介紹谷物蛋白質(zhì)

1、介紹谷物蛋白質(zhì)第1頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日蛋白質(zhì)分子的組成 蛋白質(zhì)的元素組成蛋白質(zhì)的基本組成單位（氨基酸 ）氨基酸的不同結(jié)構(gòu)，肽鍵的基本形式氨基酸的分類（根據(jù)R基團的結(jié)構(gòu)不同分類；根據(jù)極性不同分類）蛋白質(zhì)的多級結(jié)構(gòu)第2頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日蛋白質(zhì)的理化性質(zhì) 蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì) 蛋白質(zhì)的兩性電離和等電點 蛋白質(zhì)的變性 蛋白質(zhì)的沉淀 蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng) 第3頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日谷物蛋白質(zhì)概述 蛋白質(zhì)是生物體的主要組成部分，植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)雖然比動物體的要少，但也是植物細胞的重要成分。谷物中的蛋白

2、質(zhì)含量會因種類、品種、土壤、氣候及栽培條件等的不同而呈現(xiàn)差異。一些常見谷物的蛋白質(zhì)含量蛋白質(zhì)來源蛋白質(zhì)含量（%）蛋白質(zhì)來源蛋白質(zhì)含量（%）普通硬麥1213燕麥1112普通軟麥7.510高粱1012硬粒小麥13.515大麥1213大米79玉米（馬齒種）910黑麥1112第4頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日 谷物蛋白質(zhì)常用分類方法 傳統(tǒng)的奧斯本-門德爾（Osborne-Mendel）分離法清蛋白類（albumins）：溶于水，加熱凝固，為強堿、金屬鹽類或有機溶劑所沉淀，能被飽和硫酸銨鹽析。球蛋白類（glubulins）：不溶于水，溶于中性鹽稀溶液，加熱凝固，為有機溶劑所沉

3、淀，添加硫酸銨至半飽和狀態(tài)時則沉淀析出。 醇溶蛋白類（prolamins）：不溶于水及中性鹽溶液，可溶于7090%的乙醇溶液，也可溶于稀酸及稀堿溶液，加熱凝固。該類蛋白質(zhì)僅存在于谷物中，如小麥醇溶蛋白。谷蛋白類（glutelin）：不溶于水、中性鹽溶液及乙醇溶液中、但溶于稀酸及稀堿溶液，加熱凝固。該蛋白也僅存在于谷類籽粒中，常常是與醇溶谷蛋白分布在一起，典型的例子是小麥谷蛋白。第5頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日一、小麥蛋白質(zhì)小麥中含有小麥面筋蛋白質(zhì)，約占面筋干重的85以上，其中主要是麥膠蛋白（醇溶蛋白）和麥谷蛋白（谷蛋白）。麥膠蛋白的含量約比麥谷蛋白少10%。第6頁

4、，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日這兩種蛋白質(zhì)分離方便，在稀酸中溶解面筋，添加乙醇配成70%的乙醇溶液，然后添加足夠的堿以中和酸，在4下放置一夜，麥谷蛋白沉淀，溶液中剩下麥膠蛋白。第7頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日當(dāng)面粉加水和成面團的時候，麥膠蛋白和麥谷蛋白按一定規(guī)律相結(jié)合，構(gòu)成像海綿一樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，組成面筋的骨架，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。第8頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日麥膠蛋白和麥谷蛋白都是高分子親水性化合物，核心部分由疏水性基團構(gòu)成，外殼由親水性化

5、合物構(gòu)成。當(dāng)水分子與蛋白質(zhì)的親水基團互相作用時就形成水化物：濕面筋。水化作用由表及里逐步進行，表面作用階段體積增大，吸水量較少。當(dāng)吸水脹潤進一步進行時，水分子進一步擴散到蛋白質(zhì)分子中去，蛋白質(zhì)膠粒猶如一個滲透袋，使吸水量大增。吸水后的濕面筋保持了原有的自然活性及天然物理狀態(tài)，具有粘性、彈性、延伸性、薄膜成型性和乳化性等功能性質(zhì)。第9頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日麥膠蛋白是一類具有類似特性的蛋白質(zhì)，其平均分子量約為40,000，單鏈，水合時膠粘性極大，這類蛋白質(zhì)的抗延伸性小或無，這可以認為是造成面團粘合性的主要原因。麥谷蛋白是一類不同組分的蛋白質(zhì)，多鏈，分子量變化于1

6、00,000至數(shù)百萬之間，平均分子量為3,000,000，有彈性但無粘性，麥谷蛋白使面團具有抗延伸性。第10頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日面筋蛋白質(zhì)的質(zhì)量評價一般通過面團流變學(xué)特性測定（粉質(zhì)曲線、拉伸曲線、吹泡示功曲線）來進行。粉質(zhì)曲線：在定量的小麥粉中加入水，在恒定溫度下將小麥粉揉成面團。根據(jù)揉制面團過程中混合攪拌刀所受到的阻力，由儀器自動繪出一條粉質(zhì)曲線，從粉質(zhì)曲線上可以得到吸水率、面團形成時間、穩(wěn)定性、衰減度等參數(shù)。 A.面團最大稠度 B.面團形成時間(min) C.面團穩(wěn)定時間(min)D.面團堅韌性指數(shù) E.面團弱化程度（衰減度） (12min,Bu)粉質(zhì)

7、曲線（farinogram）第11頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日拉伸曲線：將通過粉質(zhì)儀制備好的面團揉搓成粗短的面條，將面條兩端固定，中間用鉤向下拉，直到拉斷為止，抗拉阻力以曲線的形式自動記錄下來?？梢苑从雏湽鹊鞍踪x予面團的強度的抗延伸阻力，以及麥醇溶蛋白提供的易流動性和延伸性所需要的粘合力。Rs: 延伸阻力（50mm） Rs: 校正阻力 Rm: 最大阻力E: 延伸性（mm） 拉伸曲線（extensogram）第12頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日吹泡示功曲線：測定原理與拉伸曲線類似，都是根據(jù)面團變形所用比功、抗拉伸阻力和延伸性來測定面團的性

8、質(zhì)。不同的是，它用吹泡的方式使面團變形。從吹泡示功曲線得到抗變形阻力（張力）和延伸性的數(shù)值，曲線下所包括的面積可以換算成1g面團變形直至破裂所需要的比功。 P： 吹泡過程中所需最大壓力（mm） W： 吹泡所用的功（mJ）L： 破裂點的平均最大橫坐標(biāo)（mm） 吹泡示功曲線（alveogram）第13頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日面筋、麥膠蛋白、麥谷蛋白的氨基酸組成（mol/105g蛋白質(zhì)）氨基酸面筋麥膠蛋白麥谷蛋白精氨酸201520組氨酸151513賴氨酸9513蘇氨酸211826絲氨酸403850天冬氨酸222023谷氨酸290317278甘氨酸472578丙氨酸3

9、02534纈氨酸454341亮氨酸596257異亮氨酸333728脯氨酸137148114酪氨酸201625苯丙氨酸323827色氨酸658胱氨酸/2141010蛋氨酸121212谷氨酸含量達總氨基酸的33%，是生產(chǎn)味精的原料。小麥中谷氨酰胺水平高引起氮含量高，小麥蛋白質(zhì)的含量估計是其含氮量的5.7倍。 小麥蛋白質(zhì)的氨基酸組成不平衡，第一限制性氨基酸是賴氨酸，第二限制性氨基酸是蘇氨酸。 第14頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日二、玉米蛋白質(zhì) 玉米籽粒中蛋白質(zhì)含量一般在10左右，其中80在玉米胚乳中，而另外20在玉籽粒的玉米胚中。玉米籽粒中的胚乳同時有玻璃質(zhì)和不透明部分，

10、是由于蛋白質(zhì)的分配不同導(dǎo)致。第15頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日玉米蛋白質(zhì)以離散的蛋白質(zhì)體和間質(zhì)蛋白質(zhì)存在于胚乳中，玉米籽粒中粗蛋白的4050是人畜體內(nèi)不能吸收利用的醇溶蛋白（亦稱為膠蛋白）。約28%的谷蛋白和約17%是采用傳統(tǒng)的奧斯本-門德爾分離法未發(fā)現(xiàn)的部分（以二硫鍵交聯(lián)的醇溶蛋白）。從營養(yǎng)學(xué)的角度講，玉米的蛋白質(zhì)品質(zhì)比起水稻和小麥籽粒中的蛋白質(zhì)就要差得多，消化率也低，蛋白質(zhì)的利用率只有57左右。第16頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日玉米胚乳蛋白質(zhì)的氨基酸組成（蛋白質(zhì)）氨基酸玉米胚乳賴氨酸2.0組氨酸2.8精氨酸3.8天冬氨酸6.2谷氨

11、酸21.3色氨酸0.6蘇氨酸3.5絲氨酸5.2脯氨酸9.7甘氨酸3.2丙氨酸8.1纈氨酸4.7胱氨酸1.8蛋氨酸2.8異亮氨酸3.8亮氨酸14.3酪氨酸5.3苯丙氨酸5.3玉米蛋白質(zhì)有高水平的谷氨酸，氨基氮水平低表明谷氨酸是以酸而不是以酰胺的形式存在的。高水平亮氨酸含量，被認為與糙皮病的發(fā)生有連帶關(guān)系(影響色氨酸代謝而誘發(fā)維生素p缺乏)。第17頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日玉米蛋白質(zhì)的氨基酸組成（蛋白質(zhì)）氨基酸清蛋白和球蛋白玉米醇溶蛋白交鏈玉米醇溶蛋白谷蛋白賴氨酸4.180.460.574.38組氨酸2.381.286.772.52精氨酸7.352.163.464.

12、49天冬氨酸10.065.121.737.90蘇氨酸4.602.933.864.04絲氨酸5.235.114.035.15谷氨酸14.7022.1823.6116.70脯氨酸5.069.8417.836.95甘氨酸6.692.024.724.12丙氨酸7.109.014.927.49半胱氨酸/23.732.270.870.64纈氨酸5.283.436.075.27蛋氨酸1.730.941.632.86異亮氨酸4.253.532.233.97亮氨酸6.5017.4910.2312.09酪氨酸3.254.542.524.72苯丙氨酸3.576.112.565.31第18頁，共27頁，2022年，5

13、月20日，12點59分，星期日三、大米蛋白質(zhì) 大米含蛋白質(zhì)78，主要是堿溶性的谷蛋白。大米蛋白質(zhì)大部分分布在糊粉層中，大米加工精度越高，碾去的糊粉層就越多，蛋白質(zhì)損失也就越多。稻谷中蛋白質(zhì)的量為N5.95。第19頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日 大米蛋白含量與小麥和玉米相比雖然偏低，但卻具有優(yōu)良的營養(yǎng)品質(zhì)。這主要表現(xiàn)在四個方面。1、與一般禾谷類蛋白質(zhì)相比，大米蛋白含賴氨酸、苯丙氨酸等必需氨基酸較多，含Lys高的谷蛋白占大米蛋白的80%以上，而品質(zhì)差的醇溶蛋白含量低。2、大米蛋白的氨基酸組成配比比較合理，大米蛋白的必需氨基酸組成比小麥蛋白、玉米蛋白的必需氨基酸組成更加接

14、近于WHO認定的蛋白氨基酸最佳配比模式。3、蛋白的利用率高，大米蛋白與其它谷物蛋白相比，生物價（BV值）和蛋白質(zhì)效用比率（PER值）高。4、低過敏性（與大豆蛋白、乳清蛋白相比），可以作為嬰幼兒食品的配料。 第20頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日大米蛋白、小麥蛋白、玉米蛋白的必需氨基酸組成 必需氨基酸大米蛋白小麥蛋白玉米蛋白WHO模式賴氨酸4.00.12.522.007.0胱氨酸21.70.22.241.705.5蛋氨酸2.20.32.111.304.0異亮氨酸4.10.13.594.204.0亮氨酸8.20.36.7914.61.0苯丙氨酸5.10.34.753.20

15、5.0酪氨酸5.20.33.205.20色氨酸1.70.31.320.60纈氨酸5.80.44.225.70蘇氨酸3.50.22.874.10 第21頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日幾種蛋白質(zhì)的生物價（Biological Value ，BV值）和蛋白質(zhì)效用比率（ Protein efficiency ratio ，PER值）谷物BVPER大米771.36-2.56小麥671.0玉米601.2大豆580.7-1.8雞蛋-4.0棉籽-1.3-2.1蛋白質(zhì)的生物價：氮貯留量/氮吸收量蛋白質(zhì)效用比率：幼小動物增加體重/攝入蛋白質(zhì)量第22頁，共27頁，2022年，5月20日，

16、12點59分，星期日谷物籽粒中蛋白的主要組成和Lys含量谷物清蛋白（%）球蛋白（%）醇溶蛋白（%）谷蛋白（%）賴氨酸（%）小麥5-105-1040-5030-452.3大米2-52-101-575-903.8玉米2-102-2050-5530-452.5大麥3-1010-2035-5025-453.2燕麥5-1050-6010-165-204.0高粱5-105-1055-7030-402.7黑麥20-305-1020-3030-403.7第23頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日四、燕麥蛋白質(zhì)從營養(yǎng)的觀點看，燕麥的氨基酸平衡非常好（與聯(lián)合國糧農(nóng)組織規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)相比）

17、，在谷物中是獨一無二的。脫殼燕麥的蛋白質(zhì)含量通常比其他谷物高得多。即便在蛋白質(zhì)含量較高時，其良好的氨基酸平衡也是穩(wěn)定的，而其他谷物往往不是如此。燕麥中蛋白質(zhì)的分配不同于其他谷物，醇溶谷蛋白（avenins）僅占總蛋白的1015%，占優(yōu)勢的是球蛋白（55%），谷蛋白約占2025%。第24頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日燕麥及其組成部分的氨基酸組成（%蛋白質(zhì)）氨基酸整粒燕麥去殼燕麥胚乳FAO評分模式賴氨酸4.24.23.75.5組氨酸2.42.22.2-精氨酸6.46.96.6-天冬氨酸9.28.98.5-蘇氨酸3.33.33.3-絲氨酸4.04.24.6-谷氨酸21.623.923.6-半胱氨酸1.71.62.2-蛋氨酸2.32.52.43.5甘氨酸5.14.94.7-丙氨酸5.15.04.5-纈氨酸5.85.35.55.0脯氨酸5.74.74.6-異亮氨酸4.23.94.24.0亮氨酸7.57.47.87.0酪氨酸2.63.13.3-苯丙氨酸5.45.35.66.0FAO：聯(lián)合國糧農(nóng)組織 第25頁，共27頁，2022年，5月20日，12點59分，星期日五、其他谷物蛋白質(zhì)高粱蛋白質(zhì)在許多方面與玉米蛋白質(zhì)相似：醇溶蛋白含量（17%），氨基酸組成（賴氨酸水平）。二者主要區(qū)別在于醇溶蛋白的溶解性及交鏈醇溶蛋白的量。大麥