大学生物化学教案

生物化学教案

第一章绪论

一、生物化学的含义

生物化学是云应化学的理论、方法和技术研究生物体的化学组成、化学变化及其与生理功能相联系的一门科学。

二、生物化学的内容

有关营养专业的生物化学即不同于以研究生物体的化学组成、生命物质的结构和功能、生命过程中物质变化和能量变化的规律，以及一切生命现象的化学原理为基本内容的普通生物化学，也不同于研究食品的组成、主要结构、特性及其产生的化学变化为基本内容的食品化学，而是将二者的基本原理有机的结合起来，应由与食品、营养的一门交叉学科。

三、学习和研究生物化学是应注意以下几个问题：

1、注意把握有关食品生物化学的基础知识，注意食品的组成、特性、生理功用以及在加工、贮存、代谢构成中所发生的化学变化。

2、正确处理好理解和记忆的关系。

3、注意知识的不断总结

4、学会自学

第二章蛋白质的化学

第一节概述

一、蛋白质的概念

蛋白质是由氨基酸构成的具有特定空间结构的构分子有机化合物。

二、蛋白质的生理功能

1、是构成组织细胞的最基本物质

蛋白质含量占干重45%

2、是生命活动的物质基础

A、酶的化学本质是蛋白质

B、抗体是血清中的r球蛋白

C、既有的收缩则是肌球蛋白和肌动蛋白

E、激素也是蛋白质

3、供给能量

每一克蛋白质在体内氧化分解提供的能量为417kj

第二节蛋白质的化学组成

一、蛋白质的元素组成

碳、氢、氧、氮，一些蛋白质含有硫；有些含有磷

二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸

（一）蛋白质的基本单位是氨基酸

（二）氨基酸的结构特点

α—氨基酸

天然氨基酸有300多种，但是组成蛋白质的氨基酸只有二十种。

1、及有酸性的羧基（—COOH），也有碱性的氨基（—NH2），因此氨基酸是两性电解质，在溶液中的带电情况，随溶液的PH值而变化。等电点PH=PI时，氨基酸为中性，最易沉淀，带电量为0。

2、除甘氨酸外，其他氨基酸都有旋光性，蛋白质中为L型。

3、各种氨基酸的R集团结构和性质不同，他们决定蛋白质性质。

结构通式

4、色泽与状态：各种常见氨基酸均为无色结晶。

5、溶解度：氨基酸一般都溶于水，微溶于醇，不溶于乙醚。所有氨基酸都能溶于强酸、强碱溶液中。

6、氨基酸及其某些衍生物具有一定的味感，味感与氨基酸的种类和立体结构有关。一般来讲，D 型氨基酸多数带甜味，甜味最强的是D —色氨酸，可达蔗糖的40倍；L —型氨基酸具有天、苦、鲜、酸4种不同味感。 （二）氨基酸的分类。

1、营养学分类：必需氨基酸和非必需氨基酸，不能在体内合成，必须由食物提供的氨基酸成为必需氨基酸。20种氨基酸中只有赖、色、苯丙、甲硫、苏、亮、异亮、颉氨酸为必需氨基酸，对于婴儿，组氨酸也是必须的。

2、根据R 集团性质分类 中性氨基酸

甘氨酸 甘 Gly 丙氨酸 丙 Ala

颉氨酸 颉 Val

脂肪族氨基酸 亮氨酸 亮 Leu 异亮氨酸 异亮 Ile

丝氨酸 丝 Ser

含羟基

苏氨酸 苏 Thr

半胱氨酸 半 Cys

含硫基 甲硫氨酸 蛋 Met

脯氨酸 脯 Pro 苯丙氨酸 苯丙 Phe

芳杂环 酪氨酸 酪 Tyr 色氨酸 色 Trp

C

NH 2

COOH

H

R

天冬酰胺 Asn

酰胺 谷酰胺 Gln

酸性氨基酸：

天冬氨酸 天冬 Asn 谷氨酸 谷 Glu

碱性氨基酸：

精氨酸 精 Arg 组氨酸 组 His 赖氨酸 赖 Lys

（三）氨基酸的化学性质 1、α—氨基的反应

例：与甲醛反应（中性PH 值条件）

C

NH 2

COOH H

R

+

2HCHO

C

N

COOH

R

H

CH 2OH HOH 2C

反应结果使其碱性减弱，氨基酸中的羧基就可以和普通脂肪酸一样解离，充分显示出它的酸性。

在食品检测中常用这个性质来定量测定食品中的氨基酸含量。如，酱油。 2、α—羧基的反应

CH

NH 2

R

COOH

脱羧酶

H 2C

R

NH 2+

CO 2

这是食品中胺的主要来源特别是腐胺、尸胺，使食品腐败的标志。 3、羰氨反应（美拉德反应）

羰氨反应制具有羰基的化合物与具有氨基的化合物发生一吸附在反应，最后形成黑色素的过程。

（1）初级阶段

还原糖中的羰基原基发生简单的反应。

C

N

（2）高级阶段

初级产物相互反应，使高级阶段的反应变得更加复杂。成立含氮、氧、硫的有香气的杂环化合物，使食品又陪烤香和焦香，是主要生香阶段。

（3）最终阶段

是主要的生色阶段，高级阶段的不饱和羰基化合物等失水，缩合，生成褐色素。含氮化合物的参与，生成黑褐色的含氮色素，食品外表形成一层坚硬的外壳。此聚合物的化学性质稳定，能使食品的贮存期延长。

4、成肽反应

一个α—氨基酸分子中的氨基与另一个α—氨基酸分子中的羧基脱水缩合，形成的化合物成肽。

H

C NH2 HOOC

R +

H

C

HOOC

R

NH2

H

C

H

N

HOOC

R

C

O

H

C CH2

R

两个氨基酸缩合形成二肽，多个较多台，多肽通常呈线状。有的低肽分子也有味感在食品中起着风味作用。

（四）氨基酸的合理营养

1、各种动物的生长和发育都需要一定的氨基酸，尤其是必需氨基酸。

2、必需氨基酸不但两要充分，而且互相要有一定的比例。只有当食品蛋白质中的必需氨基酸的数量和比例与合成机体细胞所需的必需氨基酸的数量，比例一致时，才能最大限度的充分利用食品白质。——氨基酸（蛋白质）的合理营养，这样的蛋白质称为完全蛋白质。

（五）氨基酸在食品加工的作用

①调味剂②营养强化剂③增香作用

1、氨基酸的味

D—色氨酸，甜度强，是有发展前途的甜味剂。

L—谷氨酸，主要存在于植物蛋白中，具有酸味和鲜味两种味，其中以酸味为主。加碱适当中和后生成谷氨酸钠盐，酸味消失，鲜味增强——味精的主要成分。

味精+碱性溶液谷氨酸二钠（无鲜味）

味精+高酸度溶液谷氨酸（鲜味减弱）

味精在高于120℃的温度下或长时间加热会产生焦谷氨酸钠，无鲜味，对人体有害。

2、风味前体物质

羰氨反应产香、产色

氨基酸在加热、或在细菌分解下产生某味风味物质。

第三节蛋白质的分子结构

蛋白质的功能主要有其结构所决定。蛋白质的结构复杂，具有多层次结构。

一、蛋白质的一级结构

构成蛋白质的各种氨基酸在多肽链中的排列顺序，称为蛋白质的一级结构（Primary Structure）。多肽链氨基酸的顺序是由基因上的遗传信息，即DNA分子中的核苷酸排列顺序所决定。

肽键与肽链：一个氨基酸的α—羧基与另一个α—氨基酸的α—氨基脱水缩合形成的共价键（—CO—NH—）称为肽键，又称酰胺键。

氨基酸通过肽键连接起来的化合物称为胎。有两个氨基酸形成的肽称为二肽，三个氨基酸形成的叫三肽，十肽以下称为寡肽，十肽以上称为多肽。

P.11 牛胰岛素的一级结构

肽键中存在的其他公家间也包括在一级结构中，这些是半胱氨酸残基之间的一级二硫键，