食品化學(xué)蛋白質(zhì)(2)課件

1、1 第5章 氨基酸、肽和蛋白質(zhì) 5.5蛋白質(zhì)的變性作用蛋白質(zhì)的變性作用 5.6蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)蛋白質(zhì)的功能性質(zhì) 5.7蛋白質(zhì)在加工貯藏蛋白質(zhì)在加工貯藏 中的變化中的變化 5.8食品中常見(jiàn)蛋白質(zhì)食品中常見(jiàn)蛋白質(zhì) Protein 2 l蛋白質(zhì)存在于所有的生物細(xì)胞蛋白質(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)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)。構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)。 l蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)， 它參與了幾乎所有的生命活動(dòng)它參與了幾乎所有的生命活動(dòng) 過(guò)程。過(guò)程。 3 5.1.2蛋白質(zhì)的分類蛋白質(zhì)的分類 l簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)完全由氨基酸構(gòu)成。完全由氨基酸構(gòu)

2、成。 l結(jié)合蛋白質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)除了蛋白質(zhì)部分外，還有除了蛋白質(zhì)部分外，還有 非蛋白成分。非蛋白成分。 5.1.1蛋白質(zhì)的化學(xué)組成蛋白質(zhì)的化學(xué)組成（略）（略） 4 種類種類 存在部存在部 位位 溶解特性溶解特性 清蛋白清蛋白 球蛋白球蛋白 動(dòng)、植物動(dòng)、植物 溶于水、稀酸堿鹽，飽和硫酸銨中沉淀溶于水、稀酸堿鹽，飽和硫酸銨中沉淀 不溶于水，溶于稀酸堿鹽，半飽和硫酸不溶于水，溶于稀酸堿鹽，半飽和硫酸 銨中沉淀。銨中沉淀。 谷蛋白谷蛋白 醇溶蛋白醇溶蛋白 植物種子植物種子 不溶于水、乙醇及中性鹽，溶于稀酸堿不溶于水、乙醇及中性鹽，溶于稀酸堿 同上，但溶于同上，但溶于70%80%乙醇乙醇 精蛋白精蛋白 組蛋

3、白組蛋白 精細(xì)胞精細(xì)胞 細(xì)胞核細(xì)胞核 溶于水和稀酸，缺色、酪，富精、賴溶于水和稀酸，缺色、酪，富精、賴 溶于水和稀酸，富精、酪溶于水和稀酸，富精、酪 硬蛋白硬蛋白動(dòng)物動(dòng)物不溶不溶 5 根據(jù)溶解度對(duì)簡(jiǎn)單蛋白分類根據(jù)溶解度對(duì)簡(jiǎn)單蛋白分類 l溶解性最差的是溶解性最差的是 蛋白。存在于骨皮殼等。蛋白。存在于骨皮殼等。 l溶解適應(yīng)性較強(qiáng)的是溶解適應(yīng)性較強(qiáng)的是 蛋白。蛋白。 l富含酪氨酸、存在于細(xì)胞核的是富含酪氨酸、存在于細(xì)胞核的是 蛋白。蛋白。 l只溶于烯酸堿的是只溶于烯酸堿的是 蛋白。存在于植物種子。蛋白。存在于植物種子。 硬硬 清清 組組 谷谷 6 l不溶于水但溶于鹽的是不溶于水但溶于鹽的是 蛋白。

4、存在于蛋白。存在于 肌肉、大豆、血清、乳等。肌肉、大豆、血清、乳等。 l溶于醇的是溶于醇的是醇溶醇溶蛋白。存在于植物種子。蛋白。存在于植物種子。 l缺色氨酸、但富含賴氨酸的是缺色氨酸、但富含賴氨酸的是 蛋白。蛋白。 球球 精精 7 結(jié)合蛋白根據(jù)結(jié)合物不同分為六類結(jié)合蛋白根據(jù)結(jié)合物不同分為六類 l核蛋白類：與核蛋白類：與 結(jié)合。結(jié)合。 l糖蛋白類：與糖蛋白類：與 結(jié)合。結(jié)合。 l脂蛋白類：與脂蛋白類：與 結(jié)合。結(jié)合。 l色蛋白類：與色蛋白類：與 結(jié)合。結(jié)合。 l磷蛋白類：與磷蛋白類：與 結(jié)合。結(jié)合。 l金屬蛋白類：與金屬蛋白類：與 結(jié)合。結(jié)合。 核酸核酸 糖類糖類 脂類脂類 色素色素 磷酸磷酸

5、金屬金屬 8 依據(jù)蛋白質(zhì)的外形分類 l球狀蛋白質(zhì)：globular protein外形接近外形接近 球形或橢圓形，溶解性較好，能形成結(jié)晶，球形或橢圓形，溶解性較好，能形成結(jié)晶， 大多數(shù)蛋白質(zhì)屬于這一類。大多數(shù)蛋白質(zhì)屬于這一類。 l纖維狀蛋白質(zhì)：fibrous protein分子類分子類 似纖維或細(xì)棒。它又可分為似纖維或細(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)。 9 5.2 氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì)氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì)P148 5.2.1.1 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 5.2.1.2 酸堿性質(zhì)酸堿性質(zhì) 5.2.1.3 疏水性疏水性 5.2.1.4 光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì) 5.2.1.5 旋光性旋光性 5.

6、2.2.1 與茚三酮反應(yīng)與茚三酮反應(yīng) 5.2.2.2 與鄰苯二甲醛反應(yīng)與鄰苯二甲醛反應(yīng) 5.2.2.3 與熒光胺反應(yīng)與熒光胺反應(yīng) 10 5.2.1.1結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 通式：通式： H O R CC NH3 OH a-氨基酸氨基酸 天然氨基酸主要是天然氨基酸主要是 。 11 氨基酸的分類氨基酸的分類 蛋白質(zhì)分子中存在蛋白質(zhì)分子中存在20種氨基酸種氨基酸 含硫氨基酸有含硫氨基酸有和和。 含羥基氨基酸有含羥基氨基酸有和和。 酸性氨基酸有酸性氨基酸有和和。 環(huán)狀氨基酸是環(huán)狀氨基酸是。 最小的氨基酸是最小的氨基酸是。 胱胱蛋蛋 絲絲 蘇蘇 谷谷天冬天冬 脯脯 甘甘 12 甘丙 纈亮異亮 脂肪族 絲半胱蘇 甲硫

7、脯 13 苯丙 酪色 組 賴 精 天谷 天酰 谷酰 14 5.2.1.2氨基酸的酸堿性質(zhì)氨基酸的酸堿性質(zhì)P148 l如果要使氨基酸帶正電，則要使介質(zhì)如果要使氨基酸帶正電，則要使介質(zhì) pH （ )等電點(diǎn)等電點(diǎn) 。 COO- CHH3N+ R - pK1 + H+ H+ COOH CHH3N+ RH+ H+ + pK2 - COO- CHH2N R PH 1 7 10 凈電荷 +1 0 -1 正離子 兩性離子 負(fù)離子 等電點(diǎn)PI 5.2 氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì) 15 5.2.1.3氨基酸的疏水性氨基酸的疏水性 P149 l在相同的條件下，一種溶于水中的溶質(zhì)的在相同的條件下，一種溶于水中的溶質(zhì)的 自由

8、能與溶于有機(jī)溶劑的相同溶質(zhì)的自由自由能與溶于有機(jī)溶劑的相同溶質(zhì)的自由 能相比所超過(guò)的數(shù)值。能相比所超過(guò)的數(shù)值。 l具有大的正具有大的正G的氨基酸側(cè)鏈?zhǔn)鞘杷缘?，的氨基酸?cè)鏈?zhǔn)鞘杷缘模?具有負(fù)的具有負(fù)的G的氨基酸側(cè)鏈?zhǔn)怯H水性的。的氨基酸側(cè)鏈?zhǔn)怯H水性的。 16 5.2.3 食品中的氨基酸食品中的氨基酸 l必須氨基酸：亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、必須氨基酸：亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、 蘇氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨蘇氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨 酸酸8種種(嬰兒還需強(qiáng)化組氨酸嬰兒還需強(qiáng)化組氨酸)。 l除甘氨酸外除甘氨酸外,氨基酸分子都有不對(duì)稱碳原子氨基酸分子都有不對(duì)稱碳原子, 在一般

9、情況下只有在一般情況下只有L型氨基酸具有生物活性。型氨基酸具有生物活性。 17 氨基酸以生產(chǎn)現(xiàn)狀氨基酸以生產(chǎn)現(xiàn)狀 l目前氨基酸生產(chǎn)方法有發(fā)酵法、酶法、化學(xué)合目前氨基酸生產(chǎn)方法有發(fā)酵法、酶法、化學(xué)合 成法、提取法等成法、提取法等,但主要以發(fā)酵法為主。主要生但主要以發(fā)酵法為主。主要生 產(chǎn)國(guó)家有日本、美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、印尼、泰產(chǎn)國(guó)家有日本、美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、印尼、泰 國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)等。日本在氨基酸的研究開(kāi)發(fā)、國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)等。日本在氨基酸的研究開(kāi)發(fā)、 生產(chǎn)技術(shù)、品種、產(chǎn)量上居世界領(lǐng)先地位、我生產(chǎn)技術(shù)、品種、產(chǎn)量上居世界領(lǐng)先地位、我 國(guó)的氨基酸工業(yè)與世界先進(jìn)水平相比差距較大國(guó)的氨基酸工業(yè)與世界先進(jìn)水平

10、相比差距較大, 主要表現(xiàn)在產(chǎn)品品種少，生產(chǎn)規(guī)模小，生產(chǎn)水主要表現(xiàn)在產(chǎn)品品種少，生產(chǎn)規(guī)模小，生產(chǎn)水 平低平低 18 l氨基酸化合物中產(chǎn)量較大的有氨基酸化合物中產(chǎn)量較大的有L谷氨酸鈉，谷氨酸鈉， DL蛋氨酸，蛋氨酸，L賴氨酸鹽酸鹽等賴氨酸鹽酸鹽等,而尤以而尤以L 谷氨酸鈉產(chǎn)量最大。谷氨酸鈉產(chǎn)量最大。 l飼料用蛋氨酸和賴氨酸等需求量不斷增加。飼料用蛋氨酸和賴氨酸等需求量不斷增加。 l對(duì)合成甜味素的原料天冬氨酸和苯丙氨酸的對(duì)合成甜味素的原料天冬氨酸和苯丙氨酸的 需求近十幾年來(lái)增長(zhǎng)了十幾倍需求近十幾年來(lái)增長(zhǎng)了十幾倍 19 氨基酸在食品工業(yè)中的應(yīng)用氨基酸在食品工業(yè)中的應(yīng)用 l作食品添加劑作食品添加劑,主要

11、用作食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、主要用作食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、 增味劑等。增味劑等。 l用于強(qiáng)化劑主要是指必需氨基酸或其用于強(qiáng)化劑主要是指必需氨基酸或其 鹽類鹽類,如如L賴氨酸鹽酸鹽，賴氨酸鹽酸鹽，DL蛋氨酸，蛋氨酸， DL蘇氨酸，蘇氨酸，DL色氨酸等，它們可用色氨酸等，它們可用 于米、小麥粉、玉米等谷類及面包、面于米、小麥粉、玉米等谷類及面包、面 條、醬油、奶粉、軟飲料、糖果等食品條、醬油、奶粉、軟飲料、糖果等食品 中。中。 20 用于鮮味劑用于鮮味劑 l谷氨酸的鈉鹽即谷氨酸鈉具有很強(qiáng)的增加谷氨酸的鈉鹽即谷氨酸鈉具有很強(qiáng)的增加 食品鮮味的作用食品鮮味的作用,俗稱味精俗稱味精,是世界范圍應(yīng)是世界范圍應(yīng) 用最廣的

12、鮮味劑用最廣的鮮味劑,也是產(chǎn)銷量最大的一種氨也是產(chǎn)銷量最大的一種氨 基酸產(chǎn)品基酸產(chǎn)品,作為鮮味劑廣泛用于家庭，飲食作為鮮味劑廣泛用于家庭，飲食 業(yè)及各種食品加工中業(yè)及各種食品加工中,如罐頭、火腿、香腸、如罐頭、火腿、香腸、 糖果、調(diào)味料、腌漬品、方便食品、快餐糖果、調(diào)味料、腌漬品、方便食品、快餐 食品等。食品等。 21 用于甜味劑用于甜味劑 l以以L天門冬氨酸與天門冬氨酸與L苯丙氨酸為主要原苯丙氨酸為主要原 料合成的天門冬酰苯丙氨酸甲酯料合成的天門冬酰苯丙氨酸甲酯(甜味素甜味素), 甜味十分純正甜味十分純正,甜度約為蔗糖的甜度約為蔗糖的150倍左右倍左右, 熱值很低熱值很低,對(duì)人體無(wú)毒對(duì)人體無(wú)

13、毒,其分解產(chǎn)物能被人其分解產(chǎn)物能被人 體吸收利用體吸收利用,屬低熱值營(yíng)養(yǎng)型甜味劑屬低熱值營(yíng)養(yǎng)型甜味劑,可用可用 于汽水、乳飲料、咖啡飲料、膠姆糖等。于汽水、乳飲料、咖啡飲料、膠姆糖等。 22 用于食品防腐用于食品防腐 l甘氨酸是一種安全性高的氨基酸類抗菌劑甘氨酸是一種安全性高的氨基酸類抗菌劑, 對(duì)枯草桿菌及大腸桿菌的繁殖有一定抑制對(duì)枯草桿菌及大腸桿菌的繁殖有一定抑制 作用作用,還具有緩沖作用和抗氧化作用還具有緩沖作用和抗氧化作用,也是合也是合 成蘇氨酸的原料。成蘇氨酸的原料。 l賴氨酸聚合物賴氨酸聚合物(聚合賴氨酸聚合賴氨酸)也是一種安全性也是一種安全性 很高的食品防腐劑很高的食品防腐劑,用于

14、抑制革蘭氏陽(yáng)性菌。用于抑制革蘭氏陽(yáng)性菌。 革蘭氏陰性菌及真菌的增殖革蘭氏陰性菌及真菌的增殖,抑制乳酸菌及抑制乳酸菌及 酵母菌的增殖等。酵母菌的增殖等。 23 用于食品的其他方面用于食品的其他方面 l如賴氨酸可用作食品除臭劑；唯一如賴氨酸可用作食品除臭劑；唯一 l甘氨酸、甘氨酸、L谷氨酸、谷氨酸、b b丙氨酸，丙氨酸，L苯苯 丙氨酸、丙氨酸、L脯氨酸，脯氨酸，L半胱氨酸、半胱氨酸、L 亮氨酸、亮氨酸、DL蛋氨酸等用作食品香料；蛋氨酸等用作食品香料； l賴氨酸、精氨酸、半胱氨酸用作食品發(fā)色賴氨酸、精氨酸、半胱氨酸用作食品發(fā)色 劑等劑等 24 5.3 肽 l一個(gè)氨基酸的氨基與 另一個(gè)氨基酸的羧基 之

15、間失水形成的酰胺 鍵稱為肽鍵，所形成 的化合物稱為肽。 l由兩個(gè)氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個(gè)氨基由兩個(gè)氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個(gè)氨基 酸組成的肽則稱為多肽。組成多肽的氨基酸單元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。稱為氨基酸殘基。 25 CCNCCNCCNCCNC C H2C HC H2C H2C H2 C O O - O HC O2HC H2 C O N H2 O H C H3 H3N + OOOO HHHHH HHHH SerValTyrAsp Gln C H3 N-端 C-端 肽鍵 l在多肽鏈中，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

16、順序 l通常在多肽鏈的一端含有一個(gè)游離的通常在多肽鏈的一端含有一個(gè)游離的-氨基，稱為氨 基端或N-端；在另一端含有一個(gè)游離的在另一端含有一個(gè)游離的-羧基，稱為 羧基端或C-端。 l氨基酸的順序是從氨基酸的順序是從N-端的氨基酸殘基開(kāi)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：的排列順序。如上述五肽可表示為： l Ser-Val-Tyr-Asp-GlnSer-Val-Tyr-Asp-Gln 26 天然存在的重要多肽 l在生物體中，多肽最重要的存在形式是作 為蛋白質(zhì)的亞單位。 l但是，也有許多分子量比較小的多肽以游 離狀態(tài)存在。這類多肽通常都具有特殊的 生理功能，常稱為活性肽。

17、27 生物活性肽生物活性肽 l例如三肽胃泌素、四肽胃泌素在促進(jìn)胃酸例如三肽胃泌素、四肽胃泌素在促進(jìn)胃酸 分泌等方面的作用分泌等方面的作用; l谷胱甘肽（谷胱甘肽（GSH）是一些酶的輔助因子，）是一些酶的輔助因子， 在機(jī)體內(nèi)參與氧化還原反應(yīng)，是生物防御在機(jī)體內(nèi)參與氧化還原反應(yīng)，是生物防御 體系的重要組成部分，例如可以清除過(guò)氧體系的重要組成部分，例如可以清除過(guò)氧 化物（化物（ROOH）或者是過(guò)氧化氫，當(dāng)然，）或者是過(guò)氧化氫，當(dāng)然， 還有其它的一些重要作用。還有其它的一些重要作用。 28 在食品方面在食品方面,由于其還原性，能夠改善食由于其還原性，能夠改善食 品的風(fēng)味，防止褐變，有呈味，保鮮等功能品

18、的風(fēng)味，防止褐變，有呈味，保鮮等功能; 在生物醫(yī)學(xué)方面在生物醫(yī)學(xué)方面,谷胱甘肽可以保護(hù)體內(nèi)細(xì)谷胱甘肽可以保護(hù)體內(nèi)細(xì) 胞胞,維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能,清除體內(nèi)過(guò)氧化清除體內(nèi)過(guò)氧化 物、自由基物、自由基,解毒解毒,促進(jìn)鐵質(zhì)的吸收促進(jìn)鐵質(zhì)的吸收,參與氨基參與氨基 酸的轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收。酸的轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收。 29 5.4 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 30 P158 穩(wěn)定蛋白質(zhì)的作用力穩(wěn)定蛋白質(zhì)的作用力 -C-NH2 NH2 -COO -CH2OH HOH2C- -CH-CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C S-S -NH2OOC -COO-H0- -R-R- 1. 2. 3. 4.

19、5. 1 3 4 5 2 2 3 二硫鍵 憎水鍵 離子鍵 氫鍵 范德華鍵 二硫鍵離子鍵憎水鍵范德華鍵氫鍵 31 5.5.1 5.5.1 定義定義蛋白質(zhì)二級(jí)及其以上的高級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)二級(jí)及其以上的高級(jí)結(jié)構(gòu) 狀態(tài)受到破壞，引起蛋白質(zhì)理化性質(zhì)改變并導(dǎo)致其狀態(tài)受到破壞，引起蛋白質(zhì)理化性質(zhì)改變并導(dǎo)致其 生理活性喪失。這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。生理活性喪失。這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。 5.5 5.5 蛋白質(zhì)的變性作用蛋白質(zhì)的變性作用 P159 NativeUnfolded 32 5.5.2變性對(duì)其結(jié)構(gòu)和功能的影響變性對(duì)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)）分子內(nèi)部的疏水性基團(tuán)暴露，蛋白

20、質(zhì) 在水中在水中溶解性能降低溶解性能降低 （2）由于四級(jí)結(jié)構(gòu)的變化，某些生物蛋白）由于四級(jí)結(jié)構(gòu)的變化，某些生物蛋白 質(zhì)的質(zhì)的生物活性喪失生物活性喪失 （3）蛋白質(zhì)的肽鍵更多的暴露出來(lái)，）蛋白質(zhì)的肽鍵更多的暴露出來(lái)，易被易被 蛋白酶結(jié)合而水解蛋白酶結(jié)合而水解 （4）蛋白質(zhì)）蛋白質(zhì)結(jié)合水的能力結(jié)合水的能力發(fā)生了變化發(fā)生了變化 （5）蛋白質(zhì)）蛋白質(zhì)分散系的黏度分散系的黏度發(fā)生了變化發(fā)生了變化 （6）蛋白質(zhì)的）蛋白質(zhì)的結(jié)晶能力喪失結(jié)晶能力喪失 33 例如，豆類中胰蛋白酶熱變性能顯著地提例如，豆類中胰蛋白酶熱變性能顯著地提 高某些動(dòng)物所食用的豆類蛋白質(zhì)的消化率；高某些動(dòng)物所食用的豆類蛋白質(zhì)的消化率； 部

21、分變性的蛋白質(zhì)比天然的更易消化和具有部分變性的蛋白質(zhì)比天然的更易消化和具有 較好的起泡和乳化性質(zhì)。熱變性也是食品蛋較好的起泡和乳化性質(zhì)。熱變性也是食品蛋 白質(zhì)熱誘導(dǎo)膠凝的先決條件。白質(zhì)熱誘導(dǎo)膠凝的先決條件。 Native moleculeDenatured molecule 34 35 5.5.3影響蛋白質(zhì)變性的物理因素影響蛋白質(zhì)變性的物理因素P162 物理因素物理因素 （1）熱；）熱； （2）冷凍）冷凍 （3）機(jī)械）機(jī)械 （4）高凈壓）高凈壓 （5）電磁輻射）電磁輻射 （6）界面作用）界面作用 化學(xué)因素化學(xué)因素 （7）酸、堿因素）酸、堿因素 （8）鹽類）鹽類 （9）有機(jī)溶劑）有機(jī)溶劑 （10

22、）有機(jī)化合物）有機(jī)化合物 （11）還原劑）還原劑 36 （1）加熱）加熱 l加熱是食品加工常用的處理過(guò)程，也是引加熱是食品加工常用的處理過(guò)程，也是引 起蛋白質(zhì)變性最常見(jiàn)的因素。蛋白質(zhì)在某起蛋白質(zhì)變性最常見(jiàn)的因素。蛋白質(zhì)在某 一溫度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生狀態(tài)的劇烈變化，這個(gè)一溫度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生狀態(tài)的劇烈變化，這個(gè) 溫度就是蛋白質(zhì)的變性溫度。蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò)溫度就是蛋白質(zhì)的變性溫度。蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò) 熱變性后，表現(xiàn)了相當(dāng)程度的伸展變形。熱變性后，表現(xiàn)了相當(dāng)程度的伸展變形。 例如天然血清蛋白是橢園形的，長(zhǎng)例如天然血清蛋白是橢園形的，長(zhǎng):寬寬 3:1，而熱變性后的血清蛋白的長(zhǎng)，而熱變性后的血清蛋白的長(zhǎng):寬寬 5.5:1，蛋白分子

23、形狀明顯地發(fā)生伸展。，蛋白分子形狀明顯地發(fā)生伸展。 37 l加熱時(shí)，穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的氫鍵將被破壞，加熱時(shí)，穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的氫鍵將被破壞， 分子發(fā)生伸展使得一些疏水性殘基等暴露，分子發(fā)生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)可以導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子間的聚集反應(yīng)。蛋白質(zhì) 的變性速度的溫度系數(shù)約為的變性速度的溫度系數(shù)約為600左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大 于一般化學(xué)反應(yīng)速度（于一般化學(xué)反應(yīng)速度（34）的變化。）的變化。 l這個(gè)性質(zhì)在食品加工中有很重要的應(yīng)用價(jià)值，這個(gè)性質(zhì)在食品加工中有很重要的應(yīng)用價(jià)值， 例如高溫瞬時(shí)殺菌（例如高溫瞬時(shí)殺菌（HTST）、超高溫殺菌）、超高溫殺菌 （

24、UHT）技術(shù)就是利用高溫大大提升蛋白質(zhì)）技術(shù)就是利用高溫大大提升蛋白質(zhì) 的變性速度，短時(shí)間內(nèi)破壞食品中的生物活的變性速度，短時(shí)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)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(duì)較小，短時(shí)間的升溫確反應(yīng)的速度變化相對(duì)較小，短時(shí)間的升溫確 保了其它營(yíng)養(yǎng)素的較少損失。保了其它營(yíng)養(yǎng)素的較少損失。 38 （2）冷凍）冷凍 l低溫處理可以導(dǎo)致某些蛋白質(zhì)的變性，例低溫處理可以導(dǎo)致某些蛋白質(zhì)的變性，例 如如L-蘇氨酸胱氨酸酶在室溫下穩(wěn)定，但在蘇氨酸胱氨酸酶在室溫下穩(wěn)定，但在 0不穩(wěn)定。不穩(wěn)定。11S大豆蛋白質(zhì)、乳蛋白在冷大豆蛋白質(zhì)、乳蛋白在

25、冷 卻或冷凍時(shí)可以發(fā)生凝集和沉淀。還有一卻或冷凍時(shí)可以發(fā)生凝集和沉淀。還有一 些例外的情況，就是一些酶在較低溫度下些例外的情況，就是一些酶在較低溫度下 被激活（例如一些氧化酶）。被激活（例如一些氧化酶）。 39 l導(dǎo)致蛋白質(zhì)在低溫下的變性的原因可能是由導(dǎo)致蛋白質(zhì)在低溫下的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)結(jié)構(gòu)的作用力的平衡，并且因?yàn)橐恍┑鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)的作用力的平衡，并且因?yàn)橐恍?基團(tuán)的水化層被破壞，基團(tuán)之間的相互作用基團(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；也可能是由引起蛋白質(zhì)的聚集或亞基重排；也可能是

26、由 于體系結(jié)冰后的鹽效應(yīng)問(wèn)題，鹽濃度的提高于體系結(jié)冰后的鹽效應(yīng)問(wèn)題，鹽濃度的提高 導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性。另外，由于冷凍引起的導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性。另外，由于冷凍引起的 濃縮效應(yīng)，可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子內(nèi)、分子間濃縮效應(yīng)，可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子內(nèi)、分子間 的雙硫鍵交換反應(yīng)增加，從而也導(dǎo)致蛋白質(zhì)的雙硫鍵交換反應(yīng)增加，從而也導(dǎo)致蛋白質(zhì) 的變性。的變性。 40 （3）機(jī)械處理）機(jī)械處理 l有些機(jī)械處理如揉捏、攪打等，由于剪切力有些機(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，螺旋，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。剪切的速度越大，

27、 蛋白質(zhì)的變性程度越大，例如在蛋白質(zhì)的變性程度越大，例如在pH=3.54.5 和和80120的條件下，用的條件下，用8,000 s- 110,000 s-1的剪切速度處理乳清蛋白（濃的剪切速度處理乳清蛋白（濃 度度10%20%），就可以形成蛋白質(zhì)脂肪代用），就可以形成蛋白質(zhì)脂肪代用 品；沙拉醬、冰激凌等的生產(chǎn)中也涉及到蛋品；沙拉醬、冰激凌等的生產(chǎn)中也涉及到蛋 白質(zhì)的機(jī)械變性過(guò)程。白質(zhì)的機(jī)械變性過(guò)程。 41 （4）靜高壓）靜高壓 l球型的蛋白質(zhì)分子不是剛性球，分子內(nèi)部還是球型的蛋白質(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，存在一些空穴，具有一定的柔性和可壓縮性， 高

28、壓下（一般溫度下，高壓下（一般溫度下，100 MPa1,000 MPa） 蛋白質(zhì)分子會(huì)發(fā)生變形現(xiàn)象（即發(fā)生變性）。蛋白質(zhì)分子會(huì)發(fā)生變形現(xiàn)象（即發(fā)生變性）。 有時(shí)，由于高壓而導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性或酶的失有時(shí)，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(huì)重新恢復(fù)?；?，在高壓消除以后會(huì)重新恢復(fù)。 l靜高壓處理只是導(dǎo)致酶或微生物的滅活，對(duì)食靜高壓處理只是導(dǎo)致酶或微生物的滅活，對(duì)食 品中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、色澤、風(fēng)味等不會(huì)造成破壞品中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、色澤、風(fēng)味等不會(huì)造成破壞 作用，也不形成有害的化合物，它已經(jīng)是作用，也不形成有害的化合物，它已經(jīng)是21世世 紀(jì)食品加工技術(shù)的一個(gè)重要新技術(shù)。紀(jì)食品加工技術(shù)的一個(gè)

29、重要新技術(shù)。 42 （5）電磁輻射）電磁輻射 l電磁波對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響與電磁波的波長(zhǎng)與電磁波對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響與電磁波的波長(zhǎng)與 能量有關(guān)，一般可見(jiàn)光由于波長(zhǎng)較長(zhǎng)、能量較能量有關(guān)，一般可見(jiàn)光由于波長(zhǎng)較長(zhǎng)、能量較 低，對(duì)蛋白質(zhì)的構(gòu)象影響不大，而像紫外線、低，對(duì)蛋白質(zhì)的構(gòu)象影響不大，而像紫外線、x- 射線、射線、 -射線等高能量的電磁波，對(duì)蛋白質(zhì)的構(gòu)射線等高能量的電磁波，對(duì)蛋白質(zhì)的構(gòu) 象會(huì)產(chǎn)生明顯的影響。高能射線被芳香族氨基象會(huì)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(shí)還會(huì)使氨酸吸收，導(dǎo)致蛋白質(zhì)構(gòu)象改變，同時(shí)還會(huì)使氨 基酸的殘基發(fā)生各種變化，如破壞共價(jià)鍵、分基酸的殘基發(fā)

30、生各種變化，如破壞共價(jià)鍵、分 子離子化、分子游離基化等。所以輻射不僅可子離子化、分子游離基化等。所以輻射不僅可 以對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行變性，而且還可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)以對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行變性，而且還可能導(dǎo)致蛋白質(zhì) 的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值變化。的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值變化。 43 （6）界面作用）界面作用 l蛋白質(zhì)吸附在氣蛋白質(zhì)吸附在氣-液、液液、液-固或液固或液-液界面后，液界面后， 可以發(fā)生不可逆的變性。發(fā)生界面變性的可以發(fā)生不可逆的變性。發(fā)生界面變性的 原因在于，在氣液界面上水分子的能量較原因在于，在氣液界面上水分子的能量較 本體水分子的能量高，這些水分子與蛋白本體水分子的能量高，這些水分子與蛋白 質(zhì)分子發(fā)生相互作用后，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生

31、質(zhì)分子發(fā)生相互作用后，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生 少許伸展，水分子進(jìn)入蛋白質(zhì)分子的內(nèi)部，少許伸展，水分子進(jìn)入蛋白質(zhì)分子的內(nèi)部， 進(jìn)一步導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子的伸展，并使得蛋進(jìn)一步導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子的伸展，并使得蛋 白質(zhì)的疏水性殘基、親水性殘基分別向極白質(zhì)的疏水性殘基、親水性殘基分別向極 性不同的兩相（空氣性不同的兩相（空氣-水）排列，最終導(dǎo)水）排列，最終導(dǎo) 致蛋白質(zhì)分子的變性。致蛋白質(zhì)分子的變性。 44 （7）酸、堿因素）酸、堿因素 l大多數(shù)蛋白質(zhì)在特定的大多數(shù)蛋白質(zhì)在特定的pH值范圍內(nèi)是穩(wěn)定的，值范圍內(nèi)是穩(wěn)定的， 但若處于極端但若處于極端pH 條件下，分子內(nèi)部的可離解基條件下，分子內(nèi)部的可離解基 團(tuán)如氨基、羧基等離

32、解，產(chǎn)生強(qiáng)烈的分子內(nèi)靜團(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。此時(shí)如果再加電作用，分子產(chǎn)生伸展、變性。此時(shí)如果再加 熱，變性速率會(huì)更大。在一些情況下，蛋白質(zhì)熱，變性速率會(huì)更大。在一些情況下，蛋白質(zhì) 經(jīng)過(guò)酸堿處理后，經(jīng)過(guò)酸堿處理后，pH又調(diào)節(jié)回原來(lái)的范圍，蛋又調(diào)節(jié)回原來(lái)的范圍，蛋 白質(zhì)仍可以恢復(fù)原來(lái)的結(jié)構(gòu)，例如酶。白質(zhì)仍可以恢復(fù)原來(lái)的結(jié)構(gòu)，例如酶。 l大多數(shù)蛋白質(zhì)在中性條件下比較穩(wěn)定。大多數(shù)蛋白質(zhì)在中性條件下比較穩(wěn)定。 45 （8）鹽類）鹽類 l堿土金屬堿土金屬Ca2+、Mg2+離子可能是蛋白質(zhì)中的組離子可能是蛋白質(zhì)中的組 成部分，對(duì)蛋白質(zhì)構(gòu)象起著重要作用，所以除成

33、部分，對(duì)蛋白質(zhì)構(gòu)象起著重要作用，所以除 去會(huì)降低蛋白質(zhì)分子對(duì)熱、酶等的穩(wěn)定性。去會(huì)降低蛋白質(zhì)分子對(duì)熱、酶等的穩(wěn)定性。 l而對(duì)于一些重金屬離子如而對(duì)于一些重金屬離子如Cu2+、Fe2+、Hg2+、 Pb2+、Ag3+等，由于易與蛋白質(zhì)分子中的等，由于易與蛋白質(zhì)分子中的-SH 形成穩(wěn)定的化合物，或者是將雙硫鍵轉(zhuǎn)化為形成穩(wěn)定的化合物，或者是將雙硫鍵轉(zhuǎn)化為-SH 基，因而導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性。此外由于基，因而導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性。此外由于Hg2+、 Pb2+等還能夠與組氨酸、色氨酸殘基等反應(yīng)，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)的變性變化。它們也能導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性變化。 46 l對(duì)于陰離子

34、，它們對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影對(duì)于陰離子，它們對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影 響的大小程度為：響的大小程度為：F-SO42-Cl-Br-I- ClO4-SCN- Cl3CCOO-。在高濃度時(shí)。在高濃度時(shí) 陰離子對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響比陽(yáng)離子更強(qiáng)，陰離子對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響比陽(yáng)離子更強(qiáng)， 一般氯離子、氟離子、硫酸根離子是蛋白一般氯離子、氟離子、硫酸根離子是蛋白 質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定劑，而硫氰酸根、三氯乙酸質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定劑，而硫氰酸根、三氯乙酸 根則是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的去穩(wěn)定劑。根則是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的去穩(wěn)定劑。 47 （9）有機(jī)溶劑）有機(jī)溶劑 l大部分的有機(jī)溶劑可導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性，因?yàn)樗鼈兇蟛糠值挠袡C(jī)溶劑可導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性，因?yàn)樗鼈?降

35、低了溶液的介電常數(shù)，使蛋白質(zhì)分子內(nèi)基團(tuán)間的降低了溶液的介電常數(shù)，使蛋白質(zhì)分子內(nèi)基團(tuán)間的 靜電力增加；或者是破壞（或增加）蛋白質(zhì)分子內(nèi)靜電力增加；或者是破壞（或增加）蛋白質(zhì)分子內(nèi) 的氫鍵，改變了穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象原有的作用力情況；的氫鍵，改變了穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象原有的作用力情況； 或是進(jìn)入蛋白質(zhì)的疏水性區(qū)域，破壞了蛋白質(zhì)分子或是進(jìn)入蛋白質(zhì)的疏水性區(qū)域，破壞了蛋白質(zhì)分子 的疏水相互作用。結(jié)果是蛋白質(zhì)構(gòu)象改變，從而產(chǎn)的疏水相互作用。結(jié)果是蛋白質(zhì)構(gòu)象改變，從而產(chǎn) 生變性作用。生變性作用。 l在低濃度下有機(jī)溶劑對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響較小，一在低濃度下有機(jī)溶劑對(duì)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

36、度下所有的有機(jī)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(duì)蛋白質(zhì)產(chǎn)生變性作用。溶劑均能對(duì)蛋白質(zhì)產(chǎn)生變性作用。 48 （10）有機(jī)化合物）有機(jī)化合物 l高濃度的脲素和胍鹽（高濃度的脲素和胍鹽（4 molL-18molL-1） 導(dǎo)致蛋白質(zhì)因分子中氫鍵的斷裂而變性；是導(dǎo)致蛋白質(zhì)因分子中氫鍵的斷裂而變性；是 一個(gè)有常用的試劑。一個(gè)有常用的試劑。 l表面活性劑如十二烷基磺酸鈉（表面活性劑如十二烷基磺酸鈉（SDS） 能能 在蛋白質(zhì)的疏水區(qū)和親水區(qū)間起作用，破壞在蛋白質(zhì)的疏水區(qū)和親水區(qū)間起作用，破壞 疏水相互作用，促使天然蛋白分子伸展，是疏水相互作用，促使天然蛋白分子伸展，是 一種很強(qiáng)的變性劑。

37、一種很強(qiáng)的變性劑。 49 （11）還原劑）還原劑 l巰基乙醇（巰基乙醇（HSCH2CH2OH）、半胱氨酸、二硫蘇）、半胱氨酸、二硫蘇 糖醇等還原劑，由于具有糖醇等還原劑，由于具有-SH基，能使蛋白質(zhì)分子基，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，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。造成蛋白質(zhì)的不可逆變性。 lHSCH2CH2OH + SS - SSCH2CH2OH + HS l在食品加工中常常會(huì)有目的的利用蛋白質(zhì)的變性作在食品加工中常常會(huì)有目的的利用蛋白質(zhì)的變性作 用。食品加工中蛋白質(zhì)的變性一般來(lái)講是有利的，用。食品加工中蛋白質(zhì)的變性一

38、般來(lái)講是有利的， 但在某些情況下是必須避免蛋白質(zhì)的變性，如在酶但在某些情況下是必須避免蛋白質(zhì)的變性，如在酶 的分離、牛乳的濃縮等，蛋白質(zhì)過(guò)度變性會(huì)導(dǎo)致酶的分離、牛乳的濃縮等，蛋白質(zhì)過(guò)度變性會(huì)導(dǎo)致酶 的失活或沉淀生成，這是我們所不希望的變化。的失活或沉淀生成，這是我們所不希望的變化。 50 5.6 蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)蛋白質(zhì)的功能性質(zhì) (Functional Propertise) P166 食品蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)分為兩大類：食品蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)分為兩大類： 流體動(dòng)力學(xué)性質(zhì)：水合性質(zhì)、溶脹性、粘性、流體動(dòng)力學(xué)性質(zhì)：水合性質(zhì)、溶脹性、粘性、 膠凝性等；膠凝性等； 表面性質(zhì)：濕潤(rùn)性、分散性、溶解度、表面表

39、面性質(zhì)：濕潤(rùn)性、分散性、溶解度、表面 張力、乳化性、起泡性、以及與脂肪和風(fēng)味結(jié)張力、乳化性、起泡性、以及與脂肪和風(fēng)味結(jié) 合性等。合性等。 定義：在食品體系在加工、保藏、制備和消費(fèi)過(guò)程中定義：在食品體系在加工、保藏、制備和消費(fèi)過(guò)程中 蛋白質(zhì)對(duì)食品產(chǎn)生需要特征的物理和化學(xué)性質(zhì)。蛋白質(zhì)對(duì)食品產(chǎn)生需要特征的物理和化學(xué)性質(zhì)。 51 5.6.1蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)P167 l通過(guò)蛋白質(zhì)的肽鍵和氨基酸側(cè)鏈與水分子間通過(guò)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)的結(jié)合水的性質(zhì)。的相互作用而實(shí)現(xiàn)的結(jié)合水的性質(zhì)。 l蛋白質(zhì)的許多功能性質(zhì)，如分散性、潤(rùn)濕性、蛋白質(zhì)的許多功能性質(zhì)，如分散性、潤(rùn)濕

40、性、 溶脹、增稠、粘度、持水能力、凝膠作用、凝溶脹、增稠、粘度、持水能力、凝膠作用、凝 結(jié)、乳化和起泡，取決于蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)。結(jié)、乳化和起泡，取決于蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)。 52 一般來(lái)講，1g蛋白質(zhì)約有0.3g的水與蛋 白質(zhì)結(jié)合的比較牢固，還有0.3g水與蛋白質(zhì) 結(jié)合的較松散。氨基酸組成不同的水結(jié)合能 力不同。極性氨基酸、離子化的氨基酸、蛋 白質(zhì)的鹽由于極性基團(tuán)對(duì)水有更強(qiáng)的結(jié)合能 力，所以它們的結(jié)合水量相應(yīng)較大。 表表 氨基酸殘基的水合能力（氨基酸殘基的水合能力（mol水水/mol殘基）殘基） 53 氨基酸殘基氨基酸殘基水結(jié)合水結(jié)合 能力能力 氨基酸殘基氨基酸殘基水結(jié)合水結(jié)合 能力能力 極極 性

41、性 殘殘 基基 Asn2離離 子子 化化 殘殘 基基 Asp6 Gln2Glu7 Pro3Tyr7 Ser, The2Arg3 Trp2His4 Asp (非離解非離解) 2Lys4 Glu (非離解非離解)2疏疏 水水 性性 殘殘 基基 Ala1 Tyr3Gly1 Arg (非離解非離解)4Phe0 Lys (非離解非離解)4 Val, Ile, Leu, Met 1 54 影響蛋白水合能力的因素影響蛋白水合能力的因素 l濃度、濃度、pH值、溫度、離子強(qiáng)度、其它成值、溫度、離子強(qiáng)度、其它成 分的存在等。分的存在等。 l例如，動(dòng)物被屠宰后，僵直期內(nèi)肌肉組織例如，動(dòng)物被屠宰后，僵直期內(nèi)肌肉組織

42、的持水力最差，就是由于肌肉的的持水力最差，就是由于肌肉的pH從從6.5 下降到下降到5.0左右（接近等電點(diǎn)），肉的嫩左右（接近等電點(diǎn)），肉的嫩 度下降，肉的品質(zhì)不佳。蛋白質(zhì)結(jié)合水能度下降，肉的品質(zhì)不佳。蛋白質(zhì)結(jié)合水能 力一般隨溫度的升高而降低（見(jiàn)圖）力一般隨溫度的升高而降低（見(jiàn)圖） 55 肌肉蛋白的水結(jié)合能力與溫度、肌肉蛋白的水結(jié)合能力與溫度、pH值的關(guān)系值的關(guān)系 56 l蛋白質(zhì)吸附水、結(jié)合水的能力對(duì)各類食品，蛋白質(zhì)吸附水、結(jié)合水的能力對(duì)各類食品， 尤其是肉制品和面團(tuán)等的質(zhì)地起重要的作用，尤其是肉制品和面團(tuán)等的質(zhì)地起重要的作用， 蛋白質(zhì)的其它的功能性質(zhì)如膠凝、乳化作用蛋白質(zhì)的其它的功能性質(zhì)如膠

43、凝、乳化作用 也與蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)有著十分重要的關(guān)系。也與蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)有著十分重要的關(guān)系。 蛋白質(zhì)的持水力與結(jié)合水能力有關(guān)，可影響蛋白質(zhì)的持水力與結(jié)合水能力有關(guān)，可影響 食品的嫩度、多汁性、柔軟性，所以持水力食品的嫩度、多汁性、柔軟性，所以持水力 對(duì)食品品質(zhì)具有更重要的實(shí)際意義。對(duì)食品品質(zhì)具有更重要的實(shí)際意義。 57 5.6.2蛋白質(zhì)的溶解度蛋白質(zhì)的溶解度P170 l蛋白質(zhì)溶解度的大小在實(shí)際應(yīng)用中非常重 要，因?yàn)槿芙舛忍匦詳?shù)據(jù)對(duì)在確定天然蛋 白質(zhì)的提取、提純和分離時(shí)是非常有用的， 蛋白質(zhì)變性的程度也可以通過(guò)蛋白質(zhì)的溶 解行為的變化作為評(píng)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

44、的 關(guān)系。 58 l蛋白質(zhì)分子表面疏水性小區(qū)域越少和電荷蛋白質(zhì)分子表面疏水性小區(qū)域越少和電荷 頻率越大，溶解度越大。頻率越大，溶解度越大。 l影響蛋白質(zhì)溶解度的因素：影響蛋白質(zhì)溶解度的因素： （1）pH值；值； （2）離子強(qiáng)度；）離子強(qiáng)度； （3）溫度；）溫度； （4）蛋白質(zhì)濃度。）蛋白質(zhì)濃度。 59 pH值值 l等電點(diǎn)時(shí)通常最等電點(diǎn)時(shí)通常最 低低,不同蛋白質(zhì)不同蛋白質(zhì) 有差異，有差異， l溶解性隨溶解性隨pH變變 化大的蛋白質(zhì)，化大的蛋白質(zhì)， 可通過(guò)改變介質(zhì)可通過(guò)改變介質(zhì) 的酸堿度對(duì)其進(jìn)的酸堿度對(duì)其進(jìn) 行提取、分離。行提取、分離。 60 鹽產(chǎn)生不同的影響鹽產(chǎn)生不同的影響 l當(dāng)中性鹽低濃度時(shí)可

45、增大溶解度（鹽溶），當(dāng)中性鹽低濃度時(shí)可增大溶解度（鹽溶）， l蛋白質(zhì)的溶解性與離子強(qiáng)度有關(guān)；在高濃度蛋白質(zhì)的溶解性與離子強(qiáng)度有關(guān)；在高濃度 時(shí)，可降低蛋白質(zhì)在水中的溶解度甚至產(chǎn)生時(shí)，可降低蛋白質(zhì)在水中的溶解度甚至產(chǎn)生 沉淀（鹽析），降低了蛋白質(zhì)的溶解度。沉淀（鹽析），降低了蛋白質(zhì)的溶解度。 61 有機(jī)溶劑可以降低蛋白質(zhì)的溶解度。有機(jī)溶劑可以降低蛋白質(zhì)的溶解度。 l一些有機(jī)溶劑如丙酮、乙醇等由于降低了一些有機(jī)溶劑如丙酮、乙醇等由于降低了 蛋白質(zhì)溶液中的介電常數(shù)，使得蛋白質(zhì)分蛋白質(zhì)溶液中的介電常數(shù)，使得蛋白質(zhì)分 子之間的靜電斥力減弱，蛋白質(zhì)分子間的子之間的靜電斥力減弱，蛋白質(zhì)分子間的 作用相對(duì)增加

46、，從而使蛋白質(zhì)發(fā)生聚集和作用相對(duì)增加，從而使蛋白質(zhì)發(fā)生聚集和 甚至產(chǎn)生沉淀。甚至產(chǎn)生沉淀。 62 熱處理使溶解度明顯地不可逆降低熱處理使溶解度明顯地不可逆降低 l例如商品的脫脂大豆粉、大豆?jié)饪s蛋白、例如商品的脫脂大豆粉、大豆?jié)饪s蛋白、 分離蛋白的氮溶解指數(shù)就因?yàn)榧庸r(shí)的處分離蛋白的氮溶解指數(shù)就因?yàn)榧庸r(shí)的處 理不同而在理不同而在10%90%之間。一般來(lái)講在之間。一般來(lái)講在 其它條件固定時(shí)，蛋白質(zhì)的溶解度在其它條件固定時(shí)，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，范圍內(nèi)是隨溫度的升高而增加的， 隨著溫度的進(jìn)一步升高，蛋白質(zhì)分子發(fā)生隨著溫度的進(jìn)一步升高，蛋白質(zhì)分子發(fā)生 伸展、變性，蛋白

47、質(zhì)的溶解性最終下降。伸展、變性，蛋白質(zhì)的溶解性最終下降。 63 如：大豆分離蛋白加工后的溶解度變化如：大豆分離蛋白加工后的溶解度變化 處理處理 溶解度溶解度 天然天然100 100, 15s 100 100, 30s 92 100, 60s 54 100, 120s 15 64 5.6.3蛋白質(zhì)溶液的黏度蛋白質(zhì)溶液的黏度P171 l蛋白質(zhì)溶液的黏度系數(shù)隨流動(dòng)速度的增加而降低，蛋白質(zhì)溶液的黏度系數(shù)隨流動(dòng)速度的增加而降低， 影響蛋白質(zhì)流體黏度特性的主要因素是分散的蛋白影響蛋白質(zhì)流體黏度特性的主要因素是分散的蛋白 分子或顆粒的表觀直徑；分子或顆粒的表觀直徑； l隨蛋白質(zhì)溶液濃度的增加粘度系數(shù)呈指數(shù)增

48、加；隨蛋白質(zhì)溶液濃度的增加粘度系數(shù)呈指數(shù)增加； l隨蛋白質(zhì)分子的形狀和表面狀態(tài)而異：隨蛋白質(zhì)分子的形狀和表面狀態(tài)而異： 球狀分子低球狀分子低 于纖維狀分子；帶電高于不帶電于纖維狀分子；帶電高于不帶電 65 蛋白質(zhì)溶液的粘度是液態(tài)、醬狀食品（飲料、蛋白質(zhì)溶液的粘度是液態(tài)、醬狀食品（飲料、 肉湯、湯汁、稀奶油等）的主要功能性質(zhì)。對(duì)肉湯、湯汁、稀奶油等）的主要功能性質(zhì)。對(duì) 于優(yōu)化確定加工工藝有實(shí)際意義，例如泵傳送、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?；旌稀⒓訜?、噴霧干燥等。 66 5.6.4蛋白質(zhì)的膠凝作用蛋白質(zhì)的膠凝作用P172 l膠凝作用膠凝作用(gelation

49、):變性的蛋白質(zhì)分子聚變性的蛋白質(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(guò)程。集并形成有序的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的過(guò)程。 l膠凝條件：加熱后再冷卻，如明膠；加熱，膠凝條件：加熱后再冷卻，如明膠；加熱， 如蛋清；加二價(jià)離子，如豆腐；部分水解如蛋清；加二價(jià)離子，如豆腐；部分水解 或調(diào)整或調(diào)整pH，如發(fā)酵酸奶、干酪。，如發(fā)酵酸奶、干酪。 67 5.6.5蛋白質(zhì)的織構(gòu)化蛋白質(zhì)的織構(gòu)化P174 l織構(gòu)化（織構(gòu)化（texturization）：）： 使蛋白質(zhì)變?yōu)榫哂芯捉佬院褪沟鞍踪|(zhì)變?yōu)榫哂芯捉佬院?良好持水性的片狀或纖維狀良好持水性的片狀或纖維狀 產(chǎn)品的過(guò)程。產(chǎn)品的過(guò)程。 l織構(gòu)化方法：熱凝結(jié)和形成織構(gòu)化方法：

50、熱凝結(jié)和形成 薄膜，如腐竹；纖維的形成，薄膜，如腐竹；纖維的形成， 如人造肉制品；熱塑性擠壓，如人造肉制品；熱塑性擠壓， 如用于制作肉糜制品原料的如用于制作肉糜制品原料的 組織蛋白。組織蛋白。 熱塑性擠壓 大豆組織蛋白的結(jié)構(gòu) 68 5.6.75.6.7蛋白質(zhì)的乳化性質(zhì)蛋白質(zhì)的乳化性質(zhì) l蛋白質(zhì)是天然的兩親物質(zhì)，從而具有乳化性質(zhì)蛋白質(zhì)是天然的兩親物質(zhì)，從而具有乳化性質(zhì) （emulsifying properties） l影響因素：影響因素：pH、離子強(qiáng)度、溫度、低分子量的表、離子強(qiáng)度、溫度、低分子量的表 面活性劑、糖、油相體積分?jǐn)?shù)、蛋白質(zhì)類型和使面活性劑、糖、油相體積分?jǐn)?shù)、蛋白質(zhì)類型和使 用的油

51、的熔點(diǎn)等以及乳化外力。用的油的熔點(diǎn)等以及乳化外力。 l具有乳狀液的蛋白食品如牛乳、蛋黃醬、冰激凌具有乳狀液的蛋白食品如牛乳、蛋黃醬、冰激凌 等。等。 69 5.6.85.6.8蛋白質(zhì)的起泡性質(zhì)蛋白質(zhì)的起泡性質(zhì) l泡沫是氣泡分散在含有表面活性劑的連泡沫是氣泡分散在含有表面活性劑的連 續(xù)液相或半固相中的分散體系。續(xù)液相或半固相中的分散體系。 l許多加工食品是泡沫型產(chǎn)品，如奶油、許多加工食品是泡沫型產(chǎn)品，如奶油、 蛋糕、面包、冰激凌、啤酒等。蛋糕、面包、冰激凌、啤酒等。 l蛋白質(zhì)能作為起泡劑主要決定于蛋白質(zhì)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。的表面活性和成膜性。 70 影響泡沫形

52、成和穩(wěn)定性的因素影響泡沫形成和穩(wěn)定性的因素 1. 1. 蛋白質(zhì)的分子性質(zhì)。應(yīng)具有：蛋白質(zhì)的分子性質(zhì)。應(yīng)具有： l快速分散至氣水界面，易于在界面上展開(kāi)和快速分散至氣水界面，易于在界面上展開(kāi)和 重排重排 。取決于蛋白質(zhì)分子的疏水性、在界面的。取決于蛋白質(zhì)分子的疏水性、在界面的 柔性、水溶性、缺乏二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)等。柔性、水溶性、缺乏二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)等。 l通過(guò)分子間相互作用能形成剛性膜。需要分子通過(guò)分子間相互作用能形成剛性膜。需要分子 質(zhì)量較大、分子間較易發(fā)生相互結(jié)合或黏合的質(zhì)量較大、分子間較易發(fā)生相互結(jié)合或黏合的 蛋白。蛋白。 l穩(wěn)定性取決于蛋白質(zhì)膜的流變性質(zhì)。穩(wěn)定性取決于蛋白質(zhì)膜的流變性質(zhì)。 71

53、 2.蛋白質(zhì)的濃度。蛋白質(zhì)的濃度。2%8%有利。有利。 3.溫度適當(dāng)加熱可提高起泡性。溫度適當(dāng)加熱可提高起泡性。 4.pH接近等電點(diǎn)，有利于起泡和穩(wěn)定。接近等電點(diǎn)，有利于起泡和穩(wěn)定。 5.鹽不同鹽作用各異。起泡性：蛋白被鹽析時(shí)較鹽不同鹽作用各異。起泡性：蛋白被鹽析時(shí)較 好，被鹽溶時(shí)則較差。好，被鹽溶時(shí)則較差。 6.糖不利起泡，但改進(jìn)穩(wěn)定性。糖不利起泡，但改進(jìn)穩(wěn)定性。 7.脂使泡沫穩(wěn)定性下降。脂使泡沫穩(wěn)定性下降。 8.攪打適當(dāng)攪打可提高起泡性，過(guò)度則不利。攪打適當(dāng)攪打可提高起泡性，過(guò)度則不利。 72 牛血清白蛋白牛血清白蛋白(BSA)和雞蛋白蛋白和雞蛋白蛋白(albumin) 73 74 l當(dāng)變

54、性溫度超過(guò)當(dāng)變性溫度超過(guò)60時(shí)，溶液中時(shí)，溶液中 BSA分子表面分子表面SH含含 量隨變性溫度的升高而明顯降低。因?yàn)榉肿又袔€基量隨變性溫度的升高而明顯降低。因?yàn)榉肿又袔€基 的氧化或與二硫化物交換形成了新的二硫鍵，在溶的氧化或與二硫化物交換形成了新的二硫鍵，在溶 液中形成了分子聚集體。液中形成了分子聚集體。 lalbumin分子表面分子表面SH含量隨變性溫度的增加而顯著含量隨變性溫度的增加而顯著 增加，熱變性使分子充分伸展，增加，熱變性使分子充分伸展， 使很多內(nèi)埋的疏水使很多內(nèi)埋的疏水 基團(tuán)暴露，大大提高了該蛋白質(zhì)的表面疏水性基團(tuán)暴露，大大提高了該蛋白質(zhì)的表面疏水性, 在泡在泡 沫膜吸附層中分子

55、間以疏水形式相互作用的機(jī)會(huì)增沫膜吸附層中分子間以疏水形式相互作用的機(jī)會(huì)增 大，大， 這在一定程度上提高了蛋白的起泡性能這在一定程度上提高了蛋白的起泡性能 75 5.6.9蛋白質(zhì)與風(fēng)味物質(zhì)的結(jié)合蛋白質(zhì)與風(fēng)味物質(zhì)的結(jié)合 l風(fēng)味物質(zhì)能夠部分被吸附或結(jié)合在蛋白質(zhì)中，對(duì)于 食品有正（如肉香）反（如豆腥味）兩面作用。 l蛋白質(zhì)與風(fēng)味物質(zhì)結(jié)合物質(zhì)通過(guò)各種化學(xué)鍵和物理 吸附力。 l影響因素：水促進(jìn)極性揮發(fā)物的結(jié)合而對(duì)非極性化 合物沒(méi)有影響。堿性比在酸性更能促進(jìn)與風(fēng)味物質(zhì) 的結(jié)合。蛋白變性提高結(jié)合風(fēng)味能力。 76 功能功能機(jī)制機(jī)制食品食品蛋白質(zhì)種類蛋白質(zhì)種類 溶解性溶解性親水性親水性飲料飲料乳清蛋白乳清蛋白 粘

56、度粘度水結(jié)合，流體動(dòng)力水結(jié)合，流體動(dòng)力 學(xué)分子大小和形狀學(xué)分子大小和形狀 湯、肉汁、色拉調(diào)湯、肉汁、色拉調(diào) 味料和甜食味料和甜食 明膠明膠 水結(jié)合水結(jié)合氫鍵、離子水合氫鍵、離子水合肉、香腸、蛋糕和肉、香腸、蛋糕和 面包面包 肌肉和雞蛋肌肉和雞蛋 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 膠凝作膠凝作 用用 水截留和固定、網(wǎng)水截留和固定、網(wǎng) 狀結(jié)構(gòu)形成狀結(jié)構(gòu)形成 肉、凝膠、蛋糕、肉、凝膠、蛋糕、 焙烤食品和奶酪焙烤食品和奶酪 肌肉、雞蛋肌肉、雞蛋 和乳蛋白質(zhì)和乳蛋白質(zhì) 粘結(jié)粘粘結(jié)粘 合合 疏水結(jié)合、離子結(jié)疏水結(jié)合、離子結(jié) 合和氫鍵合和氫鍵 肉、香腸和烘焙食肉、香腸和烘焙食 品品 肌肉和谷物肌肉和谷物 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 77 功

57、能功能機(jī)制機(jī)制食品食品蛋白質(zhì)種類蛋白質(zhì)種類 彈性彈性疏水結(jié)合和二疏水結(jié)合和二 硫交聯(lián)硫交聯(lián) 肉和焙烤食品肉和焙烤食品肌肉和谷物肌肉和谷物 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 乳化乳化在界面上吸附在界面上吸附 和形成膜和形成膜 香腸、大紅腸、腸、香腸、大紅腸、腸、 蛋糕和調(diào)味料蛋糕和調(diào)味料 肌肉雞蛋和肌肉雞蛋和 乳蛋白質(zhì)乳蛋白質(zhì) 起泡起泡界面吸附和形界面吸附和形 成膜成膜 攪打起泡的澆頭，攪打起泡的澆頭， 冰淇淋、蛋糕等冰淇淋、蛋糕等 雞蛋和乳蛋雞蛋和乳蛋 白質(zhì)白質(zhì) 脂肪和風(fēng)味脂肪和風(fēng)味 物的結(jié)合物的結(jié)合 疏水結(jié)合和截疏水結(jié)合和截 留留 低脂烘焙食品和油低脂烘焙食品和油 炸面包圈炸面包圈 乳、雞蛋和乳、雞蛋和 谷物蛋

58、白質(zhì)谷物蛋白質(zhì) 78 l蛋白質(zhì)的這些功能性質(zhì)不是相互獨(dú)立、完蛋白質(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)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)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。白質(zhì)與水之間的作用。 79 l一般來(lái)講

59、，蛋白質(zhì)的一個(gè)功能性質(zhì)不只是一般來(lái)講，蛋白質(zhì)的一個(gè)功能性質(zhì)不只是 某一個(gè)物理化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生的結(jié)果，因此很某一個(gè)物理化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生的結(jié)果，因此很 難說(shuō)明蛋白質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)在功能性質(zhì)難說(shuō)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(guò)，對(duì)于蛋白質(zhì)中所起的作用有多大。不過(guò)，對(duì)于蛋白質(zhì) 的通常幾個(gè)重要功能性質(zhì)，蛋白質(zhì)的一些的通常幾個(gè)重要功能性質(zhì)，蛋白質(zhì)的一些 理化常數(shù)還是與其存在一定的相關(guān)性。理化常數(shù)還是與其存在一定的相關(guān)性。 80 蛋白質(zhì)的疏水性、電荷密度和結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的疏水性、電荷密度和結(jié)構(gòu) 對(duì)功能性質(zhì)的貢獻(xiàn)對(duì)功能性質(zhì)的貢獻(xiàn) 功能性質(zhì)功能性質(zhì) 疏水性疏水性 電荷密度電荷密度 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 溶解度

60、溶解度 無(wú)貢獻(xiàn)無(wú)貢獻(xiàn) 有貢獻(xiàn)有貢獻(xiàn) 無(wú)貢獻(xiàn)無(wú)貢獻(xiàn) 乳化作用表面疏水性有貢獻(xiàn)一般無(wú)貢獻(xiàn)乳化作用表面疏水性有貢獻(xiàn)一般無(wú)貢獻(xiàn) 有貢獻(xiàn)有貢獻(xiàn) 發(fā)泡作用總疏水性有貢獻(xiàn)無(wú)貢獻(xiàn)有貢獻(xiàn)發(fā)泡作用總疏水性有貢獻(xiàn)無(wú)貢獻(xiàn)有貢獻(xiàn) 脂肪結(jié)合表面疏水性有貢獻(xiàn)一般無(wú)貢獻(xiàn)脂肪結(jié)合表面疏水性有貢獻(xiàn)一般無(wú)貢獻(xiàn) 無(wú)貢獻(xiàn)無(wú)貢獻(xiàn) 水保留無(wú)貢獻(xiàn)水保留無(wú)貢獻(xiàn) 有貢獻(xiàn)有貢獻(xiàn) 有疑問(wèn)有疑問(wèn) 熱凝結(jié)總疏水性有貢獻(xiàn)熱凝結(jié)總疏水性有貢獻(xiàn) 無(wú)貢獻(xiàn)無(wú)貢獻(xiàn) 有貢獻(xiàn)有貢獻(xiàn) 面團(tuán)形成稍有貢獻(xiàn)面團(tuán)形成稍有貢獻(xiàn) 無(wú)貢獻(xiàn)有貢獻(xiàn)無(wú)貢獻(xiàn)有貢獻(xiàn) 81 影響蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的因素影響蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的因素 內(nèi)在因素內(nèi)在因素 環(huán)境因素加工處理環(huán)境因素加工處理 蛋白質(zhì)的化學(xué)組成蛋白