华南理工大学874生物化学部分答案自己总结

酶
1、酶催化反应的特点
（1）、催化效率高
酶催化反应速度是相应的无催化反应的108-1020倍，并且至少高出非酶催化反应速度几个数量级。

（2）、专一性高
酶对反应的底物和产物都有极高的专一性，几乎没有副反应发生。

（3）、反应条件温和
温度低于100℃，正常大气压，中性pH环境。

（4）、活性可调节
根据据生物体的需要，许多酶的活性可受多种调节机制的灵活调节，包括：别构调节、酶的共价修饰、酶的合成、活化与降解等。

（5）、酶的催化活性离不开辅酶、辅基、金属离子
2、酶与非生物催化剂相比的几点共性：
①催化效率高，用量少（细胞中含量低）。

②不改变化学反应平衡点。

③降低反应活化能。

④反应前后自身结构不变。

催化剂改变了化学反应的途径，使反应通过一条活化能比原途径低的途径进行，催化剂的效应只反映在动力学上（反应速度），不影响反应的热力学（化学平衡）。

一、蛋白质功能的多样性
细胞中含量最丰实、功能最多的生物大分子。

1．酶
2．结构成分（结缔组织的胶原蛋白、血管和皮肤的弹性蛋白、膜蛋白）
3．贮藏（卵清蛋白、种子蛋白）
4．物质运输（血红蛋白、Na+-K+-ATPase、葡萄糖运输载体、脂蛋白、电
子传递体）
5．细胞运动（肌肉收缩的肌球蛋白、肌动蛋白）
6．激素功能（胰岛素）
7．防御（抗体、皮肤的角蛋白、血凝蛋白）
8．接受、传递信息（受体蛋白，味觉蛋白）
9．调节、控制细胞生长、分化、和遗传信息的表达（组蛋白、阻遏蛋白）
水分活度
1控制水分活度在食品工业中的意义
食品中的化学变化的种类和速度是依赖于各类食品成分而发生的，其化学变化与水分活度关系的一般规律总结如下：
1、对淀粉老化的影响：淀粉的食品学特性主要体现在老化和糊化上。

老化是淀粉颗粒结构、淀粉链空间结构发生变化而导致溶解性能、糊化及成面团作用变差的过程。

在含水量到30～60%时，淀粉的老化速度最快；降低含水量老化速度变慢；当含水量降至10～15%时，淀粉中的水主要为结合水，不会发生老化。

2、对脂肪氧化酸败的影响：影响脂肪品质的化学反应主要为氧化酸败。

在Ⅰ区，氧化反应的速度随着水分增加而降低；在Ⅱ区，氧化反应速度随着水分的增加而加快；在Ⅲ区，氧化反应速度随着水分增加又呈下降趋势。

3、对蛋白质变性的影响：水能使多孔蛋白质膨润，暴露可能被氧化的基团，氧就容易转移到反应位置。

水分活度增大，加速蛋白质氧化，破坏保持蛋白质高级结构的次级键，导致蛋白质变性。

据测定，当食品中的水分含量在2%以下时，可以有效的阻止蛋白质的变性；而当达到4%或其以上时，蛋白质变性变得越来越容易。

4、对酶促褐变的影响：是在酶作用下，食品中的酚类化合物发生特殊的氧化反应使食品颜色变劣的过程。

食品体系中大多数的酶类物质在水分活度小于0.85时，活性大幅度降低。

如淀粉酶、酚氧化酶和多酚氧化酶等。

但也有一些酶例外，如酯酶在水分活度为0.3甚至0.1时也能引起甘油三酯或甘油二酯的水解。

5、非酶促褐变指食品通过一些非酶氧化而导致食品变色的反应。

也与水分活度有密切的关系，当食品中的水分活度在0.6～0.7之间时，非酶促褐变最为严重；水分活度下降，褐变速度减慢，在0.2以下时，褐变难以发生。

但当水分活度超过褐变高峰要求的值时，其褐变速度又由于体系中溶质的减少而下降。

6、水溶性色素：一般而言，当食品中的水分活度增大时，水溶性色素（常见的是花青素类）分解的速度就会加快。

低聚糖的生理功效
1促进双歧杆菌的增殖。

2减少有毒发酵产物及有害细菌酶的产生、抑制病原菌和腹泻。

3防止便秘。

4增强免疫力、抗肿瘤。

5降低血清胆固醇。

6保护肝功能。

7合成维生素、促进钙的消化吸收。

8低（无）能量、不会引起龋齿。

脂类的生理功能
1）储存能量、提供能量
2）生物体膜的重要组成成分
3）脂溶性维生素的载体
4）提供必需脂肪酸
5）防止机械损伤与热量散发等保护作用
6）作为细胞表面物质，与细胞识别、种特异性和组织免疫等密切关系
必需脂肪酸的生物学功能
1）影响膜的特性
必需脂肪酸作为机体组织细胞膜的重要组分，决定膜以及细胞接受信息的生物学特性。

一些细胞通道如分泌、趋化性、信息传递和对微生物侵袭的敏感性也取决于膜的流动性。

2）必需脂肪酸是类二十烷的前体物
类二十烷是由二十碳多不饱和脂肪酸衍生产生的物质，主要有前列腺素、前列环素、凝血嗯烷、白三烯等，这些物质在体内具有广泛的生物学功能。

3）必需脂肪酸能维持皮肤及其他组织对水分的不通透性
必需脂肪酸不足时，水分迅速穿过皮肤。

4）必需脂肪酸有利于胆固醇的溶解和转运
胆固醇在体内以酯的形式运输，含必需脂肪酸的胆固醇酯溶解性更好，更容易被运输，前列腺素（PGE₁）能抑
制胆固醇的生物合成和促进胆固醇的跨膜转运。

类固醇的主要功能
1）膜的组分；
2）作为激素——起代谢调节作用；
3）作为乳化剂——胆汁盐的前体、帮助脂类的消化吸收；
4）维生素的组分；
5）有抗炎作用；
糖酵解的生理意义
1.产生能量，是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。

但能量的利用率较低。

同时也是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径
①无线粒体的细胞，如：红细胞
②代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞
2.凡是可转变为酵解中间产物的物质，均可沿酵解途径逆转合成葡萄糖。

3.糖酵解反映了生物获取能量方式的演变过程。

三羧酸循环的重要生理意义：
1 是生物体获能的主要途径，远比无氧分解产生的能量多。

2 TCA是生物体各有机物质代谢的枢纽。

糖、脂肪、氨基酸的彻底分解都需通过TCA途径，而TCA中的许多中间产物如草酰乙酸、α—酮戊二酸、琥珀酰CoA等又是合成糖、氨基酸等的原料。

3 发酵产物重新氧化进入有氧分解的途径
4 TCA的某些中间产物还是体内积累成分，如柠檬酸、苹果酸是柑
桔、苹果等果实的重要成分，在储藏期，酸作为呼吸基质被消耗。

果实的糖/酸比是衡量果实品质的一项指标。

糖异生的生理意义
1、维持血糖浓度的恒定是糖异生作用的最重要生理作用。

正常成人的脑组织不能利用脂酸，主要依赖氧化葡萄糖供给能量；
红细胞没有线粒体，完全通过乳酸酵解获得能量；
骨髓、神经等组织由于代谢活跃，经常进行乳酸酵解。

2、糖异生作用有利于乳酸的回收利用
3、糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要途径。

4、协助氨基酸的分解代谢。

5、肾糖异生增强有助于维持酸碱平衡。

发生这一变化的原因可能是饥饿造成的代谢性酸中毒所致。

pH降低，促进肾小管中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成，从而使糖异生作用增强。

肾脏中α-酮戊二酸因异生成糖而减少时，可促进谷氨酰胺脱氨生成谷氨酸以及谷氨酸的脱氨反应，肾小管细胞将NH3分泌入管腔中，与原尿中H+结合，降低原尿H+的浓度，有利于排氢保钠作用的进行，对于防止酸中毒有重要作用。

核苷酸的生物功能
1作为核酸合成的原料，是核酸的基本组成单位；
2体内能量的利用形式，ATP是重要能量货币；
3参与代谢和生理调节，cAMP是第二信使；
4组成辅酶，如NAD、FAD、CoA等；
5活化中间代谢物，其衍生物是许多生化反应的中间供体，如UDPG 、SAM等。

成熟与衰老过程中的形态变化
（一）细胞器
1叶绿体开始崩溃
2核糖体群体在前期变化不大，在成熟后期减少
3内质网、细胞核和高尔基体在成熟的后期，可以看到产生很多较大的液泡，最后囊泡化而消失；线粒体变化不大，有时变小或减少，有时嵴膨胀，它比其他细胞器更能抗崩溃，能保留到衰老晚期；
4液泡膜在细胞器解体前消失；
5核膜和质膜最后退化，质膜崩溃时细胞即宣告死亡
（二）角质层与蜡
1角质层变化在活跃的生长期中角质层逐渐增厚，并且在成熟期及以后的贮藏期中继续增厚。

2蜡质成分变化在果实的发育期，硬蜡的增长速度远快于油分，在呼吸高峰期，油与硬蜡的比值达到最大。

3蜡质超微结构变化发育未完全的柑桔类果实，其果皮只有一层连续的软蜡薄膜，很少有表面结构。

成熟之后，当更多更硬的上表皮蜡层形成之后，便出现明显的结构。

（三）细胞壁
在成熟过程中，细胞壁中的微纤维结构有所松弛。

（四）胞间空隙
细胞沿着胞间层脱离便形成胞间空隙，在果实里存在着一个明显的胞间空隙体系。

蛋白质的功能特性
蛋白质的功能性质指在食品加工、贮藏和销售过程中蛋白质对食品需宜特征做出贡献的那些物理和化学性质。

主要包括水化性质、表面性质、结构性质和感官性质。

1. 水合性质
蛋白质的水合性质就是蛋白质与水结合的能力。

蛋白质分子可以通过氢键、静电引力、疏水作用等形式与水分子相互结合。

影响蛋白质水合性质的因素主要有：
（1）蛋白质的总吸水量随蛋白质浓度的增加而增加；
（2）蛋白质在其等电点时水合性质最差；偏离等电点吸水量增加；
（3）随温度的升高，蛋白质水合能力变差；
（4）低盐浓度，有助于蛋白分子的水合，在水中的溶解度增加；高盐浓度，水盐相互作用大于水和蛋白质间的作用，蛋白脱水产生“盐析”。

2. 黏度
蛋白溶液不属于牛顿流体，其黏度系数随流动速度的增加而降
低。

这种性质成为假塑或剪切稀释。

造成剪切稀释的原因：
（1）分子在流动的方向上逐步定向，因而使摩擦阻力下降；
（2）蛋白质水化球在流动的方向上变形；
（3）氢键和其它弱键的断裂导致蛋白质聚集体或网络结构解体。

3. 胶凝作用
蛋白质的胶凝作用是蛋白质的一种非常重要的功能性质，在许多食品，如皮冻、豆腐、碎肉制品和鱼制食品等的制备中起着主要的作用。

根据引起蛋白凝胶形成条件的差异，食品蛋白凝胶可分为：
①加热后再冷却而形成的凝胶。

为热可逆凝胶，如明胶凝胶；
②在加热下所形成的凝胶。

多为不透明且是不可逆凝胶，如蛋清蛋白在加热中形成的凝胶；
③由钙盐等二价离子盐形成的凝胶，如豆腐；
④不加热而经部分水解或pH调整到等电点而形成的凝胶，如用凝乳酶制作干酪等。

4. 乳化性质
4.1 蛋白质的乳化性质及其本质
许多食物是乳状液（牛奶、奶油、冰淇凌、蛋黄酱等），蛋白质组分在稳定这些胶体体系中起着重要作用。

蛋白质具有乳化性质的原因是其具有两亲性，即既亲水也亲油
的性质。

4.2 影响蛋白质乳化作用的因素
蛋白质的疏水性和界面存在形式：蛋白质的疏水性越强，在界面吸附的蛋白质浓度越高，界面张力越低，乳浊液越稳定。

溶液pH对蛋白质乳化作用有明显的影响。

加热使蛋白的乳化性能减弱；
加入小分子的表面活性剂也使蛋白的乳化性能降低。

5. 起泡性质
影响蛋白质起泡的因素:
蛋白质性质：蛋白质的疏水性、在界面上的柔性、水溶性、缺乏二级和三级结构等对蛋白质的起泡力有重要的作用。

蛋白溶液浓度：蛋白质在溶液中必须有一定的浓度达2%～8%。

温度：适当加热提高蛋白的起泡能力，加热过度损害起泡能力。

溶液pH值。

盐类物质：钙离子能与蛋白的羧基形成桥键而使泡沫稳定性提高。

糖类物质的存在：糖可以提高泡沫的稳定性但降低起泡能力。

6. 风味结合性质
风味物质与蛋白质的结合可分为三类：
（1）通过范德华力相互作用的物理吸附
（2）通过共价或静电键的化学吸附
（3）通过氢键和疏水相互作用的结合
7. 组织化
蛋白质的组织化(texturization)：指经过一定的处理过程，使原本不具有畜肉那样组织结构的蛋白质（特别是植物蛋白），变得具有畜肉的组织结构和咀嚼性。

----------人造肉。

蛋白质组织化的方法：热凝结、纤维形成、热塑性挤压等。

8. 面团形成
面团形成性：一些植物（小麦、黑麦、燕麦、大麦等）的面粉在室温下与水混合并揉搓后可形成粘稠、有弹性的面团，将这种性质叫做面团的形成性。

面团形成的主要因素：是这些面粉中含有面筋蛋白，包括麦醇溶蛋白和麦谷蛋白，它们是小麦中蛋白质的主体成分（80%)，在水中不溶解。

谷蛋白决定面团的弹性和粘合性；醇溶蛋白促进面团的流动性、伸展性和膨胀性。

天然脂肪酸的共性
1）脂肪酸的碳链
直链一元羧酸占绝大多数，并且几乎都是偶数碳2）双键的位置和构型
绝大多数不饱和脂肪酸的双键是顺式构型，大多数多烯脂肪酸为非共轭体系，两个双键之间由一个亚甲基隔开。

3）熔点
不饱和脂肪酸的熔点比同碳数的饱和脂肪酸的熔点低，双键越多熔点越低。

4）分布16碳和18碳的脂肪酸在油脂中分布最广，含量最多；人体中饱和脂肪酸最普遍的是软脂酸和硬脂酸，不饱和脂肪酸是油酸。

高等植物和低等动物中，不饱和脂肪酸含量高于饱和脂肪酸。

影响糊化的因素
1结构:
直链淀粉小于支链淀粉。

2 Aw:
Aw提高，糊化程度提高。

3糖:
高浓度的糖水分子，使淀粉糊化受到抑制。

4盐:
高浓度的盐使淀粉糊化受到抑制；低浓度的盐存在，对糊化几乎无影响。

但对马铃薯淀粉例外，因为它含有磷酸基团，低浓度的盐影响它的电荷效应。

5脂类:
脂类可与淀粉形成包合物，即脂类被包含在淀粉螺旋环内，不易从螺旋环中浸出，并阻止水渗透入淀粉粒。

6酸度：
pH<4时，淀粉水解为糊精，粘度降低（故
高酸食品的增稠需用交联淀粉）；
pH在4~7时，几乎无影响；
pH =10时，糊化速度迅速加快，但在食品中
意义不大。

影响淀粉老化的因素
1温度：
2~4℃，淀粉易老化；
>60℃或<-20℃，不易发生老化。

2含水量：
含水量为30~60%时，易老化；
含水量过低（10%）或过高，均不易老化。

3结构：
直链淀粉易老化；
聚合度n 中等的淀粉易老化；
淀粉改性后，不均匀性提高，不易老化。

4 共存物的影响：
脂类和乳化剂可抗老化，多糖（果胶例外）、蛋白质
等亲水大分子，可与淀粉竞争水分子及干扰淀粉分子平行
靠拢，从而起到抗老化作用。

Maillard反应对食品品质的影响
1不利方面：
a.营养损失，特别是必需氨基酸（如赖氨酸）
损失严重；
b.导致不期望的色泽。

酱油储存过程中颜色变深
面包烤焦变黑
2有利方面：
褐变产生金黄色及强烈的香气和风味，赋予食品特殊气味和风味。

面包焙烤中需要加深其颜色和香味，就需要褐变。

咖啡焙炒产生特有的咖啡香味
在食品加工中控制Maillard反应
（1）抑制Maillard反应：
1 注意选择原料：
如土豆片，一般选氨基酸、还原糖含量少的品种。

2保持低水分：
蔬菜干制品密封，袋子里放上高效干燥剂，如
SiO2等。

奶粉的保存
3 应用SO2：
硫处理对防止酶褐变和非酶褐变都很有效。

4保持低pH值：
加入酸，如柠檬酸、苹果酸。

5其它的处理：
Ⅰ.热水烫漂除去部分可溶固形物，降
低还原糖含量。

Ⅱ.钙处理如马铃薯淀粉加工中，加
Ca(OH)2可以防止褐变，
产品白度大大提高。

（2）利用Maillard反应
在面包生产、咖啡、红茶、啤酒、
糕点、酱油、肉类香精等生产中利用
Maillard反应产生特殊风味:
可以通过控制原材料、温度及加工
方法，制备各种不同风味、香味的物质。

焦糖化作用有三个阶段：
（1）从蔗糖熔融开始，经一段时间起泡，蔗糖
脱去一分子水形成异蔗糖酐，起泡暂时停止，
形成的产物无甜味而有温和的苦味。

（2）继续加热，第二次起泡，持续时间更长，
失水量约为9%，形成焦糖酐，平均分子式
为C24H36O18，熔点为138℃，有苦味。

（3）焦糖酐进一步脱水形成焦糖烯，继续加热
则生成高相对分子质量的难溶性深色物质焦
糖素。

焦糖素有一定的等电点，在pH3.0-6.9
之间。