章

蛋白質化學

《食品化學》2021/5/91蛋白質在食品加工中的意義蛋白質是食品中三大營養(yǎng)素之一蛋白質對食品的色、香、味及組織結構等具有重要意義一些蛋白質具有生物活性功能，是開發(fā)功能性食品原料之一2021/5/92蛋白質的分類

按分子形狀分：纖維狀蛋白質、球狀蛋白質按分子組成分：簡單蛋白質、結合蛋白質按蛋白質的溶解度分：清蛋白、谷蛋白、球蛋白、醇溶蛋白2021/5/93食品中蛋白質來源

動物中蛋白質:如豬肉、魚肉、雞肉、乳植物中蛋白質：如大豆、谷物微生物中蛋白質：酵母2021/5/94本章內(nèi)容第一節(jié)蛋白質在食品中的功能性質第二節(jié)蛋白質在貯藏和加工過程中物理和化學變化第三節(jié)食品中常見的蛋白質2021/5/95第一節(jié)蛋白質在食品中的功能性質功能性質：在食品加工、保藏、制備和消費期間影響蛋白質在食品體系中的性能的那些蛋白質的物理和化學性質。水化性質、表面性質、結構性質、感觀性質2021/5/96功能食品蛋白質類型溶解性飲料乳清蛋白粘度湯、調(diào)味汁明膠持水性香腸、蛋糕、肌肉蛋白，雞蛋蛋白膠凝作用肉和奶酪肌肉蛋白和乳蛋白粘結-粘合肉、香腸、面條肌肉蛋白，雞蛋蛋白彈性肉和面包肌肉蛋白，谷物蛋白乳化香腸、蛋糕肌肉蛋白，雞蛋蛋白泡沫冰淇淋、蛋糕雞蛋蛋白，乳清蛋白脂肪和風味的結合油炸面圈谷物蛋白水化性質結構性質表面性質感觀性質2021/5/97一、蛋白質的水合性質

蛋白質分子中帶電基團、主鏈肽基團、Asn、Gln的酰胺基、Ser、The和非極性殘基團與水分子相互結合的性質。

如分散性、濕潤性、溶解性、黏度、膠凝作用、乳化和起泡性等，都取決于水-蛋白質的相互作用。2021/5/98作用方式：

2021/5/99結合過程

化合水和鄰近水

多分子層水進一步水化A.非水合蛋白質B.帶電基團的最初水合C.在接近極性和帶電部位形成水簇D.在極性表面完成水合E.非極性小區(qū)域的水合完成單分子層覆蓋F.在與蛋白質締合的水和體相水之間架橋G.完成流體動力學水合2021/5/910氨基酸殘基的水合能力帶電的氨基酸殘基數(shù)目越大，水合能力越大。

2021/5/911影響蛋白質水合性質的環(huán)境因素

1.濃度：濃度，蛋白質總吸水量2.pH：pI，水合作用最低；pH9~10時水合能力較強3.溫度：溫度，蛋白質結合水的能力

（變性蛋白質結合水的能力比天然蛋白質高約10％）

4.鹽：鹽溶效應與鹽析效應。2021/5/912二、溶解度蛋白質----蛋白質溶劑---溶劑蛋白質----溶劑+實質疏水相互作用

離子相互作用+蛋白質的溶解度大小2021/5/913影響因素

1.pH和溶解度2.離子強度植物蛋白質提取:pH8～9高度溶解

pH4.5～4.8處采用等電點沉淀。2021/5/914影響因素3.溫度

0～40℃溫度↑，溶解度↑＞40℃溫度↑，溶解度

一些高疏水性蛋白質，像β-酪蛋白和一些谷類蛋白質的溶解度卻和溫度呈負相關。2021/5/915影響因素4.有機溶劑

導致蛋白質溶解度下降或沉淀

降低水介質的介電常數(shù)提高靜電作用力靜電斥力導致分子結構的展開促進氫鍵的形成和反電荷間的靜電吸引2021/5/916三、蛋白質溶液的黏度理想溶液蛋白質溶液

牛頓流體

假塑性或剪切變稀

2021/5/917蛋白質切變稀釋的原因：分子朝著流動方向逐漸取向，使磨擦阻力減少。蛋白質的水合范圍沿著流動方向形變。氫鍵和其他弱鍵的斷裂導致蛋白質聚集體或網(wǎng)絡結構的解離。2021/5/918影響蛋白質流體黏度特性因素：

蛋白質分子或顆粒的表觀直徑表觀直徑黏度蛋白質分子固有的特性。蛋白質-溶劑間的相互作用。蛋白質-蛋白質間的相互作用。2021/5/919四、蛋白質的膠凝作用聚合或聚集反應：一般是指大的復合物的形成。2021/5/920聚合或聚集反應:沉淀作用：是指由于蛋白質的溶解性完全或部分喪失而引起的聚集反應。絮凝：是指蛋白質未發(fā)生變性時的無規(guī)則聚集反應，這常常是因為鏈間的靜電排斥降低而發(fā)生的一種現(xiàn)象。凝結作用：發(fā)生變性的無規(guī)聚集反應和蛋白質-蛋白質的相互作用大于蛋白質-溶劑的相互作用引起的聚集反應，定義為凝結作用。凝膠化作用：是指變性的蛋白質分子聚集并形成

有序的蛋白質網(wǎng)絡結構過程。2021/5/921凝膠化作用機制

溶膠狀態(tài)----似凝膠狀態(tài)-----有序的網(wǎng)絡結構狀態(tài)凝膠化的相互作用靜電相互作用氫鍵、疏水相互作用二硫鍵金屬離子的交聯(lián)相互作用2021/5/922（一）膠凝過程蛋白質分子構象的改變或部分伸展，發(fā)生變性單個變性的蛋白質分子逐步聚集，有序地形成可以容納水等物質的網(wǎng)狀結構2021/5/923大豆蛋白質的膠凝過程示意圖2021/5/924（二）凝膠類型凝結塊（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)狀結構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合物締合速度低于變性速度在加熱后冷卻時才能凝結成凝膠形成有序的透明的凝膠網(wǎng)狀結構1.根據(jù)凝膠形成方式乳清蛋白血清蛋白2021/5/925透明凝膠不透明凝膠2021/5/926熱致凝膠－－通過加熱形成

非熱致凝膠－－通過調(diào)節(jié)pH值、加入二價金屬離子或部分水解蛋白質而形成

（二）凝膠類型2.根據(jù)凝膠形成途徑2021/5/927（二）凝膠類型熱可逆凝膠－－重新加熱后形成溶液，冷卻后恢復凝膠非熱可逆凝膠－－凝膠形成后加熱處理不再變化3.根據(jù)凝膠對熱的穩(wěn)定性2021/5/928（三）影響蛋白質凝膠化作用的因素1.氨基酸殘基的類型

高于31.5%非極性AA—凝結塊類型低于31.5%非極性AA—透明類型

2.pH

pI—凝結塊類凝膠極端pH—弱凝膠，半透明形成凝膠的最適pH約7～83.蛋白質的濃度

濃度越大，越易形成凝膠

4.金屬離子

Ca2+強化了凝膠結構過量鈣橋產(chǎn)生凝結塊2021/5/929五、蛋白質的織構化蛋白質的織構化是在開發(fā)利用植物蛋白和新蛋白質中要特別強調(diào)的一種功能性質。蛋白質織構化的方法：

熱凝結和形成薄膜纖維的形成熱塑性擠壓2021/5/930腐竹熱凝結和形成薄膜2021/5/931大豆蛋白肉纖維的形成2021/5/932組織蛋白熱塑性擠壓2021/5/933大豆組織蛋白的結構2021/5/934六、面團的形成

面筋蛋白（占Pr80％）麥谷蛋白：分子質量大，二硫鍵（鏈內(nèi)、鏈間），決定面團的彈性、黏合性和抗張強度麥醇溶蛋白：鏈內(nèi)二硫鍵，促進面團的流動性、伸展性和膨脹性。過度黏結

過度延展

2021/5/935面筋蛋白質中含有的化學鍵氫鍵：谷氨酰胺、脯氨酸和絲氨酸、蘇氨酸：水吸收能力強，有黏性。非極性氨基酸：使蛋白相互聚集、有黏彈性和與脂肪有效結合。二硫鍵：使面團堅韌。2021/5/936七、蛋白質的界面性質

是指蛋白質能自發(fā)地遷移至汽-水界面或油-水界面的性質。

具有界面性質的蛋白質必要條件：能否快速地吸附至界面能否快速地展開并在界上面再定向能否形成經(jīng)受熱和機械運動的膜乳化性、起泡性2021/5/937影響蛋白質乳化作用的因素

蛋白質的溶解度：正相關pH值

pH=PI溶解度小時，降低其乳化作用

pH=PI溶解度大，增加其他乳化作用與蛋白質表面疏水性存在正相關。適當熱誘導蛋白質變性，可增強其乳化作用。

（1）蛋白質的乳化性質2021/5/938（2）蛋白質的起泡性起泡力、泡沫穩(wěn)定性影響泡沫形成和穩(wěn)定性的因素1.蛋白質的分子性質：2.蛋白質的濃度：2％~8％，濃度起泡性，超過10％，氣泡變小，泡沫變硬。3.溫度：適當加熱處理可提高起泡性能。4.pH值：pH處于或接近pI時，提高了蛋白質的起泡能力和泡沫穩(wěn)定性。5.鹽：鹽析時則顯示較好的起泡性質。6.糖：損害起泡力，改進泡沫的穩(wěn)定性。7.脂：穩(wěn)定性下降8.攪打：過度激烈攪打也會導致泡沫穩(wěn)定性降低2021/5/939八、蛋白質與風味物質的結合蛋白質風味+蛋白質----風味有利不利良好風味載體與不良風味結合2021/5/940結合方式

干蛋白粉

物理吸附范德華力和毛細管作用吸附化學吸附靜電吸附、氫鍵結合和共價結合。液態(tài)或高水分食品中蛋白質

非極性配位體與蛋白質表面的疏水性小區(qū)相互作用

通過氫鍵相互作用

靜電相互作用

共價鍵2021/5/941影響蛋白質與風味結合的因素

蛋白質的構象水：促進極性揮發(fā)物的結合。

pH：堿性pH比在酸性pH更能促進與風味物的結合。熱：熱變性蛋白質顯示較高結合風味物的能力。化學改性：化學改性會改變蛋白質的風味物結合性質。

2021/5/942九、蛋白質的改性采用物理、化學、酶學和基因方法改進蛋白質的功能性質?；瘜W改性酶法改性2021/5/943第二節(jié)蛋白質在食品加工和貯藏中的

物理、化學和營養(yǎng)變化一、加熱處理對蛋白質的影響蛋白質的一些功能性質發(fā)生變化破壞食品組織中酶，有利食品的品質保持促進蛋白質消化破壞抗營養(yǎng)因子引起氨基酸脫硫胱酰胺異構化有氧存在時加熱處理，色氨酸部分受到破壞T>200℃，堿性條件下，色氨酸發(fā)生異構化劇烈熱處理引起蛋白質生成環(huán)狀衍生物2021/5/944二、低溫處理下的變化食品的低溫貯藏可延緩或阻止微生物的生長并抑制酶的活性及化學變化。

冷卻（冷藏）冷凍（凍藏）2021/5/945三、堿處理下的變化與熱處理同時進行時，對蛋白質的營養(yǎng)價值影響很大。四、氧化處理下的變化導致蛋白質營養(yǎng)價值的降低，甚至還產(chǎn)生有害物質。2021/5/9