Биохимия сельскохозяйственной продукции. Биологическая и пищевая ценность сырья и продукции

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ 

Н.Ю. Степанова 

БИОХИМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ 
ПРОДУКЦИИ 

Биологическая и пищевая ценность 
сырья и продукции 

У Ч Е Б Н О Е
П О С О Б И Е

для обучающихся по направлению подготовки 
35.03.07 Технология производства и переработки 
сельскохозяйственной продукции 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 
2018

УДК 577.1 

Степанова 
Н.Ю. 
Биохимия 
сельскохозяйственной 
продукции. 
Биологическая и пищевая ценность сырья и продукции: учебное пособие 
для обучающихся по направлению подготовки 35.03.07 Технология 
производства и переработки сельскохозяйственной продукции. – СПб.: 
СПбГАУ. –  2018. – 81 с. 

Рецензенты: 
кандидат технических наук, доцент кафедры пищевой биотехнологии 
продуктов из растительного сырья Института холода и биотехнологий 
СПбНИУ ИТМО И.В. Смотраева; 
кандидат сельскохозяйственных  наук, доцент кафедры плодовощеводства 
СПбГАУ Н.Н. Горбачева 

Учебное пособие «Биологическая и пищевая ценность сырья и 
продукции» по дисциплине «Биохимия сельскохозяйственной продукции» 
составлено с целью повышения качества подготовки бакалавров в 
соответствии 
с 
требованиями 
Федерального 
государственного 
образовательного стандарта высшего образования по направлению 
подготовки 
35.03.07 
Технология 
производства 
и 
переработки 
сельскохозяйственной продукции (уровень бакалавриата),  утвержденного 
приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 
12 ноября 2015 года № 1330 

Рекомендовано к изданию и публикации на электронном носителе для 
включения 
в 
информационные 
ресурсы 
университета 
согласно 
лицензионному 
договору 
Учебно-методическим 
советом 
СПбГАУ, 
протокол №  5  от 28 июня  2018 года 

    © Степанова Н.Ю.,  2018 
     © ФГБОУ ВО СПбГАУ, 2018

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Введение……………………………………………………….. 
1.
Объекты, задачи и методы биохимии………………… 
1.1.  Задачи и методы биохимии…………………………. 
1.2.  Основные открытия и достижения биохимии……... 
1.3.  Основные направления биохимии………………….. 
2.
Состав,
строение 
и 
биологические 
функции 
основных органических веществ……………………… 
2.1. Характеристика, классификация и строение 
 углеводов………………………………………............ 
2.2. Строение и функции простых липидов и 
       фосфолипидов………………………………………… 
2.3. Строение, свойства и классификация белков, 
       аминокислот, нуклеотидов………………………….. 
2.4. Строение и свойства витаминов……………………. 
Контрольные вопросы…………………………………............ 
3.
Ферменты и биохимическая энергетика……………. 
3.1.  Строение и общие свойства ферментов……………. 
3.2.  Основные типы коферментов. Единицы активности 
ферментов…………………………............................... 
4.
Обмен углеводов, липидов и азотистых веществ
в организмах…………………………………………… 
4.1. Биохимические процессы брожения и превращения 
углеводов……………………………………………… 
4.2.  Синтез 
и 
распад 
жиров, 
фосфолипидов 
и 
гликолипидов. Окисление глицерина и жирных 
кислот………………………………………………….. 
4.3.  Синтез 
и 
распад 
белков, 
нуклеотидов 
и 
нуклеиновых кислот…………………………….......... 
Контрольные вопросы…………………………………............ 
5.
Органические кислоты и вещества вторичного
происхождения…………………………………………… 
5.1.  Биохимическая 
характеристика 
органических 
кислот………………………………………………… 

  3 
  5 
  5 
  6 
  9 

10 

10 

12 

17 
22 
30 
31 
31 

33 

40 

40 

46 

53 
60 

61 

61 

5.2.  Фенольные соединения и их функции……………… 
5.3.  Строение и свойства дубильных веществ и 

алкалоидов…………………………………………….. 

6. Биохимия растительных продуктов……………........... 

6.1.  Химический состав зерна злаковых, зернобобовых 

и масличных культур…………………………………. 

6.2.  Химический 
состав 
картофеля, 
корнеплодов, 

плодов и овощей……………………………………… 

Контрольные вопросы…………………………………............ 
Заключение…………………………………………………… 
Список использованной литературы…………………….. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

 

62 

 

69 
71 

 

71 

 

76 
79 
80 
81 

 

 

 
 
 

 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Целями 
освоения 
дисциплины 
являются: 

формирование современных представлений, знаний и умений 
о превращениях веществ и энергии в живых организмах, 
химическом 
составе 
сельскохозяйственной 
продукции 

растительного и животного происхождения, биохимических 
процессах, происходящих в ней при хранении и переработке. 

Дисциплина 
«Биохимия 
сельскохозяйственной 

продукции» 
участвует 
в 
формировании 
следующих 

компетенций: 
общепрофессиональные компетенции: 
ОПК-2 – способность использовать основные законы 
естественнонаучных 
дисциплин 
в 
профессиональной 

деятельности, применять методы математического анализа и 
моделирования, 
теоретического 
и 
экспериментального 

исследования; 
ОПК-6 
– 
готовность 
оценивать 
качество 

сельскохозяйственной продукции с учётом биохимических 
показателей и определять способ её хранения и переработки; 
профессиональные компетенции: 
ПК-7 – готовность реализовывать качество и безопасность 
сельскохозяйственного сырья и продуктов его переработки в 
соответствии 
с 
требованиями 
нормативной 
и 

законодательной базы; 
ПК-20 – способность применять современные методы 
научных исследований в области производства и переработки 
сельскохозяйственной продукции. 

Планируемые результаты обучения по дисциплине. 
В 
результате 
освоения 
компетенции 
ОПК-2 

обучающийся должен: 
знать: 
законы 
естественных 
дисциплин, 
методы 

теоретического и экспериментального исследования; 

уметь: использовать основные законы естественнонаучных 
дисциплин в профессиональной деятельности; 
владеть: 
методами 
математического 
анализа 
и 

моделирования 
теоретического 
и 
экспериментального 

исследования. 

В 
результате 
освоения 
компетенции 
ОПК-6 

обучающийся должен: 
знать: 
методы 
оценки 
качества 
сельскохозяйственной 

продукции и её биохимические показатели; 
уметь: оценивать качество сельскохозяйственной продукции 
с учётом биохимических показателей; 
владеть: 
методиками 
проведения 
оценки 
качества 

сельскохозяйственной продукции. 

В 
результате 
освоения 
компетенции 
ПК-7 

обучающийся должен: 
знать: 
показатели 
качества 
и 
безопасности 

сельскохозяйственного сырья и продуктов переработки; 
уметь: 
оценивать 
качество 
и 
безопасность 

сельскохозяйственного сырья и продуктов переработки; 
владеть: требованиями нормативной и законодательной базы. 

В 
результате 
освоения 
компетенции 
ПК-20 

обучающийся должен: 
знать: основные научные исследования проводимые в стране 
и зарубежном в области производства и переработки 
сельскохозяйственной продукции согласно утверждённым 
программам; 
уметь: 
применять 
современные 
методы 
научных 

исследований в области производства и переработки 
сельскохозяйственной продукции согласно утверждённым 
программам; 
владеть: методиками проведения научных исследований в 
области производства и переработки сельскохозяйственной 
продукции согласно утверждённым программам. 

 

1. ОБЪЕКТЫ, ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ БИОХИМИИ 

 

1.1. Задачи и методы биохимии 

 

Биологическая химия (биохимия) - это наука о 

веществах, входящих в состав живых организмов, и о 
химических превращениях одних биогенных веществ (т.е. 
веществ, 
синтезируемых 
живой 
природой) 
в 
другие 

биогенные вещества.  

Биохимия 
изучает 
процессы, 
протекающие 
в 

организме как in vitro (в колбе), так и in vivo (в живых 
системах). 

Биологическая химия решает большое число задач.  
1. 
Познание 
молекулярных 
механизмов 

физиологических, 
генетических 
и 
иммунологических 

процессов жизнедеятельности в норме и при патологии и 
действии на организм различных факторов. 

2. 
Совершенствование 
методов 
профилактики, 

диагностики и лечения заболеваний. 

3. 
Разработка 
новых 
лекарственных 
средств, 

нормализующих обменные процессы. 

4. 
Разработка 
научных 
основ, 
рационального, 

сбалансированного питания, здорового образа жизни. 

Методы анализа (определения) состава организма 

подразделяются на физические и химические.  

Физические методы – это методы, неразрушающие 

изучаемый объект. Используются в основном спектральные 
свойства вещества. Разделы физической химии (физхимии), 
применяющиеся 
при 
исследованиях: 
термодинамика, 

кинетика, строение вещества. 

Химический анализ подразделяется на качественный 

(из чего состоит данная биологическая проба или объект) и 
количественный (сколько этих веществ в объекте или пробе). 
Химический анализ – это аналитическая химия.  

Например, при помощи количественного химического 

анализа было определено, что в человеке содержится около 
10 кг сухого вещества. 

 

1.2. Основные открытия и достижения биохимии 

 
Биохимия – это сравнительно молодая наука, она 

возникла на рубеже 19 в. Впервые в научной литературе 
термин «биохимия» использовал в 1903 году немецкий 
химик Карл Нойберг.  

Как наука биохимия сформировалась относительно 

недавно, однако корни ее уходят в глубокую древность. Так, 
на основе биохимических процессов развивались такие 
производства как сыроварение, хлебопечение, виноделие, 
выделка кожи и т.д. 

Авиценна 
(980-1037) 
– 
разработал 
первую 

химическую классификацию веществ, применяемых в 
медицине, и изложил ее в труде «Канон врачебной науки». 

Средние века, период «алхимии» – это попытки 

создания химическим путем «панацеи» от всех болезней. 
16-17 вв. – появилось особое направление «ятрохимия» (от 
греч. «ятрос» – врач). Немецкий врач-ятрохимик Парацельс 
выдвинул прогрессивное по тем временам предположение о 
тесной связи химии и медицины. 

Ван-Гель-Монт высказался о наличии в живых 

организмах 
факторов, 
участвующих 
в 
различных 

химических процессах. 

17-18 вв. – немецкий химик и врач Шталь 

сформулировал 
теорию 
горючего 
начала 
– 
теорию 

«флогистона»: якобы в процессе горения из горючего 
вещества 
выделяется 
особое 
невесомое 
вещество 
– 

флогистон. 
Эти 
метафизические 
воззрения 
были 

опровергнуты работами Ломоносова и Лавуазье, которые 
открыли законы сохранения массы. Лавуазье показал, что 

при горении, так-же как и при дыхании, поглощается О2 и 
выделяется СО2. 

К концу 18 в. был накоплен большой практический 

материал и выделено огромное количество органических 
соединений растительного и животного происхождения. 
Работы 
Реомюра 
и 
Спалланцони 
положили 
начало 

изучению ферментов пищеварительных соков. 

1814 г. – русский ученый Кирхгофф описал 

осахаривание крахмала под действием фермента амилазы. 
Либих (1839) выяснил, что главные компоненты животных 
и 
растений 
– 
это 
белки, 
жиры, 
углеводы. 

Бертло (1854) – провел синтез жиров; Бутлеров (1861) – 
синтез углеводов. 

Накопление большого числа сведений о химическом 

составе животных и растений, химических превращениях, 
которые в них происходят, привело к систематизации уже 
имеющихся данных в учебных руководствах Либиха – в 
Европе, Ходнева – в России. 

Таким образом, в конце 19 в. появилась новая 

отрасль химии – биологическая химия, т.е. химия жизни, 
химия жизненных процессов.  

Открытие швейцарским ученым Мишером в 1869 г. 

ДНК привело к изучению нуклеиновых кислот (НК). Были 
поставлены первые опыты по взаимопревращению жиров, 
белков, углеводов. Возникло учение о витаминах (Лунин, 
Эйкман, Функ и другие), о ферментах (Манасеина, Павлов), 
гормонах (Бернар). 

В 20 в. биохимия достигла подлинного расцвета: 

Фишером была обоснована пептидная теория строения 
белков; Кноопом, Ленинджером – окисление и биосинтез 
жирных кислот; Кребсом, Мейергофом – созданы схемы 
биохимических превращений углеводов и образования 
АТФ. К середине 20-го столетия были заложены серьезные 
основы к развитию таких направлений, как биоэнергетика,