食品化學(xué)第四章蛋白質(zhì)

食品化學(xué)第四章蛋白質(zhì)第1頁(yè)/共66頁(yè)第2頁(yè)/共66頁(yè)第3頁(yè)/共66頁(yè)第4頁(yè)/共66頁(yè)第5頁(yè)/共66頁(yè)第6頁(yè)/共66頁(yè)第四章蛋白質(zhì)（Protein）

第7頁(yè)/共66頁(yè)[教學(xué)目標(biāo)]

1、了解蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和分類；

2、掌握食品中蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)及加工對(duì)

其影響。

[重點(diǎn)難點(diǎn)]

重點(diǎn)：蛋白質(zhì)的功能性質(zhì);

難點(diǎn)：加工對(duì)蛋白質(zhì)功能性質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的

影響。第8頁(yè)/共66頁(yè)[基本內(nèi)容]

1、概述；

2、食品中蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)；

3、食品加工對(duì)蛋白質(zhì)功能性質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響。

第9頁(yè)/共66頁(yè)第一節(jié)概述一、蛋白質(zhì)的組成和分類（Classification）根據(jù)蛋白質(zhì)分子的形狀劃分（20世紀(jì)30-40年代形成）球狀蛋白質(zhì)(Globularprotein)纖維狀蛋白(Fibrousprotein)

第10頁(yè)/共66頁(yè)根據(jù)化學(xué)組成劃分（20世紀(jì)50-60年代分類方法）

簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)（Simpleproteins）

結(jié)合蛋白（Conjugatedproteins）

衍生蛋白質(zhì)（Derivedproteins）

第11頁(yè)/共66頁(yè)

根據(jù)功能劃分活性蛋白質(zhì)

(Activeprotein)

非活性蛋白質(zhì)（Passiveprotein）第12頁(yè)/共66頁(yè)活性蛋白質(zhì)第13頁(yè)/共66頁(yè)第14頁(yè)/共66頁(yè)第15頁(yè)/共66頁(yè)非活性蛋白質(zhì)膠原蛋白第16頁(yè)/共66頁(yè)彈性蛋白第17頁(yè)/共66頁(yè)二、穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的作用力蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)（Primarystructure）

1969年國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）定義為：一級(jí)結(jié)構(gòu)是肽鏈中氨基酸的順序。

第18頁(yè)/共66頁(yè)第19頁(yè)/共66頁(yè)二級(jí)結(jié)構(gòu)（Secondarystructure）蛋白質(zhì)分子中多肽鏈本身的折疊方式。

α-helixβ-pleatedsheetβ-turn第20頁(yè)/共66頁(yè)a-Helix第21頁(yè)/共66頁(yè)β-pleatedsheets第22頁(yè)/共66頁(yè)β-turn第23頁(yè)/共66頁(yè)

三級(jí)結(jié)構(gòu)（Tertiarystructure）

1969年IUPAC定義為：三級(jí)結(jié)構(gòu)包括蛋白質(zhì)分子主鏈和側(cè)鏈所有原子或原子團(tuán)的空間排布關(guān)系，但不討論亞基間或分子間的排布關(guān)系。

四級(jí)結(jié)構(gòu)（Quaternarystructure）

在三級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，兩條或多條肽鏈以特殊方式結(jié)合成有活性的蛋白質(zhì)。

第24頁(yè)/共66頁(yè)第25頁(yè)/共66頁(yè)Super-secondarystructure

第26頁(yè)/共66頁(yè)Structuraldomain第27頁(yè)/共66頁(yè)穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的作用力

空間相互作用（Stericinteraction）范得華相互作用（Vanderwalsstructure）氫鍵（Hydrogenbond）靜電相互作用（Electrostaticforces）疏水相互作用（Hydrophobicinteraction）二硫鍵（Disulfidebond）金屬離子（Metalion）第28頁(yè)/共66頁(yè)第29頁(yè)/共66頁(yè)

構(gòu)型：指一個(gè)不對(duì)稱的化合物中不對(duì)稱中心上幾個(gè)原子或基團(tuán)的空間排布方式。構(gòu)型轉(zhuǎn)換牽涉及共價(jià)鍵的形成或破壞

構(gòu)象：指一個(gè)分子結(jié)構(gòu)中一切原子繞共價(jià)單鍵旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的不同空間排列方式。構(gòu)象轉(zhuǎn)變不涉及共價(jià)鍵的形成或破壞。第30頁(yè)/共66頁(yè)蛋白質(zhì)的變性作用（Denaturation）

變性復(fù)性

變性僅涉及到二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)的變化，而不破壞一級(jí)結(jié)構(gòu)的肽鏈。第31頁(yè)/共66頁(yè)引起蛋白質(zhì)變性的因素（Factors）

物理因素（Physicalfactors）溫度、機(jī)械作用（Mechanicalstress）、輻射（Radiation）、液壓（Liquidpress）。化學(xué)因素（Chemicalfactors）

pH、有機(jī)溶劑（Organicsolvent）、表面活性劑（Surfaceactiveagent）、金屬離子。第32頁(yè)/共66頁(yè)第二節(jié)食品中蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)（Functionality）

蛋白質(zhì)功能性質(zhì)是指在食品加工、保藏、制備和消費(fèi)期間影響蛋白質(zhì)在食品體系中性能的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。第33頁(yè)/共66頁(yè)第34頁(yè)/共66頁(yè)溶解度（Solubility）

凝膠、乳化和起泡作用的前提。受溶解度影響最大的功能性質(zhì)有增稠、起泡、乳化和膠凝作用。

鹽溶（Saltingin）鹽析（Saltingout）等電點(diǎn)（PI）

溫度（T）

第35頁(yè)/共66頁(yè)

持水力吸水力膨潤(rùn)性溶解度評(píng)價(jià)指標(biāo)：WSP、WDP、

PDI、NSI第36頁(yè)/共66頁(yè)應(yīng)用

確定蛋白質(zhì)提取、分離和純化的條件判斷蛋白質(zhì)潛在的應(yīng)用價(jià)值第37頁(yè)/共66頁(yè)粘度（Viscosity）

大多數(shù)親水性溶液的分散體系、乳濁液、糊狀物或凝膠不具牛頓流體的性質(zhì)，它們的粘度系數(shù)（μ）值隨剪切速度（r）的加快而減小。此現(xiàn)象稱假塑或剪切稀釋（Shearthing）。

第38頁(yè)/共66頁(yè)原因分子在流動(dòng)的方向逐步定向，摩擦力減小水合球在流動(dòng)方向上變形（線型）氫鍵和其他弱鍵斷裂導(dǎo)致蛋白質(zhì)的聚集體和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)解離第39頁(yè)/共66頁(yè)

食品在用泵輸送、混合、加熱、冷卻和噴霧干燥等加工過(guò)程中，蛋白質(zhì)體系的粘度涉及到熱和質(zhì)量的轉(zhuǎn)移，是流體食品加工中必須考慮的重要功能性質(zhì)。第40頁(yè)/共66頁(yè)乳化性質(zhì)（Emulsifyingproperties）

乳化容量(能力)（Emulsioncapacity,EC）乳濁液穩(wěn)定性（Emulsionstability,ES）

乳化活性指數(shù)（Emulsionactivityindex,EAI）反映蛋白質(zhì)乳化活性的大小第41頁(yè)/共66頁(yè)第42頁(yè)/共66頁(yè)發(fā)泡性質(zhì)（Forming）

蛋白質(zhì)能作為發(fā)泡劑決定于蛋白質(zhì)的表面活性和成膜性。棉花糖第43頁(yè)/共66頁(yè)泡沫產(chǎn)生的方法

將氣體通過(guò)一個(gè)多孔分配器吹通入低濃度（0.01%-2%，W/V）蛋白質(zhì)溶液中有大量氣體存在時(shí)，攪打或震蕩蛋白質(zhì)溶液（常用）第44頁(yè)/共66頁(yè)

將預(yù)先加壓的氣體通入要生成泡沫的溶液中當(dāng)壓力突然解除時(shí)，系統(tǒng)中氣體會(huì)因膨脹而形成泡沫第45頁(yè)/共66頁(yè)影響泡沫形成和穩(wěn)定性的因素

蛋白質(zhì)溶解度：溶解性好，起泡能力強(qiáng)；不溶性蛋白質(zhì)可穩(wěn)定氣泡

蛋白質(zhì)濃度：當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)在初始液相中濃度大于2%-8%時(shí)，氣泡達(dá)到最大膨脹度。當(dāng)濃度>10%時(shí)，產(chǎn)生氣泡小，泡沫較硬第46頁(yè)/共66頁(yè)

鹽：NaCl提高起泡能力但降低穩(wěn)定性；Ca2+可改進(jìn)泡沫的穩(wěn)定性糖：可提高粘度，穩(wěn)定氣泡脂類：低濃度損害起泡性質(zhì)熱處理：適度熱處理可以改進(jìn)起泡性質(zhì)，但穩(wěn)定性可能會(huì)降低第47頁(yè)/共66頁(yè)攪拌時(shí)間和強(qiáng)度過(guò)分激烈地?cái)嚢钑?huì)導(dǎo)致泡沫穩(wěn)定性降低。例如，雞蛋清攪打>6-8min，泡沫穩(wěn)定性降低。（在氣/水界面部分蛋白質(zhì)聚集并凝結(jié)）第48頁(yè)/共66頁(yè)發(fā)泡性質(zhì)的評(píng)價(jià)

泡沫密度泡沫強(qiáng)度氣泡平均直徑和直徑分布

發(fā)泡能力（P140）

泡沫穩(wěn)定性(P141)第49頁(yè)/共66頁(yè)膠凝作用（Gelation）

締合（Association）聚合（集）（Polymerization）沉淀（Precipitation）絮凝（Flocculation）凝結(jié)（Coagultion）P135第50頁(yè)/共66頁(yè)

膠凝是指變性的蛋白質(zhì)分子凝集形成一種有序的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程。第51頁(yè)/共66頁(yè)凝膠類型

加熱后冷卻產(chǎn)生的凝膠加熱狀態(tài)下冷卻產(chǎn)生的凝膠由鈣鹽等二價(jià)金屬形成的凝膠不加熱部分水解或pH調(diào)整到等電點(diǎn)產(chǎn)生的凝膠第52頁(yè)/共66頁(yè)其他功能性質(zhì)

親油性風(fēng)味結(jié)合功能成膜性保鮮、造型、提高附加值第53頁(yè)/共66頁(yè)第三節(jié)食品加工對(duì)蛋白質(zhì)功能性質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響

第54頁(yè)/共66頁(yè)一、熱和堿處理溫和熱處理影響功能性質(zhì)，但改善蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)。過(guò)度熱處理蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)，降低其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。堿處理降低蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，但改善其功能性質(zhì)。

避免高溫加工第55頁(yè)/共66頁(yè)二、低溫處理

冷卻：幾乎不影響。

冷凍：損害功能性質(zhì)，對(duì)營(yíng)養(yǎng)影響小。冷凍魚(yú)肉僵硬、持水性低第56頁(yè)/共66頁(yè)三、氧化劑處理蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)產(chǎn)生有毒成分，改變蛋白質(zhì)風(fēng)味和結(jié)構(gòu)四、機(jī)械處理改善蛋白質(zhì)功能性質(zhì)提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值第57頁(yè)/共66頁(yè)普通干燥：堅(jiān)硬、萎縮、回復(fù)性差五、脫水的影響第58頁(yè)/共66頁(yè)真空干燥：影響小五、脫水的影響第59頁(yè)/共66頁(yè)冷凍干燥：保水性差五、脫水的影響第60頁(yè)/共66頁(yè)噴霧干燥：影響小五、脫水的影響第61頁(yè)/共66頁(yè)六、蛋白質(zhì)的改性水解：提高其溶解性，改變其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和

風(fēng)味?；焊纳乒δ苄再|(zhì)如溶解度、吸油性等添加親水性基團(tuán)：改善功能性質(zhì)羧肽酶A除去苦味肽親水氨基酸殘基、糖或磷酸根第62頁(yè)/共66頁(yè)補(bǔ)充：蛋白質(zhì)水解方法比較肽酶酶解不降低蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值可獲得比原食品蛋白質(zhì)多的功能可保持多肽營(yíng)養(yǎng)純天然綠色屬性酶解出來(lái)的多肽，沒(méi)有任何苦味和異味，改善原食品蛋白質(zhì)的一些過(guò)敏原，不會(huì)引起過(guò)敏可有效的控制多肽的分子量段第63頁(yè)/共66頁(yè)

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