第4節(jié)基本營養(yǎng)物質(zhì)

生命活動需要一系列復雜的化學過程來維持，食物中的營養(yǎng)物質(zhì)是這些過程的物質(zhì)和能

量基礎(chǔ)。我們己經(jīng)知道，營養(yǎng)物質(zhì)主要包括糖類、蛋白質(zhì)、油脂（脂肪）、維生素、無機鹽

和水。除了水，人們每天攝入量較大的是糖類、蛋白質(zhì)和油脂這三類有機物，它們既是人體

必須的基本營養(yǎng)物質(zhì)，也是食品工業(yè)的重要原料。

知識點1、糖類

1.糖類定義：

糖類是多?羥?基?醛?、多?羥?基?酮?和它們的脫水縮合物。

2.糖類組成：

由___________三種元素組成。人們最初發(fā)現(xiàn)的這一類化合物的化學組成大多符合

C”（Hq端的通式，因此糖類也被稱為碳水化合物。.（n、m可以相同，也可以不同，有的糖類

不符合通式，如鼠李糖的分子式為C6Hl2。5。有些有機化合物的分子中氫氧原子個數(shù)之比恰

好是2：1,如甲醛（CH2。）、乙酸（C2H4。2），但不是糖類。）

3.分類及用途

糖類根據(jù)其以及來分類。

類別單糖低聚糖（以雙糖為例）多糖

不能再水解成更1mol雙糖能水解成2mollmol多糖能水解成n

特點

小的糖分子單糖單糖

化學

、C6Hl2。6Ci2H22。"（C6H|（）O5）n

式

常見

葡萄糖、果糖蔗糖、麥芽糖淀粉、纖維素

物質(zhì)

淀粉可用「制造葡萄糖和酒

可用于制造藥品、

用途可用作甜味劑精;纖維素可用于制造無煨火

糖果等

藥、電影膠片的片基、紙張等

葡萄糖和果糖分子式相同，但它們結(jié)構(gòu)卻不同，互為同分異構(gòu)體。蔗糖

是否為同

和乳糖也是相同。但淀粉和纖維素，由于分子式中n的值不確定，所以它們

分異構(gòu)體

不是同分異構(gòu)體。

【歸納提升】單糖的分類：①按照分子中所含的多少，單糖可以分為丙糖、丁糖、

戊糖(如核糖、脫氧核糖)和己糖(如他萄糖、半乳糖、果糖)等；

②按照與皴基連接的的情況不同，單糖又可以分為醛糖和

酮糖，最簡單的醛糖是甘油醛，典型的醛糖是葡萄糖。

4.單糖的性質(zhì)及應(yīng)用

葡萄糖是廣泛存在于水果中的一種“還原性糖”，所以具有還原性。

【實驗77］(1)在試管中加入2mLi0%NaOH溶液，滴加5滴5%C11SO4溶液，得到新

制的CU(OH)20再加入21nLi0%葡萄糖溶液，加熱，觀察現(xiàn)象。

(2)在潔凈的試管中加入1mL2%AgNO3溶液，然后一邊振蕩試管，一邊逐滴加入2%氨

水，直到最初產(chǎn)生的沉淀恰好溶解為止，得到銀氨溶液［Ag(NH3)2OH氫氧化二氨合銀］。再

加入1mL10%匍萄糖溶液，振蕩，然后放在水浴中加熱。觀察現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象：(1)葡糖糖溶液與新制氫氧化銅反應(yīng)，生成磚紅色沉淀；(2)與銀氨溶液反應(yīng)

時，生成銀，在試管內(nèi)壁形成光亮的銀鏡。

葡萄糖與氫氧化銅反應(yīng)葡萄糖與銀氨溶液反應(yīng)(銀鏡反應(yīng))

反應(yīng)方程式：

葡萄糖與氫氧化銅反應(yīng)：CH20H(CHOH)4cH0+

2Cu(OH)2-CH20H(CHOH)4coOH+C112OI+2H2O

葡萄糖與銀氨溶液反應(yīng)：CH20H(CHOH)4cHO+2Ag(NH3”O(jiān)H->H3O+2Agl+

3NH3f+CH20H(CHOH)4coONH4

兩個實驗均可說明葡萄糖具有還原性，都可以月來檢驗葡萄糖，也能證明有機物分

子中含有醛基(一CHO)。

【知識歸納】(1)葡萄糖和果糖的分子組成和結(jié)構(gòu)

分子式最簡式結(jié)構(gòu)簡式官能團

葡萄糖C6Hl2。6CH2OCH2OH(CHOH)qCHO-OH、—CHO

果糖C6Hl2。6CH2OHOCH2(CHOH)3COCH2OH

―OH、—c—

(2)葡萄糖的結(jié)構(gòu)特點

①與果糖分子式相同，但結(jié)構(gòu),兩者互為同分異構(gòu)體。

②屬于多羥基醛，官能團有,既有的性質(zhì)，又有的

性質(zhì)。

(3)化學性質(zhì)

與新制氫鈍化銅懸濁液

醛基的性質(zhì)一

CHO-------?反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀

CHOH

CHOH\「與金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣

CHOH>羥基的性質(zhì)一發(fā)生催化何化反應(yīng)

CHOH/L與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)

Z

CH2OH

a.氧化反應(yīng)

①生理氧化：C6Hi2O6(s)+6O2(g)—^^6CO2(g)+6H2O(l)o

②銀鏡反應(yīng):

CH2OH(CHOH)4CHCM-2Ag(NH3)2OH---TH20H(CHOH)4coONH」(前萄糖酸

?)+2Agl+3NH3+H2O

③與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)

應(yīng)用:這一反應(yīng)可用于尿糖的檢測。

CH2OH(CHOH)4CHO+2CU(OH)2—-~~CH20H(CHOH)4co0H(葡萄糖酸)+C112OI+2H2O

④葡萄糖也能被KMnO4(H+)溶液氧化。

b.加成反應(yīng)

CH20H(CHOH)4cHOH2―-~~>CH20H(CHOH)4cH20H(己六醇)

c.酯化反應(yīng)：分子中含有醇羥基，可與按酸發(fā)生酯億反應(yīng)。

y西tv

d.發(fā)酵反應(yīng)：C6Hl------------二2cH3cH2OH+2cO?f。

5.低聚糖的性質(zhì)及應(yīng)用

⑴低聚糖

a.概念：通常把由不到單糖縮合形成的糖類化合物稱為低聚糖，低聚糖初底

水解后將得到3

b.二糖：

①二糖由單糖分子之間脫去形成。

②常見的二糖：蔗糖、麥芽糖、乳糖、纖維二糖互為同分異構(gòu)體，分子式都為Cl2H22Ono

(2)低聚糖的性質(zhì)

a.水解反應(yīng)：

①蔗糖在硫酸催化作用下水解生成葡萄糖和果糖。

淀

③出現(xiàn)磚紅色沉溶液不變藍色淀粉完全水解

淀

（4）淀粉水解程度的檢驗注意事項

①檢驗水解產(chǎn)物時，首先要加入NaOH溶液中和H2sO4后再進行實驗，否則新制氫氧化銅懸濁

液會與硫酸反應(yīng)而無法得到正確的結(jié)論。

②要驗證混合液中是否還有淀粉應(yīng)直接取水解后的混合液加碘水.而不能在加入NaOH溶液

后再加碘水，否則因碘與NaOH反應(yīng)而不能得到正確的結(jié)論。

③淀粉在酸性條件下水解，酸僅僅起到催化劑的作用，故水解后是葡萄糖和酸的混合液體，而

在使用新制的氫氧化銅懸濁液來檢驗葡萄糖時，必須是在堿性環(huán)境下進行，故水解后的產(chǎn)物應(yīng)

先用堿中和酸至溶液顯堿性后再檢驗。

【知識總結(jié)】（1）淀粉和纖維素的組成

淀粉和纖維素組成都可以用表示。都是高分子化合物，二者同分異

構(gòu)體。

（2）化學性質(zhì)

a.水解反應(yīng)

淀粉在淀粉酶催化下水解生成,在酸催化下水解則生成0

纖維素完全水解得到葡萄糖?；瘜W方程式為：

硫酸

(C6H,o05)?+nH20―^^nC6Hi206

纖維素葡萄糖

b.纖維素的硝化

纖維素在一定條件下可與濃硝酸發(fā)生酯化反應(yīng)得到纖維素硝酸酯（俗稱硝化纖維），化學

方程式為：

0HONO2

/濃硫酸.

<C?H7O2）<ONO2

(C6H7O2)—OH

比

OHn+3nHNOs—△L0N02」”+3110

（3）淀粉和纖維素的存在及用途

a.屬于天然高分子化合物，是構(gòu)成植物細胞壁的基本成分。一切植物都含纖維素。人體不能

消化纖維素。

淀粉屬于天然高分子化合物，主要存在于植物的_______或塊根里，淀粉在酸或陋的催化作用

下可以逐步水解，最終生成。淀粉是植物貯存能量的主要形式。

b.人類對纖維素利用歷史悠久，其中造紙術(shù)是杰出代表。

c.硝化纖維是一種烈性炸藥，醋酸纖維用于生產(chǎn)電影膠片片基，黏膠纖維用于生產(chǎn)人造絲或

人造棉。

d.在常溫下，淀粉遇碘變藍,可用于檢驗食物中是否含有淀粉。纖維素在一定條件下水解能生

成葡萄糖。

【跟蹤練習】1.下列關(guān)于糖類的說法中，正確的是（）

①糖類物質(zhì)中只含有c、H、0三種元素②糖類都能發(fā)生水解反應(yīng)③淀粉和纖維素分子

式均為（CGHIOOS）,”兩者互為同分異構(gòu)體④淀粉遇加碘鹽變藍色⑤麥芽糖及其水解產(chǎn)物

均能發(fā)生銀鏡反應(yīng)⑥淀粉和纖維素在人體內(nèi)被水解為葡萄糖，是重要的營養(yǎng)物質(zhì)⑦麥芽

糖和蔗糖互為同分異構(gòu)體，二者水解產(chǎn)物相同⑧葡萄糖在酒化酶作用下生成乙醇

A.①②③B.①④⑥C.D.??⑧

2..糖原［?HioCM”］是一種相對分子質(zhì)量比淀粉更大的多糖，主要存在于肝臟和肌肉中，所以

又叫動物淀粉和肝糖。下列關(guān)于糖原的敘述正確的是（）

A.糖原與淀粉、纖維素互為同分異構(gòu)體B.糖原與淀粉、纖維素互為同系物

C.糖原水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖D.糖原具有還原性，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

3.（2021.江西新余檢測）核糖是合成核酸的重要原料，其結(jié)構(gòu)簡式為HOCH2（CHOH）3CHO,

下列關(guān)于核糖的敘述中，不正確的是（）

A.與葡萄糖既不是同系物也不是同分異構(gòu)體B.可以與銀星溶液作用形成銀鏡

C.lmol核糖最多可以和4mol乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)D.不能使酸性高鋅酸鉀溶液褪色

4.（2021?河北石家莊期末）葡萄糖和淀粉是兩種重:要的糖類物質(zhì),下列方法無法鑒別二者水溶

液的是（）

A.光束分別通過兩溶液B.分別向兩溶液中滴加碘水

C.分別向兩溶液中滴加NaOH溶液D.分別向兩溶液中滴加銀氨溶液并水浴加熱

知識點2、蛋白質(zhì)

【實驗】3

（1）向雞蛋清溶液中加入幾滴氯化鈉溶液，觀察現(xiàn)象。再加入蒸儲水，振蕩試管,

觀察現(xiàn)象；

（2）向雞蛋清溶液中加入幾滴醋酸鉛溶液，觀察現(xiàn)象。再加入蒸儲水，振蕩試管,

觀察現(xiàn)象；

（3）向雞蛋清溶液中加入幾滴濃硝酸，加熱，觀察現(xiàn)象；

（4）在酒精燈火焰上分別灼燒頭發(fā)或絲織品，小心聞氣味。

實驗現(xiàn)象：

（I）蛋白質(zhì)凝固，加入蒸儲水后，振蕩試管，蛋白質(zhì)重新溶解；

（2）蛋白質(zhì)凝固，加入蒸偏水后，振蕩試管，蛋白質(zhì)不溶解：

（3）蛋白質(zhì)變黃；

（4）有燒焦羽毛的氣味。

實驗分析：蛋白質(zhì)在接入氯化鈉溶液后出現(xiàn)凝固，后又溶解，說明蛋白質(zhì)的化學性

質(zhì)沒有發(fā)生變化，這個過程成為鹽析；而加入醋酸鉛溶液后，或加熱后，蛋白質(zhì)的化學

性質(zhì)發(fā)生變化，這個過程稱為蛋白質(zhì)的變性；蛋白質(zhì)遇濃硝酸，變黃，這個過程稱為蛋

白質(zhì)的顯色反應(yīng)（主要檢驗蛋白質(zhì)）。

消毒過程也是利用強氧化劑、酒精等物質(zhì)使病菌的蛋白質(zhì)發(fā)牛.變性，使其失去活性。

【知識總結(jié)】1.存在

廣泛存在于內(nèi),是組成的基礎(chǔ)物質(zhì)。動物的肌肉、皮膚、毛發(fā)等的主要成

分都是蛋白質(zhì)。

2.組成及形成過程

（1）由C、H、O、N、S等元素組成，是一類結(jié)構(gòu)非常復雜、相對分子質(zhì)量很大（幾萬到幾

千萬）的有機化合物。

（2）形成過程

蛋白質(zhì)是由氨基酸通過_______等相互連接而形成的一類具有特定結(jié)構(gòu)和一定生物學功能

的生物大分子。

3.性質(zhì)

⑴兩性

在多肽鏈的兩端存在著自由的和,因此蛋白質(zhì)既能與酸反應(yīng)，又能

與堿反應(yīng)。

⑵水解

OHOH

①水解原理:+H，0—?一C—OH+H—N—

___主邂__>水解

②水解過程：蛋白質(zhì)酸、堿或耐多肽一嘖基酸

③蛋白質(zhì)水解生成各種氨基酸。如常見的氨基酸：

甘氨酸（氨基乙酸）：HzN—CH2—COOH

CH3—CH—COOH

I

丙氨酸（a氨基丙酸）：NH2

HOOC—CH2—CHz—CH—COOH

谷氨酸（2氨基I,5戊二酸）：NHZ

r^ji—CH2—CH—COOH

苯丙氨酸（a氨基苯丙酸）：,NHZ

（2）鹽析

①定義：濃的輕金屬鹽溶液或鉞鹽溶液，能使蛋白質(zhì)的溶解度降低而使蛋白質(zhì)從溶液中析出

的過程。實質(zhì)：向蛋白質(zhì)溶液中加入濃的溶液（如飽和硫酸核溶液、硫酸鈉溶液等）,

能夠破壞蛋白質(zhì)溶解形成的膠體結(jié)構(gòu)而降低蛋白質(zhì)的，使蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋砦?/p>

出。

②特點：鹽析是一個可逆過程，繼續(xù)加水時能使沉淀______，不影響蛋白質(zhì)的生理活性,

③應(yīng)用：多次鹽析和溶解可以_____________蛋白質(zhì)。

⑶變性

①概念：蛋白質(zhì)遇到重金屬鹽、強酸、強堿、甲醛、酒精等物質(zhì)，或用紫外線、X射線等照

射蛋白質(zhì)，會生成沉淀。

②特點：變性后的蛋白質(zhì)不能重新溶解，失去原有的,發(fā)生了不可逆的變化。

實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論

加熱后，試管中出

現(xiàn)沉淀，再加水，沉

淀不溶解

加熱、紫外線照射或

加入某些有機化合

f蒸

?CuSO

4懦

溶液=加入CuSO溶液物、酸、堿、重金屬

Jr水4

后，試管中出現(xiàn)沉鹽等,能夠使蛋白質(zhì)

雞蛋清淀、再加水,沉淀不失去生理活性而聚

溶液

溶解沉，而且不可逆，這種

現(xiàn)象叫做蛋白質(zhì)的變

性

乙醇水I面水加入乙醇水溶液

溶液

后,試管中出現(xiàn)沉

淀.再加水,沉淀不

雞蛋清

溶解

溶液、二

(4)顯色反應(yīng)

含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)與濃硝酸作用時會產(chǎn)生黃色固態(tài)物質(zhì)。

(5)蛋白質(zhì)的灼燒

蛋白質(zhì)灼燒時有燒焦羽毛的氣味,常用此性質(zhì)來鑒別蛋白質(zhì)。

4.存在和作用

(1)存在：蛋白質(zhì)是細胞和組織結(jié)構(gòu)的重要組成部分，存在于一切生物體中。

(2)作用：有些蛋白質(zhì)負責輸送氧氣，激素或酶在新陳代謝中起調(diào)節(jié)或催化作用，抗體

能預(yù)防疾病的發(fā)生，核蛋白與遺傳相關(guān)。

5.酶的催化特點

絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，具有催化作用，其催化反應(yīng)具有條件溫和、效率高、高度專一

等特點。

6.蛋白質(zhì)的鹽析和變性比較

項目鹽析變性

蛋白質(zhì)在加熱或加入酸、堿、重金

蛋白質(zhì)在某些鹽的濃溶液中

概念屬鹽等條件下性質(zhì)發(fā)生改變而失去

因溶解度降低而析出

生理活性

特征可逆不可逆

實質(zhì)溶解度降低，物理變化性質(zhì)改變，化學變化

紫外線照射、加熱或加入酸、堿、

堿金屬、鎂、鋁等輕金屬鹽和

條件強氧化劑、重金屬鹽、苯酚、甲醛、

鉉鹽的濃溶液

乙醇等

用途提純蛋白質(zhì)殺菌消毒

【跟蹤練習】I.（2021.云南麗江質(zhì)檢）下列關(guān)于蛋白質(zhì)的說法正確的是（）

A.向蛋白質(zhì)溶液中加入CuSCh、Na2sO4濃溶液，均會使其變性

B.天然蛋白質(zhì)僅由碳、氫、氧、氮四種元素組成

C.蛋白質(zhì)、纖維素?、油脂都是高分子化合物

D.紫外線照射時會變性

2.2018年諾貝爾化學獎在10月3日揭曉，弗朗西斯?阿諾德、喬治?史密斯和格雷戈里?溫特爾

共同獲獎，以表彰他們在韻的定向演化以及用「多肽和抗體的噬菌體展示技術(shù)方面取得的成

果。如圖所示是木瓜蛋白酶（蚩白質(zhì)）的結(jié)構(gòu)，下列說法不正確的是（）

A.醋酸鉛可使木瓜蛋白酶變性B.木瓜蛋白酶含有苯環(huán)，屬于芳香燃

C.木瓜蛋白酶能發(fā)生水解反應(yīng)D.木瓜蛋白酶能與碳酸鈉溶液反應(yīng)生成CO?氣體

3.（2021?江蘇鎮(zhèn)江中學期中）化學在抗擊新冠肺炎中起了重要作用。下列敘述錯誤的是（）

A.傳播新冠病毒的氣溶膠分散質(zhì)粒子直徑大小在1nm?100nm之間

B.免洗洗手液的有效成分活性銀離子能使蛋白質(zhì)變性

C.醫(yī)用消毒劑使用的酒精濃度越高消毒效果越好

D.制作口罩的熔噴布的主要原料聚丙烯（PP）是一種有機高分子材料

知識點3、油脂

油脂是重要的營養(yǎng)物質(zhì)，我們?nèi)粘Ｊ秤玫幕ㄉ?、大豆油、豬油、牛油等都屬于油脂。

室溫下，植物油脂通常呈液態(tài)，叫做油；動物油脂通常呈固態(tài)，叫做脂肪。油脂的密度都比

水的小，黏度比較大，觸摸時有明顯的油膩感。油脂難溶于水，易溶于有機溶劑。食品工業(yè)

根據(jù)這一性質(zhì)，常食用有機溶劑來提取植物種子里的油，例如大豆油的浸出工藝；也常用水

來代替植物種子中的油，例如芝麻油的水代法。

1.組成

油脂是由_________和甘油形成的酯，屬于酯類化合物。

2.結(jié)構(gòu)和分類

（I）油脂的結(jié)構(gòu)

油脂可以看作是高級脂肪酸（如硬脂酸Cl7H35co0H、軟脂酸Cl5H31coOH、油酸

R.COOCHz

I

R2COOCH

I

G7H33coOH等）與甘油（丙三醇）經(jīng)酯化反應(yīng)生成的酯，其結(jié)構(gòu)簡式可表示為R3COOCH2,

其中Ri、R2、R?代表煌基，可以相同,也可以不同。

（2）分類

①根據(jù)脂肪酸的種類：

當脂肪酸相同時，形成的甘油酯稱為同酸甘油三酯（單甘油酯）；當脂肪酸不同時，形

成的甘油酯稱為異酸甘油三酯（混甘油酯）。天然油脂主要是異酸甘油三酯。

②根據(jù)狀態(tài)：

a.油:植物油脂通常呈________如:豆油、花生油等。

b.脂肪:動物油脂通常呈____________，如:牛、羊等的脂肪。

c.?般情況下，脂肪水解得到的主要是飽和脂肪酸，燃基為飽和燃基：油水解得到的主要是

不飽和脂肪酸，燃基中含有較多的鍵。

3.物理性質(zhì)

油脂都難溶于水,易溶于乙醇、乙醛等有機溶劑，密度一般比水小。

4.化學性質(zhì)

酸性水解「高級脂肪酸

油脂一甘油

堿性水解|

L高級脂肪酸鹽

（1）水解反應(yīng)

硬脂酸甘油酯在脂肪能催化的條件卜.水解，方程式為

C1HCOOCHCH—OH

735I2I2

C17H35COOCH3C17H35coOH+CH—OH

I脂肪酶

C17H35COOCH2+3H2O'CH2—OH

(2)皂化反應(yīng)

在堿性條件下油脂與堿作用生成高級脂肪酸鹽和甘油的反應(yīng)稱為皂化反應(yīng)，產(chǎn)物高級脂

肪酸鹽可用于制造肥皂。

CHCOOCHCH—OH

1736I23

G7H35COOCH3G7H35coONa+CH—OH

C17H35COOCH2+3NaOH―—>CH2—OH

(3)氫化反應(yīng)

含有不飽和鍵的油脂可以通過催化加氫的方法轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡透呒壷舅岣视王ァＮ覂H把此

過程稱為“油脂的氫化”或“油脂的硬化“，得到的產(chǎn)物可以用來制肥皂，也可以用「生產(chǎn)人造

奶油。

5.油脂和礦物油的比較

油脂

物質(zhì)