 3 脂 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。
精品课件
脂肪的酸败
氧化型：脂肪O2 酮、羧酸
过氧化物
低级醛、
（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）
4、吸湿性和保湿型 最小
果糖最强，蔗糖
精品课件
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
精品课件
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。
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
精品课件
脂肪的结构和种类
+
单纯甘油酯：R1＝R2＝R3 混合甘油酯：R1≠R2≠R3 油：液态；脂：固态
精品课件
脂肪酸
脂肪酸的种类
按照结构：饱和脂肪酸（没有双键）
键或三键）
不饱和脂肪酸（含有双
糠醛
C HO
H
OH
HO
H
浓盐酸
分解
H
OH
H
OH
HOH 2C
C HO
O
C H 2O H 己糖
羟甲基糠醛
精品课件
乙酰丙酸 甲酸 C O 2 , H 2O
2、与碱作用（生成原料）
单糖稀碱 糖
甘露糖 + 果
3、与醇、酚作用（生成原料）
单糖（-OH）+ 醇（-H）→ 糖苷
精品课件
H
O
C
H
C
OH
H
OH
C
Ba ( OH ) 2
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
精品课件
作业
68页第2题 请写出构成蔗糖、麦芽糖、乳糖、淀粉、
纤维素、果胶的单糖分子和糖苷键。
精品课件
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。
核酸 糖类
有机成分
蛋白质 食品中的 天然成分 素
无机成分
精品课件
营养成分
脂类 维生
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2~10个单糖分子 多糖：水解10个以上单糖分子
精品课件
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
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
陆生动物中饱和脂精品课肪件 酸含量高
脂肪的物理性质
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
精品课件
脂肪的化学性质
水解与皂化