氨基酸在体内的代谢包括两个方面：一方面主要用以合成机体自身所特有的蛋白质、多肽及其他含氮物质；另一方面可通过脱氨作用、转氨基、联合脱氨基、脱酰胺基和脱羧作用，分解成α-酮酸、胺类及二氧化碳。
1.脱氨基作用是氨基酸分解的最重要的一步，包括氧化脱氨基、非氧化脱氨基。
（１）氧化脱氨基：氨基酸脱去?-氨基后转变成相应的酮酸，主要是二羧基氨基酸的氧化脱氨。如谷氨酸在谷氨酸脱氢酶的催化下，氧化脱氨生成?-酮戊二酸；
（２）非氧化脱氨基：非氧化脱氨基也包括多种方式，如还原脱氨基作用，水解脱氨基作用，脱水脱氨基作用，脱硫氢基脱氨基作用，氧化-还原脱氨基作用。
2 转氨基作用： 一种?-氨基酸的氨基可以转移到?-酮酸上，而生成相应的?-酮酸和?-氨基酸，这种作用叫转氨基作用，也叫氨基移换作用。如L-谷氨酸的氨基转移给丙酮酸
3联合脱氨基作用 L-氨基酸先与?-酮戊二酸经转氨作用变为相应的酮酸与谷氨酸，谷氨酸再经谷氨酸脱氢酶作用重新变成?-酮戊二酸，同时放出氨。这种脱氨基作用是转氨基作用和氧化脱氨基作用配合进行的，所以叫联合脱氨基作用。嘌呤核苷酸循环为联合脱氨基的另一种形式。
4 脱酰胺基作用：酰胺也可以在脱酰胺酶作用下脱去酰胺基，而生成氨基酸，谷氨酰胺和天冬酰胺可在谷氨酰胺酶和天冬酰胺酶的作用下分别发生脱酰胺基作用而形成相应的氨基酸。 5 脱羧基作用
（１）直接脱羧基作用 氨基酸在脱羧酶催化下脱去羧基生成胺。二羧基氨基酸主要在α-位上脱羧，所生成的产物不是胺，而是另一种新的氨基酸。
（２）羟化脱羧基作用：酪氨酸在酪氨酸酶催化下发生羟化而生成3，4-二羟苯丙氨酸，后者可脱羧生成3，4-二羟苯乙胺，简称多巴胺
简述高能磷酸化合物的概念及ATP的结构特性
机体内有许多磷酸化合物，其磷酸基团水解时可释放出大量的自由能，这类化合物称为高能磷酸化合物。
ATP水解时释放出较高的标准自由能，和它的结构特点有直接关系。它是一份分腺嘌呤，一分子核糖和三个相邻的磷酸基团构成的核苷酸。在它的结构中除酸酐键本身的特点：腺苷三磷酸中酸酐键的共振稳定性小于磷脂键型之外，影响自由能释放的还有三个重要的因素。
其一是它的三个磷酸基团，使它在pH7.0时带有4个负电荷并在
有10-7摩尔浓度，根据质量作用定律，H+离子的低浓度即导致ATP4-向分解的方向进行，如下式所示：
其二是ATP在 pH7.0时它所带的 4个电荷的作用，这4个负电荷在空间上相距很近，它们互相排斥，当ATP的末端磷酸基团脱下后，分子内相同电荷的斥力由于形成ADP3-和HPO42-而缓和。ADP3-和HPO42-再结合而形成ATP分子的可能性极小，因此促使ATP向水解的方向进行。
其三是ATP水解后所形成的产物ADP3-和HPO42-都是共振杂化物，其中某些电子所处的位置和在ATP分子中相比， 正是具有最小能量的构象形式，因此当ATP水解时产物ADP3-和HPO42-中的电子可降到最低能水平而促使ATP释放较多的自由能。
简述蛋白质功能的多样性
1 催化，蛋白质的一个最重要的生物功能是作为生物体新陈代谢的催化剂，，是中间代谢的推动者——酶。
2 调节 许多蛋白质能调节其他蛋白质执行其生理功能的能力，这些蛋白称为调节蛋白。如激素，其中胰岛素，是调节葡萄糖代谢的激素，人体缺少胰岛素即患糖尿病。
3 转运 转运蛋白其功能是从一地到另一地转运特定的物质。它们能够结合并且运输特殊的分子，例如血红蛋白在血液中能运输氧，无脊椎动物则以血蓝蛋白运输氧。血清蛋白在血液中运输脂肪酸，β-脂蛋白在血液中运输脂类，细胞色素在叶绿体和线粒体内担任传递电子的功能。
4 贮存 在动植物中有些蛋白质主要是作为贮藏物，生物体必要时就利用蛋白质作为提供充足氮素的一种方式，如植物种子中的谷蛋白、醇溶蛋白等可供种子萌芽时利用。动物的卵清蛋白及酪蛋白等也是贮藏蛋白。 5 运动 某些蛋白质赋予细胞以运动的能力，肌肉收缩与细胞游动是细胞具有这种能力的代表
6 结构成分 这类蛋白叫结构蛋白，它们构成动植物机体的组织和细胞。在高等动物中，纤维蛋白、胶原是结缔组织及骨骼中的结构蛋白，α-角蛋白是组成毛、发、羽毛、角、皮肤的结构蛋白。膜蛋白是细胞各种生物膜的重要成分，它与带极性的脂类组成膜结构。在真核细胞中膜占有细胞的很大部分，因此膜蛋白在细胞中是最丰富的蛋白质之一。
7 支架作用 这类蛋白在细胞答应激素和生长因子的复杂途径中起作用 8 防御和进攻 这类蛋白在细胞防御、保护和开发方面的作用是主动地，如动物体中的免疫球蛋白是抗体，具有保护功能，能防御病毒的侵染。此外起防御和开发作用的一些蛋白，包括蛇毒和蜂毒的溶血蛋白和神经毒蛋白以及植物毒蛋白和细菌毒素。
9 异常功能 许多种蛋白质具有其它的生物功能，昆虫翅膀的铰合部存在一种具有特殊弹性的蛋白叫节肢弹性蛋白，某些海洋生物如贝类分泌一类胶质蛋白，能将贝壳牢固地粘在岩石或其他硬表面上
简述常见的二糖及其单糖组成
二糖是由两个单糖分子通过糖苷键连接而形成的化合物的统称。
常见的二糖有
1、麦芽糖(葡萄糖-α-1,4-葡萄糖苷)
麦芽糖是由两个葡萄糖通过α-1,4-糖苷键连接而成的糖，两个葡萄糖分子缩合、失水形成的双糖。大量存在于发芽的谷粒，特别是麦芽中。淀粉、糖原被淀粉酶水解也可产生少量麦芽糖。麦芽糖分子内有一个游离的苷羟基具有还原性，是还原糖。在水溶液中有变旋现象且能成脎，极易被酵母发酵。 2、乳糖(葡萄糖-β-1,4-半乳糖苷) 是哺乳动物乳汁中主要的糖，是乳婴食物中唯一的糖。它是由葡萄糖和半乳糖通过β-1,4-糖苷键连接而成，葡萄糖和半乳糖各一分子缩合、失水形成的。乳糖不易溶解，味不甚甜。具有还原性，且能成脎。纯酵母不能使它发酵，能被酸水解，右旋，其比旋光度与葡萄糖的相近。 2、蔗糖[α-葡萄糖-(1,2)-β-果糖苷]
是由葡萄糖残基和果糖残基通过α-1,β-2-糖苷键连接而成，葡萄糖和果糖各一分子缩合、失水形成的。蔗糖很甜，易结晶，易溶于水，但较难溶于乙醇。若加热至160℃，便成为玻璃样的晶体；加热至200℃便成为棕褐色的蔗糖。它没有自由醛基，无还原性。右旋，比另一水解产物葡萄糖的比旋光度的绝对值大，使水解溶液具有左旋性。
4纤维二糖[β-葡萄糖-(1,4)-β-葡萄糖苷]
是纤维素的基本构成单位。水解纤维素时可得到纤维二糖。纤维二糖由两个β-D-葡萄糖通过C1—C4相连，它与麦芽糖的区别是纤维二糖为β-葡萄糖苷。 5、龙胆二糖[β-葡萄糖-(1,6)-α-葡萄糖苷]
龙胆二糖存在于苦杏仁苷及藏红花中，它是由2个葡萄糖单位通过1,6键结合而成的。
6、蜜二糖[α-半乳糖-(1,6)-α-葡萄糖苷]
蜜二糖是棉籽糖的组成成分，它是由半乳糖与葡萄糖以1,6键缩合而成的双糖。
7、海藻二糖[α-葡萄糖-(1,1)-α-葡萄糖苷]
海藻二糖存在于海藻、真菌及卷柏中，由2个葡萄糖分子通过它们的第一碳原子结合而成，故无还原性。
美拉德反应的机理及其在食品工业的重要应用
1912年法国化学家Maillard发现甘氨酸与葡萄糖混合加热时形成褐色的物质。这一反应被称为美拉德反应。 反应机理：
（1）起始阶段： 包括羰基缩合与分子重排。
1、席夫碱的生成(Shiffbase)：氨基酸与还原糖加热，氨基与羰基缩合生成席夫碱。
2、N-取代糖基胺的生成：席夫碱经环化生成N-葡萄糖基胺
3、 Amadori化合物生成：N-取代糖基胺经Amiadori重排形成果糖胺。果糖胺进一步与一分子葡萄糖进 行羰氨缩合、重排生成双果糖胺。 （2）中间阶段: 重排后的果糖胺进一步降解的过程。
1 果糖胺脱水生成羟甲基糠醛，羟甲基糠醛积累后导致褐变；
2 果糖胺脱去胺残基重排形成还原酮，还原酮不稳定，进一步脱水后与胺类化
合物缩合；
3 氨基酸与二羰基化合物作用（Strecker降解），产生Strecker醛类 （3）终止阶段: 羟醛缩合与聚合形成褐色色素，也叫类黑精。
重要应用：在面包生产、咖啡、红茶、啤酒、 糕点、酱油、肉类香精等生产中利用Maillard反应 产生特殊风味: 可以通过控制原材料、温度及加工方法，制备各种不同风味、香味的物质。 1 美拉德反应与食品色泽
一般来说， 将食品加热或将食品长期贮藏就会产生类黑精褐色色素。含有类黑精的食品有很多，如面包、烤肉、烤鱼、咖啡、麦茶等。而酱油、豆酱等调味品中褐色色素的形成也是因为美拉德反应。这些食品经加工后会产生非常诱人的金黄色至深褐色，增加人们的食欲。在奶与奶制品的加工与贮藏中也会发生非酶褐变而生成棕褐色物质。但这种褐变却不是人们所期望的，而是食品厂家所要极力避免的。在面包生产的工序中，色泽变化的基础物质是含有还原基的糖与含有氨基的化合物。添加不同的氨基酸与糖类，可使面包表皮产生金黄色、黄色、明亮的褐色以及深褐色。在生产上可用控制还原糖的量来调节褐变的程度， 也可用增减氨基酸的量来控制。另外，在焦糖色素生产工艺中也应用到美拉德反应，这种工艺是在糖质原料中加入一定量的含氨基化合物，在125～140℃ 下使之进行反应生产焦糖色素。 2美拉德反应与食品香味
天然食品香气物质的来源主要有两个方面： 一是在动植物生长或加工过程中，由酶促反应形成的食品香味料，二是食品在蒸煮、焙烤及煎炸中产生的食品香料，即食物经加热而分解、氧化、重排或降解，形成香味前体，进而生成具有特殊风味的食品香料，一般称为热加工食品，亦叫反应食品香料，如烤面包、爆花生米、炒咖啡等所形成的香气物质。这类香气物质形成的化学机理就是美拉德反应。酱香型白酒香味物质的产生、风格的形成，也是美拉德反应的结果。酱香型白酒的高温大曲的制作及酿酒发酵过程，均在微酸或偏酸的条件下进行，反应产物主要是衍生物一糠醛类风味成分。美拉德反应所产生的糠醛类、司二羰基化合物、吡喃类及吡嗪类化合物，对风格的形成起着决定性作用。食品原料一般都含有还原糖、淀粉，这些物质在加热中生成的香味物质与加热温热时间等条件有关。食品在加热过程中所发生的美拉德反应包括氧化、脱羧、缩合和环化反应生成各种香味特征的香味物质，如含氧、含氮杂环化合物，包括氧杂环的呋喃类，氮杂环类，含硫杂环的噻吩和噻唑类。选用不种的氨基酸和糖在不同的温度等条件下反应，可有目的性获得含有吡嗪类类、呋喃类等不同香型 的香味料。
它应用于食品香精生产应用之中，该技术在肉类香精及烟草香精中有非常好的应用。所形成的香精具天然肉类香精的逼真效果,具有调配技术无法比拟的作用。美拉德反应技术在香精领域中的应用打破了传统的香精调配和生产工艺的范畴,值得大力研究和推广,尤其在调味品行业。目前国外市场上出售的各类巧克力香精、面包香精、咖啡香精、坚果香精(如胡桃、杏仁、榛子等) 及肉类香精都是美拉德反应的产物。 3 美拉德反应与食品营养
美拉德反应对食品营养的影响包括降低蛋白质的营养质量、蛋白质改性
以及抑制胰蛋白酶活性等。对于粮食制品， 美拉德反应无疑会使其蛋白质的生物价更低。奶与奶制品中的氨基酸因形成色素复合物和在斯特勒克降解反应中被破坏而造成损失。色素复合物以及与糖结合的酪蛋白不易被酶所分解，因而降低了氮的利用率。组成蛋白质的所有氨基酸中，赖氨酸的损失是最大的。因为它的游离氨基最易和羰基相结合。由于赖氨酸是许多蛋白质中的限制性氨基酸，因而它的损失较大地影响了蛋白质的营养质量。应用美拉德反应，不添加任何化学试剂， 在控制的条件下，使蛋白质、糖类发生羰氨缩合作用，生成蛋白质一糖类共价化合物。该化合物比原来蛋白质的功能性质得到极大的改善，无毒，且具有较强的乳化活力和较大的抵抗外界环境变化的能力，扩大了蛋白质在食品和医药方面的用途。合成的糖基化蛋白在较低的离子强度或天然乳球蛋白的等电点pH 仍表现出较高的溶性。糖基化也提高了蛋白质的热稳定性。并且，随着糖基化程度的提高， 糖基化蛋白质的功能特性也随之提高 。另外， 美拉德反应的终产物一类黑精具有很强的抑制胰蛋白酶的作用，现已知道， 胰蛋白酶在胰脏产生，若此酶被抑制，就会引起胰脏功能的昂进，促进胰岛素的分泌。含有类黑精的豆酱可作为促进胰岛素分泌的食品， 有待用于糖尿病的预防和改善。 4 美拉德反应产物的抗氧化能力
美拉德反应产物具有一定的抗氧化能力。并研究了其对于冷藏的加工牛排脂类氧化的抑制作用。结果表明，不同来源的美拉德反应产物具有很好的抑制脂类氧化作用，木糖一赖氨酸、木糖一色氨酸、二羟基丙酮一组氨酸和二羟基丙酮一色氨酸的美拉德反应产物对脂类氧化具有较好的抑制作用。水解蛋清产物一葡萄糖的美拉德反应产物对烹饪牛排在冷藏过程中有很好的抑制脂类氧化作用；另一方面，在香肠中添加由组氨酸一葡萄糖或酶水解血蛋白产物一葡萄糖的美拉德反应产物。可以大大提高香肠在冷冻过程中的氧化稳定性，也可抑制烹饪牛排的氧化酸败。木糖、葡萄糖、果糖与氨基酸的美拉德反应产物也能很好地抑制亚油酸的氧化。
5美拉德反应产物的抗突变作用
有关美拉德反应在食品卫生领域的研究主要集中在美拉德反应产物对变异原性物质的抗突变作用。最近的研究显示， 除了常量和微量营养素以及一些致突变致癌物外， 人类的食品中含有大量的抗突变物。美拉德反应产物就是其中的一种， 例如从酱油、黑啤酒、焦糖、糖蜜中分离出来的类黑精都具有很强的抗诱变活性。
综上所述， 美拉德反应对食品在加工与贮藏中的影响既有人们所期望的， 也有人们所不期望的，这些都必须引起食品工程技术人员足够的重视。食品工程技术人员的研究任务就是要在正反两方面影响之间找到一个最佳平衡点。例如， 在谷物类制品的烘烤中既得到最佳的风味， 又减少营养成分的损失； 在奶制品的生产中既减少或避免其发生褐变，又增加产品中抗氧化物质的积累。对美拉德反应逐渐深入的研究， 不仅有助于传统的食品加工工艺，如焙炒、烘烤、蒸煮等， 还将有利于微波食品、挤压膨化食品等新兴食品的开发
试叙述淀粉糊化及老化作用，及在食品工业中控制淀粉老化的方法及应用
淀粉糊化： 淀粉粒在适当温度下，在水中溶胀，分裂，形成均匀的糊状溶液的