第二章基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)目的:學(xué)習(xí)農(nóng)副產(chǎn)品化學(xué)加工相關(guān)的基礎(chǔ)理論,了解構(gòu)成農(nóng)副產(chǎn)物主要類別的碳水化合物、氨基酸、蛋白質(zhì)和確定的化學(xué)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，為產(chǎn)品加工打下理論基礎(chǔ)。一、概述1、碳水化合物概念、特點和分類2-1碳水化合物糖單糖——己醛糖、己酮糖低聚糖——麥芽糖、蔗糖、纖維二糖多糖——纖維素、淀粉、單糖分子經(jīng)脫水縮合成的高聚物2、高分子化學(xué)的基本概念1）概念：由很多重復(fù)的簡單結(jié)構(gòu)單元以一定的方式連接構(gòu)成的化合物。2）分類：天然高分子、合成高分子2-1碳水化合物二、單糖1、相關(guān)概念：旋光物質(zhì)、旋光性、比旋光度、手性2、葡萄糖的結(jié)構(gòu)式3、單糖的性質(zhì)4、重要的單糖：木糖、葡萄糖、果糖三、低聚糖1、麥芽糖（淀粉水解而得）特點：存在一個苷羥基，可以轉(zhuǎn)變成開鏈?zhǔn)?，具有變旋光現(xiàn)象；具有醛基的還原性。2、纖維二糖（纖維素水解而得）特點：存在一個苷羥基，具有變旋光現(xiàn)象；具有還原性。3、蔗糖：（甜菜或甘蔗提取而得）特點：無變旋現(xiàn)象；非還原性糖。四、多糖概念：由許多單糖分子失水縮合而成的高聚物。特點：不溶于水或生成膠體溶液；無甜味；無還原性。實例：纖維素、淀粉纖維素結(jié)構(gòu):[C6H10O5]n特點:大量的D-葡萄糖通過-1,4苷鍵連接而成的直鏈大分子具有三個羥基,大分子中存在苷鍵,長鏈之間存在氫鍵淀粉結(jié)構(gòu)：由D-葡萄糖通過-1，4苷鍵結(jié)合而成的直鏈或支鏈大分子。分類：直鏈淀粉（n=200-1000)支鏈淀粉(n=600-6000)性質(zhì)：遇酸不穩(wěn)定與碘作用遇堿穩(wěn)定無還原性

蛋白質(zhì)的水解:蛋白質(zhì)肽段氨基酸蛋白質(zhì)D-氨基酸L-氨基酸L-氨基酸根據(jù)所用酶不同獲得不同的氨基酸酸堿酶+HCI（6moI/L)110C0回流2h+NaOH（5moI/L)煮沸10-20h+胰酶（或微生物蛋白酶）常溫、常壓、數(shù)十天一、蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元——氨基酸2、性質(zhì)：氨基酸的物理狀態(tài)：熔點很高的晶體、溶于水氨基酸的兩性氨基酸的熱不穩(wěn)定性與金屬鹽的反應(yīng)：與茚三酮的反應(yīng)：氨基酸的精制反應(yīng)氨基酸的鑒定反應(yīng)氨基酸的甲醛滴定

氨基酸直接用：酸滴定PH過低（1-2）堿滴定PH過高（12-13）R-CH-COOH+2HCHOlNH2R-CH-COO-+H+

|N（CH2OH）2氨基酸的旋光性和光吸收旋光率是α-氨基酸的一個重要物理常數(shù)—用于鑒別氨基酸

光吸收：組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸在可見光區(qū)都沒有光吸收，在紅外和遠紫外區(qū)（<220nm)均有光吸收，在近紫外區(qū)(220-300nm)只有酪氨酸、色氨酸等有吸收

蛋白質(zhì)具有紫外光吸收能力，最大光吸收在280nm處——利用分光光度法測定蛋白質(zhì)的含量。吸收杯內(nèi)徑摩爾濃度摩爾消光系數(shù)光密度光強度透光率二、蛋白質(zhì)廣泛存在于生物體內(nèi)，是構(gòu)成動植物和微生物有機體的主要成分是自然界中最復(fù)雜的有機高分子化合物，結(jié)構(gòu)復(fù)雜組成因來源不同而有差別組成：分類：纖維狀蛋白質(zhì)球狀蛋白質(zhì)單純蛋白質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及特點每種蛋白質(zhì)分子有固定的精細(xì)結(jié)構(gòu)和組成，有固定分子量構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸都是L構(gòu)型的α氨基酸肽鍵：肽鏈——由多個氨基酸通過肽鍵組成的長鏈分子。蛋白質(zhì)的多級結(jié)構(gòu)：一級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序，是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基本特征二級結(jié)構(gòu)：指蛋白質(zhì)多肽鏈借助氫鍵排列成沿一維方向，具有周期性結(jié)構(gòu)的的空間構(gòu)象。

三級結(jié)構(gòu)：一條多肽鏈中由氨基酸殘基側(cè)鏈的相互作用使多肽鏈進一步盤旋和折疊（組成一個亞基），形成的整個多肽鏈的三維構(gòu)象四級結(jié)構(gòu)：兩個或兩個以上的亞基相互作用結(jié)合成更復(fù)雜的整體分子的構(gòu)象三、酶1、特征催化效率高高度專一性、選擇性具有特異性：控制靈敏都是水溶性2、機理——鎖鑰說3、分類顆粒性與糊化顆粒性：淀粉鏈卷曲成顆粒狀，具有結(jié)晶形結(jié)構(gòu)，形狀有圓形、橢圓形、多角形糊化：淀粉顆粒在水中加熱膨脹，由于體積脹大互相接觸變成粘稠糊狀液體的現(xiàn)象。糊化溫度：淀粉糊化所需要的溫度。用糊化開始、完成的溫度同時表示。氨基酸的兩性電離性

R+R0R-物質(zhì)的表觀離解常數(shù)可以用滴定曲線的實驗方法求得：molNaOHPHmolHCLPH

05.9705.970.259.200.252.600.509.600.502.340.7510.00.751.801.0012.01.000.20[R+]=[R0]，PK1=PH=2.34[R-]=[R0]，PK2=PH=9.60PI=1/2(PK1+

PK2)=1/2(9.6+2.34=5.97蛋白質(zhì)的兩性游離羧基電離-蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷游離氨基離子化-蛋白質(zhì)帶正電荷蛋白質(zhì)的等電點：調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)溶液的酸堿度，使蛋白質(zhì)的正負(fù)電荷相等時的pH值。蛋白質(zhì)的鹽析作用概念：在蛋白質(zhì)溶液中加入無機鹽溶液后可使蛋白質(zhì)溶解度降低而從溶液中析出來。特點：鹽析是可逆過程不同蛋白質(zhì)對同一種鹽反應(yīng)不同同一蛋白質(zhì)對不同鹽反應(yīng)也不同蛋白質(zhì)的變性作用概念：蛋白質(zhì)經(jīng)加熱、紫外照射或加入某些化合物后性質(zhì)發(fā)生改變，喪失生物活性。改變物化性質(zhì)：失去結(jié)晶水，絮狀凝固。喪失生物活性：酶的催化性、毒蛋白的毒性、血紅蛋白運輸02、抗原和抗體的作用等。分子結(jié)構(gòu)變化：引起球狀蛋白不對稱性增加，黏度增加、擴散系數(shù)降低。生化性質(zhì)變化：蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)疏散，容易被蛋白酶水解。特點：變性作用通常是不可逆的蛋白質(zhì)變性是由于立體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，破壞了原有的功能，分子中肽鍵沒有斷裂。

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谷胱苷肽

（谷氨酸）（半胱氨酸）（甘氨酸）蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)酶的催化作用底物分子或底物分子的一部分專一的鍥入到酶的活性中心部位（底物分子起化學(xué)反應(yīng)的部位），酶蛋白受底物分子誘導(dǎo)，其構(gòu)象發(fā)生變化，與酶分子中有催化效能的基團間有緊密的互補關(guān)系。特點：1、必須有固定的底物2、三點附著的作用（鑰匙與鎖的關(guān)系)活性中心（酶蛋白分子上與催化活力直接相關(guān)的特異氨基酸殘基的區(qū)域）酶促反應(yīng)：E+SESE+P酶底物復(fù)合物酶產(chǎn)物相關(guān)因素：(2)酶使底物分子中的敏感鍵發(fā)生‘變形’促使鍵破裂（1）底物與酶的靠近與定向，提高區(qū)域內(nèi)底物的有效濃度酶分子和底物原有構(gòu)象酶蛋白構(gòu)象變化互相契合的酶-底物復(fù)合物催化基團淀粉的加工特性顆粒性與糊化水解性：膠體性：多糖---麥芽糖---葡萄糖熱粘性、透明性、穩(wěn)定性、凝沉性顆粒性與糊化顆粒性：淀粉鏈卷曲成顆粒狀，具有結(jié)晶形結(jié)構(gòu)，形狀有圓形、橢圓形、多角形糊化：淀粉顆粒在水中加熱膨脹，由于體積脹大互相接觸變成粘稠糊狀液體的現(xiàn)象。糊化溫度：淀粉糊化所需要的溫度。用糊化開始、完成的溫度同時表示。淀粉凝沉概念：直鏈淀粉分子之間經(jīng)羥基氫鍵締合平行排列成束狀結(jié)構(gòu)，減弱分子對水的親合性，分子互相凝結(jié)成較大顆粒，體積增大到一定程度而結(jié)合出來。影響因素：分子大小、PH值、濃度、溫度及鹽類纖維素酯硝化纖維(纖維素硝酸酯)

制無煙火藥；塑料、噴漆醋酸纖維素(纖維素醋酸酯)

制人造絲、膠片粘膠纖維(纖維素黃原酸酯)

制人造絲、服裝纖維素醚羥乙基纖維素：具高度穩(wěn)定性、耐熱性、機械性，用于造噴漆、漿料羧甲基纖維素鈉鹽(C.M.C.):作漿料、膠粘劑、食品添加劑葡萄糖（C6H12O6)的結(jié)構(gòu)式1、開鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)：葡萄糖+Na-Hg---正己六醇+HI--正己烷葡萄糖+過量乙酐--葡萄糖五乙酸酯葡萄糖+羥胺--肟苯肼--腙葡萄糖+溴水--羧基化合物葡萄糖—銀鏡反應(yīng)推測：葡萄糖是含六個碳原子，五個羥基分別連接在五個碳原子上，