1、第3章：蛋白質(zhì)3.1概述蛋白質(zhì)存在于所有的生物細(xì)胞中，是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，它參與了幾乎所有的生命活動過程。簡單蛋白質(zhì)完全由氨基酸構(gòu)成。結(jié)合蛋白質(zhì)除了蛋白質(zhì)部分外，還有非蛋白成分。5.1.2蛋白質(zhì)的分類依據(jù)溶解特性簡單蛋白質(zhì)的分類種類存在部位溶解特性清蛋白球蛋白動、植物溶于水、稀酸堿鹽，飽和硫酸銨中沉淀溶于水，溶于鹽谷蛋白醇溶蛋白植物種子不溶于水、乙醇及中性鹽，溶于稀酸堿同上，但溶于70%80%乙醇精蛋白組蛋白精細(xì)胞細(xì)胞核溶于水和稀酸，缺色、酪，富精、賴溶于水和稀酸，富精、組硬蛋白動物不溶，如角蛋白、膠原蛋白、彈性蛋白根據(jù)溶解度對簡單蛋白分類溶解性

2、最差的是 蛋白。存在于骨皮殼等。溶解適應(yīng)性較強(qiáng)的是 蛋白。富含組氨酸、存在于細(xì)胞核的是 蛋白。只溶于稀酸堿的是 蛋白。存在于植物種子。硬清組谷 溶于水和鹽溶液的是 蛋白。存在于肌肉、大豆、血清、乳等。溶于醇的是醇溶蛋白。存在于植物種子。富含賴氨酸等堿性氨基酸的是 蛋白。既然肌肉中的球蛋白是鹽溶性蛋白，那為什么腌制咸魚、咸肉不會變成魚湯、肉湯？球精結(jié)合蛋白根據(jù)結(jié)合物不同分為六類核蛋白類：與 結(jié)合。糖蛋白類：與 結(jié)合。脂蛋白類：與 結(jié)合。色蛋白類：與 結(jié)合。磷蛋白類：與 結(jié)合。金屬蛋白類：與 結(jié)合。核酸糖類脂類色素磷酸金屬 依據(jù)蛋白質(zhì)的外形分類球狀蛋白質(zhì)：globular protein外形接近球

3、形或橢圓形，溶解性較好，能形成結(jié)晶，大多數(shù)蛋白質(zhì)屬于這一類。纖維狀蛋白質(zhì)：fibrous protein分子類似纖維或細(xì)棒。它又可分為可溶性纖維狀蛋白質(zhì)和不溶性纖維狀蛋白質(zhì)。3.2 氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì)3.2.1一般性質(zhì)3.2.1.1 結(jié)構(gòu)3.2.1.2 酸堿性質(zhì)3.2.1.3 疏水性3.2.1.4 光學(xué)性質(zhì)3.2.1.5 旋光性3.2.2 化學(xué)反應(yīng)3.2.2.1 與茚三酮反應(yīng)3.2.2.2 與鄰苯二甲醛反應(yīng)3.2.2.3 與熒光胺反應(yīng)3.2.1.1結(jié)構(gòu)組成蛋白質(zhì)的氨基酸都是 L- 型通式： H O R CC NH3 OH-氨基酸天然氨基酸主要是 。氨基酸的分類蛋白質(zhì)分子中存在20種氨基酸 含

4、硫氨基酸有 和。含羥基氨基酸有和。酸性氨基酸有和。環(huán)狀氨基酸是。最小的氨基酸是。半胱蛋絲蘇谷天冬脯甘堿性氨基酸有和。有兩個氨基的氨基酸有。有紫外吸收的氨基酸有 、_ 和 。無旋光性的氨基酸有。賴精賴甘色酪苯丙甘丙纈亮異亮脂肪族絲半胱蘇甲硫脯苯丙酪色組賴精天谷天酰谷酰3.2.1.2氨基酸的酸堿性質(zhì)如果要使氨基酸帶正電，則要使介質(zhì)pH （ )等電點(diǎn) 。0的氨基酸側(cè)鏈?zhǔn)鞘杷缘?；G0的氨基酸側(cè)鏈?zhǔn)怯H水性的。為什么？蛋白質(zhì)的疏水性可以近似地看做各個氨基酸的疏水性的平均值。3.2.3 食品中的氨基酸必需氨基酸：Thr、Ile、Trp、Lys、Phe、Met、Val、Leu 8種，(嬰兒還需強(qiáng)化His、A

5、rg)諧音記憶：笨蛋纈亮來蘇伊士。除甘氨酸外，氨基酸分子都有不對稱碳原子， 在一般情況下只有L型氨基酸具有生物活性。肽一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基之間失水形成的酰胺鍵稱為肽鍵，所形成的化合物稱為肽。由兩個氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個氨基酸組成的肽則稱為多肽。組成多肽的氨基酸單元稱為氨基酸殘基。在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排列順序稱為氨基酸順序肽鏈含有游離的-氨基的一端稱為氨基端或N-端；含有游離-羧基的一端稱為羧基端或C-端。氨基酸的順序是從N-端的氨基酸殘基開始，以C-端氨基酸殘基為終點(diǎn)的排列順序。如上述五肽可表示為： Ser-Val-Tyr-Asp-Gln什么是肽

6、平面？蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定蛋白質(zhì)的作用力-C-NH2NH2-COO-CH2OH HOH2C-CH-CH2CH2 CH2CH2 CH2CH2 CS-S-NH2OOC-COO-H0-R-R-1. 2. 3.4.5.1345223二硫鍵疏水鍵離子鍵氫鍵范德華力二硫鍵離子鍵疏水鍵范德華鍵氫鍵3.3.1 定義：蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)受到破壞，引起蛋白質(zhì)理化性質(zhì)改變和生理活性喪失。這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。蛋白質(zhì)變性涉及二、三、四級結(jié)構(gòu)3.3 蛋白質(zhì)的變性NativeUnfolded蛋白質(zhì)變性和鹽析沉淀有何區(qū)別？3.3.2變性對其結(jié)構(gòu)和功能的影響（1）分子內(nèi)部的疏水性基團(tuán)暴露，蛋白質(zhì)在水中溶解性能降低（2）蛋白質(zhì)的生

7、物活性喪失（3）蛋白質(zhì)的肽鍵更多的暴露出來，易被蛋白酶結(jié)合而水解（4）蛋白質(zhì)結(jié)合水的能力發(fā)生了變化（5）蛋白質(zhì)分散系的黏度發(fā)生了變化（6）蛋白質(zhì)的結(jié)晶能力喪失豆類中胰蛋白酶抑制劑熱變性能顯著地提高某些動物所食用的豆類蛋白質(zhì)的消化率；部分變性的蛋白質(zhì)比天然的更易消化和具有較好的起泡和乳化性質(zhì)，為什么？熱變性也是食品蛋白質(zhì)熱誘導(dǎo)膠凝的先決條件。例如魚糜制品、雞蛋煮熟Native moleculeDenatured molecule3.3.3影響蛋白質(zhì)變性的物理因素物理因素（1）熱；（2）冷凍（3）機(jī)械（4）高凈壓（5）電磁輻射（6）界面作用化學(xué)因素（7）酸、堿因素（8）鹽類（9）有機(jī)溶劑（10）有

8、機(jī)化合物（11）還原劑（1）加熱加熱是食品加工常用的處理過程，也是引起蛋白質(zhì)變性最常見的因素。某一溫度下，蛋白質(zhì)將從天然狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽冃誀顟B(tài)，這個溫度就是蛋白質(zhì)的變性溫度Td，或稱為熔化溫度Tm。蛋白質(zhì)經(jīng)過熱變性后，表現(xiàn)了相當(dāng)程度的伸展變形。3.3.3 影響蛋白質(zhì)變性的物理因素變性時，穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的氫鍵將被破壞，分子伸展使得一些疏水性殘基等暴露，可以導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子間的聚集反應(yīng)。蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性與其氨基酸組成有關(guān)，一般來說，疏水性氨基酸含量越高，蛋白質(zhì)也越穩(wěn)定；而親水性氨基酸越多，則越不穩(wěn)定。一般在干燥條件下，蛋白質(zhì)穩(wěn)定性較高；含水時不穩(wěn)定。甘油、丙二醇、糖類等物質(zhì)有穩(wěn)定蛋白質(zhì)的作用（為什么？）

9、所以酶制劑可以保存在高濃度甘油中冷凍魚糜中要加入蔗糖等抗凍劑在變性溫度附件，溫度每升高10，變性速度約提高600倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般化學(xué)反應(yīng)速度（24）的變化。食品加工中的高溫瞬時殺菌（HTST）、超高溫殺菌（UHT）技術(shù)就是利用高溫大大提升蛋白質(zhì)的變性速度，短時間內(nèi)破壞食品中的生物活性蛋白質(zhì)或微生物中的酶，而由于其他化學(xué)反應(yīng)的速度變化相對較小，短時間的升溫確保了其它營養(yǎng)素的較少損失。有些蛋白質(zhì)分子受熱變性，但緩慢降低溫度后，又能重新恢復(fù)活性，這稱為蛋白質(zhì)的復(fù)性。例如辣根過氧化物酶，加熱鈍化后，經(jīng)過一段時間的冷卻，會恢復(fù)部分甚至全部活力。（2）冷凍冷凍是食品加工中常用的加工和儲藏方法，但冷凍往往導(dǎo)

10、致蛋白質(zhì)變性。例如魚經(jīng)過凍結(jié)后，魚肉蛋白部分變性，難以用以生產(chǎn)魚糜制品。11S大豆蛋白質(zhì)、乳蛋白在冷卻或冷凍時可以發(fā)生凝集和沉淀。導(dǎo)致蛋白質(zhì)凍結(jié)變性的原因可能是：由于導(dǎo)致蛋白質(zhì)的水合環(huán)境變化，破壞了維持蛋白質(zhì)構(gòu)象的力因?yàn)橐恍┗鶊F(tuán)的水化層被破壞，基團(tuán)之間的相互作用引起蛋白質(zhì)的聚集或亞基重排；也可能是由于結(jié)冰后，剩余水中無機(jī)鹽濃度大大提高，這種高鹽濃度導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。（3）機(jī)械處理有些機(jī)械處理如揉捏、攪打等，由于剪切力的作用使蛋白質(zhì)分子伸展，破壞了其中的-螺旋，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。剪切的速度越大，蛋白質(zhì)變性程度越大例如在pH3.54.5和80120的條件下，用8000 s-110000 s-1的剪切速

11、度處理乳清蛋白（濃度10%20%），就可以制成一種脂肪替代品。（4）靜高壓球型的蛋白質(zhì)分子不是剛性球，分子內(nèi)部還是存在一些空穴，具有一定的柔性和可壓縮性，高壓下（一般溫度下，100 MPa1000 MPa）蛋白質(zhì)分子會發(fā)生變形現(xiàn)象（即發(fā)生變性）。而纖維狀蛋白質(zhì)往往內(nèi)部不存在空穴，所以纖維狀蛋白對高壓穩(wěn)定性較高 。有時，由于高壓而導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性或酶的失活，在高壓消除以后會重新恢復(fù)。高壓導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性可以在常溫下發(fā)生靜高壓處理只是導(dǎo)致酶或微生物的滅活，對食品中的營養(yǎng)物質(zhì)、色澤、風(fēng)味等不會造成破壞作用，也不形成有害的化合物，它已經(jīng)是21世紀(jì)食品加工技術(shù)的一個重要新技術(shù)。（5）電磁輻射電磁波對蛋白質(zhì)

12、結(jié)構(gòu)的影響與電磁波的能量有關(guān)一般可見光由于波長較長、能量較低，對蛋白質(zhì)的構(gòu)象影響不大，而像紫外線、x-射線、-射線等高能量的電磁波，對蛋白質(zhì)的構(gòu)象會產(chǎn)生明顯的影響。高能射線被芳香族氨基酸吸收，導(dǎo)致蛋白質(zhì)構(gòu)象改變，同時還會使氨基酸的殘基發(fā)生各種變化，如破壞共價(jià)鍵、分子離子化、分子游離基化等。所以輻射不僅可以對蛋白質(zhì)進(jìn)行變性，而且還可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值變化。（6）界面作用蛋白質(zhì)吸附在氣-液、液-固或液-液界面后，可以發(fā)生不可逆的變性。發(fā)生界面變性的原因在于處于氣液界面的水分子是高能分子，蛋白質(zhì)分子與其作用后，蛋白質(zhì)分子中的氫鍵將遭到破壞，結(jié)構(gòu)發(fā)生“微伸展”。（在氣液界面處界面張力較大，這種張力

13、使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生少許伸展）蛋白質(zhì)的疏水性殘基、親水性殘基分別向空氣、水相排列，最終導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。現(xiàn)象：攪打雞蛋時起泡。3.3.4 影響蛋白質(zhì)變性的化學(xué)因素（1） pH值大多數(shù)蛋白質(zhì)在pH410是穩(wěn)定的若處于極端pH條件下，更易于變性。原因：分子內(nèi)部的可離解基團(tuán)如氨基、羧基等離解，產(chǎn)生強(qiáng)烈的分子內(nèi)靜電作用，分子產(chǎn)生伸展、變性。有些蛋白質(zhì)經(jīng)過酸堿處理后，pH又調(diào)回原來的范圍，蛋白質(zhì)仍可以恢復(fù)原來的結(jié)構(gòu)。但一些蛋白質(zhì)在極端pH值時仍較穩(wěn)定，例如胃蛋白酶，在pH1時仍很穩(wěn)定。（2）鹽類堿土金屬Ca2+、Mg2+離子可能是蛋白質(zhì)中的組成部分，對蛋白質(zhì)構(gòu)象起著重要作用，所以除去會降低蛋白質(zhì)分子對熱、酶等

14、的穩(wěn)定性。例如，液化淀粉酶需要用Ca2+提高其穩(wěn)定性。而對于一些重金屬離子如Cu2+、Fe2+、Hg2+、Pb2+、Ag+等，由于易與蛋白質(zhì)分子中的-SH 形成穩(wěn)定的化合物，因而導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性。二巰基丙醇為什么能治療重金屬中毒？此外由于Hg2+、Pb2+等還能夠與組氨酸、色氨酸殘基等反應(yīng)，它們也能導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性。對于陰離子，它們對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響的大小程度為：F-SO4-Cl-Br-I-ClO4-SCN- Cl3CCOO-。在高濃度時陰離子對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響比陽離子更強(qiáng)一般Cl- 、F- 、SO4-穩(wěn)定蛋白質(zhì)；SCN- 、Cl3CCOO-是蛋白質(zhì)去穩(wěn)定劑。（3）有機(jī)溶劑大部分有機(jī)溶劑可

15、導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。在低濃度下有機(jī)溶劑對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響較小，一些甚至具有穩(wěn)定作用，但是在高濃度下所有的有機(jī)溶劑均能對蛋白質(zhì)產(chǎn)生變性作用。機(jī)理：減少蛋白質(zhì)分子表面水化膜的厚度降低水的介電常數(shù)，使蛋白質(zhì)分子內(nèi)部或分子間帶相反電荷的基團(tuán)之間的靜電力增大，導(dǎo)致凝集和沉淀非極性有機(jī)溶劑滲入到蛋白質(zhì)分子的疏水區(qū)域，破壞了維持蛋白質(zhì)構(gòu)象穩(wěn)定的疏水相互作用力。改變蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的氫鍵數(shù)量酒精消毒的原理？（4）有機(jī)化合物高濃度的尿素和胍鹽（4mol/L 8mol/L）是常用的變性試劑。原理：使蛋白質(zhì)分子中氫鍵斷裂。表面活性劑如十二烷基磺酸鈉（SDS）破壞疏水相互作用原理：在蛋白質(zhì)的疏水區(qū)和親水區(qū)間起作用，同時SD

16、S還可以與變性蛋白質(zhì)分子強(qiáng)烈結(jié)合，使之帶有大量負(fù)電荷，由于強(qiáng)烈的斥力使蛋白分子伸展，是一種很強(qiáng)的變性劑。SDSPAGE電泳的原理（5）還原劑和氧化劑巰基乙醇（HSCH2CH2OH）、半胱氨酸、二硫蘇糖醇等還原劑，由于具有-SH基，能使蛋白質(zhì)分子中存在的二硫鍵還原，從而改變蛋白質(zhì)的原有構(gòu)象，造成蛋白質(zhì)的不可逆變性。一些氧化劑可以氧化蛋白質(zhì)分子上的還原性基團(tuán)，尤其是巰基，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。木瓜蛋白酶等植物蛋白酶多為巰基酶，在空氣中放置一段時間后常常失活，為什么？采用什么辦法可以使其恢復(fù)活力？在食品加工中常常會有目的地利用蛋白質(zhì)的變性作用。食品加工中蛋白質(zhì)的變性一般來講是有利的但在某些情況下是必須避免

17、蛋白質(zhì)的變性：如在酶的分離、牛乳的濃縮、冷凍魚糜的生產(chǎn)等。3.4 蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)定義：在食品加工、保藏、制備和消費(fèi)期間影響蛋白質(zhì)在食品體系中的性能的那些蛋白質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)。包括水合性質(zhì)、溶解性、濕潤性、分散性、粘性、織構(gòu)化、乳化性、起泡性、成膜性、與風(fēng)味結(jié)合性、彈性、凝膠性、沉淀性、顏色、味道、爽滑度、咀嚼度、混濁度等。3.4.1蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)：通過蛋白質(zhì)的肽鍵和氨基酸側(cè)鏈與水分子間的相互作用而實(shí)現(xiàn)。蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)對食品品質(zhì)具有更重要的實(shí)際意義蛋白質(zhì)持水力（吸附水、結(jié)合水的能力）對各類食品，尤其是肉制品和面團(tuán)等的質(zhì)地起著重要作用食品的嫩度、多汁性、柔軟性、凝膠作用、分

18、散性、潤濕性、溶脹、增稠、粘度、乳化作用等取決于蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)。氨基酸殘基的水合能力（mol水/mol殘基）氨基酸殘基水結(jié)合能力氨基酸殘基水結(jié)合能力極性殘基Asn2離子化殘基Asp6Gln2Glu7Pro3Tyr7Ser, Thr2Arg3Trp2His4Asp (非離解) 2Lys4Glu (非離解)2疏水性殘基Ala1Tyr3Gly1Arg (非離解)4Phe0Lys (非離解)4 Val, Ile, Leu, Met1氨基酸殘基的水合能力有何規(guī)律？影響蛋白質(zhì)水合的因素有：蛋白質(zhì)濃度：濃度越高，吸水量越多。pH值：pI時最低，遠(yuǎn)離pI吸水量增加，為什么？溫度：溫度的升高，氫鍵減少，吸水量

19、減少。大部分變性的蛋白質(zhì)比未變性的蛋白吸水量少。為什么？如果變性后發(fā)生凝膠化，則增強(qiáng)吸水性。離子強(qiáng)度：低濃度鹽增強(qiáng)水化作用鹽溶；高濃度鹽降低水化作用鹽析。如何降低肉制品加工中的重量損失？3.4.2蛋白質(zhì)的溶解度蛋白質(zhì)溶解度的大小在實(shí)際應(yīng)用中非常重要溶解度在確定天然蛋白質(zhì)的提取、提純和分離時是非常有用的蛋白質(zhì)變性的程度也可以通過蛋白質(zhì)的溶解度變化作為評價(jià)指標(biāo)此外蛋白質(zhì)在飲料中的應(yīng)用也與其溶解性能有直接的關(guān)系。影響蛋白質(zhì)溶解度的主要是兩種力：疏水相互作用和離子相互作用疏水相互作用能促進(jìn)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)相互作用，使蛋白質(zhì)溶解度降低；離子相互作用能促進(jìn)蛋白質(zhì)水相互作用，使蛋白質(zhì)溶解度增加。 影響蛋白質(zhì)溶解

20、度的因素等電點(diǎn)時通常最低，不同蛋白質(zhì)有差異，溶解性隨pH變化大的蛋白質(zhì)，可通過改變介質(zhì)的酸堿度對其進(jìn)行提取、分離。牛奶變酸時我們看到什么現(xiàn)象？（1）pH值大多數(shù)酸性蛋白質(zhì)，在pH45之間，溶解度最小，堿性pH時溶解度最高； 某些具有大量親水氨基酸的蛋白質(zhì)（如卵清蛋白、牛血清白蛋白），在pI時仍然可溶。（2）離子強(qiáng)度當(dāng)中性鹽低濃度時可增大溶解度(鹽溶salting in)蛋白質(zhì)的溶解性與離子強(qiáng)度有關(guān)；在高濃度時，可降低蛋白質(zhì)在水中的溶解度甚至產(chǎn)生沉淀（鹽析salting out ），降低了蛋白質(zhì)的溶解度。 鹽溶作用：主要是由于蛋白質(zhì)分子吸附某種鹽類離子后，蛋白質(zhì)分子與水分子間的相互作用加強(qiáng)，因而

21、溶解度提高。鹽析作用：主要是由于大量中性鹽的加入，原來溶液中的大部分自由水轉(zhuǎn)變?yōu)辂}離子的水化水，從而降低蛋白質(zhì)極性基團(tuán)與水分子間的相互作用，破壞蛋白質(zhì)分子表面的水化層。 （3）有機(jī)溶劑與水互溶的有機(jī)溶劑（如乙醇和丙酮） 降低水介質(zhì)的介電常數(shù)，提高靜電作用力。有機(jī)溶劑沉淀法的機(jī)理：見前面有機(jī)溶劑使蛋白質(zhì)變性部分。（4）溫度和熱處理一般來講在其它條件固定時，蛋白質(zhì)的溶解度在040范圍內(nèi)是隨溫度的升高而增加的但隨著溫度的進(jìn)一步升高，蛋白質(zhì)分子發(fā)生伸展、變性，蛋白質(zhì)的溶解性最終下降例如脫脂大豆粉、大豆?jié)饪s蛋白、分離蛋白的氮溶解指數(shù)就因熱處理?xiàng)l件不同而在10%90%之間變化。如：大豆分離蛋白加工后的溶解

22、度變化處理 溶解度天然 100100, 15s 100100, 30s 92100, 60s 54100, 120s 15 蛋白質(zhì)溶液的黏度是液態(tài)、醬狀食品（飲料、肉湯、湯汁、稀奶油等）的主要功能性質(zhì)。對于優(yōu)化確定加工工藝有實(shí)際意義，例如泵傳送、混合、加熱、噴霧干燥等。3.4.3蛋白質(zhì)溶液的黏度影響蛋白質(zhì)流體粘度特性因素蛋白質(zhì)被分散的分子或顆粒的表觀直徑黏度隨蛋白質(zhì)分子的形狀和表面狀態(tài)而異：球狀分子低于纖維狀分子，為什么？帶電高于不帶電，為什么？蛋白質(zhì)溶劑的相互作用。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)相互作用。蛋白質(zhì)切變稀釋蛋白質(zhì)溶液的粘度隨流動速度的增加而降低，例如：攪打雞蛋時會感覺越來越稀。這是因?yàn)椋悍肿釉诹鲃?/p>

23、的方向逐步定向，因而摩擦阻力下降； 蛋白質(zhì)水化球在流動方向變形；氫鍵等弱鍵發(fā)生斷裂，蛋白質(zhì)聚集體、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。3.4.4蛋白質(zhì)的膠凝作用膠凝作用(gelation):變性的蛋白質(zhì)分子聚集并形成有序的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的過程。例如：煮雞蛋、豆腐、肉皮凍、火腿腸、魚丸形成凝膠的幾種條件：加熱后再冷卻，如明膠；加熱后形成，如蛋清；加二價(jià)離子后形成，如豆腐；部分水解或調(diào)整pH，如發(fā)酵酸奶、干酪。為什么明膠、瓊脂等加熱后溶化，再經(jīng)過冷卻后形成凝膠？此過程可以反復(fù)進(jìn)行？為什么蛋清、魚糜等在冷卻時不形成凝膠，加熱后才能形成？再冷卻也不熔化？為什么豆腐、低甲氧基果膠、海藻酸鈉等需要有金屬離子存在才能形成凝膠

24、？加熱后也不融化？ 凝膠化的相互作用氫鍵相互作用可逆凝膠 明膠 疏水相互作用不可逆凝膠 蛋清蛋白 魚糜二硫鍵不可逆凝膠 乳清蛋白離子鍵不可逆凝膠 豆腐3.4.5蛋白質(zhì)的織構(gòu)化腐竹、素雞、人造肉等與豆腐的成分一致，可是口感相差很大，為什么？織構(gòu)化（texturization）：使蛋白質(zhì)變?yōu)榫哂芯捉佬院土己贸炙缘钠瑺罨蚶w維狀產(chǎn)品的過程。織構(gòu)化方法：熱凝結(jié)和形成薄膜，如腐竹；纖維的形成，如人造肉制品（堿溶酸沉）；熱塑性擠壓，如用于制作肉糜制品原料的組織蛋白。熱塑性擠壓大豆組織蛋白的結(jié)構(gòu)3.4.6 面團(tuán)的形成性與大米粉相比，面粉制成的食品種類繁多，口感差異很大，有些很有筋力，有些很酥松，有些很柔軟，

25、例如：桃酥、曲奇餅：酥松蘭州拉面：有筋力蛋糕：柔軟蓬松面包、饅頭：柔軟而有筋力杠子頭：堅(jiān)硬而有筋力同樣的原料，為什么制品的口感會差別那么大呢？小麥蛋白質(zhì)包括:小麥醇溶蛋白小麥谷蛋白小麥清蛋白小麥球蛋白面筋蛋白富含谷氨酰胺、脯氨酸、絲氨酸、蘇氨酸等，易于與水形成氫鍵，在適宜條件下，面筋的吸水量為干蛋白的180200。溶于水中，不形成面筋不溶于水，可以形成面筋麥醇溶蛋白是一組性質(zhì)相似的蛋白質(zhì)，平均分子量約為40kDal，單鏈，有鏈內(nèi)二硫鍵，水合時膠粘性極大，這類蛋白質(zhì)的抗延伸性小或無，這可以認(rèn)為是造成面團(tuán)粘合性的主要原因。麥谷蛋白由多條肽鏈組成，鏈內(nèi)及鏈間有許多二硫鍵，平均分子量3000kDal，

26、有彈性但無粘性，麥谷蛋白使面團(tuán)具有抗延伸性。當(dāng)面粉加水揉搓成面團(tuán)時，麥醇溶蛋白和麥谷蛋白按一定規(guī)律相結(jié)合，面筋蛋白發(fā)生水化，定向排列，并部分展開。分子間以疏水相互作用以及二硫鍵形成三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其他成分如脂肪、糖類、淀粉和水都包藏在面筋骨架的網(wǎng)絡(luò)之中，這就使得面筋具有彈性和可塑性。面粉中的面筋對面粉的烘焙性質(zhì)影響極大，面筋蛋白質(zhì)形成的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，使面團(tuán)發(fā)酵時產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w能夠保存在面團(tuán)內(nèi)，形成疏松多孔的結(jié)構(gòu)。影響面筋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的因素面粉中面筋蛋白的含量（高筋粉、低筋粉）面筋的組成揉面時間揉面方式（蘭州拉面、手搟面與餅干有何不同？）添加的糖、油、鹽不同的面制食品對面筋形成的要求不同餅干、桃

27、酥，面筋少而弱面包、面條，面筋多而強(qiáng)3.4.7 蛋白質(zhì)的界面性質(zhì)概念：指蛋白質(zhì)能自發(fā)地遷移至汽-水界面或油-水界面的性質(zhì)。蛋白質(zhì)界面性質(zhì)上的差異主要與構(gòu)象有關(guān)：蛋白質(zhì)在界面區(qū)域的濃度總是高于體相蛋白質(zhì)的界面性質(zhì)具體講包括：乳化性質(zhì)起泡性質(zhì)具有界面性質(zhì)的蛋白質(zhì)的必要條件：能快速地吸附至界面； 能快速地展開并在界面上再定向；一旦達(dá)到界面，能與鄰近分子相互作用，形成能耐受熱和機(jī)械運(yùn)動的膜。（一）乳化性質(zhì)許多傳統(tǒng)或新型食品，都是含乳狀液的多相體系。如牛乳、蛋黃醬、冰激凌等。乳狀液的形成使食品具有期望的口感，有助于包合油溶性和水溶性配料，并能掩蔽不期望有的風(fēng)味。 一些蛋白質(zhì)是理想的乳化劑。 （1）溶解度

28、蛋白質(zhì)的乳化能力與溶解度成正相關(guān)關(guān)系； 高度不溶性的蛋白質(zhì)不是良好的乳化劑；具有良好乳化性能的蛋白質(zhì)并不一定溶解度很高，但一般需要一定的溶解度；良好的乳化性質(zhì)所必需的最低溶解度取決于蛋白質(zhì)的品種。 影響蛋白質(zhì)乳化作用的因素 （2）pH在pI具有最佳乳化性質(zhì)的蛋白質(zhì) 例如血清清蛋白、明膠和蛋清蛋白等在pI處溶解度仍較高，有助于在界面達(dá)到最高蛋白質(zhì)載量；并且在pI處靜電荷為零，易于成膜。大多數(shù)食品蛋白質(zhì) 酪蛋白、肌肉蛋白、大豆蛋白在pI時微溶，不是良好的乳化劑；在遠(yuǎn)離pI時可能是有效的乳化劑。為什么？（3）疏水性乳化性能與蛋白質(zhì)表面疏水性存在正相關(guān)。蛋白質(zhì)適當(dāng)熱變性，可增強(qiáng)其乳化作用。魚頭豆腐湯為

29、什么是乳白色的？（三）起泡性質(zhì)起泡能力是指在汽-液界面形成堅(jiān)韌的薄膜,使大量氣泡并入和穩(wěn)定的能力。許多食品是泡沫型產(chǎn)品，如奶油、蛋糕、面包、冰激凌、啤酒等。蛋白質(zhì)能作為起泡劑主要決定于蛋白質(zhì)的表面活性和成膜性。蛋白質(zhì)起泡力牛血清清蛋白280乳清分離蛋白600雞蛋蛋清240卵清蛋白40牛血漿260-乳球蛋白480血纖維蛋白原360大豆蛋白（酶水解）500明膠(酸法加工豬皮明膠)760不同蛋白質(zhì)溶液的起泡力 蛋白質(zhì)作為起泡劑的必要條件作為一個有效的起泡劑，必須滿足： 快速地吸附至氣-水界面易于在界面上展開和重排通過分子間相互作用在界面上形成粘合性膜。影響泡沫形成和穩(wěn)定性的因素1.蛋白質(zhì)分子的性質(zhì)：

30、具有良好起泡能力的蛋白質(zhì)必須能快速分散至氣水界面易于在界面上展開重排、暴露疏水基團(tuán)的能力。因此蛋白質(zhì)分子的疏水性、在界面的柔性、水溶性、缺乏二級和三級結(jié)構(gòu)等對蛋白質(zhì)的起泡能力有重要影響。泡沫穩(wěn)定需要蛋白質(zhì)能在每一個氣泡周圍形成一定厚度、有彈性的膜。否則盡管可以起泡，但泡沫不穩(wěn)定。分子較大、容易相互結(jié)合的蛋白質(zhì)形成的泡沫穩(wěn)定。為什么啤酒的泡沫不穩(wěn)定，蛋糕的泡沫穩(wěn)定？ 2、影響起泡性質(zhì)的環(huán)境因素（1）pH 在pI時，若溶解性好 起泡能力強(qiáng)，泡沫穩(wěn)定性較好，如乳清蛋白 。 在pI時，若溶解度很低 起泡能力差，但穩(wěn)定性很高 ，如多數(shù)食品蛋白質(zhì)。 在pI以外 由于溶解度增加，起泡能力好，但穩(wěn)定性差。蛋白

31、質(zhì)風(fēng)味蛋白質(zhì)風(fēng)味+良好風(fēng)味載體與不良風(fēng)味結(jié)合3.4.9風(fēng)味結(jié)合性質(zhì) 蛋白質(zhì)的構(gòu)象與風(fēng)味物的結(jié)合機(jī)制 ：極性風(fēng)味物分子與蛋白質(zhì)極性基團(tuán)結(jié)合（通過氫鍵、靜電力等）非極性風(fēng)味物分子與蛋白質(zhì)的疏水部分結(jié)合（通過疏水相互作用）醛類化合物通過共價(jià)鍵結(jié)合至賴氨酸殘基上通過毛細(xì)管作用吸附與風(fēng)味物質(zhì)結(jié)合后蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生變化 如疏水性風(fēng)味物質(zhì)擴(kuò)散到蛋白質(zhì)分子內(nèi)部，則破壞了原有的疏水相互作用，導(dǎo)致構(gòu)象變化或者結(jié)合后導(dǎo)致電荷變化，使維持蛋白質(zhì)構(gòu)象穩(wěn)定的靜電力發(fā)生變化。影響風(fēng)味結(jié)合的因素水：能促進(jìn)與極性揮發(fā)物的結(jié)合而對非極性揮發(fā)物沒影響。溫度：對風(fēng)味物質(zhì)的結(jié)合影響很小。熱變性：增強(qiáng)對揮發(fā)性成分的結(jié)合能力。 鹽溶：降低

32、風(fēng)味結(jié)合（疏水作用下降）。鹽析：提高風(fēng)味結(jié)合（疏水作用增強(qiáng)） 。 pH：堿性下變性，促進(jìn)風(fēng)味結(jié)合。食品蛋白質(zhì)在食品中的功能作用功能機(jī)制食品蛋白質(zhì)種類溶解性親水性飲料乳清蛋白粘度水結(jié)合，流體動力學(xué)分子大小和形狀湯、肉汁、色拉調(diào)味料和甜食明膠水結(jié)合氫鍵、離子水合肉、香腸、蛋糕和面包肌肉和雞蛋蛋白質(zhì)膠凝作用水截留和固定、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成肉、凝膠、蛋糕、焙烤食品和奶酪肌肉、雞蛋和乳蛋白質(zhì)粘結(jié)粘合疏水結(jié)合、離子結(jié)合和氫鍵肉、香腸和烘焙食品肌肉和谷物蛋白質(zhì)功能機(jī)制食品蛋白質(zhì)種類彈性疏水結(jié)合和二硫交聯(lián)肉和焙烤食品肌肉和谷物蛋白質(zhì)乳化在界面上吸附和形成膜香腸、大紅腸、蛋糕和調(diào)味料肌肉雞蛋和乳蛋白質(zhì)起泡界面吸附和形

33、成膜攪打起泡的澆頭，冰淇淋、蛋糕等雞蛋和乳蛋白質(zhì)脂肪和風(fēng)味物的結(jié)合疏水結(jié)合和截留低脂烘焙食品和油炸面包圈乳、雞蛋和谷物蛋白質(zhì)食品蛋白質(zhì)在食品中的功能作用蛋白質(zhì)的這些功能性質(zhì)不是相互獨(dú)立、完全不同的性質(zhì)，它們之間也存在著相互聯(lián)系，例如：蛋白質(zhì)的膠凝作用既涉及了蛋白質(zhì)分子之間的相互作用（形成空間三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)），又涉及到蛋白質(zhì)分子同水分子之間的作用（水的保留）而黏度、溶解度均涉及蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的作用、蛋白質(zhì)與水之間的作用。一般來講，蛋白質(zhì)的一個功能性質(zhì)不只是某一個物理化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生的結(jié)果，因此很難說明蛋白質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)在功能性質(zhì)中所起的作用有多大。不過，對于蛋白質(zhì)的通常幾個重要功能性質(zhì)，蛋白質(zhì)的

34、一些理化常數(shù)還是與其存在一定的相關(guān)性。各種食品中蛋白質(zhì)的需宜功能性質(zhì) 食 品功 能 性 質(zhì) 飲料不同pH值時的溶解性，熱穩(wěn)定性，黏度 湯，沙司黏度，乳化作用，持水性 面團(tuán)焙烤產(chǎn)品（面包，蛋糕等）成型和形成粘彈性膜，內(nèi)聚力，熱變性和膠凝作用，乳化作用，吸水作用，發(fā)泡，褐變 乳制品(干酪，冰淇淋，甜點(diǎn)心等)乳化作用，對脂肪的保留，黏度，發(fā)泡，膠凝作用，凝結(jié)作用雞蛋發(fā)泡，膠凝作用肉制品（香腸等）乳化作用，膠凝作用，內(nèi)聚力，對水和脂肪的吸收和保持肉代用品（組織化植物蛋白）對水和脂肪的吸收和保持，不溶性，硬度，嘴嚼性，內(nèi)聚力，熱變性食品涂膜內(nèi)聚，粘合糖果制品（牛奶巧克力等）分散性，乳化作用 3.5.1肉

35、類中的蛋白肌漿蛋白 （20-30%） 水溶蛋白 肌紅蛋白、血紅蛋白、各種酶類、清蛋白、細(xì)胞色素類 肌原纖維蛋白 （51-53%） 鹽溶蛋白 基質(zhì)蛋白膠原蛋白，是皮骨和結(jié)締組織中的主要蛋白質(zhì)。 彈性蛋白，不溶于水和鹽溶液。是骨骼肌的主要成分3.5 食品中的常見蛋白質(zhì)骨骼肌的結(jié)構(gòu) 肌節(jié)結(jié)構(gòu)圖 肌節(jié)是肌肉的基本收縮單位。主要由肌動蛋白（細(xì)絲）和肌球蛋白（粗絲）等蛋白組成。肌節(jié)的結(jié)構(gòu)：H區(qū)I區(qū)I區(qū)A區(qū)Z線Z線M線 肌球蛋白由鉸鏈區(qū)和頭部組成，其頭部具有ATP 酶活性.多個肌球蛋白的鉸鏈區(qū)聚合，頭部有規(guī)律地排列在聚合體外部形成粗絲. 肌動蛋白滑動橫橋動作示意圖肌球蛋白與肌動蛋白的相對運(yùn)動肉蛋白質(zhì)的保水作

36、用肉中的水分一般占鮮肉重的70%80%左右分為結(jié)合水（約5%）、準(zhǔn)結(jié)合水（約85%）、和自由水（約10%）結(jié)合水、準(zhǔn)結(jié)合水存在于肌原纖維和肌質(zhì)網(wǎng)之間；自由水存在于細(xì)胞間隙及組織間隙，只靠毛細(xì)管張力結(jié)合于蛋白質(zhì)分子的最外面。肌肉的保水性變化主要是準(zhǔn)結(jié)合水和自由水。蛋白質(zhì)保持水分的前提有兩個:1.肉中有存留水分的空間肌纖維間、肌原纖維間存在大量毛細(xì)管，為水分提供了大量的存留空間，這種結(jié)構(gòu)愈疏松，固定的水分就越多。2.肉中存在維持水分存留的作用力對肉來講，靜電荷增加，保水性提高。這與肉的pH密切相關(guān)。隨pH增加，肌原纖維所帶負(fù)電荷增加，電荷的斥力使肌原纖維之間距離增大，肉的保水性提高；pH在5.8以

37、下時，特別是當(dāng)pH下降到等電點(diǎn)(5.05.5)時，保水性很低。為什么肉制品中普遍使用磷酸鹽？1、磷酸鹽可以提高肉制品的pH2、磷酸鹽可以螯合Ca2+、Mg2+離子，使肉中的羧基游離出來，增強(qiáng)分子間斥力。 膠元和明膠 膠原是動物體內(nèi)含量最豐富的結(jié)構(gòu)蛋白，構(gòu)成皮膚、骨胳、軟骨、肌腱、牙齒的主要纖維成分膠原占人體或其他哺乳動物總蛋白的2530膠原由原膠原構(gòu)成。其一級結(jié)構(gòu)中甘氨酸占1/3，脯氨酸、羥脯氨酸和羥賴氨酸含量也較高。原膠原是一個三股的螺旋桿，是由三股特殊的左手螺旋構(gòu)成的右手超螺旋這種螺旋的形成是由于大量的脯氨酸和甘氨酸造成的。羥脯氨酸和羥賴氨酸的羥基也參與形成氫鍵，起著穩(wěn)定這種結(jié)構(gòu)的作用。原

38、膠原在加熱條件下，三股螺旋散開，溶解到水中成為明膠因此說，明膠的分子量為膠原分子量的三分之一。明膠中蛋白質(zhì)的含量占82%以上，水分低于16%，以及少量無機(jī)鹽，是一種理想的蛋白源。明膠的水溶性很好，含有18種氨基酸，其中7種為人體所必需。明膠有很好的美容作用明膠是一種重要的食品添加劑，如作為食品的膠凍劑、穩(wěn)定劑、增稠劑、發(fā)泡劑、乳化劑、分散劑、澄清劑等。膠原蛋白在食品中的應(yīng)用1食品包裝材料如天然腸衣的替代品人造腸衣。食品粘合劑合成纖維膜，用作肉類、魚類等的包裝紙。食品保護(hù)層。將膠原液噴到肉上，形成一層保護(hù)膜，可以減少保存期肉重量的下降2肉制品添加劑將膠原蛋白粉添加到肉制品中，不僅能改善產(chǎn)品品質(zhì)(

39、如口感好、多汁)，而且能提高產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量，并且無不良?xì)馕?。明膠與單寧配合用于果汁、飲料的澄清3.5.2 牛乳蛋白質(zhì) 離心分離脫脂乳全乳酸或凝乳酶 凝乳酪蛋白乳糖、無機(jī)質(zhì)、水溶性維生素乳清蛋白乳脂乳清凝乳乳清牛 乳 成 分1. 乳液蛋白組成乳清：連續(xù)的水溶液，內(nèi)含乳清蛋白脂肪球：分散球粒，內(nèi)含脂肪球膜蛋白酪蛋白：固體膠粒，占總蛋白的80%82%酪蛋白膠粒模型（a）或-酪蛋白酸鈣單體，具有電荷的磷酸鹽圈。（b) 或-酪蛋白酸鈣形成的中心聚合體的平面模型。（c）酪蛋白覆蓋在中心聚合體表面形成酪蛋白膠粒。3.膠粒結(jié)構(gòu)和凝結(jié)在制造乳酪時用凝乳酶催化酪蛋白的部分水解，因而破壞了膠粒的保護(hù)膠體，使酪蛋白和鈣離子的復(fù)合物凝結(jié)成塊。將牛乳酸化，使pH值達(dá)到酪蛋白的等電點(diǎn)（pH4.6）而析出酪蛋白沉淀，也是提取乳中酪蛋白的一種方法。你們知道制作姜撞奶的原理嗎？ 4.乳清蛋白主要成分按含量遞減依次為-乳球蛋白占50%、-乳球蛋白占25%、免疫球蛋白和血清白蛋白。其中，-乳球蛋白含有巰基，牛奶的加熱氣味與之有關(guān)。5.脂肪球膜蛋白脂肪球膜蛋白這層膜控制著牛乳中脂肪水分散體系的穩(wěn)定性，膜上還含有許多酶。說明 酸度與粘度之間存在高度顯著的正相關(guān)性。發(fā)酵產(chǎn)酸的結(jié)果，導(dǎo)致球形的酪蛋白變性，伸展成線性的酪蛋白分子，并凝結(jié)成具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠狀