1、2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時26分第二章第二章 生物成分化學（一）生物成分化學（一） 2.1 糖化學糖化學（教材第七章）（教材第七章） 2.2 脂化學脂化學（教材第九章，膜移后）（教材第九章，膜移后） 2.3 核酸化學核酸化學（教材第八章）（教材第八章） 2.4 蛋白質化學蛋白質化學（教材第二、三、四章）（教材第二、三、四章）2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分單 糖 及 其 衍 生 物 ： 以 5c、 6c為 主低 聚 糖 ： 包 含 2 10個 糖的 聚 合 物多 糖 ： 含

2、10個 以 上 糖2.1 糖化學（chemistry of carbohydrate)2.1.1 糖的定義、在自然界分布及生物生物學作用多羥基醛、酮類化合物及 其它們的聚合物糖植物干重80%動物干重2%微生物干重1030%所有生物的能量供應物質植物的構成物質識別、免疫等轉化為其它生物活性物質 圖2.1 糖類基本知識2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分2.1.2 單糖類化合物單糖類化合物一、定義及類型一、定義及類型 *定義：多羥基醛、酮類化合物及其衍生物定義：多羥基醛、酮類化合物及其衍生物*種類：單糖（如葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、核糖、

3、鼠李糖、種類：單糖（如葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、核糖、鼠李糖、木糖、阿拉伯糖等）；單糖衍生物（如木糖、阿拉伯糖等）；單糖衍生物（如2-脫氧核糖、半乳糖醛酸、葡萄糖脫氧核糖、半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸等）醛酸等）二、單糖的分子結構二、單糖的分子結構（一）有機化合物分子結構層次及特點（一）有機化合物分子結構層次及特點 jxcha（二）單糖的構造（二）單糖的構造六碳醛糖或酮糖：六碳醛糖或酮糖：c6h12o6構造：構造：hoch2ch(oh)ch(oh)ch(oh)ch(oh)cho2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分hui回多糖hchoohhh

4、oohhohhch2oh葡萄糖hochohhhoohhohhch2ohd-甘露糖hchoohhhohhoohhch2oh半乳糖hhoohhohhch2oho果糖hochohohhch2ohhoh阿拉伯糖choohhch2ohhohhohho木糖choohhohhhhohch3鼠李糖hchoohhhohhoohhcooh半乳糖醛酸hchoohhhoohhohhcooh葡萄糖醛酸ohhch2ohch2ohch2ohhohhhohoh山梨糖醇d-d-d-d-d-d-d-d-d-choohhch2ohhhohohchoohhch2ohhhohhd-核糖d-脫氧核糖2010級食品質量與安全專業生物化學第

5、二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分單糖構造的特點：單糖構造的特點：a.碳鏈很少有分支；碳鏈很少有分支；b.自然界有開鏈和環狀兩種存在形式；多以環狀結構存在；自然界有開鏈和環狀兩種存在形式；多以環狀結構存在；c.同類型單糖分子中若碳原子個數相同，構造相同。同類型單糖分子中若碳原子個數相同，構造相同。 （二）單糖構型的基礎知識（二）單糖構型的基礎知識a.具有一個或一個以上的手性碳原子，可以形成多種構型（具有一個或一個以上的手性碳原子，可以形成多種構型（2n）；）； 如c6h12o6具有4個手性c，可以形成16種構型異構體。葡萄糖只是其中之一。b.單糖的構型為對映異構；開鏈結構的

6、構型常用單糖的構型為對映異構；開鏈結構的構型常用fischer投影式表示，投影式表示，環狀構型常用哈烏氏式表示；環狀構型常用哈烏氏式表示；ch2choccccohhohhhhohohohchoohohohhoch2ohhhhhchoohohohhoch2ohchoch2oh前12010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分c、構型的確定有相對構型法（、構型的確定有相對構型法（d/l系）和絕對構型法（系）和絕對構型法（r/s系）兩系）兩種。種。ch2ch occccohhohhhhohohd (2r,3s,4r,5r)ch2ch occccohhoh

7、hhhohl (2r,3s,4r,5s)hoohohoohohohhhoch2ohhhh-d-呋喃葡萄糖(1r,2r,3s,4r,5r)oohohohhhoch2ohhhh-d-呋喃葡萄糖(1s,2r,3s,4r,5r)oohohhohoch2hohhhhoohohhohoch2hohhhh-d-吡喃葡萄糖hh-d-吡喃葡萄糖hh(1r,2r,3s,4r,5r)(1s,2r,3s,4r,5r)2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分（三）單糖的構象單糖類化合物具有開鏈和環狀結構的構象問題。choch2hohohhohohhhohchoohoh

8、hhhhhh ohh oh ohoohhhohohohhhhohoohhhohhohhohho-d -吡 喃 葡 萄 糖(1s,2r ,3s ,4r ,5r )-d -吡 喃 葡 萄 糖(1r ,2r ,3s ,4r ,5r )開鏈的鋸齒狀交叉構象 開鏈的環狀重疊構象 六員環狀椅式構象2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分三、單糖的理化性質三、單糖的理化性質 a.物理性質：物理性質：*無色固體結晶或粉末；無色固體結晶或粉末； *易溶于水（易溶于水（20 ，葡萄糖溶解度，葡萄糖溶解度87.67g，果糖，果糖 溶解度溶解度374.78g），不溶

9、于有機溶劑；），不溶于有機溶劑； *具有旋光性（如具有旋光性（如d-葡萄糖水溶液葡萄糖水溶液20 下比旋光度下比旋光度 為為52.5,d-果糖為果糖為-92.4），水溶液中有變旋光），水溶液中有變旋光現象現象； *有甜味（如固體單糖，果糖相對甜度有甜味（如固體單糖，果糖相對甜度173，蔗糖，蔗糖100, 葡萄糖葡萄糖74，甘露糖，甘露糖32）。）。 b.化學性質：化學性質：單糖羥基與酸（無機、有機）成酯半縮醛羥基與醇成苷*末端羥基被硝酸氧化成酸相鄰羥基被高碘酸氧化斷鏈羥基（2,3c）被胺基取代羥基脫除羰基醛基被弱氧化劑氧化*被還原劑還原醛基被硝酸氧化為糖酸與羥胺等試劑加成與濃酸形成糠醛或其衍生

10、物*與堿發生異構化反應*與苯肼反應成脎*2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分幾種需要掌握的反應：幾種需要掌握的反應：a.變旋現象及其機理變旋現象及其機理och2ohohohohhooch2ohohohohhohchoohhhoohhohhch2oh b.結構互變及其機理結構互變及其機理hchoohhhoohhohhch2ohohhhoohhohhch2ohcho hhhoohhohhch2ohcochochohhoohhohhch2ohhho葡萄糖甘露糖果糖堿對此過程有催化作用2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）

11、2021年11月5日2時27分oohohch2oh代表糖（包括單糖及多糖）的環式結構，-oh為醇羥基-oh為半縮醛羥基hx(x可為rcoo-no3- hso4-等oohch2ohx成酯反應（開環及環上不同的醇羥基均可發生）rohoohch2ohor成苷反應（只限于帶半縮醛羥基的環式）hchoohhhoohhohhch2ohbr2hno3hcoohohhhoohhohhcoohhcoohohhhoohhohhch2ohhio4co2+hcooh(此反應對于環式結構中相鄰c上有自由羥基的c-c也可斷裂，為重要的結構鑒定反應）2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年1

12、1月5日2時27分單糖tollen試劑fehhling試劑benidicth試劑磚紅色沉淀銀鏡或灰黑色沉淀hchoohhhoohhohhch2ohhhoohhohhch2ohcocho(na-hg)h2hohhhoohhohhch2ohch2oh(na-hg)h2nabh4等nabh4等hchoohhhoohhohhch2ohhhoohhohhch2ohcocho(na-hg)h2hohhhoohhohhch2ohch2oh(na-hg)h2nabh4等nabh4等nh2oh等親核試劑nh2oh等親核試劑hc=nohohhhoohhohhch2ohhhoohhohhch2ohcnohcho(與

13、nahso3,hcn,rnh2等均可發生親核加成反應，有的是重要的鑒定反應）2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分hchoohhhoohhohhch2ohochohoch2濃hclhchoohhhoohhch2oh濃hclocho-萘酚紫色(莫利西試驗）間苯二酚與酮糖紅色與醛糖淺紅(西利萬諾夫反應)分解乙酰丙酸甲酸co2,h2o五碳糖六碳糖以上反應是重要的鑒定反應，以上反應是重要的鑒定反應，對各類糖均適用對各類糖均適用2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分hchoohhhoohhohhc

14、h2oh+ 3nh2nhc6h5hhoohhohhch2ohchcnnhc6h5nnhc6h5hohhhoohhohhch2ohhcnnhc6h5+ nh2nhc6h5+nh2nhc6h5-h2o- ()nh2c6h5+nh3hhoohhohhch2ohchcnnhc6h5o+ nh2nhc6h5-h2o2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分2.1.3 寡糖（低聚糖）寡糖（低聚糖）一、定義及分類一、定義及分類定義：由少數幾個（定義：由少數幾個（210個）單糖或其衍生物通過糖苷鍵相互結合個）單糖或其衍生物通過糖苷鍵相互結合形成的聚合物。如：形

15、成的聚合物。如：2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分*按苷鍵類型按苷鍵類型單一鍵型低聚糖混合鍵型低聚糖麥芽三糖、低聚木糖、低聚果糖等棉子糖、低聚乳果糖等二、重要低聚糖舉例二、重要低聚糖舉例類型：類型：*按來源按來源天然低聚糖天然二糖蔗糖、乳糖、麥芽糖等，含量豐富其它低聚糖棉子糖、水蘇糖、松三糖等，含量很少人工低聚糖合成低聚糖轉化低聚糖低聚果糖、低聚半乳糖、低聚乳果糖、異構乳糖、帕拉金糖、異麥芽低聚糖等；大豆低聚糖、低聚木糖、殼質低聚糖、海藻糖麥芽低聚糖、偶合糖、環糊精等；*按單糖種類按單糖種類2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生

16、物成分化學（一）2021年11月5日2時27分2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分ch2hoooch2ooch2oooch2ohohhoch2ho水蘇糖2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分2.1.4 多糖及糖綴合物多糖及糖綴合物2.1.4.1多糖多糖一、定義及分類一、定義及分類*定義：由許多單糖或單糖衍生物通過糖苷鍵相互連接形成的、在自然定義：由許多單糖或單糖衍生物通過糖苷鍵相互連接形成的、在自然界分布非常廣泛的物質（纖維素、淀粉等）。界分布非常廣泛的物質（纖維素、淀粉等）。*分類：

17、分類：按在水中的溶解性能不溶性多糖：如纖維素、甲殼素等（主要作為植物或某些動物的結構性物質）可溶性多糖淀粉、糖元等（主要作為供能物質為大多數生物所利用）粘多糖、血型物質等（在生物體內執行多種不同的生物學功能）按所含單糖類型同多糖：僅由一種單糖形成的多糖，如纖維素、淀粉等雜多糖：由兩種或兩種以上單糖形成的多糖，如半乳糖甘露糖膠等按多糖分子中是否含有其它物質單純多糖：不含其它物質的多糖類化合物單糖綴合物：單糖與其它類型物質結合形成的物質，如肽聚糖、脂多糖等2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分二、多糖物質的通性二、多糖物質的通性大多為固體物質；

18、水中溶解度較單糖及低聚糖小，且只形成膠體溶液，大多為固體物質；水中溶解度較單糖及低聚糖小，且只形成膠體溶液，不形成真溶液；沒有甜味；旋光但無變旋性；不形成真溶液；沒有甜味；旋光但無變旋性；無還原性，不發生羰基特有的化學反應；可由其大量羥基與眾多物質無還原性，不發生羰基特有的化學反應；可由其大量羥基與眾多物質反應形成大量的衍生物。反應形成大量的衍生物。三、多糖舉例三、多糖舉例1.淀粉、糖原淀粉、糖原 種類種類 組成的單糖組成的單糖 苷鍵類型苷鍵類型 分子量分子量 支鏈多少支鏈多少 鑒別方法鑒別方法 直鏈淀粉直鏈淀粉 葡萄糖葡萄糖 1,4-糖苷鍵糖苷鍵 6萬萬 無無 與與i2顯藍色顯藍色支鏈淀粉支

19、鏈淀粉 葡萄糖葡萄糖 1,4、1,6糖苷鍵糖苷鍵 5萬萬100萬萬 較多較多 與與i2紅紫色紅紫色 糖原糖原 葡萄糖葡萄糖 同上同上 500萬萬 多多 與與i2無變化無變化直鏈淀粉支鏈淀粉糖原2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分2.纖維素、半纖維素和菊糖纖維素、半纖維素和菊糖 種類種類 存在存在 組成組成 鍵型鍵型 分子量分子量 有無支鏈有無支鏈 理化性質理化性質 纖維素纖維素 植物的骨架植物的骨架 葡萄糖葡萄糖 1,4糖苷鍵糖苷鍵 540萬萬 無無 不溶于水但可溶不溶于水但可溶 于銅鹽的氨水溶液于銅鹽的氨水溶液半纖維素半纖維素 植物細胞

20、壁植物細胞壁 雜多糖雜多糖* 比較復雜比較復雜 較少較少 菊糖菊糖 許多植物中許多植物中 呋喃果糖呋喃果糖 約數千約數千 無無 溶于熱水，溶于熱水， 少量葡糖少量葡糖 有還原性有還原性 *半纖維素包括兩種基本類型，即多縮己糖和多縮戊糖，如多縮甘露糖和多縮半乳糖為多半纖維素包括兩種基本類型，即多縮己糖和多縮戊糖，如多縮甘露糖和多縮半乳糖為多縮己糖，多縮木糖和多縮阿拉伯糖為多縮戊糖。這些半纖維素又大多是雜多糖，一般其中包括縮己糖，多縮木糖和多縮阿拉伯糖為多縮戊糖。這些半纖維素又大多是雜多糖，一般其中包括24種甚至更多的單糖種甚至更多的單糖 。3.果膠、甲殼質果膠、甲殼質 種類種類 存在存在 組成組

21、成 鍵型鍵型 分子量分子量 有無支鏈有無支鏈 理化性質理化性質果膠酸果膠酸 植物初生細胞中植物初生細胞中 半乳糖醛酸半乳糖醛酸 1,4-糖苷鍵糖苷鍵 中等中等 無無 溶于水及堿溶于水及堿果膠酯酸果膠酯酸 同上同上 半乳糖醛酸被半乳糖醛酸被 同上同上 中等中等 無無 可在水溶液可在水溶液 一定程度酯化一定程度酯化 中形成凝膠中形成凝膠甲殼質甲殼質 甲殼動物甲殼動物 n-乙酰乙酰葡糖胺葡糖胺 1,4糖苷鍵糖苷鍵 較大較大 無無 在水、酸、在水、酸、 殼中殼中 堿中均不溶堿中均不溶2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分chohhhoohhohhc

22、h2ohnhcoch3n-oooocoohcoohoooocoohoocooch3cooch3果膠酸果膠酸酯ooch2ohnhcoch3ooch2ohnhcoch3ooch2ohnhcoch3ooch2ohnhcoch3甲殼質2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分2.1.4.2 糖綴合物糖綴合物 糖（單糖、低聚糖或多糖）以共價鍵結合其他有機成分所形成的物質，糖（單糖、低聚糖或多糖）以共價鍵結合其他有機成分所形成的物質，如甙類、糖蛋白類、糖脂類等。如甙類、糖蛋白類、糖脂類等。 一、甙類：單糖或低聚糖與其它非糖物質結合形成的物質，如皂甙、黃一、

23、甙類：單糖或低聚糖與其它非糖物質結合形成的物質，如皂甙、黃酮甙、酚甙等。酮甙、酚甙等。二、糖蛋白或蛋白多糖二、糖蛋白或蛋白多糖 糖同蛋白質的共價結合物。糖結合到作為主體的蛋白質分子上，為糖蛋白；反糖同蛋白質的共價結合物。糖結合到作為主體的蛋白質分子上，為糖蛋白；反之蛋白結合到作為主體的多糖分子上，叫蛋白多糖。之蛋白結合到作為主體的多糖分子上，叫蛋白多糖。 糖與蛋白質通常有兩種連接方式：糖與蛋白質通常有兩種連接方式：o-糖苷鍵型，即以絲氨酸、蘇氨酸及羥基賴糖苷鍵型，即以絲氨酸、蘇氨酸及羥基賴2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分氨酸等的羥基與

24、糖中的半縮醛羥基形成苷鍵的；氨酸等的羥基與糖中的半縮醛羥基形成苷鍵的；n-糖苷鍵型，即以天冬氨酸的酰糖苷鍵型，即以天冬氨酸的酰胺基、胺基、n-末端氨基酸末端氨基酸-氨基以及賴氨酸、精氨酸的氨基以及賴氨酸、精氨酸的-氨基與糖半縮醛羥基形成氨基與糖半縮醛羥基形成的苷鍵。的苷鍵。 三、糖脂：糖和脂類化合物以共價鍵相互連接形成的新的化合物三、糖脂：糖和脂類化合物以共價鍵相互連接形成的新的化合物糖脂糖基?；视吞乔手行蕴乔手X苷脂類）酸性糖鞘脂（神經節苷脂）chch2oocor1ch2r2oco糖基 糖基?；视蚦h2chchchch(ch2)12ch3ohnhco(ch2)7chch(ch2)7c

25、h3ooch2oh中性糖鞘脂（腦苷脂）coohcoch2ohnhh3cchchcochhochchch2ohohohocoohohohnhh3ccochohchohch2oh(n-acetyl-d-neuraminic acid)唾液酸環式開鏈式2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分2.2 脂化學脂化學2.2.1 脂類化合物的類型、自然界分布及生物學作用脂類化合物的類型、自然界分布及生物學作用 一、定義及基本類型一、定義及基本類型 廣泛分布于自然界，具有脂類基本屬性（不溶解于水，易溶解于有機溶廣泛分布于自然界，具有脂類基本屬性（不溶解于水，

26、易溶解于有機溶劑）的一類化合物。劑）的一類化合物。 二、分類：按照不同的途徑，可有不同的分類方式；如按照功能可分為二、分類：按照不同的途徑，可有不同的分類方式；如按照功能可分為儲存脂類（白色脂肪組織）、結構脂類（膜脂）和活性脂類三類（教材）儲存脂類（白色脂肪組織）、結構脂類（膜脂）和活性脂類三類（教材）.按照組成和結構：按照組成和結構：脂 簡單脂(simple lipids)(只由脂肪酸和醇類形成）脂酰甘油酯類（甘油三酯）蠟 復合脂(complexilipiols)（組成中除了脂肪酸和醇類外，含有其它成分）磷脂類鞘脂類脂蛋白類 衍生脂（cerived lipids）（具有脂的通性無酯鍵的非脂類

27、化合物）萜類膽固醇類前列腺素類2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分 還有其它一些分類，如：lipidsfatty acidseicosanoidsglycerophospholipidstriacylglycerolswaxessphingolipidsceramidesplasmalogenssphingomyelinsphosphatidyl-ethanolaminsphosphatidyl-serinesphosphatidyl-cholinesphosphatidyl-inositolsotherphospholipidsterp

28、eneslipid vitaminssteroidsisoprenoidsphospholipidscerebrosidesgangliosidesother glycosphingolipids2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分 三、主要的生物學作用2.2.2 脂類主要的組成成分脂肪酸 一、常見類型及基本結構 a、飽和脂肪酸（碳鏈中不含c=c) a.常見種類：酪酸（4c）、己酸（6c）、辛酸（8c）、羊脂酸（10c）、月桂酸（12c）、肉豆蔻酸（14c）、棕櫚酸（16c，軟脂酸）、硬脂酸（18c）、花生酸（20c）、山崳酸（22c）

29、b.主要結構特點：偶數c、直鏈、不含c=c。脂油脂能量提供及儲存保護及潤滑作用磷脂構成生物膜的主要物質決定生物膜的特性糖鞘脂、脂蛋白等與細胞識別、種類異性和組織免疫密切相關萜類、膽固醇類及前列腺素類許多作為維生素和激素存在并發揮相應的作用2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分 b、不飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸 a.常見種類：常見種類： 一烯酸：月桂烯酸（一烯酸：月桂烯酸（c12、順、順9）、豆蔻烯酸（）、豆蔻烯酸（c14，順，順9）、棕櫚油酸（）、棕櫚油酸（c16，順順9）、油酸（）、油酸（c18，順，順9）、反油酸（）、反油酸（c18，反，

30、反9）、芥酸（）、芥酸（c22，順，順13）；）； 二烯酸：亞油酸（二烯酸：亞油酸（c18，順，順9、順、順12）、癸二烯酸（）、癸二烯酸（c10，反，反2、順、順4）、十二碳）、十二碳二烯酸（順二烯酸（順2、順、順4）；）； 三烯酸：三烯酸： 亞麻酸（亞麻酸（c18，順，順9、順、順12、順、順15）、）、 亞麻酸（亞麻酸（c18，順，順6、順、順9、順順12）、）、 桐酸（桐酸（c18，順，順9、反、反11、反、反13）、）、 桐酸（桐酸（c18，反，反9、反、反11、反、反13） 多烯酸：花生四烯酸（多烯酸：花生四烯酸（c20，5,8,11,14）、）、epa（c20，5,8,11,14

31、,17）、）、dha（c22，4,7,10,13,16,19)ch2ch3cchhch2cchhch2cchhch2()cooh2cchhch2cchhch24710131619cchhch2 b.主要結構特點：主要結構特點：偶數偶數c、直鏈、含一個或多個、直鏈、含一個或多個c=c、c=c構型多為順式。構型多為順式。二、常見脂肪酸的數字名稱二、常見脂肪酸的數字名稱 除了按國際系統命名法外，脂肪酸還有簡化的數字名稱；一般為：除了按國際系統命名法外，脂肪酸還有簡化的數字名稱；一般為： n(碳原子總數碳原子總數):m(雙鍵個數）雙鍵個數）雙鍵位次及構型雙鍵位次及構型, , 如軟脂酸：如軟脂酸：16:

32、0 16:0 油酸：油酸：18:118:19 亞油酸：亞油酸：18:2c9,c12（c常省略）常省略）2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分ch2ch3(ch2)5chchch(ch2)7coohoh蓖麻酸(12-羥基油酸)ch3(ch2)xccch2(ch2)ycooh錦葵酸(x+y=13)ch3(ch2)4cco(ch2)7coohch2chch環氧油酸(ch2)12cooh大風子酸(ch2)5chch(ch2)4cooh大風子油酸 另外，在自然界還存在少量奇數另外，在自然界還存在少量奇數c的脂肪酸，如在昆蟲中發現的十五碳的脂肪酸，如在

33、昆蟲中發現的十五碳酸、十七碳酸等。酸、十七碳酸等。 特點：種類較少、可看作常見種類的衍生物、多出現于天然藥物中。特點：種類較少、可看作常見種類的衍生物、多出現于天然藥物中。c、特殊（稀有）脂肪酸 舉例：2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分 二、常見脂肪酸基本的結構特點 1.長的偶數碳鏈；多數包含1420個碳； 2.碳鏈無分支； 3.不飽和脂肪酸中的雙鍵大多為順式構型； 4.不飽和脂肪酸靠近羧基端的第一個雙鍵大多在9、10c之間； 三、對人體的必需性 脂肪酸是脂類物質的主要組成部分，也是脂類發揮營養作用的主要成分。按照脂肪酸對人體的必需性，

34、可以把食物脂類成分中所含的脂肪酸分作必需脂肪酸和非必需脂肪酸兩類。 必需脂肪酸指那些人體不能合成，必需從食物中獲得的那些脂肪酸類物質；主要包括那些不飽和脂肪酸特別是高度不飽和的脂肪酸。目前人們普遍認識到的對人體有特殊意義的必需脂肪酸包括亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸、二十二碳六烯酸（dha）等。 非必需脂肪酸指那些人體可以合成，一般不需要從食物中獲得的脂肪酸；主要包括大多數飽和脂肪酸及一些低不飽和脂肪酸。這些類型的脂肪酸不僅人體不太需要，而且過分攝入會提高血中低密度脂蛋白的含量，降低高密度脂蛋白的含量。而這正是動脈血管粥樣硬化的主要危險因子。2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學

35、（一）2021年11月5日2時27分2.2.3 油脂（甘油三酯）類的基本結構和性質 一、結構通式與存在chch2ch2oocr1r2coooocr3甘油單酯chch2ch2oocr1chch2ch2oocr1r2cooohohoh甘油二酯甘油三酯 甘油三酯類廣泛存在于動植物體內，視其熔化溫度的高低習慣分為油和脂兩種。一般植物所含三脂酰甘油熔化溫度低，常溫下呈液態，稱為油；動物所含三脂酰甘油酯熔化溫度較高，常溫下呈固態，稱為脂。 甘油三酯類也可能形成旋光異構體，條件為r1r3。而甘油單酯、甘油二酯也可以形成旋光異構體。 2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11

36、月5日2時27分二、基本性質 （一）物理學性質 *熔點：三脂酰甘油的熔點隨其中所含脂肪酸的飽和程度、鏈長及數目的變化而變化，飽和程度越高、脂肪酸鏈長越長、飽和脂肪酸的數目越多，熔點越高。如豬脂肪中油酸含量50%，熔點3640；人脂肪中油酸含量70%，熔點17.5 ；而一般植物油中含大量不飽和脂肪酸，故呈液態。 *溶解度：三脂酰甘油不溶于水而溶于乙醚、氯仿、苯等有機溶劑；二脂酰甘油及單脂酰甘油在水中可以形成高度分散態（兩親性物質），可用于食品加工中使食品更易均勻。 *晶型：油脂在固體狀態下可以形成晶體，不同種類的甘油三酯形成的晶體類型有差別；同種甘油三酯分子在不同的條件下也可能形成不同的晶型。不

37、同的晶型其穩定型、熔化溫度不同，食品加工的性能也有差異。 *沸點：由于天然油脂類均為混合物，因此沒有固定的沸點。當油脂加熱至開時，一般溫度較高（300左右），此時往往伴隨著低沸點物質的揮發。2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分 （二）基本化學性質三脂酰甘油酯鍵水解：酸條件下可逆；堿條件下完全皂化。（皂化值）交換：包括酸交換和醇交換；其反應物可以是外加也可以是分子內或分子間。cc雙鍵酸?。罕举|為油脂放置水解產生自由羧酸，不飽和羧酸雙鍵被氧化形成醛或酮等異味物質。（酸值）加氫：催化條件下加氫，不飽和脂肪酸可以轉變為飽和脂肪酸。鹵化：cc雙鍵可

38、以和鹵素發生親電加成反應，通常用來測定脂肪酸的不飽和度。（碘值）羧基酸性及酯化（乙酰化值）2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分chch2ch2oocr1oocr3h3o+chch2ch2oocr1r2coooochr3ohh+h2o(oh-)r2coochch2ch2ohohoh+ rcoonachch2ch2oocr1oocr3r2coochch2ch2oocr1oocr3r2coochch2ch2oocr1oocr3r2coorohchch2ch2oocr3r2coooh+oocr1rrcoohchch2ch2oocr1oocr3r2

39、coo+oorh油脂水解油脂酯交換2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分酸敗及氧化chococooh+h2/pt油脂的催化氫化+ibribr油脂碘值的測定chch2ch2oocr1r2cooooc(ch2)nch3ohchch2ch2oocr1r2cooooc(ch2)nch3ooch3h3o+ch3cooh+koh乙?；禍y定2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分2.2.4 磷脂類物質磷脂類物質 一、磷脂類物質的存在、功能及基本結構一、磷脂類物質的存在、功能及基本結構 磷脂類物質是生物

40、膜（細胞膜、核膜、線粒體膜等）的主要構成物質，磷脂類物質是生物膜（細胞膜、核膜、線粒體膜等）的主要構成物質，對于細胞及亞細胞結構的形成及細胞功能發揮起著非常重要的作用。對于細胞及亞細胞結構的形成及細胞功能發揮起著非常重要的作用。 磷脂類物質的結構通式及常見種類如：磷脂類物質的結構通式及常見種類如：chch2ch2oocr1r2coooxoop-och2ch2n+(ch3)3（膽堿）卵磷脂，膜成分，控制肝脂代謝，防止脂肪肝形成och2ch2n+h3（乙醇胺）腦磷脂，參與血液凝結och2chcoo-n+h3（絲氨酸）絲氨酸磷脂，引起創傷表面凝血酶原的活化hoohhoohohoh（肌醇）肌醇磷脂，存

41、在于心、腦及肝臟中2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分 盡管磷脂結構中的盡管磷脂結構中的r1、r2均為脂肪酸，但其種類通常有一些差別；均為脂肪酸，但其種類通常有一些差別；r1多為飽和的脂肪酸，如硬脂酸、軟脂酸；而多為飽和的脂肪酸，如硬脂酸、軟脂酸；而r2則多為不飽和脂肪酸，如則多為不飽和脂肪酸，如油酸、亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸等。油酸、亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸等。 二、理化性質二、理化性質 （一）物理學性質（一）物理學性質chch2ch2oxop-coocooo 磷酸甘油酯典型的物理性質是其具有磷酸甘油酯典型的物理性質是其具有“兩親性

42、兩親性”。即既可溶于水，也可溶于有機。即既可溶于水，也可溶于有機溶劑的性質。在水中可以以膠束、膠團等有溶劑的性質。在水中可以以膠束、膠團等有組織的分子形態存在，這是作為膜材料的基組織的分子形態存在，這是作為膜材料的基礎。礎。 （二）化學性質（二）化學性質 磷酸甘油酯的化學性質包括氧化作用、磷酸甘油酯的化學性質包括氧化作用、水解作用等。氧化指在空氣中受氧作用逐漸水解作用等。氧化指在空氣中受氧作用逐漸變黑的過程，其本質是其中不飽和脂肪酸被變黑的過程，其本質是其中不飽和脂肪酸被氧化為過氧化物；水解作用有兩方面，其一氧化為過氧化物；水解作用有兩方面，其一在弱堿作用下，脂肪酸與甘油的酯鍵斷裂；在弱堿作用

43、下，脂肪酸與甘油的酯鍵斷裂；其二為生物體內存在有磷酸甘油酯酶，這些其二為生物體內存在有磷酸甘油酯酶，這些酶可將磷酸甘油酯完全水解。酶可將磷酸甘油酯完全水解。2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分2.2.5 鞘脂類（sphingolipids) 鞘脂類也是生物膜重要的組成成分，在植物和動物體內（特別是哺乳動物中心神經系統的組織中）有豐富的存在。ch2chchchch(ch2)12ch3ohnh2oh鞘氨醇ch2chch(ch2)12ch3ohnh2ohch2ch2二氫鞘氨醇ch2chchchch(ch2)12ch3ohohnhco(ch2)7

44、chch(ch2)7ch3神經酰胺ch2chchchch(ch2)12ch3ohnhco(ch2)7chch(ch2)7ch3ooop-och2ch2n+(ch3)3鞘磷脂2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分2.2.6 蠟（蠟（waxes） 由高級一元醇與高級脂肪酸所生成的高級飽和一元酯。由高級一元醇與高級脂肪酸所生成的高級飽和一元酯。 不溶于水，熔點比脂肪高，一般為固體不溶于水，熔點比脂肪高，一般為固體 ，不易水解。，不易水解。 多為動物的分泌物，主要起保護作用。多為動物的分泌物，主要起保護作用。 蜂蠟：三十醇的棕櫚酸酯（蜂蠟：三十醇的

45、棕櫚酸酯（c15h31cooc30h61） 中國蟲蠟：二十六醇的二十六酯中國蟲蠟：二十六醇的二十六酯（c25h51cooc25h51） 羊毛蠟：三羥蠟酸環醇酯（膽固醇）羊毛蠟：三羥蠟酸環醇酯（膽固醇） 鯨蠟：十六醇棕櫚酸酯（鯨蠟：十六醇棕櫚酸酯（c15h31cooc16h33）2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分2.2.7 糖脂 脂類化合物的含糖衍生物。如：2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分2.2.8 脂蛋白 脂類物質與蛋白質的松散結合物，也有通過共價鍵結合的（錨定）。 一、細胞膜

46、脂蛋白：存在于細胞膜上的脂質和蛋白質的組合形式。 二、血漿脂蛋白：血脂的轉運形式；包括乳糜顆粒（cm）、極低密度脂蛋白（vldl）、低密度脂蛋白（ldl）、高密度脂蛋白（hdl）。 圖6.3 血漿低密度脂蛋白(ldl)結構示意圖 ce：膽固醇酯； fc：游離膽固醇； apob100：載脂蛋白b100 pl：磷脂 2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分2.3 核酸化學（nucleic acid chemistry）2.3.1 核酸的類型和基本組成核酸核糖核酸（rna）脫氧核糖核酸（dna）核糖核苷酸（nmp）脫氧核糖核苷酸（dnmp）h3po

47、4核糖核苷脫氧核糖核苷堿基(n=a,g,u,c）+核糖堿基(n=a,g,t,c）+脫氧核糖2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分nnhnh2och35-甲基胞嘧啶nnhnh2ohoch25-羥甲基胞嘧啶hnnnhno次黃嘌呤hnnhnhnoo黃嘌呤nnnhnnh2h2nhnnnhnonhnhoonnhnh2o 腺嘌呤（adenine,a）(6-aminopurine) 鳥嘌呤 （guanine,g）(2-amino-6-oxopurine)nhhnooch3 尿嘧啶 （uracil,u）(2,4-dioxopyrimidine) 胞嘧啶 （

48、cytosine,c）(2-oxo-4-aminopyrimidine) 胸腺嘧啶 （thymine,t）(2,4-dioxo-5-methy-lpyrimidine)2345678911234562010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分hooohohhhhhoh -d-呋喃核糖hoohohhhhhoh -d-呋喃-2-脫氧核糖核苷酸：nmp-onnnnnh2oohohhhhhopo-o-onhnnonh2noohhhhhohopoo-ooohhhhhnnnh2oohopoo-ooohohhhhhhnnooopoo-腺苷酸（amp）鳥苷酸（g

49、mp）胞苷酸（cmp）尿苷酸（ump）-onnnnnh2ohohhhhhopo-o-onhnnonh2nohhhhhohopoo-oohhhhhnnnh2oohopoo-oohohhhhhhnnooopoo-ch3脫氧腺苷酸（damp)脫氧鳥苷酸（dgmp)脫氧胞苷酸（dcmp)脫氧胸苷酸（dtmp)dnmp2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分nnnnnh2oohohhhhhopo-oo-opopo-ooo-三磷酸腺苷（atp）：核酸合成的前體物質；生物體內重要的能量貯存與轉化的物質。gtpctpo-nnnnnh2oohhhhhopoo3

50、,5-環化腺苷酸（camp)nhnnonh2noohhhhhopoo-opoo-o-opoo-opoo-o-四磷酸鳥苷（ppcpp）：參與代謝調節控制2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分2.3.2 堿基及核苷酸的性質 一、物理性質：核苷酸為無色粉末或結晶；易溶于水，不溶于有機溶劑；具有旋光性；在240290nm波段有強吸收峰，最大 260nm。 二、化學性質 a、堿基的互變異構：堿基均可發生酮式和烯醇式或胺式和亞胺式的互變異構，在生命體內主要以酮式或胺式存在。h2nhnnnhnoh2nnnnhnoh酮式烯醇式hnnhnhnonhguani

51、nennnhnnh2nhnnhnnhadenine2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分nnhnh2onnnh2oh酮式烯醇式nhnhnhocytosinenhnhoo酮式nn烯醇式ohohuracilnnch3ohohnhhnooch3酮式烯醇式thymine2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分 b、形成氫鍵：不同的堿基之間可以通過氫鍵相互連接；在dna分子中氫鍵的形成是固定搭配，即a-t、g-c，結合形式為：hnhnooch3nh2nhnhnnonnhnnnh2nnhh2no c、

52、核苷酸的兩性與等電點：由于核苷酸分子中既有中等酸性的磷酸基，也有顯堿性的氨基及亞胺基，因而在溶液中核苷酸既可與酸反應，也可與堿反應，呈現兩性，有等電點（pi）。例如：-onnnnnh2oohohhhhhopo-o a t g c2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分 d、發生于核苷酸上的其它反應-onnnnnh2oohohhhhhopo-o堿性或酸性水解氨基反應，特別是重氮化反應堿性或酸性水解親電取代或親核取代反應2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分2.3.3 dna的結構 一、dna

53、在自然界的存在及生物學作用 主要存在于生物細胞的細胞核中。 在生物遺傳中處于中心（核心）地位。發揮著重要的決定作用。 分子遺傳學中心法則2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分 二、dna的一級結構（化學結構）to rna-oohhhhhopo-oog5ohhhhhopo-ooaohhhhhopo-ootohhhhhopo-ootohhhhhopo-ocoh3ohhhhhopo-oohohg2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分 dna一級結構的本質是不同的核苷酸通過磷酸二酯鍵相互連接形成

54、鏈狀結構，稱為多聚脫氧核苷酸鏈。由于各個組成單位（核苷酸）中糖和磷酸是相同的，不同的只是堿基，因此dna一級結構可以縮寫為： 在縮寫結構式，特別是只用堿基表示的縮寫式中，約定俗成的是左邊為脫氧核苷酸鏈的5端，而右邊則為3端。35ppppppohpohgattacgpgpa t tacppppgat t ac2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分 三、dna的二級結構 由于dna分子中堿基之間有形成氫鍵的強烈趨勢，因此dna二級結構的主要特點是兩條鏈反向平行并相互結合，進而擰成雙股螺旋：5533o-ohhhhhop-ooog5ohhhhhop

55、o-ooaohhhhhopo-otohohhhhhopo-oooaohhhhhopo-ootohhhhhopo-ocoh32010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分 此反向平行的多聚核苷酸鏈在生物體內的主要存在形式是右手雙螺旋結構，也稱為b-dna結構。這種結構的要點為： dna分子由兩條多聚脫氧核糖核苷酸鏈組分子由兩條多聚脫氧核糖核苷酸鏈組成。兩條鏈沿著同一根軸平行盤繞，形成右手成。兩條鏈沿著同一根軸平行盤繞，形成右手雙螺旋結構（也把此結構簡稱為右手雙

56、螺旋結雙螺旋結構（也把此結構簡稱為右手雙螺旋結構）。螺旋中的兩條鏈方向相反，即其中一條構）。螺旋中的兩條鏈方向相反，即其中一條鏈的方向為鏈的方向為53，而另一條鏈的方向為，而另一條鏈的方向為3 5； 嘌呤堿基和嘧啶堿基位于螺旋的內側，磷嘌呤堿基和嘧啶堿基位于螺旋的內側，磷酸和糖基位于螺旋外側。堿基環平面與螺旋軸酸和糖基位于螺旋外側。堿基環平面與螺旋軸垂直，糖基環平面與堿基環平面成垂直，糖基環平面與堿基環平面成90角；角； 螺旋橫截面的直徑約為螺旋橫截面的直徑約為2.37nm，每條鏈，每條鏈相鄰兩個堿基平面之間的距離為相鄰兩個堿基平面之間的距離為0.33nm，每，每10個核苷酸對形成一個螺旋，其

57、螺距高度為個核苷酸對形成一個螺旋，其螺距高度為3.40 nm； 兩條兩條dna鏈相互結合以及形成雙螺旋的力鏈相互結合以及形成雙螺旋的力是鏈間所形成的氫鍵。兩條鏈上的堿基呈現嚴是鏈間所形成的氫鍵。兩條鏈上的堿基呈現嚴格的對應（互補）關系。格的對應（互補）關系。2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分to modern eyes, the structure of dna is both elegant and obvious. dna is now a cultural icon, synonymous with the concept of

58、information storage and retrieval. as mentioned, the correct structure of dna was proposed in 1953 by james watson and francis crick (they were research students at the henry cavendish laboratory of cambridge university). the investigation that led to this remarkable discovery is instructive for sev

59、eral reasons. first, as often happens in scientific research, the road to the elucidation of dna structure was long, frustrating, and tortuous. living organisms are so complex that discerning any aspect of their function is extraordinarily difficult. a second, more concrete reason for the length of

60、the discovery process is that the development of new concepts often requires the integration of information from several scientific disciplines. (from trucy mckee and james r. mckee, biochemistry: an introduction)2010級食品質量與安全專業生物化學第二章 生物成分化學（一）2021年11月5日2時27分 b-dna結構有特殊的穩定性，這是因為有三種力來維持這種結結構有特殊的穩定性，這