第二章食品的物質(zhì)屬性及物質(zhì)體系

第二章食品的物質(zhì)屬性及物質(zhì)系統(tǒng)

2.1食品的物質(zhì)屬性2.2食品中的物質(zhì)2.3食品中的物質(zhì)體系2.4超分子及超分子形成2.1食品的物質(zhì)屬性A、食品是物質(zhì)的；B、食品的一切本質(zhì)屬性（營養(yǎng)，色香味形等）均是由物質(zhì)賦予的；C、食品的一切加工特性都是由物質(zhì)決定的；D、食品科學(xué)的所有研究工作都是圍繞著食品物質(zhì)展開的。2.2食品中的物質(zhì)2.2.1食品中物質(zhì)的基本構(gòu)成及類型

按來源分：按在食品中的含量分：2.2.2食品物質(zhì)的特點(diǎn)

1.多樣性：食品是天然產(chǎn)物加工后的形式，任何一種天然產(chǎn)物所包含的化學(xué)物質(zhì)，數(shù)量都是非常巨大的，有些已經(jīng)認(rèn)識(shí)或初步認(rèn)識(shí)，有些尚未認(rèn)識(shí)（如食品中的風(fēng)味物質(zhì)、功能物質(zhì)等）；即使同一類型的物質(zhì)，也有多種多樣的分子或不同的存在形式（如糖、蛋白質(zhì)等）。

2.可認(rèn)識(shí)性：從化學(xué)角度講，不管一種系統(tǒng)有多復(fù)雜，其各種組成成分都是可認(rèn)識(shí)的，不存在神秘的物質(zhì)和神秘的力量；可認(rèn)識(shí)性包括：種類可認(rèn)識(shí)性；結(jié)構(gòu)可認(rèn)識(shí)性：性質(zhì)可認(rèn)識(shí)性；生物功能可認(rèn)識(shí)性；構(gòu)效關(guān)系可認(rèn)識(shí)性等。

3.個(gè)體屬性：任何食品成分（主要指單個(gè)化學(xué)物質(zhì)）僅是食品的一個(gè)組成部分（很?。M管它們有其自身結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、生物功能，但其不能代表食品。4.相互作用：食品中的各類化學(xué)物質(zhì)共處同一體系中，肯定存在著復(fù)雜的相互作用，這種相互作用決定食品物質(zhì)的存在形式，食品的質(zhì)構(gòu)、品質(zhì)、加工特性、安全性等多個(gè)方面。從這種角度認(rèn)識(shí)食品物質(zhì)，是食品化學(xué)研究領(lǐng)域的新課題。2.3食品中的物質(zhì)體系2.3.1物質(zhì)的現(xiàn)代認(rèn)識(shí)1.物質(zhì)具有不同的類型，各類型的物質(zhì)均有自身固定的組成、結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和生物學(xué)功能；2.僅靠已知的物質(zhì)類型，難以形成豐富多彩的生命形態(tài)及五彩繽紛的自然世界。

3.自然界中的物質(zhì)可以通過不同的形式相互組合起來形成新的物質(zhì)形式或物質(zhì)體系。這些新的物質(zhì)形式或物質(zhì)體系能夠產(chǎn)生新的、復(fù)雜得多的生命體系或生物學(xué)功能；4.由不同類型物質(zhì)組合成新物質(zhì)體系的重要形式是分子自組裝。分子自組裝的本質(zhì)原因是分子間弱鍵的形成。2.3.2對(duì)于食品物質(zhì)體系的簡單描述2.3.3食品物質(zhì)體系的基本特點(diǎn)

a.既可由多個(gè)同類物質(zhì)分子組成，也可由多個(gè)不同類型物質(zhì)分子組成；如有色物質(zhì)、酶體系等均由多個(gè)同類型物質(zhì)分子形成；而糖蛋白、脂蛋白、核蛋白等均由不同類型的多個(gè)分子形成；

b.多分子體系的結(jié)構(gòu)形式遠(yuǎn)比單個(gè)分子復(fù)雜；多分子體系的結(jié)構(gòu)是多層次的，其主要內(nèi)容是空間的、立體的，特別是構(gòu)象，是生物分子相互結(jié)合的基礎(chǔ)及結(jié)果，是生物活性的主要基礎(chǔ)。生物分子或分子體系的構(gòu)象是固定的，有特種形式的；

c.多分子體系的理化性質(zhì)、體內(nèi)代謝過程及生物學(xué)功能與單個(gè)分子有較大的差別。多分子體系的形成，會(huì)影響人體的消化吸收過程；會(huì)賦予食品成分一些新的性質(zhì)及功能。2.4超分子及超分子的形成2.4.1一些概念分子化學(xué)（molecularchemistry）：以共價(jià)鍵為基礎(chǔ)，以分子為研究對(duì)象的化學(xué)稱為分子化學(xué)；超分子化學(xué)（supermolecularchemistry）：以多種弱相互作用力（或稱次級(jí)鍵）為基礎(chǔ)，以由兩個(gè)或兩個(gè)以上分子通過弱相互作用力形成的高層次組裝為研究對(duì)象的化學(xué)稱為超分子化學(xué)；分子識(shí)別：指主體（受體）對(duì)客體（底物）選擇性結(jié)合并產(chǎn)生某種特定結(jié)合形式和功能的過程.分子組裝：指多個(gè)分子通過分子識(shí)別形成超分子的過程。2.4.2超分子化學(xué)研究的對(duì)象及其意義超分子化學(xué)主要研究超分子體系中基元結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和合成、體系中弱相互作用、體系的分子識(shí)別和組裝、體系組裝體的結(jié)構(gòu)和功能以及超分子材料和器件等等。超分子化學(xué)是化學(xué)和多門學(xué)科的交叉領(lǐng)域；它不僅與物理學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等相互滲透形成了超分子科學(xué)，更具有重要理論意義和潛在前景的是在生命科學(xué)中的研究和應(yīng)用；如生物體內(nèi)具有特定結(jié)構(gòu)和功能的超分子、物質(zhì)體系、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)乃至組織器官的形成，小分子和大分子之間高度特異的識(shí)別在生命過程的調(diào)控、生物體內(nèi)信息的傳遞（其本質(zhì)包括電子轉(zhuǎn)移、能量傳遞、物質(zhì)傳輸和化學(xué)轉(zhuǎn)換等）和生物體中受體-底物相互作用等。如果說20世紀(jì)是分子世紀(jì)，21世紀(jì)即為分子聚集體的世紀(jì)！2.4.3弱相互作用及其超分子的形成構(gòu)成超分子的基本構(gòu)件是數(shù)量無比巨大的各種天然和人工合成的分子（目前已知的有機(jī)分子種類已達(dá)1000多萬種），也包括了無機(jī)物質(zhì)。因此超分子的種類應(yīng)該是無窮無盡的。形成超分子的弱相互作用包括氫鍵、靜電引力、范德華力、π體系堆積力及疏水作用力等。超分子是通過分子識(shí)別、弱作用力相互作用、自組裝的方式或過程形成的。分子識(shí)別具有時(shí)間、空間適應(yīng)性的特點(diǎn)，即主體和客體之間時(shí)間的適應(yīng)性和空間的契合性。這種識(shí)別和結(jié)合是多位點(diǎn)的、幾何尺寸和空間形象相匹配的、定向的、總結(jié)合力能夠保證超分子在某種程度上穩(wěn)定存在并發(fā)揮不同于各個(gè)基元單位的生物學(xué)作用。2.4.4一些超分子體系舉例一、生物膜組裝體系二、血紅蛋白超分子

三、人工合成的碳納米管（由環(huán)多肽通過分子間的多重氫鍵自組裝形成，是一類性能優(yōu)越的離子通道）四、人工合成的具有分子識(shí)別能力的樹狀超分子圖1所示結(jié)構(gòu)可以識(shí)別