食品化學(xué)蛋白質(zhì)化學(xué)市公開(kāi)課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

1、第五章 蛋白質(zhì)化學(xué)主講：張洪微食品化學(xué)第1頁(yè)蛋白質(zhì)在食品加工中意義蛋白質(zhì)是食品中三大營(yíng)養(yǎng)素之一蛋白質(zhì)對(duì)食品色、香、味及組織結(jié)構(gòu)等含有主要意義一些蛋白質(zhì)含有生物活性功效，是開(kāi)發(fā)功效性食品原料之一第2頁(yè)蛋白質(zhì)分類按分子形狀分：纖維狀蛋白質(zhì)、球狀蛋白質(zhì)按分子組成份：簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)、結(jié)合蛋白質(zhì)按蛋白質(zhì)溶解度分：清蛋白、 谷蛋白、 球蛋白、 醇溶蛋白第3頁(yè)食品中蛋白質(zhì)起源動(dòng)物中蛋白質(zhì): 如豬肉、魚(yú)肉、雞肉、乳植物中蛋白質(zhì)：如大豆、谷物微生物中蛋白質(zhì)：酵母第4頁(yè)本章內(nèi)容第一節(jié) 蛋白質(zhì)在食品中功效性質(zhì)第二節(jié) 蛋白質(zhì)在貯藏和加工過(guò)程中物理和化學(xué)改變第三節(jié) 食品中常見(jiàn)蛋白質(zhì)第5頁(yè)第一節(jié) 蛋白質(zhì)在食品中功效性質(zhì)功效性

2、質(zhì)：在食品加工、保藏、制備和消費(fèi)期間影響蛋白質(zhì)在食品體系中性能那些蛋白質(zhì)物理和化學(xué)性質(zhì)。水化性質(zhì)、表面性質(zhì)、結(jié)構(gòu)性質(zhì)、感觀性質(zhì)第6頁(yè)功 能食 品 蛋白質(zhì)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(jié)-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(fēng)味結(jié)合油炸面圈 谷物蛋白 水化性質(zhì)結(jié)構(gòu)性質(zhì)表面性質(zhì)感觀性質(zhì)第7頁(yè)一、蛋白質(zhì)水合性質(zhì) 蛋白質(zhì)分子中帶電基團(tuán)、主鏈肽基團(tuán)、Asn、Gln酰胺基、Ser、The和非極性殘基

3、團(tuán)與水分子相互結(jié)合性質(zhì)。 如分散性、濕潤(rùn)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(zhì)相互作用。第8頁(yè)作用方式： 第9頁(yè)結(jié)合過(guò)程 化合水和鄰近水 多分子層水 深入水化A.非水合蛋白質(zhì)B.帶電基團(tuán)最初水合C.在靠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)域水合完成單分子層覆蓋F.在與蛋白質(zhì)締合水和體相水之間架橋G.完成流體動(dòng)力學(xué)水合第10頁(yè)氨基酸殘基水合能力帶電氨基酸殘基數(shù)目越大，水合能力越大。 第11頁(yè)影響蛋白質(zhì)水合性質(zhì)環(huán)境原因 1.濃度：濃度 ，蛋白質(zhì)總吸水量2.pH ：pI，水合作用最低；pH 910時(shí)水合能力較強(qiáng)3.溫度：溫度 ，蛋白質(zhì)結(jié)合水能力 （變性

4、蛋白質(zhì)結(jié)合水能力比天然蛋白質(zhì)高約10） 4.鹽：鹽溶效應(yīng)與鹽析效應(yīng)。第12頁(yè)二、溶解度蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)溶劑-溶劑蛋白質(zhì)-溶劑+實(shí)質(zhì)疏水相互作用 離子相 互作用+蛋白質(zhì)溶解度大小第13頁(yè)影響原因 1.pH和溶解度2.離子強(qiáng)度 植物蛋白質(zhì)提取: pH89高度溶解 pH4.54.8處采取等電點(diǎn)沉淀。 第14頁(yè)影響原因3.溫度 040 溫度，溶解度 40 溫度，溶解度 一些高疏水性蛋白質(zhì)，像-酪蛋白和一些谷類蛋白質(zhì)溶解度卻和溫度呈負(fù)相關(guān) 。第15頁(yè)影響原因4.有機(jī)溶劑 造成蛋白質(zhì)溶解度下降或沉淀 降低水介質(zhì)介電常數(shù) 提升靜電作用力 靜電斥力造成分子結(jié)構(gòu)展開(kāi) 促進(jìn)氫鍵形成和反電荷間靜電吸引第16頁(yè)三、蛋白

5、質(zhì)溶液黏度理想溶液 蛋白質(zhì)溶液 牛頓流體 假塑性或剪切變稀 第17頁(yè)蛋白質(zhì)切變稀釋原因：分子朝著流動(dòng)方向逐步取向，使磨擦阻力降低。蛋白質(zhì)水合范圍沿著流動(dòng)方向形變。氫鍵和其它弱鍵斷裂造成蛋白質(zhì)聚集體或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)解離。第18頁(yè)影響蛋白質(zhì)流體黏度特征原因： 蛋白質(zhì)分子或顆粒表觀直徑 表觀直徑 黏度蛋白質(zhì)分子固有特征。蛋白質(zhì)-溶劑間相互作用。蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)間相互作用。第19頁(yè)四、蛋白質(zhì)膠凝作用聚合或聚集反應(yīng)：普通是指大復(fù)合物形成。第20頁(yè)聚合或聚集反應(yīng):沉淀作用：是指因?yàn)榈鞍踪|(zhì)溶解性完全或部分 喪失而引發(fā)聚集反應(yīng)。絮凝：是指蛋白質(zhì)未發(fā)生變性時(shí)無(wú)規(guī)則聚集反 應(yīng)，這經(jīng)常是因?yàn)殒滈g靜電排斥降低而發(fā)生 一個(gè)現(xiàn)象

6、。凝結(jié)作用：發(fā)生變性無(wú)規(guī)聚集反應(yīng)和蛋白質(zhì)-蛋 白質(zhì)相互作用大于蛋白質(zhì)-溶劑相互作用引發(fā) 聚集反應(yīng)，定義為凝結(jié)作用。凝膠化作用：是指變性蛋白質(zhì)分子聚集并形成 有序蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過(guò)程。第21頁(yè)凝膠化作用機(jī)制 溶膠狀態(tài)-似凝膠狀態(tài)-有序網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)狀態(tài)凝膠化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交聯(lián)相互作用第22頁(yè)（一）膠凝過(guò)程蛋白質(zhì)分子構(gòu)象改變或部分伸展，發(fā)生變性單個(gè)變性蛋白質(zhì)分子逐步聚集，有序地形成能夠容納水等物質(zhì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)第23頁(yè)大豆蛋白質(zhì)膠凝過(guò)程示意圖第24頁(yè)（二）凝膠類型凝結(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)形成速度高于變性

7、速度 透明凝膠 少許非極性氨基酸殘基 變性時(shí)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(shí)才能凝結(jié)成凝膠 形成有序透明凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)1.依據(jù)凝膠形成方式乳清蛋白血清蛋白第25頁(yè)透明凝膠不透明凝膠第26頁(yè)熱致凝膠經(jīng)過(guò)加熱形成 非熱致凝膠經(jīng)過(guò)調(diào)整pH值、加入二價(jià)金屬離子或部分水解蛋白質(zhì)而形成 （二）凝膠類型2.依據(jù)凝膠形成路徑第27頁(yè)（二）凝膠類型熱可逆凝膠重新加熱后形成溶液，冷卻后恢復(fù)凝膠非熱可逆凝膠凝膠形成后加熱處理不再改變 3.依據(jù)凝膠對(duì)熱穩(wěn)定性第28頁(yè)（三）影響蛋白質(zhì)凝膠化作用原因1.氨基酸殘基類型 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 2.pH pI

8、凝結(jié)塊類凝膠 極端pH弱凝膠，半透明 形成凝膠最適pH約78 3.蛋白質(zhì)濃度 濃度越大，越易形成凝膠 4.金屬離子 Ca2+強(qiáng)化了凝膠結(jié)構(gòu) 過(guò)量鈣橋產(chǎn)生凝結(jié)塊第29頁(yè)五、蛋白質(zhì)織構(gòu)化蛋白質(zhì)織構(gòu)化是在開(kāi)發(fā)利用植物蛋白和新蛋白質(zhì)中要尤其強(qiáng)調(diào)一個(gè)功效性質(zhì)。蛋白質(zhì)織構(gòu)化方法： 熱凝結(jié)和形成薄膜 纖維形成 熱塑性擠壓 第30頁(yè)腐 竹熱凝結(jié)和形成薄膜 第31頁(yè)大 豆 蛋 白 肉纖維形成 第32頁(yè)組織蛋白熱塑性擠壓第33頁(yè)大豆組織蛋白結(jié)構(gòu)第34頁(yè)六、面團(tuán)形成 面筋蛋白（占Pr80）麥谷蛋白：分子質(zhì)量大，二硫鍵（鏈內(nèi)、鏈間），決定面團(tuán)彈性、黏合性和抗張強(qiáng)度麥醇溶蛋白：鏈內(nèi)二硫鍵，促進(jìn)面團(tuán)流動(dòng)性、伸展性和膨脹性

9、。過(guò)分黏結(jié) 過(guò)分延展 第35頁(yè)面筋蛋白質(zhì)中含有化學(xué)鍵氫鍵 ：谷氨酰胺、脯氨酸和絲氨酸、蘇氨酸：水吸收能力強(qiáng)，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(jié)合。二硫鍵：使面團(tuán)堅(jiān)韌。第36頁(yè)七、蛋白質(zhì)界面性質(zhì) 是指蛋白質(zhì)能自發(fā)地遷移至汽-水界面或油-水界面性質(zhì)。 含有界面性質(zhì)蛋白質(zhì)必要條件：能否快速地吸附至界面能否快速地展開(kāi)并在界上面再定向能否形成經(jīng)受熱和機(jī)械運(yùn)動(dòng)膜 乳化性、起泡性第37頁(yè)影響蛋白質(zhì)乳化作用原因 蛋白質(zhì)溶解度：正相關(guān)pH值 pH=PI 溶解度小時(shí)，降低其乳化作用 pH=PI 溶解度大，增加其它乳化作用與蛋白質(zhì)表面疏水性存在正相關(guān)。適當(dāng)熱誘導(dǎo)蛋白質(zhì)變性，可增強(qiáng)其乳化作

10、用。 （1）蛋白質(zhì)乳化性質(zhì)第38頁(yè)（2）蛋白質(zhì)起泡性起泡力、泡沫穩(wěn)定性影響泡沫形成和穩(wěn)定性原因1.蛋白質(zhì)分子性質(zhì)：2.蛋白質(zhì)濃度：28，濃度 起泡性 ，超出10，氣泡變小，泡沫變硬。3.溫度：適當(dāng)加熱處理可提升起泡性能。4.pH值：pH處于或靠近pI時(shí)，提升了蛋白質(zhì)起泡能力和泡沫穩(wěn)定性。5.鹽：鹽析時(shí)則顯示很好起泡性質(zhì)。6.糖：損害起泡力，改進(jìn)泡沫穩(wěn)定性。 7.脂：穩(wěn)定性下降 8.攪打：過(guò)分激烈攪打也會(huì)造成泡沫穩(wěn)定性降低 第39頁(yè)八、蛋白質(zhì)與風(fēng)味物質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)風(fēng)味+蛋白質(zhì)-風(fēng)味有利不利良好風(fēng)味載體與不良風(fēng)味結(jié)合第40頁(yè)結(jié)合方式 干蛋白粉 物理吸附 范德華力和毛細(xì)管作用吸附 化學(xué)吸附 靜電吸附、

11、氫鍵結(jié)合和共價(jià)結(jié)合。液態(tài)或高水分食品中蛋白質(zhì) 非極性配位體與蛋白質(zhì)表面疏水性小區(qū)相互作用 經(jīng)過(guò)氫鍵相互作用 靜電相互作用 共價(jià)鍵第41頁(yè)影響蛋白質(zhì)與風(fēng)味結(jié)合原因 蛋白質(zhì)構(gòu)象水：促進(jìn)極性揮發(fā)物結(jié)合。 pH：堿性pH比在酸性pH更能促進(jìn)與風(fēng)味物結(jié)合 。熱：熱變性蛋白質(zhì)顯示較高結(jié)合風(fēng)味物能力 ?；瘜W(xué)改性：化學(xué)改性會(huì)改變蛋白質(zhì)風(fēng)味物結(jié)合性質(zhì)。 第42頁(yè)九、蛋白質(zhì)改性采取物理、化學(xué)、酶學(xué)和基因方法改進(jìn)蛋白質(zhì)功效性質(zhì)?；瘜W(xué)改性酶法改性第43頁(yè)第二節(jié) 蛋白質(zhì)在食品加工和貯藏中物理、化學(xué)和營(yíng)養(yǎng)改變一、加熱處理對(duì)蛋白質(zhì)影響蛋白質(zhì)一些功效性質(zhì)發(fā)生改變破壞食品組織中酶，有利食品品質(zhì)保持促進(jìn)蛋白質(zhì)消化破壞抗?fàn)I養(yǎng)因子引發(fā)氨基酸脫硫胱酰胺異構(gòu)化有氧存在時(shí)加熱處理，色氨酸部分受到破壞T200，堿性條件下，色氨酸發(fā)生異構(gòu)化猛烈熱處理引發(fā)蛋白質(zhì)生成環(huán)狀衍生物第44頁(yè)二、低溫處理下改變食品低溫貯藏可延緩或阻止微生物生長(zhǎng)并抑制酶活性及化學(xué)改變。 冷卻（冷藏） 冷凍（凍藏） 第45頁(yè)三、堿處理下改變與熱處理同時(shí)進(jìn)行時(shí)，對(duì)蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值影響很大。四、氧化處理下改變?cè)斐傻鞍踪|(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低，甚至還產(chǎn)生有害物質(zhì)。