第一章食品生物化学 绪论
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
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。
生物化学第一章绪论
引言概述：生物化学是研究生物体内化学结构、组织和生命活动的科学，它承接了有机化学、生物学和物理学等多个学科的基础知识，并运用这些知识来解析生物体内的复杂化学反应。
本文将围绕生物化学第一章的绪论部分展开叙述，重点介绍生命的起源、生物大分子、生命的能量转化、生物膜和细胞器等方面的内容。
正文内容：一、生命的起源1.生命的化学基础：讲述有机分子在地球早期的环境下的合成过程，以及如何形成简单有机分子的实验模拟研究。
2.生命的起源理论：介绍了地球早期环境和过渡环境中生命起源的几种理论，如原生生命体说、RNA世界假说等，并对比分析它们的优缺点。
3.生命的进化：阐述了生命的起源与进化之间的关系，以及自然选择和基因突变在生命进化中的作用。
二、生物大分子1.蛋白质：描述蛋白质的组成、结构和功能，包括氨基酸的基本性质和反应、蛋白质的一级、二级、三级和四级结构以及蛋白质的功能多样性。
2.核酸：介绍DNA和RNA的结构和功能，包括核苷酸的组成、碱基配对的规则、DNA的双螺旋结构和复制等重要过程。
3.多糖：讲述多糖的种类和结构，包括淀粉、糖原和纤维素等，以及它们在生物体内的生理功能和代谢途径。
三、生命的能量转化1.糖代谢：详细阐述糖的有氧和无氧代谢途径，包括糖解、糖酵解、异源糖母嗣和糖异生等过程，以及这些过程的调控机制。
2.脂肪代谢：解析脂肪在生物体内的合成和降解途径，包括脂肪酸的合成、三酰甘油的降解和胆固醇的合成等重要过程。
3.氨基酸代谢：探讨氨基酸的合成和降解途径，以及转氨酶和脱氨酶在这些过程中的作用。
四、生物膜1.生物膜的结构：介绍生物膜的组成和结构，包括磷脂双分子层的构成、蛋白质和其他分子在生物膜中的分布以及生物膜的流动性等特点。
2.生物膜的功能：阐述生物膜在细胞内外界物质交换、信号传导和细胞间相互作用等方面的重要功能，并介绍生物膜的选择性通透性。
3.膜蛋白：探讨膜蛋白的结构和功能，包括通道蛋白、离子泵和受体蛋白，以及它们在维持细胞内外环境平衡和信号转导中的作用。
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。
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。
《食品生物化学教案》
《食品生物化学教案》一、课程概述食品生物化学是食品科学与工程专业的一门重要基础课程，它主要研究食品中的化学成分及其在生物体内的代谢变化。
通过本课程的学习，学生将掌握食品中主要营养成分的结构、性质、功能和代谢途径，了解食品加工和贮藏过程中的化学变化及其对食品品质和安全性的影响，为后续专业课程的学习和从事食品相关工作打下坚实的基础。
二、教学目标1、知识目标掌握食品中主要营养成分（碳水化合物、蛋白质、脂类、维生素、矿物质等）的结构、性质和功能。
熟悉食品中生物大分子的代谢途径，包括糖代谢、脂代谢、蛋白质代谢等。
了解食品加工和贮藏过程中的化学变化及其对食品品质和安全性的影响。
2、能力目标能够运用所学知识分析和解决食品生产和加工中遇到的实际问题。
具备实验设计和数据处理的能力，能够进行简单的食品生物化学实验。
培养学生的自主学习能力和创新思维能力。
3、素质目标培养学生的科学态度和严谨的思维方式。
增强学生的食品安全意识和社会责任感。
培养学生的团队合作精神和沟通能力。
三、教学重难点1、教学重点碳水化合物、蛋白质、脂类的结构、性质和功能。
糖代谢、脂代谢、蛋白质代谢的主要途径和关键酶。
食品加工和贮藏过程中营养成分的变化及控制。
2、教学难点生物大分子代谢途径的调控机制。
食品化学变化与食品品质和安全性的关系。
四、教学方法1、讲授法系统讲解食品生物化学的基本概念、原理和知识体系。
运用多媒体教学手段，如图片、动画、视频等，帮助学生理解抽象的知识。
2、讨论法组织学生针对一些热点问题或实际案例进行讨论，培养学生的思维能力和表达能力。
引导学生通过讨论自主探究问题，加深对知识的理解和应用。
3、实验法安排一定数量的实验课程，让学生亲自动手操作，掌握实验技能和方法。
通过实验结果的分析和讨论，培养学生的科学研究能力和创新精神。
4、案例分析法结合实际食品生产和加工中的案例，分析其中涉及的食品生物化学原理和问题解决方法。
培养学生将理论知识应用于实际的能力。
食品化学思考题答案-图文
食品化学思考题答案-图文第一章绪论1、食品化学定义及研究内容？食品化学定义：论述食品的成分和性质以及食品在处理、加工和贮藏中经受的化学变化。
研究内容：食品材料中主要成分的结构和性质；这些成分在食品加工和保藏过程中产生的物理、化学、和生物化学变化；以及食品成分的结构、性质和变化对食品质量和加工性能的影响等。
第二章水1名词解释(1)结合水(2)自由水(3)等温吸附曲线(4)等温吸附曲线的滞后性(5)水分活度（1）结合水：存在于溶质及其他非水组分临近的水，与同一体系中“体相”水相比，它们呈现出低的流动性和其他显著不同的性质，这些水在-40℃下不结冰。
（2）自由水：食品中的部分水，被以毛细管力维系在食品空隙中，能自由运动,这种水称为自由水。
（3）等温吸附曲线：在恒温条件下，以食品含水量（gH2O/g干物质）对Aw作图所得的曲线。
又称等温吸湿曲线、等温吸着曲线、水分回吸等温线.（4）如果向干燥样品中添加水（回吸作用）的方法绘制水分吸着等温线和按解吸过程绘制的等温线并不相互重叠，这种不重叠性称为滞后现象。
（5）水分活度：食品的水蒸汽分压(P)与同条件下纯水蒸汽压(P0)之比。
它表示食品中水的游离程度，水分被微生物利用的程度。
也可以用相对平衡湿度表aw=ERH/100。
2、结合水、自由水各有何特点？答：结合水：－40℃不结冰，不能作为溶剂，100℃时不能从食品中释放出来，不能被微生物利用，决定食品风味。
自由水：0℃时结冰，能作为溶剂，100℃时能从食品中释放出来很适于微生物生长和大多数化学反应，易引起Food的腐败变质，但与食品的风味及功能性紧密相关。
3、分析冷冻时冰晶形成对果蔬类、肉类食品的影响。
答：对于肉类、果蔬等生物组织类食物，普通冷冻（食品通过最大冰晶生成带的降温时间超过30min）时形成的冰晶较粗大，冰晶刺破细胞，引起细胞内容物外流（流汁），导致营养素及其它成分的损失；冰晶的机械挤压还造成蛋白质变性，食物口感变硬。
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）。
食品生物化学教学大纲
课程编号09054206：《食品生物化学》课程教学大纲Biochemistry适用于本科食品科学与工程等专业总学时：48学分3开课单位：生命科学系课程负责人：呼凤兰执笔人：呼凤兰审核人：高平一、课程性质.目的和任务：《食品生物化学》课程是食品科学与工程、生物科学等专业的一门专业基础课。
本课程的任务是研究食品的化学组成、性质、生理功能和它们在贮藏和加工过程中的变化的一门科学。
通过本课程的教学，使学生掌握食品生物化学的基本原理、基础知识和基本技能，掌握食品在加工和贮藏过程中其营养质量的变化，理解食品各营养成分在生物体内的代谢过程和规律，培养学生分析和解决一些简单的生化实际问题的能力，为今后学习其它职业基础课和职业核心课奠定基础。
二、教学基本要求要求学生掌握糖类、脂类、蛋白质和核酸等几大类生命物质的基本结构、性质和功能；掌握酶的组成、分类、酶作用机理、酶活力测定和酶促反应动力学；掌握糖类分解代谢，脂肪酸费解和合成代谢，DNA和RNA合成蛋白质合成等生物体内的重要生化反应过程；掌握生物氧化中氧化磷酸化过程和ATP产生机理；掌握层析、电泳、酶动力学实验、核酸等生物物质分离、蛋白质性质实验等生物化学基本实验技巧。
三、教学内容、目标要求与学时分配第一章绪论教学内容：食品生物化学的研究对象；学习食品生物化学的意义；如何学习食品生物化学；新陈代谢概论目标及要求：1、了解本课程的特点和学习方法及我国食品营养工作的发展历程及未来任务；2、掌握食品的概念，了解食品生物化学的研究内容和与其它学科的关系。
教学重点及难点：生物化学的概念及食品生物化学研究对象和内容课时分配：2课时第二章食品物料重要成分化学教学内容：第一节糖类化学1、糖类化合物的种类。
2、食品中的糖类化合物有那些？3、食品中的糖类有那些功能？第二节脂类化学1、脂类的种类以及理化性质。
2、油脂的分析技术。
第三节蛋白质化学1、氨基酸的种类、结构以及常见氨基酸的名称和符号。
《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。
《食品生物技术》课程笔记
《食品生物技术》课程笔记第一章：绪论一、食品生物技术的基本概念1. 定义：食品生物技术是指应用生物学、分子生物学、生物化学、微生物学、遗传学等生命科学的基本原理，结合工程学、信息学等学科的方法，对食品原料、生产过程、产品进行科学研究和工程技术改造的技术领域。
2. 范围：食品生物技术的研究和应用范围广泛，主要包括以下几个方面：- 基因工程：通过基因克隆、基因转移等技术，对食品生物的遗传特性进行改造。
- 细胞工程：利用细胞培养、细胞融合等技术，进行细胞水平的操作和改造。
- 蛋白质工程：设计和改造蛋白质，提高其功能性和稳定性。
- 酶工程：研究和应用酶在食品加工中的作用，提高酶的效率和稳定性。
- 发酵工程：利用微生物发酵生产食品和食品添加剂。
3. 特点：- 科学性：基于严谨的科学原理和方法。
- 创新性：不断推动食品产业的技术创新。
- 安全性：关注食品安全，确保生物技术产品的安全性。
- 环保性：减少污染，提高资源利用效率。
二、传统食品生物技术与现代食品生物技术1. 传统食品生物技术：传统食品生物技术主要包括自然发酵、选种育种、食品加工等基于经验的技术。
这些技术历史悠久，但通常生产效率较低，产品品质不稳定。
2. 现代食品生物技术：现代食品生物技术以分子生物学为基础，采用基因工程、细胞工程、蛋白质工程等高新技术，具有以下特点：- 高效性：能够大幅度提高食品生产效率。
- 精确性：能够精确改造生物体的特定性状。
- 可控性：能够实现对生产过程的精确控制。
3. 差异与发展：- 技术层面：传统技术依赖于经验和直觉，现代技术依赖于科学原理和精确操作。
- 效率层面：现代技术能够实现规模化、自动化生产，提高产量和效率。
- 品质层面：现代技术有助于提高食品的品质和营养价值。
三、食品生物技术研究的内容1. 食品原料改良：- 基因工程：通过转基因技术，培育抗病、抗虫、高产的新品种。
- 细胞工程：通过细胞培养和筛选，获得优质的食品原料。
食品化学课件-第一章+绪论
课程性质和目的¾专业基础课¾研究食品及其原料的主要成分的结构与性质；食品成分之间的相互作用，食品加工和保藏中的变化；这些变化和作用对食品色、香、味、质构、营养和保藏稳定性的影响。
¾为改善食品品质、开发新的食物资源、革新食品加工工艺和贮运技术、改进食品包装、加强食品质量控制及提高食品原料加工和综合利用水平奠定理论基础。
一门将基础学科和工程学的理论用于研究食品基本的物理、化学和生物化学性质以及食品加工原理的学问。
涉及到食品的特性及其变化、保藏和改性原理的科学。
运用食品科学原理来从事食品的选择、保藏、加工、包装及销售，它影响消费安全、营养和食品卫生。
食品科学（food Science)食品工艺学（Food Technology）1.1食品化学的概念食品化学——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。
食品化学在食品科学中的作用和地位无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、生物化学1.2食品化学的研究内容¾基本研究内容营养价值的组成、各成分的性质、结构和功能，及可能发生的各种化学变化和生物化学变化。
¾具体研究内容①确定食品组成、营养价值、安全性和品质等重要性质②食品贮藏加工中可能发生的各种化学、生物化学变化③上述变化中影响食品品质及其安全性的主要因素④研究化学反应的动力学和环境因素的影响。
¾重点内容氧化反应（腐败、异味、变色、有害物质）；褐变反应（麦拉德褐变反应）；食品成分在加工贮藏中各成分之间的相互作用；食品风味；功能食品。
（3）食品在加工贮藏中的变化对食品质量的影响Carl Wilhelm Scheei（1742-1786）瑞典药物学家（1780年）分离和研究乳酸的性质，发明一种用加热保藏醋的方法（1784年）从柠檬汁中分离出了柠檬酸（1784年）从苹果中分离出了苹果酸（1785年）在20种普通水果中检测柠檬酸、苹果酸和酒石酸他从植物和动物物质分离各种新化学物质的工作被认为是农业和食品化学中精确分析研究的开端。
食品化学与营养
第一章绪论1 什么是食品化学食品：经特定方式加工后供人类食用的食物。
食物：可供人类食用的物质原料统称为食物。
化学：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、物理与胶体化学、分离化学、普通化学和生物化学等。
食品化学：指研究食物的组成、性质以及功能和食物在贮藏、加工和包装过程中可能发生的化学和物理变化的科学。
食品化学、微生物学、生物学和工程学是是疲惫科学的四大支柱学科。
食品化学的分类：（按研究对象的不同分类）食品成分化学：研究食品中各种化学成分的含量和理化性质等。
食品分析化学：研究食品成分分析和食品分析方法的建立。
食品生物化学：研究食品的生理变化。
与普通生物化学不同食品生物化学关注的对象是死的或将要死的生物材料。
食品工艺化学：研究食品在加工贮藏过程中的化学变化。
食品功能化学：研究食物成分对人体的作用。
食品风味化学：研究食品风味的形成、消失及食品风味成分的化学。
2 食品化学的历史3 现代食品化学的发展方向（1）高新技术在食品工业中的应用；（2）新型食品材料的研究；（3）现有食品材料功能的改良；（4）食物成分的生理功能研究。
第二章水分一、水的功能1 水在食品工艺学方面的功能a 从食品理化性质上讲，水在食品中起着溶解、分散蛋白质、淀粉等说溶性成分的作用，使它们形成溶液或凝胶。
b 从食品质地方面讲，水对食品的鲜度、硬度、流动性、呈味、耐贮性和加工适应性都具有重要的影响。
c 从食品安全性讲，水是微生物繁殖的必需条件。
d 从食品工艺的角度讲，水起着膨润、浸透、均匀化等功能。
2 水在食品生物学方面的功能a水是体内化学作用的介质，亦是化学反应的反应物和产物，是组织或细胞所需养分和代谢物质以及排泄物质转运的载体。
b水的比热大，是体温良好的稳定剂。
c水是构成集体的重要成分。
d水可对体内的机械摩擦产生润滑，减少损伤。
二、水的状态冰的导热系数在0℃时近似为同温度下水的导热系数的4倍，冰的热扩散系数约为水的5倍，说明在同一环境中，冰比水能更快的改变自身的温度。
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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@
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* 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％
要求：
* 按时出勤 * 课上认真听讲,笔记简明扼要 * 课下及时复习,总结
什么是生物化学（Biochemistry）？
五种常见化学反应类型
1、氧化还原 2、C=C键的断裂与形成 3、内部重排 4、基团转移 5、单体间脱水缩合
1、所有氧化-还原反应均涉及电子转移
2、C=C键通过亲核取代反应断裂和形成
Nucleophile
Leaving group ATP
攻击—亲核
离去—亲电
3、单个分子内电子转移产生内部重排
疏水相互作用：促使非极性区相互聚集的力量
两性化合物在水中倾向于将亲水部分暴露在 外，而尽量将疏水部分埋于内部，形成微团， 使尽可能少的水分子有序排列。
有序水分子的释放有利于酶—底物复合物的 形成，释放的能量是酶催化力的主要来源。
范德华力是原子间的弱引力
弱相互作用对大分子的结构功能至关重要 非共价作用远弱于共价作用（102），但具有： 累积效应、不断形成与破坏的特点，很难实 现同步断裂，因此稳定！
膜
代谢中能量的产生与消耗
动态的稳态
机械和化学过程中能量的偶联
酶促进系列化学反应的发生
speed up (catalyze) reactions (1010 to 1014 fold)
RNA酶
ATP是能量代谢 通用的载体，连 接合成与分解代 谢，类似经济中 的货币。在放能 反应中“挣得/产 生”，又在吸能 反应中“花费/消 耗”。
sp3
第一层轨道 1s (2e-)
+ n+ n n + + nn +n +
Wikipedia
混 成 轨 道 sp2 + p
碳
6 C
可以在试管中模拟地球初始状态
S Miller
单位小分子
氨基酸
Gly Ala Asp
核酸碱基
A
U
C
G
碱基可能由数个 HCN 组成
甘油可能形成最早的核酸骨架
HOCH2 Base O HC4 1CH HC
Introduction
● 3 生物分子：
3.1 化学组成和化学键 3.2 水、 分子间的作用力、pH
3.1
1 3
H
4
周期表
5678
CNO
2
Everyday Science Explained (1996) p.130
为什么选择C化合物作为细胞分子的构建？
透视式
球棍模型
空间填充模型
顺反异构
双层脂肪球
(liposome)
大霹雳
基本粒子
原子
基本小分子
核酸 复制 信息
A
Central Dogma
Gly
C U
Asp Ala
G
组合
蛋白质 催化 功能
巨分子
单位小分子
真核生物的进化
线粒体和叶绿体可能起源于内共生细菌
拟核 鞭毛 菌毛 革兰氏阳性、 阴性菌
膜蛋白、信号受体、内质网（粗、光）、高尔基体、溶酶体？ 线粒体
氢键
离子相互作用
疏水相互作用
范德华力
细胞内的生物分子及离子浓度通常高于周边溶 液，如果没有阻止，在渗透压驱动下，水分子将进 入胞内，最终导致细胞溶胀（爆裂）。 阻止机制： 1、细胞壁有足够的硬度和强度抵御渗透压作用； 2、特定的细胞器（收缩泡）将水泵出胞外； 3、血浆与体液维持了与胞浆相似的渗透压，血浆中 高浓度蛋白和其它蛋白质产生较高渗透压及体液， 同时能泵出各种离子（Na+）到体液维持渗透压平衡； 4、以多糖而非单糖形式贮存防止渗透压增加太大。
手性、非手性、（非）对映异构体、立体异构体2n 外消旋混合物
RS命名、DL命名
乙烷构象：重叠式、交错式、 立体专一性
Biochemistry is precise!
The human taste receptors distinguish these two stereoisomers as sweet and bitter!
捕蝇草可以在 0.5秒的时间内 捕获昆虫， 并 分泌消化酶消 化昆虫以获得 营养。
渗透压的变化
含羞草羽状的叶 片，轻触和摇动 可使叶片很快合 拢和下垂。
阴电性对分子化学性质的重大影响
地球早期的大气成分
H2 C-C
CH4 NH3 H2O
重新看水分子结构
有机化合物
阴电性
C
C
CH3
COOH NH2
- +
弱酸与弱碱能够在细胞和组织中发挥缓冲作用以维 持pH恒定。
胞浆中的磷酸盐缓冲体系 血浆中的碳酸氢盐缓冲体系
液体环境适宜生命的存在
1780-1789 Lavoisier （法）研究“生物体内 的燃烧”，指出此类 “燃烧”耗氧并排出二 氧化碳。后人称他是生 物化学之父。
1830-1842 Liebig（德）将食 物分为糖、脂、蛋白质类，提 出“代谢”一词，证明动物体 温形成是食物在体内“燃烧” 的缘故。最先写出两本生物化 学相关专著。
液泡、叶绿体、微体：过氧化物酶体、乙醛酸循环体、溶酶体
第一章
绪论
● 1 生命起源 ● 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
Introduction
● 3 生物分子：
3.1 化学组成和化学键 3.2 水、 分子间的作用力、pH
细胞内巨分子的特性
(1) 巨分子由单位小分子聚合成 (2) 单位小分子的序列有其意义 (3) 每一层次组合都有新的机能 (4) 越后来的组合其复杂性越高
3 2
5
HOCH2 Base O HC CH2 CH2 OH
C-OH C-OH C-OH 甘油
CH
OH OH
核糖组成核酸骨架
同时具有遗传讯息及构形的 RNA 分子
Which came first, DNA or Protein? Answer: Neither! It is RNA!
Central Dogma 的演化进程
1949 Pauling（美）指出 镰刀形红细胞性贫血是一 种分子病，并于1951年提 出蛋白质存在二级结构。 1954年获诺贝尔奖
李纳斯·鲍林（Linus Pauling）
1953年 Watson（美）与 Crick（英）提出DNA分子的双 螺旋结构模型，1962年共获诺贝尔奖。
弗朗西斯·克里克（Francis H. Crick）
pre-RNA-based systems
pre-RNA
RNA and protein-based systems
RNA
pre-RNA 被 RNA 取代
Proteins
RNA-based systems
DNA 取代 RNA 后蛋白质演化 复制 DNA 能力并可转錄 RNA Present-day cells
(4) 定义 -log 为 p
Henderson-Hasselbalch 公式
0.1mol/LNaOH滴定0.1mol/L醋酸（HAc）
弱酸及其阴离子 （共轭酸碱对）能 够构成缓冲体系。 生物体通过缓冲系 统维持pH恒定。几 乎所有生物反应都 与pH相关，H+参 与，不参与（氨基
酸、核酸）都如此。
O
H 2.1 H 2.1
电子都被氧原子抢去
HOH
[55M]
H+ +
[10-7M]
OH[10-7M]
氢离子 hydride → 氢原子 hydrogen → 质子 proton
hydride
1s
-
-
质子
+
-
+
氢原子
1
+
氢离子
H
1.008
弱酸或弱碱才可作为缓冲分子
AH
CH3COOH
Ka
CH3COO
A +- H
地球只有薄薄一层地壳是冷的