食品生物化学是研究生物体内物质组成、结构以及其在生命过程中化学变化的学科,它结合了物理、化学和生物学的方法,旨在分子层面上揭示生命现象的本质。生命的基础物质主要是蛋白质和核酸,前者作为生命活动的执行者,后者则是生物遗传的基础。
新陈代谢是生物体内持续进行的两个关键过程,包括同化作用和异化作用。同化作用是指生物体从环境中摄取营养物质并转化为自身成分的过程,而异化作用则是生物体分解自身成分并排出废物。这两个过程共同构成了物质代谢和能量代谢,即新陈代谢的整体。
在食品物料中,糖类化学占据了重要地位。糖类化合物是光合作用的产物,也是食品的重要组成部分,以单糖、寡糖和多糖的形式存在。单糖是最基本的糖类,不能再水解,常见的有葡萄糖、果糖、核糖和脱氧核糖。它们具有独特的化学性质,如差向异构化和氧化还原性。寡糖由2至20个单糖组成,多糖则由多个单糖通过糖苷键构成,如淀粉,是植物中广泛存在的糖类。
脂类化学涵盖了生物体内能溶于有机溶剂的多种化合物,包括固态的脂和液态的油。简单脂如甘油三脂和蜡,复合脂如磷脂和糖脂,以及衍生脂如胆固醇和萜类物质。胆固醇是人体内重要的固醇类化合物,而萜类物质则广泛存在于动植物中,具有生物活性。
蛋白质化学主要探讨蛋白质的结构和功能。蛋白质由20种基本氨基酸组成,具有四级结构:一级结构是氨基酸序列,二级结构包括α螺旋和β折叠,三级结构是多肽链的整体三维构象,四级结构涉及亚基间的相互作用。蛋白质的稳定性和功能依赖于一级结构的肽键、二硫键,以及二级到四级结构中的氢键、疏水键、范德华力和盐键等。
这些基础知识对于理解和研究食品的营养成分、加工过程以及食品质量的保持至关重要,对食品科学和技术领域的工作有着深远的影响。通过深入学习食品生物化学,我们可以更好地理解食物如何影响人体健康,以及如何通过科学手段改善食品的质量和营养价值。