食品化學(xué)FoodChemistry

第一章引論第一節(jié)食品化學(xué)的定義對食品關(guān)注的方面～地區(qū)世界的不發(fā)達(dá)地區(qū)人群主體參與食品生產(chǎn)基本營養(yǎng)成分的數(shù)量和種類世界發(fā)達(dá)地區(qū)人群的少數(shù)參與食品生產(chǎn)，高度機(jī)械化半成品，廣泛使用食品添加劑成本、質(zhì)量、品種、方便、營養(yǎng)價值的變化食品化學(xué)是食品科學(xué)的一個重要方面。是一門研究食品的組成、特性及其產(chǎn)生的化學(xué)變化的科學(xué)。主要涉及細(xì)菌學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、生理化學(xué)、植物學(xué)、動物學(xué)、分子生物學(xué)和工程學(xué)的綜合性學(xué)科。食品化學(xué)家依賴上述這些學(xué)科的知識有效地研究和控制作為人類食品來源的生物物質(zhì)。生物科學(xué)：具有生命的生物物質(zhì)與生命（幾乎）相適應(yīng)的環(huán)境中繁殖、生長和變化食品化學(xué)：死的或?qū)⑺赖纳镂镔|(zhì)暴露在環(huán)境變化很大、不適宜生存的環(huán)境中熱處理、冷凍、濃縮、脫水、輻照等物理、化學(xué)和生物化學(xué)變化第二節(jié)食品化學(xué)的歷史起源可追溯到遠(yuǎn)古時代（中世紀(jì)）最早記錄始于18世紀(jì)末期20世紀(jì)才成為一門獨立的學(xué)科1780～1850年間的發(fā)展1780年瑞典藥物學(xué)家CarlWilhelmScheele發(fā)現(xiàn)氯、甘油和氧分離和研究了乳糖的性質(zhì)通過乳酸的氧化制備粘酸發(fā)明一種用加熱保藏醋的方法分離出檸檬酸分離出蘋果酸檢驗了20種普通水果中的檸檬酸、蘋果酸和酒石酸

農(nóng)業(yè)和食品化學(xué)精密分析研究的開端1743-1794年法國化學(xué)家AntoineLaurentLavoisier建立了燃燒有機(jī)分析的基本原理首先測定了乙酸的元素成分1767-1845年法國化學(xué)家NicolasTheodoredeSaussure研究了植物呼吸過程中氣體成分的變化灰化法測定植物的礦物質(zhì)含量首先完成了乙醇的精確化學(xué)分析1811年

JosephLouisGay-Lussac

和Louis-JacquesThenard發(fā)明了定量測定碳、氫和氮百分?jǐn)?shù)的第一個方法1813年英國化學(xué)家HumpheyDavy分離了元素K、Na、Ba、Ca、Mg等出版了第一本《農(nóng)業(yè)化學(xué)原理》瑞典化學(xué)家JonsJzcobBerzelius(1779-1848)

蘇格蘭化學(xué)家ThmoasThomson(1773-1852)有機(jī)化學(xué)式的開端測定了2000種化合物的元素組成證實了定比定律發(fā)明了一種精確測定有機(jī)物水含量的方法1786-1889年

法國化學(xué)家MichelFugeneChevreul硬脂酸和油酸的發(fā)現(xiàn)和命名。

有機(jī)物質(zhì)分析的先驅(qū)，動物脂肪成分的經(jīng)典研究JustusVonLiebig1842年將食品分類為含氮的和不含氮的物質(zhì)優(yōu)化了定量分析有機(jī)物質(zhì)的方法1847年出版了《食品化學(xué)的研究》

第一本有關(guān)食品化學(xué)的書19世紀(jì)早期（1820～1850年）摻假的出現(xiàn)日益嚴(yán)重化學(xué)和食品化學(xué)開始在歐洲占據(jù)重要地位建立了化學(xué)研究實驗室創(chuàng)立了新的化學(xué)研究雜志

歷史的里程碑食品化學(xué)的近期發(fā)展19世紀(jì)中期英國的ArthurHillHassall繪制了顯示純凈食品材料和摻雜食品材料的微觀形象的示意圖。

將食品的微觀分析提高至一個重要地位1860年德國的W.Hanneberg和F.Stohman發(fā)展了一種用來常規(guī)測定食品中主要成分的重要方法。水分含量、粗脂肪、灰分、氮、粗纖維、無氮提取物（碳水化合物）。1871年

JeanBaptisteDuman提出：僅由蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂肪組成的膳食不足于維持人類的生命。1862年美國建立農(nóng)學(xué)院成立美國農(nóng)業(yè)部1863年

HarveyWashingtonWiley反對冒牌和摻假食品1906年通過了美國第一個純食品和藥品法令出現(xiàn)了全世界最大的國家農(nóng)業(yè)實驗站系統(tǒng)20世紀(jì)前半期發(fā)現(xiàn)并鑒定了大部分的食用物質(zhì)維生素、礦物質(zhì)、脂肪酸和氨基酸第三節(jié)食品化學(xué)在食品科學(xué)中

的作用和地位食品科學(xué)是一門次級學(xué)科食品科學(xué)利用了有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、物理和數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)知識和生物學(xué)、微生物學(xué)（工業(yè)和食品）、生物化學(xué)等次級知識。食品科學(xué)的目標(biāo)獲得對食品體系的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、加工和保藏的綜合能力。

單相體系

（糖溶液）

分散體系多相體系（乳）

顆粒體系

非分散體系

食品體系

面粉顆粒

糖結(jié)晶

可食組織

植物體系肌肉體系食品科學(xué)的定義食品體系的化學(xué)、結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)、毒理、微生物和感官性質(zhì)以及食品體系在處理、轉(zhuǎn)化、制作和保藏中發(fā)生變化這兩方面科學(xué)知識的綜合。將食品科學(xué)應(yīng)用于食品加工和保藏就是食品工藝（技術(shù)）。食品科學(xué)的前身是食品工藝（食品技術(shù)）。食品科學(xué)的專門化（1）食品化學(xué) 組分的化學(xué)和物理化學(xué)性質(zhì)，加工、保藏中的變化（2）物理食品學(xué) 食品體系的流變和物理性質(zhì)（3）結(jié)構(gòu)食品學(xué) 食品體系的微觀和宏觀結(jié)構(gòu)（4）環(huán)境食品學(xué) 食品微生物學(xué)，食品保護(hù)，包括衛(wèi)生和包裝（5）食品加工學(xué) 通過物理、化學(xué)和微生物方法實現(xiàn)食品轉(zhuǎn)化、制作和保藏的原理第四節(jié)食品化學(xué)的研究方法確定關(guān)鍵的化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)是如何影響食品的質(zhì)量和安全將這種知識應(yīng)用在食品配制、加工和貯藏過程中可能遇到的各種情況食品中可能發(fā)生的變化特性

不

良

變

化

特性

不

良

變

化

顏色

變黑褪色產(chǎn)生其它不正常顏色

質(zhì)構(gòu)

溶解性喪失分散性喪失持水能力消失硬化軟化

風(fēng)味

產(chǎn)生惡臭產(chǎn)生酸敗味產(chǎn)生燒煮或焦糖風(fēng)味產(chǎn)生其它異味

營養(yǎng)價值

維生素?fù)p失或降解礦物質(zhì)損失或降解蛋白質(zhì)損失或降解脂類損失或降解生理功能物質(zhì)的損失或降解

導(dǎo)致食品質(zhì)量或安全性變化的

一些化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)食品變質(zhì)的原因褐變：酶促、非酶促脂類：水解、氧化蛋白質(zhì)：變性、交聯(lián)、水解糖類：水解、多糖合成、酶解色素：降解、變色食品加工和保藏過程

重要的可變因素溫度時間溫度變化的速率pH產(chǎn)品的組成水分活度（Aw）氣相的成分光照第一節(jié)引言蛋白質(zhì)在生物體系中起著核心作用病毒、細(xì)菌、激素、植物和動物細(xì)胞原生質(zhì)都是以蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的酶是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)功能和化學(xué)組成有關(guān)由20種氨基酸(aminoacid)構(gòu)成的聚合物蛋白質(zhì)的元素分析C50～55%H6～7%O20～23%N12～19%（16%，6.25）S0.2～3.0%蛋白質(zhì)的分類

根據(jù)組成分類簡單蛋白質(zhì)（homoproteins）在細(xì)胞中未經(jīng)酶催化改性的蛋白質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)（conjugatedproteins）或雜蛋白質(zhì)（heteroproteins）經(jīng)過酶催化改性或與非蛋白質(zhì)組分復(fù)合的非蛋白質(zhì)組分稱為輔基結(jié)合蛋白質(zhì)包括：核蛋白（核蛋白體）糖蛋白（卵清蛋白、κ-酪蛋白）磷蛋白（α-和β-酪蛋白、激酶、磷酸化酶）脂蛋白（蛋黃蛋白質(zhì)、幾種肌漿蛋白質(zhì)）金屬蛋白（血紅蛋白、肌紅蛋白和幾種酶）球蛋白(globular)以球狀或橢圓狀存在的蛋白質(zhì)由多肽鏈自身折疊而造成纖維狀蛋白（棒狀分子）(fibrous)含有相互纏繞的多肽鏈根據(jù)大體上的結(jié)構(gòu)形式分類蛋白質(zhì)的生物功能酶催化結(jié)構(gòu)蛋白收縮蛋白（肌球蛋白、肌動蛋白、微管蛋白）激素（胰島素、生長激素）傳遞蛋白（血清蛋白、鐵傳遞蛋白、血紅蛋白）抗體（免疫球蛋白）貯藏蛋白（蛋清蛋白、種子蛋白）保護(hù)蛋白（毒素和過敏素）食品蛋白質(zhì)易于消化無毒富有營養(yǎng)顯示功能特性來源豐富第二節(jié)氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì)

一、氨基酸的一般性質(zhì)（一）一般結(jié)構(gòu)和分類

－氨基酸是組成蛋白質(zhì)的最基本單位

決定物化性質(zhì)據(jù)其分子結(jié)構(gòu)分為六類中性氨基酸一氨基，一羧基Ala(丙),Gly(甘),Val(纈),Leu(亮),Ile(異亮)酸性氨基酸一氨基，二羧基Asp(天),Glu(谷)堿性氨基酸二氨基，一羧基Arg(精),Lys(賴),His(組)含羥氨基酸一氨基，一羧基，一羥基Ser(絲),Thr(蘇)含硫氨基酸一氨基，一羧基，一巰基Cys(半),Met(蛋)含環(huán)氨基酸一氨基，一羧基，一環(huán)

Phe(苯),Pro(脯),Trp(色),Tyr(酪)甘丙纈亮異脂鏈絲蘇半蛋羥硫添脯酪色苯雜芳環(huán)天谷精賴組酸堿按側(cè)鏈基團(tuán)R的極性分為四類非極性氨基酸或疏水性氨基酸脂肪族（Ala，Ile，Leu，Val）芳香族側(cè)鏈的氨基酸(Phe,Trp)是疏水的不帶電荷的極性氨基酸側(cè)鏈與水結(jié)合形成氫鍵，Ser,Thr,Cys在pH7時帶正電荷的極性氨基酸堿性氨基酸，Lys,Arg,His(略帶）在pH7時帶負(fù)電荷的極性氨基酸酸性氨基酸，Asp,Glu

堿性和酸性氨基酸具有很強的親水性

必需氨基酸有些氨基酸，機(jī)體合成不足，必需從食物或飼料中供給，如果食物或飼料中缺乏這些氨基酸，就會影響機(jī)體的正常生長和健康。人體必需氨基酸有Lys，Phe,Val,Met,Thr,Trp,Leu及Ile八種，此外，His對于嬰兒的營養(yǎng)也是必需的。（二）氨基酸的立體化學(xué)除甘氨酸外都具有旋光性。在植物或動物組織的蛋白質(zhì)水解物中，僅發(fā)現(xiàn)Ｌ－型異構(gòu)體。Ile和Thr的

-碳原子也是不對稱的，因此它們都有4個對映體。

（三）氨基酸的酸-堿性質(zhì)羧基能電離成COO-和H+；氨基能接受質(zhì)子，形成銨鹽。氨基酸是兩性電解質(zhì)甘氨酸

提供質(zhì)子，可釋放質(zhì)子提供電子對，可接受質(zhì)子在中性pH范圍，

-氨基和

-羧基都處在離子化狀態(tài)，此時氨基酸分子是偶極離子或兩性離子。偶極離子以電中性狀態(tài)存在時的pH被稱為等電點（isoelectricpoint,pI）。當(dāng)-COO-和-COOH的濃度相等時的pH被稱為pKa1當(dāng)-NH3+和-NH2濃度相等時的pH被稱為pKa2

除

-氨基和

-羧基外，Lys、Arg、His、Asp、Glu、Cys和Tyr的側(cè)鏈也含有可離子化的基團(tuán)。側(cè)鏈不含有帶電荷基團(tuán)的氨基酸，

pI=（pKa1+pKa2）/2酸性氨基酸，pI=（pKa1+pKa3）/2堿性氨基酸，pI=（pKa2+pKa3）/2*下標(biāo)1、2和3分別指

-羧基、

-氨基和側(cè)鏈上可離子化的基團(tuán)。（四）氨基酸的疏水性(hydrophobic)蛋白質(zhì)在水中的溶解度主要取決于氨基酸組分側(cè)鏈上極性（帶電或不帶電）和非極性（疏水）基團(tuán)的分布。氨基酸從乙醇(ethanol)轉(zhuǎn)移到水的自由能變化

ΔGt（Et→W）被用來表示氨基酸的疏水性。ΔGt是一個很大的正值，則說明它的疏水性就很大。ΔGt具有加和性纈氨酸ΔGt,Val=ΔGt,Gly+ΔGt,異丙基側(cè)鏈ΔGt,異丙基側(cè)鏈=ΔGt,Val-ΔGt,Gly具有大的正的ΔGt的AA側(cè)鏈?zhǔn)杷缘膬?yōu)先選擇處在有機(jī)相疏水性AA殘基傾向于配置在蛋白質(zhì)分子的內(nèi)部具有負(fù)的ΔGt的AA側(cè)鏈親水性的(hydrophilic)配置在蛋白質(zhì)分子的表面（五）氨基酸的光學(xué)性質(zhì)

(opticalproperties)芳香族的氨基酸Trp(色)、Tyr(酪)和Phe在近紫外區(qū)（250-300nm）吸收光。Trp和Tyr在紫外區(qū)還顯示熒光。氨基酸所處環(huán)境的極性影響它們的吸收和熒光性質(zhì)，因此可以將氨基酸光學(xué)性質(zhì)的變化作為考察蛋白質(zhì)構(gòu)象變化的手段。二、氨基酸的化學(xué)反應(yīng)性存在于游離氨基酸和蛋白質(zhì)分子中的反應(yīng)基團(tuán)氨基、羧基、巰基、酚羥基、羥基、硫醚基（Met）、咪唑基和胍基改變蛋白質(zhì)和肽親水-疏水性質(zhì)或者功能性質(zhì)被利用來定量氨基酸和蛋白質(zhì)分子中特定的氨基酸與茚三酮反應(yīng)1摩爾的氨基酸，與2摩爾茚三酮生成1摩爾紫色物質(zhì)，在570nm顯示最高吸收。脯氨酸和羥脯氨酸產(chǎn)生一種黃色物質(zhì)，它在440nm顯示最高吸收。常用來定量游離氨基酸。與鄰苯二甲醛反應(yīng)當(dāng)存在2-巰基乙醇時氨基酸與鄰-苯二甲醛反應(yīng)（1，2-苯二甲醛）反應(yīng)生成高熒光的衍生物在380nm激發(fā)時在450nm具有最高熒光發(fā)射定量氨基酸、蛋白質(zhì)和肽與熒光胺反應(yīng)含有伯胺的氨基酸、肽和蛋白質(zhì)與熒光胺反應(yīng)成高熒光的衍生物在390nm激發(fā)時，在475nm具有最高熒光發(fā)射被用于定量氨基酸以及蛋白質(zhì)和肽。第三節(jié)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)（一）一級結(jié)構(gòu)(primarystructure)指氨基酸通過共價鍵連接而成的線性序列構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要氨基酸有20種主鏈-N-C-C或-C-C-Nn個氨基酸殘基構(gòu)成(n-1)個肽鍵游離的

-氨基末端稱為N端，開始端游離的

-羧基末端稱為C端，末端鏈長(n)和序列決定蛋白質(zhì)的物化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)序列——密碼（code）C—N鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)CO—NH鍵不可以自由旋轉(zhuǎn)N-C

鍵——φC

-C鍵——ψ理論上具有轉(zhuǎn)動自由度，但因C

原子上側(cè)鏈原子的立體位阻而被限制主鏈扭轉(zhuǎn)角-NH-Cα-

CO–NHφψω幾乎所有的蛋白質(zhì)肽鍵都以反式構(gòu)型存在在熱力學(xué)上反式比順式穩(wěn)定

（二）二級結(jié)構(gòu)(secondarystruture)氨基酸殘基周期性的（有規(guī)則的）空間排列氨基酸殘基側(cè)鏈之間近鄰或短距離的非共價相互作用導(dǎo)致局部自由能下降，這就驅(qū)動了φ和ψ角的扭轉(zhuǎn)。1、螺旋結(jié)構(gòu)(helicalstructure)

-螺旋：主要的，最穩(wěn)定的310-螺旋π-螺旋

-螺旋

(

-helix)每圈包含3.6個氨基酸殘基每一個氨基酸殘基的轉(zhuǎn)角為100?依靠氫鍵穩(wěn)定，氫鍵圈中包含13個主鏈原子，3.613螺旋。氫鍵平行于螺旋軸而定向。氫鍵的N、H和O原子幾乎處在一條直線上。2.β-折疊片結(jié)構(gòu)(β-sheet)一種鋸齒形結(jié)構(gòu)。它比

螺旋較為伸展C=O和N-H垂直于主鏈氫鍵：片斷之間側(cè)鏈垂直于平面根據(jù)多肽主鏈N→C的指向,存在著兩類平行β-折疊片，各股指向相互平行反平行β-折疊片結(jié)構(gòu)，各股指向彼此相反反平行中，N-H…O原子處在一條直線上（鍵角0°），增加了穩(wěn)定性反平行β-折疊片結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定穩(wěn)定性

β-折疊片＞

-螺旋β-折疊片～高變性溫度

-螺旋β-折疊加熱和冷卻×β-旋轉(zhuǎn)（β-turn）β-折疊片結(jié)構(gòu)中多肽鏈反轉(zhuǎn)180°就形成β-旋轉(zhuǎn)。一個β-旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包含4個氨基酸殘基，由氫鍵所穩(wěn)定最常見于β-旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中的氨基酸殘基是Asp、Cys、Asn、Gly、Tyr和Pro。（三）三級結(jié)構(gòu)(tertiarystrucure)二級結(jié)構(gòu)進(jìn)一步折疊成緊密的三維結(jié)構(gòu)多肽鏈的空間排列不同的基團(tuán)之間相互作用（疏水、靜電和范德華爾）和氫鍵的優(yōu)化，使得蛋白質(zhì)分子的自由能盡可能地降至最低。幾何排布親水性——蛋白質(zhì)-水界面疏水性——內(nèi)部氨基酸的序列決定著蛋白質(zhì)分子的形狀親水性氨基酸殘基——呈拉長或棒狀疏水性氨基酸殘基——呈球狀

大多數(shù)蛋白質(zhì)由100個以上的氨基酸殘基構(gòu)成（四）四級結(jié)構(gòu)(quarternary)是指含有多于一條多肽鏈的蛋白質(zhì)分子的空間排列以二聚體、三聚體、四聚體等形式存在四級復(fù)合物（寡聚體）由蛋白質(zhì)亞基（單體）存在，亞基可以是相同的（同類）或者是不同的（異類）四級結(jié)構(gòu)是亞基非共價結(jié)合的結(jié)果熱力學(xué)角度，疏水性亞基埋藏，驅(qū)動四級結(jié)構(gòu)疏水性氨基酸殘基高于30%，無法埋藏疏水小區(qū)相互作用4412366一些低聚體食品蛋白質(zhì)（五）穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的作用力蛋白質(zhì)的天然構(gòu)象是一種熱力學(xué)狀態(tài)對此狀態(tài)有利的相互作用達(dá)到最大不利的相互作用降到最小影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的作用力包括兩類：蛋白質(zhì)分子固有的作用力所形成的分子內(nèi)相互作用范德華相互作用和空間相互作用受周圍溶劑影響的分子內(nèi)相互作用氫鍵、靜電相互作用和疏水相互作用1.空間相互作用(stericstrains)氨基酸殘基側(cè)鏈φ和ψ角的轉(zhuǎn)動受到很大的限制構(gòu)象有限避免自由能的增加鍵長和鍵角的變形2.VanderWaals相互作用存在于極性或非極性原子之間距離增大，相互作用減小偶極-誘導(dǎo)偶極和誘導(dǎo)偶極-誘導(dǎo)偶極相互作用產(chǎn)生的凈的吸引作用對蛋白質(zhì)的折疊和穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)很大3.氫鍵hydrogenbond氫鍵主要通過羰基及亞氨基通過氫氧而形成的一種鍵?？稍趦呻逆滈g，或一條肽鏈的不同部位形成氫鍵。在

-螺旋和β-折疊片結(jié)構(gòu)中肽鍵的N-H和C=O之間形成的氫鍵數(shù)目最大。氫鍵對于維持蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)，保持蛋白質(zhì)穩(wěn)定性，起著重要的作用。4.靜電相互作用

electrostaticinteractions蛋白質(zhì)含有一些帶有可離解基團(tuán)的氨基酸殘基。Asp、Glu殘基帶負(fù)電荷（中性pH）Lys、Arg和His帶正電荷在中性pH，凈電荷取決于分子中正、負(fù)電荷殘基的相對數(shù)目蛋白質(zhì)分子凈電荷為0時的pH為等電點（pI）等離子點是指不存在電解質(zhì)時蛋白質(zhì)溶液的pH

除少數(shù)例外，蛋白質(zhì)中幾乎所有的帶電基團(tuán)都分布在分子的表面。相同電荷間的排斥作用或許會導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。相反電荷間的吸引作用有助于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。影響蛋白質(zhì)分子折疊的模式5.疏水相互作用

hydrophobicinteractions驅(qū)動蛋白質(zhì)折疊的主要力量非極性基團(tuán)溶于水

ΔG=ΔH–TΔS

即使ΔH＜0，由于ΔS＜0，ΔG＞0在水溶液中水結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)的非極性基團(tuán)之間的相互作用被稱為疏水相互作用吸熱過程，高溫下較強＜二硫鍵(-S-S-)

disulfidebonds球狀蛋白二個半胱氨酸分子接近時共價鍵對穩(wěn)定蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)起著重要作用二硫鍵數(shù)目多、穩(wěn)定，如毛、發(fā)分子內(nèi)，也能分子間7.金屬離子蛋白質(zhì)結(jié)合特定的金屬離子如鈣，鎂和鈉離子等能穩(wěn)定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的機(jī)制中和電荷的效應(yīng)促進(jìn)其他相互作用（疏水相互作用)

由鈣穩(wěn)定的蛋白質(zhì)牛乳清蛋白

-淀粉酶

一個獨特的三維蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成是各種排斥和吸引的非共價相互作用以及幾個共價二硫鍵的凈結(jié)果。（六）構(gòu)象穩(wěn)定性和適應(yīng)性蛋白質(zhì)是高度柔性的構(gòu)象適應(yīng)性對蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)很重要第四節(jié)蛋白質(zhì)的變性

denaturation天然狀態(tài)是熱力學(xué)最穩(wěn)定狀態(tài)環(huán)境的變化驅(qū)動分子結(jié)構(gòu)新的平衡構(gòu)象適應(yīng)性分子結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化而沒有劇烈變化變性蛋白質(zhì)的二級，三級和四級結(jié)構(gòu)上的重大變化，但不涉及主鏈上肽鏈的斷裂，使天然蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)改變并失去原來的生理活性在某些情況下，變性過程是可逆的，例如，有的蛋白質(zhì)在加熱時發(fā)生變性，冷卻后，又可復(fù)原?？赡孀冃浴壓退募壗Y(jié)構(gòu)變化不可逆變性～二級結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化二硫鍵的斷裂→不可逆變性變性后物化性質(zhì)變化因疏水性基團(tuán)的暴露而導(dǎo)致溶解度的下降結(jié)合水能力的改變失去生物活力（酶活力或免疫活力）對蛋白酶敏感性提高（肽鍵暴露）蛋白質(zhì)固有粘度增加沒有結(jié)晶能力消化率和生物有效率提高起泡性能和乳化性能提高一、變性熱力學(xué)典型的蛋白質(zhì)變性曲線兩狀態(tài)轉(zhuǎn)變

二、變性因素物理因素溫度紫外線超聲波高壓化學(xué)因素pH有機(jī)溶劑重金屬鹽類脲、胍表面活性劑（一）物理因素1.熱熱變性影響功能性質(zhì)從天然狀態(tài)至變性狀態(tài)的轉(zhuǎn)變中點稱為熔化溫度Tm或變性溫度Td熱變性的機(jī)理非共價相互作用的去穩(wěn)定作用在較高溫度下，保持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的各種鍵發(fā)生斷裂，破壞了肽鏈的特定排列，原來在分子內(nèi)部的一些非極性基團(tuán)暴露到了分子的表面，因而降低了蛋白質(zhì)的溶解度，促進(jìn)了蛋白質(zhì)分子之間相互結(jié)合而凝集，形成不可逆的凝膠而凝固。疏水相互作用的影響氫鍵、靜電和范德華相互作用具有放熱的性質(zhì)（熱焓驅(qū)動）。它們在高溫下去穩(wěn)定而在低溫下穩(wěn)定。疏水相互作用是吸熱的（熵驅(qū)動）。它們在高溫下穩(wěn)定，而在低溫下去穩(wěn)定。疏水相互作用的穩(wěn)定性不會隨溫度的提高而無限制地增強某溫度下，當(dāng)疏水作用的穩(wěn)定作用被克服時，產(chǎn)生熱變性多肽鏈的構(gòu)象熵的影響△GD=GU-GN

=△H-T△SDGU：變性狀態(tài)的自由能GN：天然狀態(tài)的自由能-T△SD：構(gòu)象熵△GD

＞0，穩(wěn)定△GD

＜0，去穩(wěn)定溫度～穩(wěn)定性一般認(rèn)為，溫度愈低蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性愈高但并非總?cè)绱死湔T導(dǎo)變性3012.5極性和非極性相互作用～穩(wěn)定性蛋白質(zhì)顯示最高穩(wěn)定性的溫度取決于極性和非極性相互作用對蛋白質(zhì)穩(wěn)定性貢獻(xiàn)的相對值極性＞非極性相互作用蛋白質(zhì)在凍結(jié)溫度和低于凍結(jié)溫度時比較高溫度時更穩(wěn)定主要依靠疏水相互作用在室溫時比在凍結(jié)溫度時更穩(wěn)定（吸熱）氨基酸的種類～熱穩(wěn)定性含有較高比例的疏水性氨基酸殘基（尤其是Val、Ile、Leu和Phe）的蛋白質(zhì)比親水性較強的蛋白質(zhì)一般更為穩(wěn)定。-SH含量↑，熱穩(wěn)定性↓如大豆蛋白質(zhì)(含硫氨基酸較少)穩(wěn)定性高脯氨酸或羥脯氨酸能阻礙蛋白質(zhì)分子彼此形成交聯(lián)，使蛋白質(zhì)不易凝固。如醇溶谷蛋白(含脯及羥脯氨酸較多)。某些蛋白質(zhì)的氨基酸的組成與凝固溫度關(guān)系

正相關(guān)負(fù)相關(guān)水～熱穩(wěn)定性水↑，熱變性↑,Td↓水分愈少所需變性溫度愈高干蛋白質(zhì)粉對熱非常穩(wěn)定機(jī)理在干燥狀態(tài)，多肽鏈段的移動受到限制水分含量的增加導(dǎo)致蛋白質(zhì)的腫脹提高了多肽鏈的移動性和柔性穩(wěn)定性下降，較低的Td值↑↓電解質(zhì)～穩(wěn)定性電解質(zhì)的存在，穩(wěn)定性降低高價離子易使蛋白質(zhì)凝固例如制造豆腐豆?jié){中的球蛋白僅加熱是不會凝固的但在70℃以上添加氯化鎂或硫酸鈣即可凝固

2.靜水壓溫度誘導(dǎo)：40～80℃，0.1MPa壓力誘導(dǎo)：25℃，100~1200MPa

轉(zhuǎn)變中點400~800MPa蛋白質(zhì)是柔性的和可壓縮的球狀蛋白——內(nèi)部有一些空穴，可壓縮纖維蛋白——無空穴，對靜水壓穩(wěn)定高度可逆應(yīng)用滅菌制備蛋白質(zhì)凝膠牛肉嫩化3.機(jī)械處理揉搓、振動、打擦導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。激烈攪動時產(chǎn)生變性和沉淀。當(dāng)分子吸附在兩相界面時，導(dǎo)致不可逆變性。高柔性的比剛性蛋白質(zhì)較易在氣-液界面變性。剪切速度愈高，蛋白質(zhì)變性程度愈高。高溫和高剪切力相結(jié)合能導(dǎo)致蛋白質(zhì)不可逆的變性。4.輻照芳香族氨基酸殘基吸收紫外線若能量高，能打斷二硫鍵，導(dǎo)致構(gòu)象變化γ和其它射線也能導(dǎo)致構(gòu)象變化（二）化學(xué)因素1.

pH在等電點時比其他pH值對變性作用更加穩(wěn)定中性pH大多數(shù)蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷凈靜電推斥能量＜其他相互作用的能量因此大多數(shù)蛋白質(zhì)是穩(wěn)定的在極端pH值強烈的分子內(nèi)斥力導(dǎo)致分子的腫脹和展開變性機(jī)理多肽鏈中某些基團(tuán)發(fā)生解離，從而破壞了靜電作用形成的鍵。多數(shù)是可逆的然而，如果肽鍵的部分水解，Asn和Gln的脫酰胺，堿性pH巰基的破壞或者聚集作用能導(dǎo)致蛋白質(zhì)的不可逆變性。酸和堿可以加速熱變性。一般水果罐頭的殺菌溫度較蔬菜低。2.有機(jī)溶質(zhì)尿素和鹽酸胍（GuHCl）的水溶液變性中點4～6mol/L尿素

3～4mol/LGuHCl完全轉(zhuǎn)變8mol/L尿素，6mol/LGuHCl除去變性劑后，可以逆轉(zhuǎn)完全可逆有時很困難變性機(jī)制尿素和鹽酸胍優(yōu)先和變性蛋白質(zhì)結(jié)合，驅(qū)動N→D向右移動促進(jìn)疏水氨基酸殘基在水相中增溶，也降低了疏水相互作用打斷了水的氫鍵結(jié)構(gòu)使蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的非極性殘基展開3.表面活性劑十二烷基硫酸鈉（SDS）強有力的變性劑3～8mmol/L可使大多數(shù)球蛋白變性作用：疏水區(qū)和親水區(qū)的媒介物，打斷了疏水相互作用與變性蛋白質(zhì)強烈結(jié)合，使它帶大量的負(fù)電不可逆4.有機(jī)溶劑大多數(shù)有機(jī)溶劑是變性劑乙醇、丙酮機(jī)制改變水的介電常數(shù)，改變靜電作用非極性側(cè)鏈在有機(jī)溶劑中比在水中更易溶解，有機(jī)溶劑能穿透到疏水區(qū)，削弱或打斷疏水相互作用5.促溶鹽（chaotropicsalts）

兩種影響方式低濃度（離子強度≤0.2）靜電中和作用穩(wěn)定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)較高的濃度（＞1mol/L）離子特異效應(yīng)Na2SO4和NaF這樣的鹽能促進(jìn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定NaSCN和NaClO4是強變性劑

o–Na2SO4Δ-NaCl□-NaBr

■-脲素●-NaClO4▲-NaSCN各種鈉鹽對變性溫度的影響Td↑Td↓高濃度的鹽總是對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響。Hofmeister系列或促溶系列

F-<SO42-<Cl-<Br-<I-<ClO4-<SCN-氟化物、硫酸鹽和氯化物是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑其它陰離子鹽是結(jié)構(gòu)去穩(wěn)定劑NaSCN和NaClO4是強變性劑第五節(jié)蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)蛋白質(zhì)對食品的感官品質(zhì)具有重要的影響蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)指的是能使蛋白質(zhì)對人們所期望的食品特征作出貢獻(xiàn)的那些物理化學(xué)性質(zhì)。“功能性質(zhì)”（“Functionality”）的定義在食品加工、保藏、制備和消費期間影響蛋白質(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)。決定功能性質(zhì)的物化性質(zhì)大??；形狀；氨基酸組成和順序；凈電荷和電荷的分布；疏水性和親水性之比;二級、三級和四級結(jié)構(gòu)；分子柔性和剛性；分子間相互作用和同其它組分作用的能力。

功能性質(zhì)是兩類分子性質(zhì)

的表現(xiàn)形式流體動力學(xué)性質(zhì)粘度（增稠）、膠凝作用和組織化蛋白質(zhì)分子的大小、形狀和柔性表面性質(zhì)濕潤性、分散性、溶解性、起泡、乳化以及與脂肪與風(fēng)味物的結(jié)合取決于表面化學(xué)性質(zhì)功能性質(zhì)分成三類

水化性質(zhì)（取決于蛋白質(zhì)－水的相互作用）包括水吸收及保留、濕潤性、腫脹、粘著性、分散性、溶解度和粘度。

與蛋白質(zhì)－蛋白質(zhì)相互作用有關(guān)的性質(zhì)沉淀作用、凝膠作用和面團(tuán)形成

表面性質(zhì)表面張力、乳化作用和泡沫特征。上述這幾類性質(zhì)不是完全獨立的。一、蛋白質(zhì)的水合食品的流變和質(zhì)構(gòu)性質(zhì)取決于水與其他食品組分蛋白質(zhì)-多糖的相互作用取決于水-蛋白質(zhì)相互作用的功能性質(zhì)：分散性、濕潤性、腫脹、溶解性、增稠、粘度、持水能力、膠凝作用、凝結(jié)、乳化和起泡水-基團(tuán)的結(jié)合離子（帶電基團(tuán)）-偶極偶極（極性基團(tuán)）-偶極相互作用偶極-誘導(dǎo)偶極（非極性基團(tuán)）相互作用疏水（非極性基團(tuán)）相互作用

水合能力定義當(dāng)干蛋白質(zhì)粉與相對濕度為90-95%的水蒸汽達(dá)到平衡時，每克蛋白質(zhì)所結(jié)合的水的克數(shù)水合能力～氨基酸組成帶電的氨基酸殘基數(shù)目↑，水合能力↑a：水合能力，g水/g蛋白質(zhì)；fc,fp,fN：帶電的、極性和非極性的分?jǐn)?shù)帶電基團(tuán)為6mol水/mol殘基不帶電的極性殘基為2mol/mol殘基非極性殘基為1mol/mol殘基

干蛋白質(zhì)水分子通過與極性多層水吸附部位結(jié)合而被吸附

蛋白質(zhì)的水化過程

（1）（2）液態(tài)水凝聚（3）腫脹（4）溶劑分散（5）

溶液腫脹的不溶性粒子或塊D蛋白質(zhì)的吸著等溫線S形曲線Aw=0.05-0.30，單層水Aw=0.3-0.7，多層水Aw=0.9，水合約0.3-0.5gH2O/g蛋白質(zhì)多數(shù)在0℃時不能凍結(jié)。Aw＞0.9，體相水影響水合能力的環(huán)境因素pH離子強度鹽的種類溫度蛋白質(zhì)構(gòu)象1.pH在

pI時，蛋白質(zhì)顯示最低的水合作用高于或低于pI，由于凈電荷和推斥力的增加，使蛋白質(zhì)腫脹和結(jié)合較多的水pH9-10時水合能力較大2.鹽低濃度（＜0.2mol/L）能提高蛋白質(zhì)結(jié)合水的能力水合鹽離子與蛋白質(zhì)分子上帶電基團(tuán)微弱地結(jié)合高濃度的鹽導(dǎo)致蛋白質(zhì)的脫水因為更多的水與鹽離子結(jié)合3.

溫度溫度升高后，氫鍵作用和離子基團(tuán)的水合作用減弱，蛋白質(zhì)結(jié)合水的能力一般隨之下降。變性蛋白質(zhì)結(jié)合水的能力一般比天然蛋白質(zhì)約高10%。因為蛋白質(zhì)變性時，隨著一些原來埋藏的疏水基團(tuán)的暴露，表面積與體積之比增加。二、溶解度最受蛋白質(zhì)溶解度影響的功能性質(zhì)：增稠、起泡、乳化和膠凝作用。高的起始溶解度是其它功能性質(zhì)的先決條件，不溶性蛋白質(zhì)在食品中的應(yīng)用非常有限。蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)+溶劑-溶劑蛋白質(zhì)-溶劑

影響蛋白質(zhì)溶解性質(zhì)的主要的相互作用具有疏水和離子的本質(zhì)。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。根據(jù)溶解度性質(zhì)的蛋白質(zhì)分類清蛋白：溶于pH6.6的水血清清蛋白、卵清蛋白和

-乳白蛋白球蛋白：溶于pH7.0的稀鹽溶液大豆球蛋白、菜豆球蛋白和β-乳球蛋白谷蛋白：僅能溶于酸（pH2）和堿（pH12）小麥谷蛋白醇溶谷蛋白：溶于70%乙醇玉米醇溶蛋白和麥醇溶蛋白

谷蛋白和醇溶谷蛋白是高疏水性蛋白質(zhì)。（一）pH～溶解度當(dāng)pH高于或低于pI時，促進(jìn)溶解在pI時，溶解度最低大多數(shù)是酸性蛋白質(zhì)，pH4～5溶解度最小，堿性pH溶解度最高某些具有大量親水性AA的蛋白質(zhì)（如β-Lg和BSA），在pI仍然可溶U-形曲線（二）離子強度～溶解度離子強度的計算低離子強度（＜0.5）——電荷屏蔽效應(yīng)高比例疏水區(qū)域～溶解度下降高比例親水區(qū)域～溶解度提高高離子強度（＞1）——離子效應(yīng)SO42-、F-～鹽析，溶解度降低,導(dǎo)致沉淀ClO4-、SCN-～鹽溶，提高溶解度（三）溫度～溶解度0～40℃內(nèi)，溫度↑，溶解度↑＞40℃，蛋白質(zhì)變性，非極性基團(tuán)暴露，促進(jìn)聚集和沉淀例外：高疏水性蛋白質(zhì)，如β-酪蛋白和一些谷類蛋白質(zhì)，溶解度與溫度負(fù)相關(guān)。（四）有機(jī)溶劑～溶解度與水互溶的有機(jī)溶劑（如乙醇和丙酮）降低水介質(zhì)的介電常數(shù)提高靜電作用力靜電斥力導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)的展開促進(jìn)氫鍵的形成和反電荷間的靜電吸引導(dǎo)致蛋白質(zhì)溶解度下降或沉淀三、蛋白質(zhì)的界面性質(zhì)兩親物質(zhì)自發(fā)地遷移至界面（氣-水或油-水）在界面區(qū)域的濃度總是高于體相蛋白質(zhì)(高粘彈性薄膜)優(yōu)于表面活性劑不取決于疏水和親水AA之比植物蛋白～卵清蛋白差別主要與構(gòu)象上的差別有關(guān)重要的構(gòu)象因素包括多肽鏈的穩(wěn)定性/柔性、對環(huán)境改變適應(yīng)的難易程度和親水與疏水基團(tuán)在蛋白質(zhì)表面的分布模式。影響界面性質(zhì)的因素理想的表面活性蛋白質(zhì)具有三個性能：

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，形成具有強的粘合和粘彈性質(zhì)的膜，并能忍受熱和機(jī)械運動的。疏水小區(qū)和親水小區(qū)分布的模式多肽鏈在界面上采取的構(gòu)型列車狀(train)當(dāng)多肽片段直接與界面接觸時呈列車狀圈狀(loop)當(dāng)多肽片段懸浮在水相時呈圈狀尾狀(tails)蛋白質(zhì)分子的N-和C-末端片段通常處在水相呈尾狀列車狀構(gòu)象的比例愈大，蛋白質(zhì)愈是強烈地與界面相結(jié)合，并且表面張力愈是低。界面上蛋白質(zhì)膜的機(jī)械強度取決于內(nèi)聚的分子間相互作用靜電相互作用氫鍵疏水相互作用疏水作用太強，蛋白質(zhì)在界面聚集、沉淀，損傷膜的完整性斥力遠(yuǎn)大于引力，妨礙粘結(jié)厚膜的形成吸引、推斥和水合作用力之間適當(dāng)?shù)钠胶馐切纬煞€(wěn)定的粘彈膜的必要條件。（一）乳化性質(zhì)

(emulsifyingproperties)許多傳統(tǒng)或新型食品，都是含乳狀液的多相體系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.

評價食品乳化性質(zhì)的方法油滴大小分布乳化活力（emulsifyingactivity）乳化能力（emulsioncapacity）乳化穩(wěn)定性（emulsionstability）測定乳狀液平均液滴的大小的方法光學(xué)顯微鏡法電子顯微鏡法光散射質(zhì)子相關(guān)譜Coulter計數(shù)器界面面積

φ——分散相的體積分?jǐn)?shù);R——乳狀液粒子的平均半徑。乳化活力指標(biāo)（EAI）

EmulsifyingActivityIndex單位質(zhì)量的蛋白質(zhì)所產(chǎn)生的界面面積

m——蛋白質(zhì)質(zhì)量濁度法測定EAI

A：吸光度(500nm)l：光路長度根據(jù)光散射的Mie理論，界面積是濁度的2倍。

φ：油的體積分?jǐn)?shù)(1-φ)ρ：單位體積乳狀液中總的蛋白質(zhì)量簡便實用，但不是非常準(zhǔn)確蛋白質(zhì)的載量

（ProteinLoad）定義：單位界面面積上吸附的蛋白質(zhì)量離心出水相，重復(fù)洗滌油相一般情況下，1～3mg/m23.乳化能力

（Emulsioncapacity,EC）定義相轉(zhuǎn)變前（O/W→W/O）每克蛋白質(zhì)所能乳化的油的體積測定方法油加至蛋白質(zhì)溶液中，根據(jù)粘度、顏色、電阻的突變檢測相變相轉(zhuǎn)變：φ=0.65～0.85并非瞬時過程，先形成W/O/W雙重乳狀液4.乳狀液穩(wěn)定性在數(shù)月內(nèi)穩(wěn)定劇烈的處理方法（高溫、離心力）乳狀液穩(wěn)定性表示方法

乳狀液穩(wěn)定性指標(biāo)（ESI）：濁度達(dá)到起始值的一半所需要的時間。

5.影響蛋白質(zhì)乳化作用的因素內(nèi)在因子pH、離子強度、溫度、存在的低分子量表面活性劑、糖、油相體積、蛋白質(zhì)類型和使用的油的熔點外在因素制備乳狀液的設(shè)備類型、能量輸入的速度和剪切速度。

目前沒有一致認(rèn)可的系統(tǒng)地評價蛋白質(zhì)乳化性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)方法。

（1）溶解度溶解度對乳化性質(zhì)很重要高度不溶性的蛋白質(zhì)不是良好的乳化劑100%的溶解度不是絕對必要一定程度的溶解度可能是必需的良好的乳化性質(zhì)所必需的最低溶解度取決于蛋白質(zhì)的品種

（2）pH在pI具有高溶解度的蛋白質(zhì)例如血清清蛋白、明膠和蛋清蛋白缺乏凈電荷和靜電推斥相互作用，有助于在界面達(dá)到最高蛋白質(zhì)載量和促使高粘彈膜的形成具有最高乳化活力和乳化能力

大多數(shù)食品蛋白質(zhì)酪蛋白、商品乳清蛋白、肉蛋白、大豆蛋白在pI時是微溶和缺乏靜電推斥力的，不是良好的乳化劑。在遠(yuǎn)離pI時可能是有效的乳化劑（3）疏水性弱正相關(guān)聯(lián)(二)起泡性質(zhì)

(Foamingproperties)一個連續(xù)的水相+一個分散的氣相蛋白質(zhì)是主要的表面活性劑，有助于分散相的形成和穩(wěn)定經(jīng)吹氣泡、攪打和搖振而形成起泡能力的評價指標(biāo)起泡能力是指在汽-液界面形成堅韌的薄膜使大量氣泡并入和穩(wěn)定的能力。膨脹率（Overrun）穩(wěn)定狀態(tài)泡沫值（Steady-stateFoamValue）起泡力（FoamingPower）泡沫膨脹（FoamExpansion）泡沫穩(wěn)定性（FoamStability）蛋白質(zhì)穩(wěn)定處在重力和機(jī)械力下的泡沫的能力。50%液體從泡沫中排出所需要的時間或者泡沫體積減少50%所需要的時間蛋白質(zhì)溶液的起泡力（FP）1.影響泡沫形成和穩(wěn)定的蛋白質(zhì)分子性質(zhì)

作為一個有效的起泡劑，必須滿足：快速吸附至氣-水界面易于在界面上展開和重排通過分子間相互作用形成粘合性膜影響蛋白質(zhì)起泡性質(zhì)的分子性質(zhì)有：溶解度分子柔性疏水性（兩親性）帶電基團(tuán)和極性基團(tuán)的配置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，泡沫穩(wěn)定性較好如球蛋白，面筋蛋白，乳清蛋白在pI時，若溶解度很低起泡能力差，但穩(wěn)定性很高多數(shù)食品蛋白質(zhì)在pI以外起泡能力好，穩(wěn)定性差（2）鹽鹽能影響蛋白質(zhì)的溶解度、粘度、展開和聚集取決于鹽的種類和蛋白質(zhì)的性質(zhì)NaCl～大豆蛋白（鹽析）促進(jìn)起泡能力，降低穩(wěn)定性NaCl～乳清蛋白（鹽溶）降低起泡能力，降低穩(wěn)定性二價陽離子（Ca2+、Mg2+）在蛋白質(zhì)的羧基之間形成橋接改進(jìn)起泡性和穩(wěn)定性NaCl對乳清蛋白起泡性和穩(wěn)定性的影響鹽溶效應(yīng)（3）糖蔗糖、乳糖和其他糖能增加粘度，在界面上較難展開→損害起泡能力降低了泡沫中薄層液體的排出→增強穩(wěn)定性加糖蛋白泡沫打擦后，再加入糖（4）脂磷脂，具有比蛋白質(zhì)更好的表面活性以競爭的方式在界面上取代蛋白質(zhì)減少了膜的厚度和粘接性泡沫穩(wěn)定性下降一般不含脂類的蛋白質(zhì)有較好的起泡性質(zhì)具有表面活性的極性脂類妨礙了吸附蛋白質(zhì)的起泡性能（5）蛋白質(zhì)濃度蛋白質(zhì)濃度增加，穩(wěn)定性提高。蛋白質(zhì)濃度的增加提高了粘度，產(chǎn)生了較小的氣泡和堅硬的膜。蛋白質(zhì)濃度為2～8%（w/v），起泡能力最大。（6）溫度降低溫度，疏水作用下降，膨脹率下降部分熱變性可改進(jìn)起泡性質(zhì)過高3.制備泡沫的方法鼓泡氣體通過一個多孔的噴灑器進(jìn)入一個低蛋白質(zhì)濃度的水溶液（0.01-2％）。攪打或振蕩打擦激烈的機(jī)械應(yīng)力和剪切作用充氣食品預(yù)先被加壓的溶液突然減壓四、風(fēng)味結(jié)合有利作為期望風(fēng)味物的載體和改良劑不利接合不期望的風(fēng)味，限制了食品的應(yīng)用不飽和脂肪酸氧化生成的醛、酮和醇（一）蛋白質(zhì)的構(gòu)象與風(fēng)味物的結(jié)合機(jī)制非極性配位體（風(fēng)味物分子）與蛋白質(zhì)表面的疏水小區(qū)或空穴的相互作用與極性基團(tuán)間的氫鍵和靜電相互作用完全可逆構(gòu)象發(fā)生了變化打斷了鏈段間的相互作用蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定性（二）影響風(fēng)味結(jié)合的因素任何影響疏水性的因素溫度：影響很小熱變性：較高的結(jié)合能力鹽溶：降低風(fēng)味結(jié)合（疏水作用下降）鹽析：提高風(fēng)味結(jié)合pH：堿性下變性，促進(jìn)風(fēng)味結(jié)合五、凝膠化作用預(yù)凝膠的產(chǎn)生是不可逆的凝膠熔化可形成預(yù)凝膠當(dāng)預(yù)凝膠被冷卻至室溫或冷藏溫度時，形成穩(wěn)定的非共價鍵溶膠狀態(tài)預(yù)凝膠凝膠

加熱、酶二價金屬離子冷卻加熱網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的作用力氫鍵、靜電相互作用——可逆凝膠明膠疏水相互作用——不可逆凝膠蛋清蛋白二硫鍵——不可逆凝膠乳清蛋白兩類凝膠凝結(jié)塊（不透明）凝膠大量非極性氨基酸殘基疏水性聚集，不溶性聚集體不可逆凝膠聚集和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成速度高于變性速度透明凝膠少量非極性氨基酸殘基變性時形成可溶性復(fù)合物締合速度低于變性速度在加熱后冷卻時才能凝結(jié)成凝膠形成有序的透明的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)影響膠凝性質(zhì)的因素氨基酸殘基的類型高于31.5%非極性AA——凝結(jié)塊類型低于31.5%非極性AA——透明類型pHpI——凝結(jié)塊類凝膠極端pH——弱凝膠，半透明形成凝膠的最適pH約7～8Ca2+等兩價離子強化了凝膠結(jié)構(gòu)過量鈣橋產(chǎn)生凝結(jié)塊蛋白質(zhì)濃度最低濃度終點（Leastconcentrationendpoint,LCE）第一節(jié)引論

一、酶對食品科學(xué)的重要性控制著所有重要的生物大分子的合成、分解食品加工的主要原料是生物材料,生物材料中含有大量的酶酶的作用有益的：皺胃酶、蛋白酶有害的：果膠酶、脂酶有效地使用和控制內(nèi)源酶和外源酶二、酶的本質(zhì)定義（1979年）酶是具有催化性質(zhì)的蛋白質(zhì)，其催化性質(zhì)源自于它特有的激活能力。目前并非都是蛋白質(zhì)酶是生物催化劑不參與反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束時保持不變酶在物理和化學(xué)狀態(tài)上的改變是可逆的酶反應(yīng)中包含可逆的中間絡(luò)合物酶被反復(fù)使用酶的周轉(zhuǎn)率（Turnover）在酶被完全飽和條件下，單位時間內(nèi)底物被每個酶分子轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物的分子數(shù)。大多數(shù)酶，1×104s-1少量的酶（昂貴）～大量的生物轉(zhuǎn)化酶具有特異性（Specificity）酶作為催化劑的機(jī)制EmilFischer提出的“鎖和鑰匙”模式特殊形狀的活性部位～精確地立體互補高度專一鎖鑰匙Koshland的“誘導(dǎo)楔合”模型要點底物誘導(dǎo)酶蛋白幾何形狀的改變催化基團(tuán)能精確地定向和底物結(jié)合到酶的活性部位上去A、B：催化基團(tuán)C：結(jié)合基團(tuán)三、酶的命名習(xí)慣命名α-淀粉酶、纖維素酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、過氧化物酶或過氧化氫酶商品名稱系統(tǒng)命名4位數(shù)字組成的酶委員會編號（ECnumber）酶的系統(tǒng)命名的原則例：聚半乳糖醛酸酶，EC3.2.1.15

水解酶，糖苷鍵，O-糖苷四、酶的輔助因子（cofactors）酶在作用時需要有一個非蛋白質(zhì)組分存在，這個組分稱為輔助因子分類金屬離子羧肽酶～Zn，激酶～Mg有機(jī)化合物——B族維生素輔酶（coenzyme）五、在生物體中的酶酶在原料的生長和成熟中起重要的作用原料收獲后酶仍然起作用直至酶的底物被耗盡或酶變性由于細(xì)胞結(jié)構(gòu)的解體常使酶活力提高果膠酶使番茄組織軟化多酚氧化酶使果蔬褐變（一）酶的分布不均勻的，定位化，區(qū)域化分布一種酶往往僅存在于細(xì)胞的一類細(xì)胞器，專門執(zhí)行有限種類的酶催化反應(yīng)細(xì)胞核：核酸的生物合成和水解降解線粒體：與ATP有關(guān)的氧化還原酶溶菌體和胰酶原顆粒：水解酶特定的器官含有特定種類的酶胃腸道、口腔、小腸植物的種子：水解酶（二）酶的隔離分布和與底物的接近在完整的細(xì)胞內(nèi)，酶通過各種方式和底物隔離細(xì)胞器、細(xì)胞膜、細(xì)胞壁、內(nèi)源酶抑制劑組織解體使酶與底物接近會導(dǎo)致食品的色澤、質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味、芳香和營養(yǎng)質(zhì)量上的改變熱處理、低溫保藏和酶抑制劑的使用有助于穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量（三）酶在食品原料中的含量不同食品原料所含酶的種類和數(shù)量不同同一種酶在同一種食品原料中的含量還取決于生物體的年齡（成熟度）生長的環(huán)境條件溫度、水的供給、土壤、肥料六、酶的純化和測定不是純酶，含有雜酶和非酶組分酶的分離純化技術(shù)包括：選擇性沉淀高濃度鹽或有機(jī)溶劑膜分離技術(shù)柱層析技術(shù)凝膠過濾色譜——分子大小離子交換色譜——電荷密度親和色譜——特定基團(tuán)的親和力選擇生產(chǎn)酶制劑的微生物產(chǎn)生的酶純度高，價格低廉常使用霉菌和細(xì)菌酶制劑酶回收再利用，降低成本酶的固定化技術(shù)酶活的測定測定酶活力的方法通過定量測定酶反應(yīng)的產(chǎn)物或底物的變化進(jìn)行測定通過定量測定酶反應(yīng)底物中某一性質(zhì)的變化，如粘度來測定酶活定義在一定條件下，催化單位底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物所需的酶量。酶活單位U國際生物化學(xué)協(xié)會酶委員會定義每分鐘催化1

mol底物發(fā)生轉(zhuǎn)變的酶量，即：

1

mol/min。kat：酶活力的SI單位，即Katal。Katal的定義是每秒鐘催化1mol底物發(fā)生轉(zhuǎn)變的酶量，即：1mol/s。換算關(guān)系

1kat=6×107U1U=1.667×10-8kat=16.67nkat

第二節(jié)影響酶活力的因素內(nèi)在因素酶的濃度底物的濃度環(huán)境條件pH溫度水分活度抑制劑一、底物濃度反應(yīng)速度V和底物濃度[S]的關(guān)系非線性酶“飽和”酶反應(yīng)E+SESE+PE——游離狀態(tài)酶S——底物ES——酶-底物絡(luò)合物P——反應(yīng)產(chǎn)物k——反應(yīng)速度常數(shù)k1k-1k2Km：Michaelis常數(shù)，米氏常數(shù)Vmax：最大反應(yīng)速度，所有的酶都以ES形式存在，及酶被底物飽和截距=1/vmax斜率=Km/vmax1/vvmax的意義在最適條件和被底物飽和時的理論上的最高酶活力Km的意義v=vmax/2時，Km=[S]當(dāng)酶反應(yīng)速度達(dá)到最高反應(yīng)速度一半時的底物濃度

Km指示酶與底物的親和力較低Km，親和力高，催化效率高二、酶濃度當(dāng)[E]＜＜[S]，反應(yīng)速度∝酶濃度長時間范圍內(nèi)初速度保持不變，然后下降初速度保持的時間與酶的種類有關(guān)酶活下降的原因產(chǎn)物的抑制作用酶失活反應(yīng)動力學(xué)反應(yīng)早期[S]是一個常數(shù)酶反應(yīng)是零級反應(yīng)反應(yīng)進(jìn)行[S]下降反應(yīng)遵循一級動力學(xué)反應(yīng)速度常數(shù)三、pHS形或鐘形pH影響酶活力的原因pH影響酶分子上電荷的分布取決于酶蛋白質(zhì)的氨基酸側(cè)鏈上可離解基團(tuán)的狀態(tài)可離解基團(tuán)可能處于酶的活性部位，因此影響酶與底物的結(jié)合和催化作用v～pH曲線確定最適pH采用酶反應(yīng)的初速度酶的pH穩(wěn)定范圍測定方法相同的溫度、緩沖液、酶濃度不同的pH下保溫極端的pH一般會使酶失活大多數(shù)酶的最適pH在4.5～8.0特殊情況胃蛋白酶～1.8精氨酸酶～10.0四、溫度（一）酶的熱穩(wěn)定性

測定方法：酶液置于不同溫度下保溫一定時間后測定酶活酶失活動力學(xué)遵循一級動力學(xué)lnu-lnu0=ktArrnenius方程Ea：酶熱變性的活化能R：通用氣體常數(shù)ln殘余百分酶活～時間呈線性關(guān)系直線的斜率為（二）酶催化反應(yīng)的活化能高活化能表示反應(yīng)速度隨溫度的提高很快提高酶降低活化能，產(chǎn)生兩個效果低溫下，使高比例的反應(yīng)物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物升高溫度對酶反應(yīng)速度造成的影響相對較小在酶穩(wěn)定的范圍內(nèi)，盡可能采用高溫（三）低溫下酶的活力加熱使有損質(zhì)量的內(nèi)源酶失活食品原料部分凍結(jié)（0℃以下）時，酶的活動并沒有完全停止低溫使酶活力下降但應(yīng)避免稍低于冰點的溫度保藏食品水凍結(jié)后，酶和底物濃縮，促進(jìn)酶活凍結(jié)和解凍破壞組織結(jié)構(gòu)，酶容易接近底物五、水分活度食品原料中的水分含量必須低于1%～2%，才能抑制酶活力有機(jī)溶劑（甘油）和水混合水分體積分?jǐn)?shù)減少，酶活力下降有機(jī)溶劑對酶反應(yīng)的影響影響酶的穩(wěn)定性和反應(yīng)進(jìn)行的方向有機(jī)溶劑與水不互溶反應(yīng)移向催化合成反應(yīng)有機(jī)溶劑與水互溶反應(yīng)移向催化水解反應(yīng)六、酶抑制動力學(xué)△G的絕對值很小，逆向反應(yīng)不能忽視產(chǎn)物的積累產(chǎn)生抑制作用其它物質(zhì)也會產(chǎn)生抑制作用對酶的抑制可以是不可逆的但可逆抑制更常見動力學(xué)方程式（一）競爭性抑制ES不和抑制劑結(jié)合，EI不和底物結(jié)合競爭性抑制劑的結(jié)構(gòu)和底物相似，這兩種分子與酶結(jié)合的部位相同S+E與I+E競爭vmax沒有影響，Km↑底物[S]足夠高，可以消除競爭性抑制（二）非競爭性抑制S+E不影響E+IKm沒有影響，vmax↓I同時和S、E反應(yīng)增加[S]不能消除（三）反競爭性抑制I不與E反應(yīng)Km、vmax都同步減小很少見七、其他環(huán)境條件

（一）粘度90%以上的自由水被凍結(jié)未凍結(jié)相的粘度會顯著提高酶和底物分子的移動性降低酶活力下降（二）壓力一般壓力不致于高到使酶失活幾種處理方式相結(jié)合時，導(dǎo)致酶失活壓力-高溫處理壓力-高剪切處理高壓滅酶（三）剪切混合、管道輸送、擠壓，使酶失活在作用停止后，酶活再生（四）超聲能量使酶失活空化作用（起泡）導(dǎo)致酶的界面變性酶失活過程不符合一級動力學(xué)（五）離子輻射離子輻射能使酶完全失活所需的劑量比破壞微生物所需的劑量大10倍。缺氧和干燥條件下，酶穩(wěn)定性高室溫下比低溫下失活的程度高采用熱-離子輻射結(jié)合處理的方法（六）溶劑與水不互溶的溶劑穩(wěn)定酶互溶的溶劑能使酶失活溫度低時，較穩(wěn)定第三節(jié)固定化酶酶被固定成為不溶解的狀態(tài)優(yōu)點酶的穩(wěn)定性提高酶能反復(fù)多次使用產(chǎn)物中不含酶，不需要采用熱處理滅酶，有助于提高食品的質(zhì)量一、酶的固定方法（一）吸附將酶吸附在氧化鋁、有機(jī)聚合物、玻璃、無機(jī)鹽或硅膠等材料上優(yōu)點：無需特殊化學(xué)試劑，簡便價廉缺點：結(jié)合力是弱鍵作用，當(dāng)溫度、pH和離子強度改變，或者當(dāng)?shù)孜锎嬖跁r，結(jié)合的酶可能會解吸。（二）共價連接化學(xué)試劑或雙官能試劑（如戊二醛）載體優(yōu)點：共價鍵牢固，酶不易泄漏缺點：一部分酶起著載體的作用而失去了催化能力，因此用交聯(lián)法固定的酶活力較低。對于價格昂貴的酶，不經(jīng)濟(jì)。（三）載體截留凝膠（聚丙烯酰胺）特點：低MW底物可通過擴(kuò)散自由進(jìn)入凝膠顆粒，酶和高M(jìn)W的終產(chǎn)物不能從凝膠顆粒中滲漏出去。局限：只能適用于低MW底物。食品體系常常有大分子。酶通過擴(kuò)散而損失的可能性還是存在的。（四）膠囊包合類似載體截留法，形成很小的顆?；蚰z囊硝酸纖維素或尼龍只適合低MW底物二、固定化酶動力學(xué)酶被固定，僅底物能自由擴(kuò)散酶的載體被擴(kuò)散層包圍鄰近酶的底物濃度低于體相中底物濃度靜電作用反應(yīng)初速度v0不再適用表觀米氏常數(shù)擴(kuò)散項靜電項X、D：擴(kuò)散系數(shù)較小的載體或提高流動速度可使X↓，Km*↓Z、v：與電性質(zhì)有關(guān)底物和載體電荷相同，Km*↑,酶-底物親和力↓三、固定化酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用僅有少數(shù)固定化酶被應(yīng)用于工業(yè)化固定化葡萄糖異構(gòu)酶，生產(chǎn)高果糖漿玉米淀粉糊精（DP≈10）葡萄糖高果糖漿

-淀粉酶葡萄糖淀粉酶葡萄糖異構(gòu)酶菌種鏈霉素、凝結(jié)芽孢桿菌、放線菌載體DEAE-纖維素、多孔陶瓷反應(yīng)平衡常數(shù)=1，[葡萄糖]=[果糖]其它固定化酶氨基?；D(zhuǎn)移酶天冬酶富馬酸酶半乳糖苷酶：水解棉子糖（防止蔗糖結(jié)晶）乳糖酶：水解乳糖（乳糖不耐癥）應(yīng)用于食品分析

酶電極第四節(jié)內(nèi)源酶對品質(zhì)的影響酶對生物體的重要性酶催化反應(yīng)產(chǎn)生的效果加快食品變質(zhì)的速度提高食品的質(zhì)量控制酶活力一、顏色顏色～食品質(zhì)量以瘦肉為例氧合肌紅蛋白——紅色脫氧肌紅蛋白——紫色高鐵血紅蛋白(Fe2+氧化為Fe3+)——褐色導(dǎo)致色素變色的三種酶1.脂肪氧合酶六方面的功能小麥粉和大豆粉的漂白面團(tuán)制作中形成二硫鍵破壞葉綠素和胡蘿卜素產(chǎn)生氧化性的不良風(fēng)味氧化破壞維生素和蛋白質(zhì)氧化破壞必需脂肪酸有益有害脂肪氧合酶催化過程作用于不飽和脂肪酸產(chǎn)生自由基中間物產(chǎn)生氫過氧化物進(jìn)一步非酶反應(yīng)，產(chǎn)生醛等不良風(fēng)味最敏感的氨基酸是半胱氨酸、酪氨酸、組氨酸和色氨酸2.葉綠素酶水解葉綠素產(chǎn)生植醇和脫植基葉綠素果蔬失去Mg2+，失去綠色3.多酚氧化酶存在于植物、動物和一些微生物中催化兩類反應(yīng)羥基化氧化黑色素褐變非酶反應(yīng)控制多酚氧化酶的活力消除氧和酚類化合物抗壞血酸、亞硫酸鹽和巰基化合物有還原性，將鄰-苯醌還原成底物，防止黑色素直接使酶失活破壞活性中心的組氨酸殘基和Cu2+非底物的酚類（苯二酚、苯甲酸）酶抑制劑（與底物競爭酶）二、質(zhì)構(gòu)果蔬果蔬的質(zhì)構(gòu)取決于碳水化合物果膠物質(zhì)、纖維素、半纖維素、淀粉、木質(zhì)素自然界存在作用于碳水化合物的酶動物組織和高蛋白質(zhì)植物組織蛋白酶作用導(dǎo)致質(zhì)構(gòu)的軟化（一）果膠酶

1.果膠甲酯酶水解甲酯鍵，生成果膠酸和甲醇二價離子Ca2+存在時，與羧基交聯(lián)，提高質(zhì)構(gòu)強度2.聚半乳糖醛酸酶水解

-1,4糖苷鍵包括兩種內(nèi)切：從果膠分子內(nèi)部水解糖苷鍵端切：水解分子末端的糖苷鍵3.果膠酸裂解酶存在于微生物中，非高等植物中裂解果膠和果膠酸分子中的糖苷鍵形成一個含還原基團(tuán)的產(chǎn)物和一個雙鍵產(chǎn)物235nm處有特征吸收（二）纖維素酶果蔬中的纖維素影響細(xì)胞的結(jié)構(gòu)纖維素酶與食品原料的軟化有關(guān)微生物纖維素酶將不溶性纖維素轉(zhuǎn)化為葡萄糖（三）戊聚糖酶存在與微生物和一些高等植物中水解木聚糖、阿拉伯聚糖和阿拉伯木聚糖（5碳聚糖）小麥中存在微生物戊聚糖酶制劑（四）淀粉酶存在于動物、高等植物和微生物中淀粉決定食品的粘度和質(zhì)構(gòu)淀粉降解淀粉酶的類型

-淀粉酶存在于所有的生物內(nèi)切酶，水解“干”顯著影響粘度高溫下才失活β-淀粉酶存在于高等植物中端解酶，水解“支”被巰基試劑（半胱氨酸）所抑制葡萄糖淀粉酶（五）蛋白酶蛋白質(zhì)決定動物性食品原料的質(zhì)構(gòu)1．組織蛋白酶（Cathepsins）存在于動物組織細(xì)胞的溶菌體內(nèi)五種組織蛋白酶：A、B、C、D和E，還分離出一種組織羧肽酶參與了肉成熟期間的變化宰后pH下降，酶釋放，導(dǎo)致肌原纖維以及胞外結(jié)締組織（膠原）分解在酸性pH具有活性。在pH2.5～4.5范圍內(nèi)具有最高的活力。2．鈣離子激活中性蛋白酶兩種：CANPⅠ和CANPⅡ都是二聚體含有相同的較小亞基（MW=30,000）和較大的亞基（MW=80,000，免疫性質(zhì)不同）。活性部位中含有半胱氨酸殘基的巰基，被歸屬于半胱氨酸（巰基）蛋白酶CANPS的作用CANPI完全激活：50～100μmol/LCa2+CANPII的激活：1～2mmol/LCa2+肌肉中的活力是很低的通過分裂特定的肌原纖維蛋白質(zhì)影響肉的嫩化同溶菌體蛋白酶協(xié)同作用死后僵直的肌肉緩慢松弛，這樣產(chǎn)生的肉具有良好的質(zhì)構(gòu)3．乳蛋白酶堿性絲氨酸蛋白酶水解β-酪蛋白產(chǎn)生疏水性更強的γ-酪蛋白，也能水解

s-酪蛋白，但不能水解κ-酪蛋白奶酪成熟過程中參與蛋白質(zhì)的水解作用對熱較穩(wěn)定，形成乳的凝膠還存在著一種最適pH4左右的酸性蛋白酶，易熱失活三、風(fēng)味1．硫代葡萄糖苷酶在芥菜子和辣根中存在著芥子苷

S-糖苷發(fā)生糖苷配基裂解和分子重排產(chǎn)物中異硫氰酸酯是含硫的揮發(fā)性化合物，與蔥的風(fēng)味有關(guān)芥子油即為異硫氰酸烯丙酯裂解和分子重排芥子油具有特殊風(fēng)味S-糖苷的酶分解2.過氧化物酶普遍地存在于植物和動物組織中過氧化物酶活力會損害食品的質(zhì)量，未經(jīng)熱燙的冷凍蔬菜所具有的不良風(fēng)味與酶的活力有關(guān)各種不同來源的過氧化物酶通常含有一個血色素（鐵卟琳）作為輔基。過氧化物酶催化下列反應(yīng)：

ROOH+AH2H2O+ROH+AROOH：有機(jī)過氧化物AH2被氧化，是電子給予體抗壞血酸、酚，胺或其他有機(jī)化合物被氧化成有色化合物分光光度法測定過氧化物酶的活力電子給予體過氧化物酶的熱穩(wěn)定性熱失活具有雙相特征每一相都遵循一級動力學(xué)熱失活曲線的3部分熱不穩(wěn)定部分過渡區(qū)域熱穩(wěn)定部分過氧化物酶的再生非常耐熱，作為果蔬熱處理是否充分的指標(biāo)其它作用作為過氧化氫的去除劑參與木質(zhì)素的生物合成參與乙烯的生物合成作為成熟的促進(jìn)劑，與果蔬的成熟有關(guān)四、營養(yǎng)質(zhì)量脂肪氧合酶必需脂肪酸含量的下降氧化過程中產(chǎn)生的自由基，降低維生素和氨基酸含量抗壞血酸氧化酶硫胺素酶破壞硫胺素（氨基酸代謝中必需的輔助因子）核黃素水解酶多酚氧化酶引起褐變的同時，降低有效賴氨酸的含量第五節(jié)作為食品加工的助劑

和配料而使用的酶使用酶的目的回收副產(chǎn)物制造食品提高提取的速度及產(chǎn)量改進(jìn)風(fēng)味和穩(wěn)定食品質(zhì)量使用酶的優(yōu)點天然、無毒催化的特異性，不造成不需要的副反應(yīng)一般是粗酶制劑，可能會產(chǎn)生不期望的產(chǎn)物；但使用高純度的酶制劑在經(jīng)濟(jì)上不合算在很溫和的溫度和pH條件下具有活性低濃度時有活性易于控制反應(yīng)速度在反應(yīng)進(jìn)行到期望的程度后即可使酶失活酶的來源可食的和無毒的植物、動物以及非致病、非產(chǎn)毒的微生物微生物來源酶的優(yōu)點生產(chǎn)能力強誘變或改性胞外酶，易于回收生產(chǎn)原料易于獲得一、甜味劑中使用的酶酶法生產(chǎn)甜味劑二、脂酶水解處在油/水界面的三?；视偷孽ユI廣泛地分布于植物、動物和微生物動物胰臟脂酶和微生物脂酶是脂酶的主要來源水解方式

1,2-二?；视腿；视?一?；视?/p>

2,3-二?；视椭傅膶Ｒ恍怎；视蛯Ｒ恍詢?yōu)先水解低MW的三酰基甘油底物位置專一性如胰脂酶，僅水解1,3位置的酯鍵能水解1位和2位酯鍵的脂酶可能是混合酶脂肪酸專一性水解特定脂肪酸形成的酯鍵微生物白地霉脂酶～油酸，優(yōu)先水解立體定向?qū)Ｒ恍灾傅膽?yīng)用奶酪加工中從乳脂中釋出風(fēng)味前體和風(fēng)味化合物三?；视透男酝ㄟ^脂酶催化的酯交換反應(yīng)，生產(chǎn)新的甘油三酯，后者具有期望的熔點或其他性質(zhì)在非水環(huán)境下有可能實現(xiàn)，如果有水存在，脂酶將快速水解甘油三酯技術(shù)關(guān)鍵：固定化脂酶制劑油脂水解技術(shù)上可行，能否應(yīng)用于實際生產(chǎn)取決于它和其他技術(shù)，例如蒸汽裂解的競爭從天然的甘油三酯制備多不飽和脂肪酸時，會優(yōu)先考慮酶法合成乳化劑和風(fēng)味劑安全、天然三、蛋白酶蛋白酶的來源內(nèi)源蛋白酶肉類成熟酵母自溶制備酵母提取物微生物分泌的蛋白酶加入的蛋白酶制劑蛋白質(zhì)強化飲料蛋白酶的作用改進(jìn)食品蛋白質(zhì)的性質(zhì)MW分布發(fā)生變化水解度↑，MW小的肽的比例↑水解蛋白質(zhì)的溶解度↑乳化能力和起泡能力改變控制蛋白質(zhì)的水解程度是至關(guān)重要的蛋白質(zhì)的酶水解過程肽鍵水解后，羧基和

-氨基間產(chǎn)生質(zhì)子交換在pH6.5以上時，質(zhì)子化的氨基酸將離解要保持反應(yīng)體系pH不變，就必須加入堿液

采用pH-stat法控制水解度（DH）適用于中性或堿性蛋白酶

B——堿消耗的當(dāng)量數(shù)

——

-氨基的平均離解常數(shù)

h總——可被水解的肽鍵數(shù)，≈8蛋白酶的分類按活性中心所含有的必需的催化基團(tuán)分類絲氨酸蛋白酶～羥基胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶、彈性蛋白酶和凝血酶以及微生物蛋白酶巰基蛋白酶（或半胱氨酸蛋白酶）～巰基木瓜蛋白酶、無花果蛋白酶、菠蘿蛋白酶以及微生物蛋白酶（鏈球菌蛋白酶）金屬蛋白酶～Zn2+肽鏈端解酶，例如羧肽酶A天冬氨酸蛋白酶（或酸性蛋白酶）～羧基最適pH范圍是2～4蛋白酶的應(yīng)用制備水解蛋白質(zhì)（如生產(chǎn)大豆水解蛋白）從油料種子加工分離蛋白質(zhì)制備濃縮魚蛋白質(zhì)改進(jìn)明膠生產(chǎn)工藝凝乳酶和其他蛋白酶應(yīng)用于干酪生產(chǎn)從加工肉制品的下腳料回收蛋白質(zhì)對豬（牛）血蛋白質(zhì)進(jìn)行酶法改性脫色作為食品添加劑改善食品的質(zhì)量木瓜蛋白酶用于配制肉類嫩化劑減少啤酒低溫混濁現(xiàn)象四、果膠酶1．提高果汁得率果實破碎后加入果膠酶，降低粘度，再壓榨或離心2．果汁澄清直接壓榨后，用果膠酶處理，使果汁混濁的粒子沉淀下來混濁粒子是蛋白質(zhì)-碳水化合物復(fù)合物，粒子表面帶負(fù)電荷，在果膠等構(gòu)成的保護(hù)層里面則是帶正電的蛋白質(zhì)蘋果汁澄清包括酶催化果膠解聚和非酶靜電相互作用兩個階段。五、纖維素酶使纖維素增溶和糖化分為4類內(nèi)切葡聚糖酶粘度快速下降，還原基團(tuán)緩慢增加纖維二糖水解酶端解酶，還原基團(tuán)較快增加端解葡萄糖水解酶水解速度隨底物鏈長的減小而降低β-葡萄糖苷酶水解速度隨底物鏈長的減小而增加第六節(jié)酶在食品分析中的應(yīng)用優(yōu)點酶具有高度靈敏度和專一性，無需將待測物與試樣中其他組分分離步驟簡單，節(jié)省時間可以將非酶造成的化合物的變化降至最低缺點試劑昂貴，尤其是純酶一、被測定的化合物是