食品生物化学总结

第一章糖类化学

糖的概念：是一类多羟基醛、多羟基酮或是它们的缩聚物或衍生物。糖类是生物界三大基础物质之一，是自然界中最丰富的有机物质。糖类主要存在于植物界，占植物干重的50～80％；动物体中的含量虽然不多，仅占动物干重的2％以下，但却是动物体赖以取得生命运动所需能量的主要来源。在人类膳食中，来自糖类的能量占60～70％

合成糖类的途径：⑴植物的光合作用；⑵细菌的光合作用；⑶细菌的化能合成作用

糖类的功能：作为能源、作为碳源、作为结构性物质、细胞识别、免疫活性和信息传递重要参与者

糖的分类：单糖（不能再水解的糖）、寡糖（水解成2-10个单糖分子）、多糖（高分子）葡萄糖：具有五个羟基和一个醛基的乙醛糖。分为D型（天然）和L型。开链式结构和环状结构（醇与醛反应生成半缩醛）

基团在左L型，基团在右D型；基团异侧α型，基团同侧β型；

变旋现象：葡萄糖在溶液中开链式与环式结构，两者互变，有变旋现象。

α-D-葡萄糖→D-葡萄糖→β-D-葡萄糖

单糖的理化性质：

物理性质：

①溶解度：易溶于水，在热水中溶解度更大，单糖不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。

②甜度：相对甜度蔗糖＞果糖＞葡萄糖＞乳糖。

③旋光性：一切单糖都具有不对称碳原子，所以一切单糖都具有旋光性。 [α]= α/Lc

化学性质：

①氧化反应：还原糖能被弱氧化剂班氏试剂氧化生成砖红色沉淀；醛糖可以使溴水褪色，酮糖不行。

②还原反应：D-葡萄糖在Na-Hg和H2条件下还原成D-山梨醇。

③异构化反应（与碱的作用）：D-果糖在稀碱作用下生成D-甘露糖和D-葡萄糖。

④成脂反应：环状葡萄糖在磷酸作用下可酯化生成1-磷酸葡萄糖或6-磷酸葡萄糖。

⑤成苷反应（半缩醛羟基与醇、酚羟基脱水成苷）：环状葡萄糖在甲醇作用下可生成甲基葡萄糖苷。

⑥与强酸共热生成糠醛

糖的定性测定方法：单糖的理化性质（6）与强酸共热生成糠醛

糠醛或羟甲基糠醛能与酚类物质作用产生各种有色物质，可用作糖的定性测定。

颜色反应（与班氏试剂反应生成砖红色沉淀）

重要的单糖：D-葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖与脱氧核糖。

口诀：葡糖3左有一羟、似葡2酮是果糖、半乳3，4偏左方、核糖尽右2脱氧。

寡糖：麦芽糖（有还原性，分子中存在全缩醛羟基；分解成二葡糖）、乳糖（有还原性，能被班氏试剂氧化；分解成半乳糖+葡糖）、蔗糖（非还原糖，分解成葡糖+果糖）。

多糖：淀粉（分直链淀粉和支链淀粉；无还原性；水解成葡糖；与碘产生蓝色）、糖原。

美拉德反应等式（重点）：单糖分子中（羰基）与氨基酸（氨基）发生反应，生成各种挥发性和非挥发性的化合物，同时也生成一些褐色的多聚体，这是在食品科学中应用极为广泛的美拉德反应。

糖酵解（重点，10步反应）：是指在细胞液中酶将葡萄糖降解成丙酮酸并伴随着ATP生成的过程。在此过程中，六碳的葡萄糖分子经过十多步酶催化反应，分裂为两分子三碳的丙酮酸，同时使两分子ADP与Pi合成两分子ATP。糖酵解途径又称己糖二磷酸酯途径（EMP途径）。相关酶：己糖激酶、葡萄糖激酶、磷酸己糖异构酶、醛缩酶、烯醇化酶、丙酮酸激酶。

糖异生（重点）途径：糖异生是指生物体将多种非糖物质转变成葡萄糖或糖原的过程。糖异生部位是肝脏，其次是肾脏。异生过程基本上是糖酵解的逆过程，他们有相同的酶催化，但是糖酵解中有三步反应是不可逆反应，在糖异生时必须消耗更多能量绕过这三步反应。

相关酶：葡萄糖-6-磷酸酶、果糖1,6-二磷酸酶、丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧基激酶。

糖原合成的特点：糖原合成是在糖原合酶的催化下活化形式的葡萄糖与引物分子合成糖原。特点是在细胞质中进行，需要消耗ATP和UTP，糖原合成酶催化的糖原合成反应不能从头开始合成第一个糖分子，需要至少含有4个葡萄糖残基（α-1，4-多聚葡萄糖）作为引物。

三羧酸循环：指乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成含三个羧基的柠檬酸，反复进行脱氢脱羧，又生成草酰乙酸的重复循环过程。三羧酸循环是需氧生物体内普遍存在的代谢途径，分布在线粒体。因为在这几个循环中几个主要的中间代谢产物都是含有三个羧基的有机酸，所以叫做三羧酸循环。又称柠檬酸循环、TCA循环、Krebs循环。三羧酸循环是三大营养素（糖类、脂质、氨基酸）的最终代谢通路，又是三者联系的枢纽。

三羧酸循环是由一系列酶促反应构成的循环反应系统，在该反应过程中，首先由乙酰辅酶A （乙酰CoA，C2）与草酰乙酸（OAA，C4）缩合生成含有3个羧基的柠檬酸（C6），经过4

次脱氢（3分子NADH+H+和1分子FADH

2），1次底物水平磷酸化，最终生成2分子CO

2

，并且

重新生成草酰乙酸的循环反应过程。

丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰CoA；

三羧酸循环的要点：①一次三羧酸循环，消耗一分子乙酰CoA（一分子丙酮酸），经过4次

脱氢，2次脱羧，1次底物水平磷酸化，生成1分子FADH

2,三分子NADH+H+，2分子CO

2

，一分

子GTP；②关键酶有：柠檬酸合酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体、异柠檬酸脱氢酶。③整个过程为不可逆反应。

三羧酸循环中间产物：起催化剂作用

乙酰草酸必须不断被更新补充。

第二章脂类与生物膜

脂的分类：

①简单脂：脂肪酸与醇形成的酯，通常根据醇的性质，简单脂又可以分为脂肪和蜡；脂肪就是脂肪酸与甘油形成的酯。室温下液态的脂肪称为油，固态称为脂。蜡是脂肪酸与长链或环状非甘油醇所形成的酯。

②复合脂：复合酯分子中除了脂肪酸与醇外，还有其他物质。如甘油磷脂类。

③萜类和类固醇及其衍生物

④衍生脂：指上述脂类物质的水解产物及其氧化产物。乙酰CoA。

⑤结合脂类：脂分别与糖或蛋白质结合形成的糖脂和脂蛋白。

脂肪酸的命名：

系统命名法：碳原子从羧基官能团开始计数，羧基碳原子为1号碳，依次编号。不饱和键位置用△表示。

如油酸（18∶1，△9顺）表示含18个碳原子，一个不饱和键，在第9~10位碳原子之间有一个顺式双键；如α－亚麻酸（18∶3，△9，12，15），表示含18个碳原子，3个不饱和键，双键位置按碳原子编号依次为9、12、15。

欧米伽（ω）命名法：最远端的甲基碳也叫作ω-碳原子，脂肪酸的碳原子从离羧基最远的碳原子即远端甲基碳原子ω开始计数，按字母编号依次为ω-1，ω-2，ω-3…。不饱和键用ω-来表示。

如油酸（18∶1，ω-9），表示含18个碳原子，1个不饱和键，第一个双键从甲基端数起，在第9碳与第10碳之间；如亚麻酸（18∶3，ω-3），表示含18个碳原子，3个不饱和键，第一个双键从甲基端数起，在第3碳与第4碳之间。

生物膜特点：

①不对称性：膜蛋白分布不对称性，膜脂分布的不对称性。

②流动性

③流动镶嵌

④选择透过性

必需脂肪酸：指人体不可缺少，而自身又不能合成，必须食物供给的脂肪酸。

种类：亚油酸和亚麻酸。

作用：①是磷脂的重要组成部分；②是一些激素的前体；③与胆固醇代谢有关；④参与动物精子形成；⑤维持正常视觉功能；⑥保护皮肤免受紫外线损伤。

脂类的营养作用：

①供给和储存能量、②构成生物膜、③供给必需脂肪酸、④促进脂溶性维生素吸收（非营养：保温缓冲保护）

脂肪酸的从头合成：脂肪酸从头合成是指用简单的前体物质合成脂肪酸大分子。合成部位为细胞质、运载系统是乙酰辅酶A（乙酰CoA）、运载基体为ACP（酰基载体蛋白）、电子供体为NADPH（还原型辅酶II）、有CO2参加反应。总反应为：

8乙酰CoA + 7ATP + 14NADPH

2 ---→软脂酸 + 7ADP + 7Pi + 14NADP+ + 8CoA + 6H

2

O

脂肪酸的分解代谢（计算重要）：1g 脂肪在体内彻底氧化供能约38KJ

脂肪酸的分解代谢

生物体内脂肪酸的氧化分解主要有α-氧化、β-氧化和ω-氧化等几条不同途径，其中β-氧化途径最为重要和普遍。

脂肪酸的β-氧化学说

β-氧化是从脂肪酸的羧基端β-碳原子开始，碳链逐次断裂，每次产生一个乙酰CoA和原来少2个C的脂肪酸链。

发生部位：

组织：除脑组织外，大多数组织均可进行，其中肝、肌肉最活跃。