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
第一章 绪论73170 ppt课件
一、关于食物与食品的概念：
食物是维持人类的生存和健康的物质基础。所 谓食物是指能被食用并经消化吸收后给肌体提供 营养成分、供给活动所需能量或调节生理机能的 无毒物质。而我们把经过加工的食物称为食品。 但在一般情况下两者的概念也并非很明确，通常 也泛指一切食物为食品。
第一章 绪论73170 ppt课件
教学要求与安排
1. 学时：48学时课，实验
3. 主要授课内容：教材1-9章。 4. 成绩评定：期末考占70%、平时+实验
30%。 5. 学习方法：预习、听讲、复习、做作业；
课堂讨论；课后答疑。
教学参考书
六、食品化学的发展历程：
食品化学是20世纪随着化学、生物化学 的发展以及食品工业的兴起而形成的一门 独立学科。它与人类生活和食物生产实践 密切相关。
食品化学作为一门学科，可以追溯到18 －19世纪。
七、食品化学的研究方法
由于食品是一个非常复杂的物质系统，在食品的配 制、加工和贮藏过程中将发生许多复杂的变化，因 此为了分析和综合有一个清晰的背景，通常采用一 个简化的、模拟的食品物质系统来进行实验，再将 所得的实验结果应用于真实的食品体系。可是这种 研究方法由于使研究的对象过于简单化，由此而得 到的结果有时很难解释真实的食品体系中的情况。 因此在应用该研究方法时，应明确该方法的不足。
Toxic Substances
Food Additives Unnatural Compositions
Contaminant
Natural Additives Synthetic Additives Processing Environmental Pollution
食品生物化学_绪论、第一章ppt课件
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
蔗糖
葡萄糖 果糖
α-1,2
麦芽糖 葡萄糖 α-1,4
乳糖
海藻 二糖
半乳糖 葡萄糖
葡萄糖
β-1,4 α-1,1
性质
无旋光性、无还原性 易结晶、可水解
有旋光性、有还原性 可水解
有旋光性、有还原性 可水解
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
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。
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
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
6
CH 2OH
O H
5
HO H
3
H
2
《食品生物化学》课程笔记
《食品生物化学》课程笔记第一章绪论一、食品生物化学的定义与研究内容1. 定义：食品生物化学是一门交叉学科，它结合了生物学、化学和食品科学的原理，专注于研究食品中的生物大分子（如蛋白质、碳水化合物、脂质、核酸）以及它们在食品中的功能、相互作用、代谢过程和食品品质的变化。
2. 研究内容：（1）生物大分子的结构与功能：- 蛋白质：研究氨基酸的组成、蛋白质的一级、二级、三级和四级结构，以及蛋白质的折叠、稳定性、酶活性等。
- 碳水化合物：探讨单糖、寡糖和多糖的结构，以及它们的物理和化学性质。
- 脂质：研究脂肪酸、甘油、磷脂、固醇等脂质的结构和功能。
- 核酸：分析核苷酸组成、DNA和RNA的结构，以及它们在遗传信息传递中的作用。
（2）生物化学反应：- 探索酶促反应的机理、动力学和调控。
- 研究代谢途径中的关键酶和调控因子。
- 分析食品加工和储藏过程中的化学反应。
（3）代谢途径：- 碳水化合物的代谢：如糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径等。
- 脂质代谢：包括脂肪酸的合成、分解和氧化。
- 氨基酸代谢：涉及氨基酸的合成、分解和转化。
- 核酸代谢：包括DNA和RNA的合成、修复和降解。
（4）生物活性物质：- 研究食品中的功能性成分，如抗氧化剂、抗炎剂、益生元等。
- 分析这些成分的生物活性及其对健康的影响。
（5）食品加工与营养：- 研究食品加工过程中生物大分子的变化，如加热、冷却、压力处理等对食品成分的影响。
- 探讨食品营养成分的消化、吸收和代谢。
二、食品生物化学的发展历程1. 起源阶段（19世纪末至20世纪初）：- 早期的研究主要集中在食品的化学组成上，如糖类、蛋白质和脂肪的分析。
- 生物化学家开始关注酶的作用和食品腐败的过程。
2. 形成阶段（20世纪30年代至50年代）：- 食品生物化学作为一门独立学科逐渐形成，研究重点转向生物大分子的结构和功能。
- 发展了多种分析技术和方法，如色谱、电泳、光谱分析等。
3. 发展阶段（20世纪60年代至今）：- 研究领域不断拓展，涉及分子生物学、遗传工程、生物技术在食品中的应用。
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。
食品化学课后题问题详解
食品化学课后题问题详解食品化学课后复习题答案第一章绪论一、名词解释1、食品《食品工业基本术语》对食品的定义：可供人类食用或饮用的物质，包括加工食品、半成品和未加工食品，不包括烟草或只作药品用的物质。
《食品卫生法》对“食品”的法律定义：各种供人食用或者饮用的成品和原料以及按照传统既是食品又是药品的物品，但是不包括以治疗为目的的物品。
2、食品化学研究食品的种类、组成、营养、变质、分析技术及食品成分在加工和贮藏过程中所发生的化学反应的一门学科。
或者也可定义为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它们在生产加工、贮存和运销过程中的化学变化及其对食品品质和食品安全性影响的科学。
3、基本营养素营养素是指那些能维持人体正常生长发育和新陈代谢所必需的物质。
基本营养素一般包括六大类，即蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素和水。
二、简答题1、食品化学家与生物化学家的研究对象和兴趣有何不一样。
答：生物化学家的研究对象是具有生命的生物物质，他们的兴趣包括在与生命相适应或几乎相适应的环境条件下，生物物质所进行的繁殖、生长和变化。
而食品化学加则研究的是死的或将死的生物物质，其主要研究兴趣在于暴露在环境变化很大、不适宜生存的环境中热处理、冷冻、浓缩、脱水、辐照等加工和保藏条件下食品中各个组分可能发生的物理、化学和生物化学变化。
2、简述食品化学的主要研究内容。
首先是对食品中的营养成分、呈色、呈香、呈味成分和激素、有毒成分的化学组成、性质、结构和功能进行研究。
其次研究食品成分之间在生产、加工、贮存、运输、销售过程中的变化，即化学反应历程、研究反应过程中的中间产物和最终产物的结构及其对食品的品质和卫生安全性的影响。
最后是对食品贮藏加工的新技术、开发新的产品和新的食品资源以及新的食品添加剂等进行研究。
这三大部分构成了食品化学的主要研究内容。
3、简述食品化学的研究方法。
任何一门学科的发展都是通过理论－实践－理论不断循环的体系中发展的，食品化学是一门实践性很强的学科，在食品化学的研究中，要采用理论和实验相结合的方法，实验主要通过感官实验和理化实验两条途径来实现，将实验结果与查证的资料相结合从而得出新的结论或者观点，然后将理论知识再反馈到实践中，又可以指导实践，不断循环，使得食品化学的理论只是不断推向新的阶段。
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％
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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
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
性质：可溶于水 遇碘显色
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
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、果胶的单糖分子和糖苷键。
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。
静态 动态
营养素的化学组成 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 营养素在加工中的变化 体内的新陈代谢
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 — α-D-葡萄糖 α-1,4糖苷键（直链）
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）
物理性质：不溶于冷水，在热水中形成胶体 化学性质
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
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
6
H2O3POH 2C
O
5H
4
H
OH
1
CH2OH
OH 2
3
OH H
α-D-果糖-6-磷酸
H
4
HO
6
CH 2OH
O H
5
HO H
3
H
2
OH
H
1
OPO3H2
α-D-葡萄糖-1-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
C HO
H
OH
浓盐酸
HO
H
C HO + 3 H 2O
O
HO
Hቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
C H 2O H 戊糖
糠醛
C HO
H
OH
HO
H
浓盐酸
分解
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
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
蔗糖
葡萄糖 果糖
α-1,2
麦芽糖 葡萄糖 α-1,4
乳糖
海藻 二糖
半乳糖 葡萄糖
葡萄糖
β-1,4 α-1,1
性质
无旋光性、无还原性 易结晶、可水解
有旋光性、有还原性 可水解
有旋光性、有还原性 可水解
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 — 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
糖原
结构：单糖分子 — α-D-葡萄糖 糖苷键 — α-1,4和α-1,6糖苷键 形状 — 树枝状
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：R1≠R2≠R3 油：液态；脂：固态
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） 与含氨基化合物反应发生褐变
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
D-甘露醇
第一章 食品成分化学
核酸
糖类
食品中的
有机成分
蛋白质 脂类
天然成分
维生素
无机成分
矿物质 水分
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2~10个单糖分子 多糖：水解10个以上单糖分子
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
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
4、与氧化剂作用（定性、定量） 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
脂肪的化学性质
水解与皂化 脂肪 酸、酶
甘油 + 3 脂肪酸
脂肪
碱
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。
脂肪的酸败
氧化型：脂肪 O2 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 酶 C10以下游离脂肪酸 酮型：脂肪 微生物 β-酮酸 低级酮 （含水、蛋白质较多且未精制的脂肪易发生）
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
H
OH
H
OH
HOH 2C
C HO
O
C H 2O H 己糖
羟甲基糠醛
乙酰丙酸 甲酸 C O 2 , H 2O
2、与碱作用（生成原料） 单糖 稀碱 甘露糖 + 果糖
3、与醇、酚作用（生成原料） 单糖（-OH）+ 醇（-H）→ 糖苷
H
O
C
H
C
OH
H
OH
C
Ba ( OH ) 2
C
OH
D -葡 萄 糖
1,2-烯 醇 式 葡 萄 糖