（1）天然高級脂肪酸

 

組成油脂的脂肪酸絕大多數是含碳原子數較多，且為偶數碳原子的直鏈羧酸，約有50多種。油脂中常見的脂肪酸見表4－1。 

 

表4－1油脂中常見的脂肪酸 

 

 

天然存在的高級脂肪酸具有如下的共性：

 

① 絕大多數為含有偶數碳原子的一元羧酸，碳原子數目在十幾到二十幾個。

 

② 絕大多數多烯脂肪酸為非共軛體系，兩個雙鍵之間由一個亞甲基隔開；不飽和脂肪酸的雙鍵多為順式構型。

 

③ 不飽和脂肪酸的熔點比同碳數的飽和脂肪酸的熔點低，雙鍵越多熔點越低。例如，十八碳的硬脂酸69 ℃，

油酸13 ℃，花生四烯酸 －50 ℃。

 

④ 十六碳和十八碳的脂肪酸在油脂中分布最廣，含量最多；人體中最普遍存在的飽和脂肪酸為軟脂酸和硬脂酸，不飽和脂肪酸為油酸。高等植物和低等動物中，不飽和脂肪酸含量高于飽和脂肪酸。

 

 

（2）油脂的皂化值及碘值

 

 

1 g油脂完全皂化時所需氫氧化鉀的毫克數稱為皂化值。根據皂化值的大小，可以判斷油脂中三羧酸甘油酯的平均相對分子質量。皂化值越大，油脂的平均相對分子質量越小，表示該油脂中含低相對分子質量的脂肪酸較多。皂化值是衡量油脂質量的指標之一。

 

 

 

含有不飽和脂肪酸成分的油脂，其分子中含有碳碳雙鍵。油脂的不飽和程度可用碘值來定量衡量。100 g油脂所能吸收碘的克數稱為碘值。碘值與油脂不飽和程度成正比，碘值越大，油脂中所含的雙鍵數越多，不飽和度也越大。由于碘與碳碳雙鍵加成的速度很慢，所以常用氯化碘或溴化碘的冰醋酸溶液作試劑。有些油脂可作為藥物，如蓖麻油用作緩瀉劑，魚肝油用作滋補劑。 

 

 

 

表4－2幾種常見油脂中的脂肪酸的含量（%）和皂化值及碘值     

 

 

（3）食用油的變質

 

 

 

油脂是人體必需的營養物質之一。我們都知道油脂和含油較多的食品（例如香腸、臘肉、糕點等）放置時間過長，會產生辣、帶澀、帶苦的不良的味道，有些油脂還有一種特殊的臭味。這種油脂在空氣中放置過久變質，產生難聞的氣味的現象，稱為酸敗。發生了油脂酸敗的食物不僅吃起來難于下咽，而且還有一定的毒性。長期食用酸敗了的油脂對人體健康有害，輕者嘔吐、腹瀉，重者能引起肝臟腫大造成核黃素（維生素 ）缺乏，引起各種炎癥。油脂的酸敗是因為在空氣中的氧、水和微生物的作用下，油脂中不飽和脂肪酸的雙鍵被氧化成過氧化物，這些過氧化物繼續分解或氧化生成有臭味的低級醛、酮和羧酸等。光、熱或潮氣可加速油脂的酸敗。為防止油脂的酸敗，必須將油脂保存在低溫、避光的密閉容器中。還可以在油脂中加入少量的抗氧化劑。維生素E是一種良好的抗氧化劑，一般在油脂中加入0.02％的維生素E，就可以抑制其氧化反應的進行。

 

 

 

油脂的酸敗程度可用酸值來表示。 油脂酸敗有游離的脂肪酸產生，它的含量可以用KOH中和來測定，中和1 g油脂所需的KOH的毫克數稱為酸值。酸值越小，油脂越新鮮；一般來說，酸值超過6的油脂不宜食用。

 

 

 

（4）脂類的生理功能

 

 

 

脂類以各種形式存在于人體的各種組織中，是構成人體組織細胞重要成分之一，在人體內具有重要的生理功能。

 

 

 

① 供給和貯存熱能。每克脂肪在體內氧化可釋放出約38 kJ的熱量，比等質量的碳水化合物或蛋白質的供熱量大一倍多。脂肪貯存占有空間小，能量卻比較大，所以貯存脂肪是儲備能量的一種方式。人類從食物中獲得的脂肪，一部分貯存在體內，當人體的能量消耗多于攝入時，就動用貯存的脂肪來補充熱能。當人處于饑餓狀態時或手術后禁食期有50%～85％的能量來源于貯存的脂肪氧化。冬眠動物和駱駝也都是靠貯存脂肪來維持其生存的。 

 

 

 

② 構成身體組織。脂肪是構成人體細胞的主要成分，如類脂中的磷脂、糖脂和膽固醇是組成人體細胞膜的類脂層的基本原料。

 

 

③ 維持體溫、保護臟器。脂肪是熱的不良導體，分布在皮下的脂肪具有減少體內熱量過度散失和防止外界輻射熱侵入的作用，對維持人的正常體溫和御寒起著重要作用。分布在器官、關節和神經組織等周圍的脂肪組織，既對重要臟器起固定支持和保護作用，又猶如軟墊起到使內臟免受外力撞擊、防止震動和摩擦損傷。

 

 

 

④ 促進脂溶性維生素的吸收。脂肪是脂溶性維生素的良好溶劑。 維生素A、D、K、E及β胡蘿卜素均能溶于脂肪而不溶于水，這些維生素隨著脂肪的吸收而同時被吸收，當膳食中脂肪缺乏或發生吸收障礙時，體內脂溶性維生素就會因此而缺乏。

 

 

 

⑤ 供給必需脂肪酸、調節生理功能。必需脂肪酸是細胞的重要組成物質，在體內具有多種調節人體生理功能的作用，它能促進人體發育；維持皮膚和毛細血管的健康；減輕放射線照射所造成的皮膚損傷；降低血膽固醇和減少血小板粘附性作用，防止血栓形成，有助于防止冠狀動脈粥樣硬化性心臟病等。

 

 

 

⑥ 提高食品的飽腹感和美味。脂肪飲食在胃中的停留會產生飽腹感，脂肪還有潤腸作用，烹調食物時加入脂肪，可以改善食品的味道，增加食欲。 

 

 

 

幾乎一切天然食物中都含有脂類，由于植物油中所含的必需脂肪酸較多，其營養價值較動物脂肪高。其中營養價值較高的油脂有大豆油、葵花油、魚肝油和奶油，它們不但含有豐富的不飽和脂肪酸，還含有維生素A、D、E。 

 

 

2．物質的旋光性與對映異構

 

 

 

根據是否具有旋光性，物質可分為兩類，一類如葡萄糖、乳酸、蘋果酸等具有旋光性，可以改變平面偏振光的振動方向，稱為旋光性物質或光活性物質；另一類如乙醇、丙酸、丁二酸等不具有旋光性，不能改變平面偏振光的振動方向，稱為非旋光性物質。旋光性物質使偏振光的振動方向旋轉的角度稱為旋光度，能使偏振光的振動平面按順時針方向旋轉的旋光性物質稱為右旋體；相反稱為左旋體。

 

 

 

物質是否有旋光性與其分子的結構有關，比較這兩類化合物的分子結構，可以看出具有旋光性的物質分子中至少含有一個與四個不同原子或基團相連接的碳原子，而非旋光性物質則不含這種碳原子。

 

 

 

 

         丙酸　　　　　　丁二酸　　　　　　乳酸　　　　　蘋果酸

 

 

這種連接四個不同原子或基團的碳原子稱為手性碳原子(不對稱碳原子)，用C*表示。

 

 

從乳酸分子的立體結構式可以看出，與手性碳原子相連接的四個不相同的原子或基團，有兩種不同的空間排列方式，如圖4－1所示。

 

      

          圖4－1互為鏡像的一對乳酸分子

 

 

乳酸分子a和b的關系像人的左右手關系，互為鏡像和實物，但不能重合，這種不能與其鏡像重合的分子稱為手性分子(chiral molecule)，手性分子具有旋光性。一個手性碳原子所連的四個不同原子或基團，在空間具有兩種不同的排列順序即兩種構型，彼此成鏡像關系不能重合的一對立體異構體，稱為對映異構體，簡稱對映體。具有一個手性碳原子的化合物只有一對對映體。乳酸分子中有一個手性碳原子，所以只有一對對映體，其中一種是右旋體,即(+)-乳酸；另一種是左旋體，即(－)-乳酸。來源不同的乳酸，其旋光度不同：從肌肉組織中分離出的乳酸具有右旋性，即右旋乳酸；由左旋乳酸桿菌使葡萄糖發酵而產生的乳酸為左旋乳酸；從酸奶中分離出的乳酸，不具有旋光性，旋光度為零。這是由于從牛奶發酵得到的乳酸是左旋乳酸和右旋乳酸的等量混合物，它們的旋光度大小相等，方向相反，互相抵消，使旋光性消失。這種一對對映體等量混合后，得到的沒有旋光性的混合物稱為外消旋體，用(±)或dl表示。例如，外消旋乳酸，用(±)-乳酸或dl-乳酸表示。 

 

 

 

對映異構體在結構上的區別僅在于原子或基團的空間排列方式不同，常用費歇爾(Fischer)投影式表示。投影的方法是：將立體模型所代表的主鏈豎起來，編號小的鏈端在上，指向后方，其余兩個與手性碳原子連接的橫鍵指向前方，然后進行投影，即可寫出投影式。

例如，乳酸一對對映體的投影式如圖4－2所示。

      

 

      圖4－2乳酸對映異構體的模型及投影式

 

 

 

通過費歇爾投影式，可將旋光性分子模型，轉變為一個十字交叉的平面式。十字交叉處是手性碳原子，在紙面上，上下兩個原子或原子團位于紙平面的后方，左右兩個原子或原子團位于紙平面的前方。

由于同一個分子模型擺放位置可以多種多樣，所以投影后得到的費歇爾投影式也有多個。

 

 

 

例如：

 

      

為了便于比較，規定按下列方式書寫費歇爾投影式：① 將主鏈豎直向后。② 將編號最小的碳原子放在上端。乳酸即按此種方式投影的。再如甘油醛（ ）的一對對映體可投影如下：

 

 

                

（＋）-甘油醛　　　　　?。ǎ?甘油醛

 

 

 

在判斷不同的費歇爾投影式是否代表同一化合物時，為保持構型不變，投影式只能在紙面上旋轉180°或其整數倍，不能旋轉90°或其奇數倍；不能離開紙面翻轉。例如：

 

 

 

 

        

投影式Ⅰ在紙面內旋轉180°可得投影式Ⅱ，2個投影式為同一構型的不同表示方式。而投影式Ⅲ是投影式Ⅰ離開紙面翻轉所得，兩個投影式不能重合，所以投影式Ⅰ和投影式Ⅲ不是同一構型。

 

 

 

 

以前，人們只知道旋光性不同的一對對映體，分別屬于2種不同的構型，但無法確定這2個構型中哪個是左旋體，哪個是右旋體。為此人為規定以甘油醛的構型為標準，在費歇爾投影式中與手性碳原子相連的羥基在碳鏈右邊的甘油醛定為D構型，與手性碳原子相連的羥基在碳鏈左邊的定為L構型，并且假定右旋甘油醛為D-構型。

 

 

 

             

其他物質的構型以此為標準對照標示。如將右旋甘油醛的醛基氧化為羧基，將羥甲基還原為甲基，就得到乳酸。這樣得到的乳酸的構型應該和D -(+)-甘油醛相同。因為在上述氧化及還原步驟中與手性碳原子相連的任何一個鍵都沒有發生斷裂，所以與手性碳原子相連的基團在空間的排列順序不會改變，因此這種乳酸應該也屬于D-型。

 

 

 

        

經測定發現這樣的乳酸的旋光方向是左旋的，所以左旋乳酸是D型，則右旋乳酸為L型。

 

 

 

    

 

             D- (－)-乳酸       L -(+)-乳酸

 

 

 

由于這種構型確定是人為規定的，并不是實際測出的，所以叫做相對構型。糖、氨基酸等天然物質習慣用D、L表示法表示其構型。

 

 

D、L構型表示法簡單直觀，使用方便，但有一定的局限性，故現在常用另一種構型標記法，即R、S構型標記法。

 

 

 

3．糖

 

 

（1）己醛糖的對映異構體

 

 

 

葡萄糖的分子式為 。通過一系列實驗證明，葡萄糖是一個五羥基己醛，屬于己醛糖。己醛糖分子中含有4個手性碳原子, 它應具有 =16個對映異構體。按照習慣，糖分子的構型仍采用D、L標示法，將糖分子中編號最大的手性碳原子（第5號碳原子）與D-甘油醛構型相同者（羥基在右）稱為D型，與L-甘油醛構型相同者（羥基在左）稱為L型。所以，己醛糖的16個對映異構體中8個為D構型，8個為L構型，形成8對對映體。自然界存在的糖均為D-型糖，葡萄糖的16個對映異構體中也只有D -(+)-葡萄糖、D -(+)-半乳糖、D -(+)-甘露糖、D -(+)-塔羅糖是自然界存在的，其余的可以通過人工合成的方法得到。8種D -型己醛糖的費歇爾投影式如下：

 

 

 

 

 

    D-(－)-古羅糖  D-(－)-艾杜糖  D-(+)-半乳糖  D-(+)-塔羅糖 

 

 

（2）葡萄糖的開鏈結構與環狀結構

 

 

 

葡萄糖在不同溶劑、不同溫度下結晶，可以得到兩種晶體。一種是從乙醇溶液在常溫下析出的晶體，熔點為146 ℃，比旋光度為 +112°；另一種是在98 ℃ 以上從吡啶中析出的晶體，熔點為150 ℃，比旋光度為 +18.7°。其中任何一種葡萄糖溶于水后，比旋光度會逐漸變化，最終變為恒定的+52.7°。像葡萄糖這樣新配制的糖溶液，隨著時間變化，比旋光度逐漸減小或增大，最后達到恒定值的現象，稱為變旋光現象。

 

 

 

葡萄糖的開鏈式結構不但無法解釋糖的變旋光現象，而且糖的有些性質也不能用開鏈結構說明。通過深入研究，并從醛與醇反應生成半縮醛的實驗事實得到啟發。葡萄糖分子中同時存在著醛基和羥基，可以發生分子內反應，生成具有半縮醛結構環狀化合物。利用現代儀器分析方法已經證實，D-葡萄糖一般是以第五號碳原子上的羥基與醛基反應，以含氧六元環的半縮醛形式存在。當糖分子以六元環形式存在時，與六元雜環吡喃相似，稱為吡喃糖；以五元環形式存在時，與五元雜環呋喃相似，稱為呋喃糖。

 

 

 

 

     

在葡萄糖的開鏈結構轉變為環狀結構的過程中，醛基碳原子由 雜化轉變為 雜化，由非手性碳原子轉變為手性碳原子。新生成的半縮醛羥基在空間有兩種取向，產生兩種光學異構體。其中半縮醛羥基（也稱苷羥基）與決定構型的第五號碳原子上的羥基為同側者，稱為α-型；與決定構型的第五號碳原子上的羥基為異側者，稱為β-型。α-型和β-型為非對映異構體，僅是頂端碳原子構型不同。這種有多個手性碳的非對映異構體，只有一個碳原子的構型不同，而其他碳原子的構型完全相同者，稱為差向異構體。

 

 

在D-葡萄糖的平衡體系中，吡喃葡萄糖的比例大于99%，其中α-D -(+)-吡喃葡萄糖占36.4%，β-D -(+)-吡喃葡萄糖占63.6%；鏈狀葡萄糖小于0.002 6%。利用葡萄糖的環狀結構，可以圓滿地解釋其變旋光現象和某些化學性質。由于葡萄糖具有2種環狀結構，在一定的條件下可分別獲得α-D -(+)-吡喃葡萄糖和β-D -(+)-吡喃葡萄糖結晶。它們在固態是穩定的，具有各自的熔點。但在水溶液中，2種環狀結構均可以通過開鏈結構相互轉化，最后達到3種結構按一定比例同時存在的平衡狀態，該平衡狀態的混合溶液比旋光度為+52.7°。

 

 

 

為了更真實地表示單糖分子的環狀結構，以及分子中各原子及基團之間的相對位置，單糖分子的環狀結構一般用哈沃斯（Haworth）透視式來表示。哈沃斯透視式的寫法是將環的平面垂直于紙平面，粗線表示在紙面的前方，細線表示在紙面的后方；習慣上將六元環中的氧原子寫在紙平面的后右上方，將葡萄糖開鏈結構中位于碳鏈左側的氫和羥基寫在環平面的上方，位于碳鏈右側的氫和羥基寫在環平面的下方。D -型糖與L-型糖用哈沃斯透視式表示時，其區別在于第五號碳原子上的羥甲基的方位。如果成環碳原子按編號由小到大順時針排列，寫在環平面上方者為D -型，在平面下方為L-型；α-型與β-型的區別在于C-1上的半縮醛羥基的方位，半縮醛羥基與羥甲基在環的異側的為α-型，在環的同側的為β-型。

 

 

 

不但是葡萄糖，果糖、核糖、脫氧核糖等其他糖均存在著環狀結構。    

 

 

 

（3）單糖的差向異構化作用

 

 

 

在堿性條件下，D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖任何一種單糖，可通過烯二醇中間體相互轉化，變成3種糖的平衡混合物。

 

 

 

葡萄糖中C-2上的氫原子，受羰基和羥基的雙重影響具有很大的活潑性。在弱堿的作用下可以質子化，葡萄糖分子轉變為烯醇式中間體。烯醇式中間體不穩定，可進行異構化重排反應。當C-1羥基上的氫發生重排時，可從雙鍵所在平面的不同方向進攻C-2原子，即按下式(a)箭頭和(b)箭頭2個方向，分別從雙鍵平面后方和前方進攻，加到C-2原子上。氫原子進攻的方向不同，形成的C-2原子的構型不同，分別得到D -葡萄糖和D -甘露糖。C-2上的羥基同樣是烯醇式羥基，也可以發生重排，當該羥基氫按下式(c)箭頭的方向加到C-1上時，得到的產物為D-果糖。

 

 

 

 

 

 

用稀堿處理D-甘露糖或D -果糖時，通過相似的途徑同樣可以得到3種糖的互變平衡混合物。因為D-葡萄糖和D-甘露糖僅在C-2位構型不同，互為差向異構體，所以它們之間的轉化稱為差向異構化。而D-葡萄糖或D-甘露糖與D-果糖之間的轉化，則是醛糖和酮糖之間的轉化。在生物體酶的催化下也可以進行上述的轉化。

 

 

 

（4）糖的生理功能 

 

 

糖類是人體能量的重要來源。人體每日臟器活動和肢體所需的能量中，約有65％來源于糖類。

 

 

糖類的生理功能，主要有：

 

 

 

① 供給熱能。糖類在體內主要供給熱能，每克葡萄糖在酶的作用下氧化為二氧化碳和水，可產生15.6 kJ的熱量。

 

 

② 有去毒功能。肝臟貯存的糖類，對某些化學毒物有去毒作用。

 

 

③ 增強消化功能。屬于多糖的纖維素、果膠，在體內雖不能被有效利用；但它們能增加腸道的蠕動、減少糞便在腸內的存留時間，可減少致癌物與腸細胞接觸的機會。

 

 

④ 降低膽固醇濃度。屬于多糖的纖維素，可降低血液中膽固醇的濃度。

 

 

碳水化合物的食物來源豐富，但種類并不完全相同。谷類、豆類和薯類等以淀粉為主；水果、甘蔗、甜菜及蜂蜜主要是果糖、葡萄糖和蔗糖；乳類基本上只含乳糖；肉類只含相當少量的動物淀粉；蔬菜主要含纖維素等不可利用的碳水化合物。

 

 

 

生物體內的蛋白質、核糖、脂類等物質都含有碳元素，其分子的碳架大多數都是直接或間接由糖類轉化而成的。糖和脂類形成的糖脂，是細胞膜和神經組織的結構成分之一；糖和蛋白質結合而成的糖蛋白，是抗體、激素和某些酶的組成部分，又是細胞、血漿不可缺少的材料；核糖核酸、脫氧核糖核酸也缺少不了糖這一組分。

糖對人體健康的貢獻是顯而易見的，但是，糖的代謝紊亂會導致疾病，最常見的有糖尿病、低血糖癥。另外，糖的攝入量過多，會引起某些眼的疾病，會給結核菌提供乘虛而入的機會，還會導致脂肪增加，出現某些皮膚病。

 

 

 

（5）糖尿病與無糖食品

 

 

糖尿病是由于胰島素絕對或相對不足而引起人體內糖、蛋白質及脂肪代謝紊亂的一種全身慢性代謝性疾病，其特征是高血糖及尿糖等。

 

 

 

正常人血糖也因進食影響而有所波動，但仍保持相對恒定。一般情況下，飯后血糖濃度暫時性升高，但2 h后血糖濃度恢復至正常水平。正常人飯后，血糖升高，在胰島素的幫助下，血液中的葡萄糖進入細胞內，經一系列生物化學反應，為人類活動提供所需能量。肝臟儲有肝糖原，空腹時肝糖原分解生成葡萄糖，進入血液，以補充血液中的葡萄糖，使血糖不至于降低。胰島素是由胰島β細胞分泌的，是葡萄糖代謝中不可缺少的一種激素。當胰島素分泌不足或者胰島素不能有效發揮作用時，血液中的葡萄糖不能按正常方式進入細胞內進行代謝，葡萄糖利用及貯存受阻，導致血液中的葡萄糖濃度（血糖濃度）異常增高。當血糖濃度超過一定水平，多余的葡萄糖便通過腎臟排出體外，這時尿化驗中會發現尿糖陽性，故稱糖尿病。糖尿病發生后,引起糖、蛋白質、脂肪、水和電解質等一系列代謝紊亂。糖大量從尿中排出，并出現多飲、多尿、多食、消瘦、頭暈、乏力等癥狀。如得不到很好地控制，進一步發展則引起全身各種嚴重的急、慢性并發癥。急性并發癥有糖尿病酮癥酸中毒，高滲性非酮癥糖尿病昏迷。慢性并發癥有心血管、腎、視網膜和神經系統病變。

 

 

 

目前市場上有許多專供糖尿病病人食用的“無糖食品”，包括：無糖糕點、無糖奶粉、無糖八寶粥等。按國際慣例，無糖食品是指不含蔗糖（甘蔗糖和甜菜糖）和淀粉糖（葡萄糖、麥芽糖），而是含有糖醇（包括木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇、甘露醇等）一類食糖替代品。糖醇是一種甜味劑，口感近似于糖，它不是碳水化合物，不會產生熱量。但替代品絕不是用糖精等高倍甜味劑生產的甜食品。

 

 

 

 

“無糖食品”是食品廠家的說法，主要是在加工過程中不添加糖類。但許多食品本身就含有糖分，如不少谷物食品的主要成分就是碳水化合物，它在人體內最終仍要分解成葡萄糖。因此即便是無糖食品，也不能不加節制地食用，否則也會引起血糖升高。另外，在選購或食用無糖食品時，不僅要看是否標注“無糖食品”的字樣，還要注意看其配料表。對于標注“無蔗糖”的食品，應看其是否含有葡萄糖、麥芽糖、白砂糖等，還注意是否使用了糖精等合成甜味劑。

 

 

4．氨基酸與蛋白質

 

 

 

（1）氨基酸

 

 

 

氨基酸的功能不僅僅是在生物體內合成蛋白質，供動植物生存的需要，在食品工業和醫藥行業也有很大的用途。在日常生活中我們接觸最多的是谷氨酸，其鈉鹽即市售的味精，是一種廣泛使用的調味品。在食品工業中用量較大的氨基酸是半胱氨酸，它可作為天然果汁的抗氧劑，使果汁不易變質。半胱氨酸還能改善面包的風味和延長面包的保鮮期。在植物蛋白人造肉中，加入半胱氨酸等含硫的氨基酸，可以使人造肉具有牛肉和雞肉的風味。賴氨酸作為食品，特別是兒童食品的營養強化劑，彌補了植物蛋白缺少賴氨酸的弱點，已生產的有添加賴氨酸的面包、餅干等?？商岣呤称返臓I養價值，增進人體健康。甘氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸都可用來生產食品工業中的甜味劑。

 

 

 

氨基酸廣泛應用于醫藥上，用20種常見氨基酸可以配制各種氨基酸輸液，為病人提供豐富的營養。如患消化系統疾病的病人在手術以后，就要注射一定量的氨基酸，以便補充營養。氨基酸溶液的pH的緩沖范圍大，是血液中重要的緩沖溶液，如甘氨酸可作胃液的抑制劑。以氨基酸為原料合成的生物活性肽激素則是一種重要的藥物。

 

 

 

不同蛋白質中所含氨基酸的種類和數目不同，有些氨基酸在人體內不能合成或合成數量不足，必需由食物蛋白質補充才能維持機體正常生長發育，這類氨基酸稱為營養必需氨基酸，主要有8種。此外，組氨酸和精氨酸在嬰幼兒和兒童時期因體內合成不足，也需依賴食物補充一部分。

 

 

 

表4－3人體對必需氨基酸的需要量

 

 

 

 

 

含有營養必需氨基酸數量多的蛋白質，其營養價值高。如牛奶中的酪蛋白、乳白蛋白，肉中的白蛋白、肌蛋白和蛋中的卵白蛋白、卵黃磷蛋白。這些蛋白質所含必需氨基酸的種類和比例與人體需要接近，故營養價值高。谷類蛋白質中含賴氨酸較少而色氨酸較多，豆類蛋白質中含色氨酸較少而賴氨酸較多，因此食用不同來源的蛋白質較有利于必需氨基酸的充分補給。

 

 

（2）蛋白質的生理功能

 

 

 

 

蛋白質是構成人體的基本物質，約占人體總固體量的45％。人體的皮膚、肌肉、內臟、毛發、韌帶、血液等，都是以蛋白質為主要成分，并且人類的生命現象和生理活動都是通過蛋白質來實現的。

 

 

 

蛋白質是一種復雜的有機高分子化合物，由多種氨基酸結合而成，在你所攝入的各類營養素中，占有著十分重要的地位。它被譽為是“生命的基礎”，是機體細胞組織的主要組成部分，“沒有蛋白質就沒有生命”。

蛋白質在你的一生中都十分重要，如果你正處于兒童期及青春期，若長時期地攝入蛋白質不足，將導致發育遲緩、體質瘦弱、抗病能力減弱；如果你已成年，而長時期地攝入蛋白質不足，輕者將會出現體重減輕、肌肉萎縮、疲乏無力、病后恢復慢，重者將出現營養不良性水腫。所以，你必須正確對待平時的飲食質量。

蛋白質在人體內起著重要的作用，其生理功能大致有以下幾個方面：

 

 

 

① 供給生長、更新和修補組織。人體的生長發育，需要蛋白質來構建骨骼、肌腱和結締組織。成年后，體內臟器和組織細胞內的蛋白質，在不斷被分解破壞的同時，仍由蛋白質來進行修補和更新。特別是在感染、外傷、手術等情況下，如果蛋白質供應不足，將造成傷口愈合減慢、病程遷延、惡化而影響康復。

 

 

② 催化功能。人體內隨時都在進行著各種各樣的化學反應，這些化學反應都是在一種也屬于蛋白質的酶的催化下進行的。你吃進的各種食物，都是在淀粉酶、胃蛋白酶等消化酶的作用下分解成各種基本的營養素，然后再分別被輸送到身體的各個器官，隨即又被合成酶重新組合成機體組織成分，于是才形成了肌肉、皮膚、毛發等。

 

③ 調節作用。人體內很多激素的成分也是蛋白質或其衍生物，如生長激素、腎上腺素、胰島素等，它們調節著機體正常的生理功能。

 

 

④ 供給熱量。人體隨時需要大量的熱量，以維持正常的生理功能。人體每天所需的熱量中，有近10% ~ 15%來自蛋白質。

 

 

⑤ 增強免疫力。人體免疫所需的白細胞和抗體均需要有充分的蛋白質。如果長期缺乏蛋白質，人體的抗病能力將會明顯下降，且易感染疾病。

 

 

 

⑥ 維護神經系統的正常功能。蛋白質是人腦干重的一半，腦在代謝過程中需要大量的蛋白質進行自我更新。蛋白質對幼兒大腦發育尤為重要，若幼兒長時期地缺乏蛋白質，腦細胞就會減少，智力發育將會受到抑制和損害。

 

 

 

⑦ 運載功能。人體內各個組織細胞所需的氧氣，以及它們產生的二氧化碳等廢物，都是靠血紅蛋白來運輸的。

血液中的脂肪、膽固醇、磷脂等，都是與不同的蛋白質結合后在血液中運輸至各個器官。

 

 

⑧ 肌肉收縮作用。人體各個肌肉組織的收縮，是由肌動蛋白和肌球蛋白與其他物質協同完成的。

 

 

 

絕大多數食物中都含有蛋白質，但其數量與質量并不盡相同。蛋白質的食物來源中，其含量以大豆為最高（36.3％）；肉類次之；谷類蛋白質含量雖不太高，但很重要。我國國民的日常膳食中，60% ~70%的蛋白質來自主食，大米蛋白的生物價值很高，近似動物蛋白質；蔬菜、水果中蛋白質含量很少，其中毛豆、黃豆芽、扁豆、馬鈴薯、芋頭等的蛋白質含量略高于一般蔬菜；豆制品、花生、核桃、杏仁等是植物蛋白質的良好來源。

 

 

（3）大眾美食──豆制品

 

 

豆漿、豆腐、豆腐干等都是由黃豆加工而成的豆制食品，是我國古代人民的一項偉大的發明。由于其營養豐富、物美價廉，深受人們喜愛，是我國老百姓餐桌上不可缺少的食品。黃豆中的蛋白質含量很高，約占35％～40％。人類不同的食用方法對蛋白質的吸收差異很大，食用干炒黃豆蛋白質的消化率低于50％；食用水煮黃豆蛋白質的消化率為85％； 食用豆漿和豆腐等，蛋白質的消化率可達90％～96％。所以將黃豆做成豆漿和豆腐是一種很好的食用方法。

 

 

 

豆漿的制法非常簡單。將黃豆洗凈并在水中浸泡12 h，泡漲變軟后，用石磨加水磨碎，過濾除去豆渣，便制成豆漿，煮沸后即可食用。豆漿不僅營養豐富，而且還有清肺化痰、降血壓、降血脂的藥用價值。研究表明：糖尿病病人每天飲一杯淡豆漿，可以控制血糖升高。但是，飲用豆漿要注意以下幾個問題：

 

 

① 生豆漿里含有胰蛋白酶抑制物等有害物質，一定要將豆漿徹底煮開后食用。

 

 

② 豆漿中不能沖入雞蛋。因為雞蛋中的黏性蛋白會與豆漿里的胰蛋白酶結合，產生不易被人體吸收的物質，使雞蛋和豆漿失去原有的營養價值。

 

 

③ 不要空腹飲豆漿。飲豆漿的同時吃些點心、面包、饅頭等淀粉類食品，可使豆蛋白等在淀粉的作用下，與胃液較充分地發生酶解作用，使營養物質被充分吸收利用。

 

 

④ 飲豆漿不要放入紅糖。紅糖中含有多種有機酸，它們會使豆漿中的蛋白質變性沉淀，而使豆漿的營養價值降低。

 

 

⑤ 不能過量飲用豆漿。一次飲用過多，易引起過食性蛋白質消化不良，出現腹脹、腹瀉等不適。

 

 

　　

豆漿實質上是蛋白質的膠體溶液，之所以能夠穩定存在是由于組成蛋白質的氨基酸分子中有羧基和氨基，它們在水溶液中解離成為帶電的離子。由于帶電的蛋白質對水的吸附作用，在蛋白質表面形成一層水化膜。而且，蛋白質帶有相同的電荷之間的相互排斥作用，致使蛋白質不能互相凝聚沉淀。由豆漿制豆腐就是要破壞膠體溶液的穩定性，使蛋白質沉淀。其方法就是在豆漿中加入鹽鹵，它們在水中解離成許多陰、陽離子。這些離子與水的結合能力很強，能夠破壞蛋白質表面的水化膜；同時可以中和蛋白質所帶的電荷，減弱了蛋白質之間的斥力。這樣，分散在水中的蛋白質顆粒就會很快與水一起聚集形成凝膠，過濾壓成型后就成了豆腐。 

 

 

 

豆制品中還有一個“另類”，那就是“聞著臭，吃著香”的臭豆腐。臭豆腐雖然奇臭，卻十分鮮美。其原因是臭豆腐的制作中加入了發酵菌種，并且是在夏天制作。此時，發酵溫度較高，豆腐中的蛋白質分解比較徹底。蛋白質分解后生成的含硫氨基酸進一步分解，產生了少量的具有刺鼻臭味的硫化氫氣體，因此臭豆腐聞起來有濃烈的臭味。但同時，豆腐中的蛋白質分解比較完全，比較徹底，產生了大量的氨基酸。許多氨基酸都具有鮮美的味道，所以臭豆腐吃起來很香。

 

 

5．核苷和核苷酸

 

 

 

核酸的基本單位是核苷酸，也稱單核苷酸，而核苷酸是核苷的磷酸酯。

 

 

堿基與戊糖（核糖或脫氧核糖）通過糖苷鍵連接的化合物稱為核苷。嘧啶堿與戊糖通過1′,1-糖苷鍵相結合，而嘌呤堿通過1′,9-糖苷鍵結合。例如：

 

 

 

 

核苷中戊糖上的醇羥基可以與磷酸成酯，形成不同的核苷酸。但核酸水解得到的核苷酸，均為5′-核苷酸，即磷酸與戊糖5′-碳原子上的羥基形成的核苷酸。