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文檔簡介

第四章蛋白質(zhì)1第四章蛋白質(zhì)1

第一節(jié)概述第二節(jié)蛋白質(zhì)的化學組成第三節(jié)氨基酸第四節(jié)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)第五節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)第六節(jié)蛋白質(zhì)的分類第七節(jié)蛋白質(zhì)的分離純化與測定第八節(jié)食物中的蛋白質(zhì)第九節(jié)食品加工儲藏對蛋白質(zhì)的影響第四章蛋白質(zhì)2第一節(jié)概述第四章蛋白質(zhì)2

學習目標1.掌握常見氨基酸的種類、結(jié)構(gòu)/重要的性質(zhì)以及常見氨基酸名稱和符號。2.掌握蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。3.掌握蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)及在食品工業(yè)上應用。4.了解蛋白質(zhì)的分類方法。

3

學習目標3第一節(jié)概述4第一節(jié)概述4

生命是蛋白體的存在方式,這種存在方式本質(zhì)上就在于這些蛋白體的化學組成部分的不斷自我更新。

恩格斯《反杜林論》1878一、蛋白質(zhì)的重要性5生命是蛋白體的存在方式,這種存在方式本質(zhì)上概念:蛋白質(zhì)(protein,簡寫pro):

是由20種L-α-氨基酸按一定的序列通過酰胺鍵(肽鍵)縮合而成的,具較穩(wěn)定構(gòu)象并具一定生物功能的生物大分子。6概念:蛋白質(zhì)(protein,簡寫pro):6一、蛋白質(zhì)的生物學功能1、催化作用幾乎所有的酶都是蛋白質(zhì)(一)組織、細胞中主要蛋白質(zhì)的功能7一、蛋白質(zhì)的生物學功能1、催化作用(一)組織、細胞中主要蛋白膜蛋白2、生物體的結(jié)構(gòu)成分8膜2、生物體的結(jié)構(gòu)成分83、運輸和儲存血紅蛋白在血中輸送氧肌紅蛋白在肌肉中輸送氧膜蛋白起運輸作用93、運輸和儲存血紅蛋白在血中輸送氧膜蛋白起運輸作用94、在協(xié)調(diào)運動中的作用中

動物的肌肉收縮、細菌的鞭毛運動神經(jīng)傳導104、在協(xié)調(diào)運動中的作用中

動物的肌肉收縮、細菌的鞭5、在識別、防御免疫保護作用抗體115、在識別、防御免疫保護作用抗體116、激素作用:

胰島素等

7、接受和傳遞信息的受體:

受體蛋白8、控制細胞生長、分化:

生長因子、阻遏蛋白9、毒蛋白:植物、微生物、昆蟲所分泌10、許多蛋白在凝血作用、通透作用、營養(yǎng)作用、記憶活動等方面起重要作用。126、激素作用:

胰島素等

7、接受和傳遞信息的受體(二)血漿蛋白質(zhì)的主要功能1.對血漿pH的調(diào)節(jié)和膠體滲透壓的維持作用2.對多種物質(zhì)的運輸作用3.血漿中存在著多種酶,由組織細胞合成后分泌或逸入血漿4.免疫、防護等功能5.營養(yǎng)功能13(二)血漿蛋白質(zhì)的主要功能13二、蛋白質(zhì)的含量與分布動物性食品:肌肉、皮、骨骼、血液、乳和蛋中;植物性食品:籽實和塊根、塊莖;在微生物中也含有豐富的蛋白質(zhì)一般食物蛋白質(zhì)含量:肉類(包括魚類)為10%~30%;乳類為1.5%~3.8%;蛋類為11%~14%;干豆類20%~49.8%,堅果類(核桃仁、榛子仁等)為15%~26%;谷類果實6%~10%,薯類約為2%~3%。14二、蛋白質(zhì)的含量與分布動物性食品:肌肉、皮、骨骼、血液、乳三、蛋白質(zhì)的分類依據(jù)分子組成:簡單蛋白結(jié)合蛋白(色蛋白、糖蛋白、脂蛋白和核蛋白)

依據(jù)形狀球狀蛋白質(zhì)(乳球蛋白、肌球蛋白、血清球蛋白等)纖維狀蛋白質(zhì)

15三、蛋白質(zhì)的分類依據(jù)分子組成:15第二節(jié)蛋白質(zhì)的化學組成16第二節(jié)蛋白質(zhì)的化學組成16

C、H、O、N及少量的S

特點:N元素是蛋白質(zhì)區(qū)別于糖和脂肪的特征,N

在各種蛋白質(zhì)中的平均含量為16%

用定氮法可測定蛋白質(zhì)含量:

蛋白質(zhì)含量(g)=蛋白質(zhì)含氮量×6.25一、蛋白質(zhì)的元素組成17C、H、O、N及少量的S一、蛋白質(zhì)的二、蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位蛋白質(zhì)的基本組成單位是氨基酸(aminoacid)。不同種類生物其蛋白質(zhì)的種類和含量有很大的差別,但蛋白質(zhì)都主要是由20種氨基酸構(gòu)成,稱天然氨基酸或基本氨基酸。18二、蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位蛋白質(zhì)的基本組成單位是氨基酸(am

表4-120種氨基酸的中英文名稱及簡寫符號

19表4-120種氨基酸的中英文名稱及簡寫符號19第三節(jié)氨基酸20第三節(jié)氨基酸20

一、氨基酸的結(jié)構(gòu)特征1、通式:CHH2NCOOHRα碳原子,不對稱碳原子側(cè)鏈二十種氨基酸除Gly外全是L-型。殘基:在肽鏈中每個氨基酸都脫去一個水分子,脫水后的殘余部分叫殘基(residue),因此蛋白質(zhì)肽鏈中的氨基酸統(tǒng)統(tǒng)是殘基形式。21一、氨基酸的結(jié)構(gòu)特征1、通式:CHH2NCOOHRα碳原子由通式可得出:1)組成蛋白質(zhì)的aa都是α-氨基酸(除脯氨酸α-亞氨基酸外);2)不同aa僅R鏈不同;3)除甘氨酸外,其余aa的α-碳原子均為不對稱碳原子。22由通式可得出:1)組成蛋白質(zhì)的aa都是α-氨基酸(除脯氨酸2、α-氨基酸的構(gòu)型:構(gòu)型:由于基團或原子在空間排列的不對稱性而引起的光學活性立體結(jié)構(gòu)稱立體構(gòu)型。立體構(gòu)型:氨基在左為L-型;氨基在右為D-型232、α-氨基酸的構(gòu)型:構(gòu)型:由于基團或原子在空間排列的不對判斷法

(看CAR的走向)

將H原子靠近自己,觀察CAR的走向,逆時針(左轉(zhuǎn))為L型,順時針(右轉(zhuǎn))為D型。

D:dextro

右C:carboxylgroup;

L:

levo

左A:aminogroup;

R:residue;CCARRAL型D型L和D型氨基酸的判斷拉丁語中24判斷法(看CAR的走向)將H天然pr中的aa均為L-型;兩型aa的生理功能不同。25天然pr中的aa均為L-型;25二、氨基酸的種類1、按結(jié)構(gòu)可分為:(1)脂肪族側(cè)鏈:甘氨酸丙氨酸纈氨酸亮氨酸異亮氨酸絲氨酸脯氨酸蘇氨酸26二、氨基酸的種類1、按結(jié)構(gòu)可分為:甘氨酸2)芳香族側(cè)鏈:苯丙氨酸酪氨酸色氨酸吲哚272)芳香族側(cè)鏈:吲哚27

3)含硫側(cè)鏈:半胱氨酸甲硫氨酸(蛋氨酸)283)含硫側(cè)鏈:半胱氨酸甲硫氨酸(蛋氨酸)284)含氮堿性側(cè)鏈:

組氨酸賴氨酸精氨酸

咪唑294)含氮堿性側(cè)鏈:組氨酸5)酸性及酰胺側(cè)鏈:

天冬氨酸谷氨酸天冬酰胺谷氨酰胺305)酸性及酰胺側(cè)鏈:天冬氨酸谷氨酸2、按R基團的極性分:極性氨基酸:極性不帶電荷:絲、蘇、天冬酰胺、谷氨酰胺、酪、半胱極性帶負電荷:天冬、谷極性帶正電荷:組、賴、精非極性氨基酸:甘、丙、纈、亮、異亮、苯丙、甲硫、脯、色312、按R基團的極性分:極性氨基酸:非極性氨基酸:甘、丙、氨基酸的一種記憶法絲蘇天谷(酰)酪半,雖有極性不帶點天冬氨酸、谷氨酸,極性顯酸帶負電還有賴、組、精氨酸極性顯堿帶正點除去上述氨基酸,其它無極又無電32氨基酸的一種記憶法絲蘇天谷(酰)酪半,雖有極性不帶點323、按人體是否可合成來分:必需氨基酸:機體不能自身合成,必須由食物供給的氨基酸。賴、色、蘇、纈、甲硫、亮、異亮、苯丙半必需氨基酸:人體可合成,但幼兒期合成速度不能滿足需要。組*、精*、非必需氨基酸:機體可自身合成的氨基酸。333、按人體是否可合成來分:必需氨基酸:機體不能自身合成,必須4、非蛋白質(zhì)氨基酸:

L-瓜氨酸、L-鳥氨酸:參加尿素循環(huán);

β-丙氨酸:維生素前體;γ-氨基丁酸:神經(jīng)遞質(zhì);

D-谷氨酸、D-丙氨酸:細菌細胞壁的組分。344、非蛋白質(zhì)氨基酸:L-瓜氨酸、L-鳥氨酸:參加尿素三、氨基酸的理化性質(zhì)1.物理性質(zhì)(1)溶解度一般都溶于水,都能溶于稀酸或稀堿溶液中,而不溶于乙醚、氯仿等非極性溶劑。(2)旋光性左旋(-):能使偏振光向左;右旋(+):能使偏振光向右。物質(zhì)的旋光性與手性原子上的構(gòu)型沒有確定的關(guān)系。35三、氨基酸的理化性質(zhì)1.物理性質(zhì)35(3)紫外吸收性質(zhì)只有芳香族氨基酸有紫外吸收能力,因其含有苯環(huán)共軛雙鍵的R側(cè)鏈。酪氨酸λmax:270nm苯丙氨酸λmax:259nm色氨酸λmax:279nm

所以,測樣品測280nm處的光吸收值,可知溶液中蛋白質(zhì)濃度。此法快速簡便。36(3)紫外吸收性質(zhì)只有芳香族氨基酸有紫外吸收能力,因其含有苯Trp,Tyr和Phe的紫外吸收25927827937Trp,Tyr和Phe的紫外吸收25927827937

(4)味感甜、苦、鮮、酸味與氨基酸的立體構(gòu)型有關(guān)L-型:無味或帶有苦味D-型:帶有甜味38(4)味感甜、苦、鮮、酸味38

表4-3氨基酸的味感39表4-3氨基酸的味感39

續(xù)表4-3氨基酸的味感40續(xù)表4-3氨基酸的味感40(1)兩性解離與等電點氨基酸為兩性電解質(zhì)2.化學性質(zhì)41(1)兩性解離與等電點氨基酸為兩性電解質(zhì)2.化學性質(zhì)41aa解離方式取決于所處環(huán)境的pH:以Gly為例:pH1pH11pH6在電場中,陽離子向負極移動;陰離子向陽極移動;調(diào)整pH,使aa凈電荷為零時,aa既不向陽極也不向陰極移動。42aa解離方式取決于所處環(huán)境的pH:以Gly為例:pH1pH等電點(isoelectricpoint,縮寫為pI)概念:規(guī)定aa凈電荷為為零時的pH為該aa的等電點pH<pIpH=pIpH>pI43等電點(isoelectricpoint,縮寫為pI)由此可知:在生理pH內(nèi),aa的羧基和氨基全部解離;具有這種性質(zhì)的物質(zhì)稱兩性電解質(zhì);滴定中陽離子(R+)、陰離子(R-)和兩性離子(R°)的比例隨pH而變;當溶液中只有兩性離子時,pH=pI,此時凈電荷為零,氨基酸的溶解度最小,最易沉淀析出應用:用離子交換、電泳將aa分開44由此可知:在生理pH內(nèi),aa的羧基和氨基全部解離;44◆與茚三酮

(ninhydrin)的反應

定量反應

◆與亞硝酸的反應

VanSlyke定氮

◆與甲醛的反應氨基滴定

◆與金屬離子反應定性反應氨基的化學反應:45氨基的化學反應:45(2)與茚三酮的反應α-氨基酸與水合茚三酮溶液共熱,引起aa氧化脫氨、脫羧,水合茚三酮與反應產(chǎn)物(氨和還原型茚三酮)生成蘭紫色化合物(Pro和Hyp呈黃色),色深與溶液中氨基濃度成正比。46(2)與茚三酮的反應α-氨基酸與水合茚三酮溶液共熱,引起aa應用:可定性或定量測定各種氨基酸。

a、根據(jù)顏色深淺,在570(440)nm處測OD值,可知樣品中氨基酸含量。

b、定量釋放的CO2可用測壓法測量,計算出參加反應的aa量。

c、蛋白質(zhì)和多肽亦可反應,但靈敏度差。47應用:可定性或定量測定各種氨基酸。a、根據(jù)顏色深淺,在5(3)與亞硝酸的反應反應所放出的氮氣,一半來自氨基酸分子上的α-氨基氮,一半來自亞硝酸的氮,在一定條件下測定反應所釋放的氮氣的體積,就可計算出氨基酸的含量。這個反應是范斯萊克(Vanstyke)氨基氮測定方法的基礎。48(3)與亞硝酸的反應反應所放出的氮氣,一半來自氨基酸分(4)與甲醛反應由于氨基酸水溶液的解離度很低,不能用堿直接滴定氨基酸的含量。當加入甲醛反應后促使氨基酸電離產(chǎn)生H+,使其pH下降,就可以用酚酞作指示劑,用NaOH溶液來滴定。每釋放出一個H+,就相當有一個氨基氮,由滴定所消耗的NaOH的量可計算出氨基氮的含量,即氨基酸的含量。此法可用于測定游離氨基酸的含量,也常用來測定蛋白質(zhì)水解程度。49(4)與甲醛反應由于氨基酸水溶液的解離度很低,不能用堿直接滴

5050(5)與重金屬離子作用許多重金屬離子如銅離子、鐵離子、錳離子等和氨基酸作用能形成穩(wěn)定的絡合物。如氨基酸與銅離子能形成藍色絡合物結(jié)晶,常用來分離或鑒定氨基酸。51(5)與重金屬離子作用許多重金屬離子如銅離子、鐵離子、錳離子第四節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)52第四節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)52蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次

1952年丹麥人Linderstrom-Lang最早提出蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可以分成四個層次:

primarystructure

一級結(jié)構(gòu):

氨基酸序列

secondarystructure

二級結(jié)構(gòu):α螺旋,β折疊

tertiarystructure

三級結(jié)構(gòu):所有原子空間位置

quanternarystructure

四級結(jié)構(gòu):蛋白質(zhì)多聚體

1969年正式將一級結(jié)構(gòu)定義為氨基酸序列和雙硫鍵的位置。介于二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)之間還存在超二級結(jié)構(gòu)(二級結(jié)構(gòu)的組合)和結(jié)構(gòu)域(在空間上相對獨立)這兩個層次。

53蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次 1952年丹麥人Linderstrom定義:指蛋白質(zhì)分子中氨基酸的連接方式和氨基酸在多肽鏈中的排列順序。氨基酸排列順序是由遺傳信息決定的,一級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)分子的基本結(jié)構(gòu),它是決定蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的基礎。一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)54定義:指蛋白質(zhì)分子中氨基酸的連接方式和氨基酸在多肽鏈中的排列肽鍵(peptidebond):為1個氨基酸的α-氨基和另一氨基酸的α-羧基之間脫水后形成的共價鍵,即酰胺鍵。此為蛋白質(zhì)中氨基酸連接的基本方式。

1.氨基酸的連接方式——肽鍵55肽鍵(peptidebond):為1個氨基酸的α-氨基和另1)肽鍵具高度穩(wěn)定性;2)具雙鍵性質(zhì),不能自由轉(zhuǎn)動;3)肽單元呈平面化和剛性性質(zhì);4)C=O與—NH反式排列。561)肽鍵具高度穩(wěn)定性;56肽鍵將氨基酸與氨基酸頭尾相連57肽鍵將氨基酸與氨基酸頭尾相連57肽(peptide):一個氨基酸的α-羧基和另一氨基酸的α-氨基脫水縮合而成的化合物。二肽58肽(peptide):一個氨基酸的α-羧基和另一氨基酸的α-多肽(polypeptide):多個氨基酸以肽鍵連接方式形成.書寫習慣:左N右C;一端是游離氨基;另一端為游離羧基。59多肽(polypeptide):多個氨基酸以肽鍵連接方式形肽鏈中的氨基酸已非完整分子,稱氨基酸

殘基(animoacidresidue);60肽鏈中的氨基酸已非完整分子,稱氨基酸

殘基(animo天然存在的重要的活性肽活性肽(activepeptide):存在于生物體內(nèi),具各種特殊生物學功能的肽。

是細胞間傳遞信息的重要物質(zhì),在調(diào)節(jié)代謝、生長、發(fā)育、繁殖等生命活動中起著重要作用。谷胱甘肽多肽激素:如催產(chǎn)素、加壓素、腎上腺皮質(zhì)激素、胰高血糖素、舒緩激肽等;抗生素:如短桿菌肽、放線菌素D61天然存在的重要的活性肽活性肽(activepeptide)肽鏈間/內(nèi)的連接——二硫鍵:概念:由肽鏈中相應部位上兩個半胱氨酸脫氫連接而成,此稱胱氨酸殘基,是連接肽鏈內(nèi)或肽鏈間的主要橋鍵。

功能:穩(wěn)定肽鏈空間結(jié)構(gòu);賦予一定生物活力。2.氨基酸的排列順序62肽鏈間/內(nèi)的連接——二硫鍵:概念:由肽鏈中相應部位上兩個半胱例:胰島素胰臟中胰島β-細胞分泌的一種蛋白質(zhì)激素。功能:降低血糖。結(jié)構(gòu):

A鏈:21aa;B鏈:30aa;有兩對二硫鍵,在A鏈內(nèi)aa6和aa11間以二硫鍵連成小環(huán)。如:牛胰島素63例:胰島素胰臟中胰島β-細胞分泌的一種蛋白質(zhì)激素。63二、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)概念:Pr空間結(jié)構(gòu)又稱Pr的構(gòu)象(高級結(jié)構(gòu)),指Pro分子中所有原子和基團在三維空間的排列及肽鏈的走向。血紅蛋白四級結(jié)構(gòu)64二、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)概念:Pr空間結(jié)構(gòu)又稱Pr的構(gòu)象(高級結(jié)蛋白質(zhì)分子中的非共價鍵:(1)氫鍵羧基上的氧與亞氨基上的氫原子所形成。作用:鏈內(nèi)維持二級結(jié)構(gòu);鏈間為三、四級結(jié)構(gòu)所需。(2)疏水鍵:aa非極性側(cè)鏈形成。作用:維持三級結(jié)構(gòu)。65蛋白質(zhì)分子中的非共價鍵:(1)氫鍵65(3)鹽鍵帶正負電荷的側(cè)鏈通過靜電引力形成。(4)范德華力中性分子或原子間的作用力。66(3)鹽鍵帶正負電荷的側(cè)鏈通過靜電引力形成。66次級鍵的特點與作用鍵能弱、穩(wěn)定性差;數(shù)量多。維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的作用力作用力

破壞因子氫鍵:

α-螺旋,β-折疊

尿素,鹽酸胍疏水作用:

形成球蛋白的核心

去垢劑,有機溶劑VanderWaals力:穩(wěn)定緊密堆積的集團和原子離子鍵:穩(wěn)定α-螺旋,三、四級結(jié)構(gòu)

酸、堿二硫鍵:穩(wěn)定三、四級結(jié)構(gòu)

還原劑配位鍵:與金屬離子的結(jié)合

螯合劑EDTA67次級鍵的特點與作用鍵能弱、穩(wěn)定性差;數(shù)量多。維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)1、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多肽鏈本身的折疊和盤繞形式;多肽鏈的主鏈是由許多肽鍵平面組成,平面之間以α-碳原子相互隔開,并且以碳原子為頂點作旋轉(zhuǎn)運動。維持蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)的主要作用力是氫鍵。α-螺旋結(jié)構(gòu)β-折疊結(jié)構(gòu)β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)自由回轉(zhuǎn)圖4-2肽鍵平面681、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多肽鏈本身的折疊和盤繞形式;多肽(1)α-螺旋(α-helix)因肽鏈中aa殘基中的-NH與第四個aa的C=O間可形成氫鍵,使得肽鏈呈螺旋狀盤曲。氫鍵取向幾乎與中心軸平行。多為右手螺旋、較少左手螺旋。螺距:0.54nm,3.6AA69(1)α-螺旋(α-helix)因肽鏈中aa殘基中的-肽平面的相疊形成α螺旋70肽平面的相疊形成α螺旋70-折疊由兩條或多條幾乎完全伸展的肽鏈平行排列,通過鏈間的氫鍵交聯(lián)而形成的。肽鏈的主鏈呈鋸齒狀折疊構(gòu)象結(jié)構(gòu)特點:肽鏈按層排列,

在肽鏈的不同區(qū)段或不同肽鏈間形成氫鍵,維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。71-折疊由兩條或多條幾乎完全伸展的肽鏈平行排列,通過鏈間的氫β-折疊有兩種類型平行:所有肽鏈的N端處于同一端,氫鍵不與肽鏈走向垂直。如:β-角蛋白。反平行:肽鏈的N端不處于同一端,氫鍵與肽鏈走向垂直。如:絲心蛋白。72β-折疊有兩種類型平行:所有肽鏈的N端處于同一端,氫鍵不與肽β折疊在蛋白質(zhì)中的不同形式73β折疊在蛋白質(zhì)中的不同形式73-轉(zhuǎn)角彎曲處的第一個氨基酸殘基的-C=O和第四個殘基的–N-H之間形成氫鍵,形成一個不很穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。(3)β-轉(zhuǎn)角(β-turn)此結(jié)構(gòu)廣泛存在球狀蛋白中。74-轉(zhuǎn)角彎曲處的第一個氨基酸殘基的-C=O和第四個殘基的(4)自由回轉(zhuǎn)(randomcoil)(亦稱無規(guī)則卷曲、自由繞曲)指無規(guī)律的松散肽鏈結(jié)構(gòu)。通常酶蛋白的功能部位在此。75(4)自由回轉(zhuǎn)(randomcoil)(亦稱無規(guī)則卷曲、自在蛋白質(zhì)中由若干相鄰的二級結(jié)構(gòu)組合在一起,彼此相互作用,形成有規(guī)則、在空間上能辨認的二級結(jié)構(gòu)組合體。主要有三種:、、超二級結(jié)構(gòu)76在蛋白質(zhì)中由若干相鄰的二級結(jié)構(gòu)組合在一起,彼此相互作用,形成定義:在二級結(jié)構(gòu)基礎上,肽鏈的不同區(qū)段的側(cè)鏈基團相互作用在空間進一步盤繞、折疊形成的包括主鏈和側(cè)鏈構(gòu)象在內(nèi)的特征三維結(jié)構(gòu)。維系這種特定結(jié)構(gòu)的力主要:有氫鍵、疏水鍵、離子鍵和范德華力等。2.蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)77定義:在二級結(jié)構(gòu)基礎上,肽鏈的不同區(qū)段的側(cè)鏈基團相互作用在空

蛋白質(zhì)在形成三級結(jié)構(gòu)時,疏水的非極性側(cè)鏈基團常常避水而居于分子內(nèi)部;極性的側(cè)鏈基團則趨向水而暴露或接近于分子表面。特定三級結(jié)構(gòu)對蛋白質(zhì)的生物活性是必需的,這種空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,則引起蛋白質(zhì)生物活性的改變。圖4-5鯨魚肌紅蛋白的三級結(jié)構(gòu)

78蛋白質(zhì)在形成三級結(jié)構(gòu)時,疏水的非極性側(cè)鏈基團常常避

定義:由多條各自具有三級結(jié)構(gòu)的肽鏈通過非共價鍵連接起來的結(jié)構(gòu)形式。3.蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)這種蛋白質(zhì)分子中,最小的單位通常稱為亞基或亞單位亞基:幾條肽鏈以非共價鍵聯(lián)結(jié)成一穩(wěn)定的活性單位,這種肽鏈稱該蛋白質(zhì)的亞基(subunit)。79定義:由多條各自具有三級結(jié)構(gòu)的肽鏈通過非共價鍵連接亞基單獨存在時,沒有生物活性,只有完整的四級結(jié)構(gòu)才具有生物活性。但對于只具有三級結(jié)構(gòu)不具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì),如胰島素、免疫球蛋白等,如果三級結(jié)構(gòu)被破壞,它們的生物學功能也就喪失了。維持四級結(jié)構(gòu)的作用力主要是疏水作用,也包括氫鍵,離子鍵及范德華力等。80亞基單獨存在時,沒有生物活性,只有完整的四級結(jié)構(gòu)才具有生物活

血紅蛋白含有四條肽鏈,每一條肽鏈各與一個血紅素相連接。血紅素同肽鏈的連接是血紅素的Fe原子以配價鍵與肽鏈分子中的組氨酸咪唑基的氮原子相連。血紅蛋白:2個α亞基和2個β亞基。81血紅蛋白含有四條肽鏈,每一條肽鏈各與一個血紅素相連接。蛋白質(zhì)的四種結(jié)構(gòu)層次82蛋白質(zhì)的四種結(jié)構(gòu)層次82第五節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)83第五節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)83

一、蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)是高分子化合物,其相對分子質(zhì)量很大,蛋白質(zhì)分子直徑約為1~100nm,顆粒大小在膠體粒子的范圍,故蛋白質(zhì)溶液為膠體溶液。同所有膠體溶液一樣,具有丁達爾現(xiàn)象和膠體滲透壓。

84一、蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)是高分子化合物,其相對分子質(zhì)量蛋白質(zhì)分子上的電荷與疏水區(qū)85蛋白質(zhì)分子上的電荷與疏水區(qū)85蛋白質(zhì)水溶液為親水膠體。不能通過半透膜;分子周圍有雙電子層和水化層,有利于穩(wěn)定pr膠體系統(tǒng)。超濾透析86蛋白質(zhì)水溶液為親水膠體。超濾透析86二、兩性電離與等電點應用電泳法:分離各種蛋白質(zhì);鑒定蛋白質(zhì)的純度。此多用于科研、生產(chǎn)、臨床診斷等。87二、兩性電離與等電點應用電泳法:87三、蛋白質(zhì)的溶解性取決于鹽溶液濃度鹽溶:低鹽溶液,溶解度大鹽析:高鹽溶液,溶解度小當鹽溶液較低時,蛋白質(zhì)顆粒上吸附鹽離子,使蛋白質(zhì)顆粒帶有同種電荷而相互排斥,并加強與水分子的作用,溶解度增加。在高鹽溶液中,鹽不僅與水的親合性很強,而且又是強電解質(zhì)。一方面從蛋白質(zhì)中奪取水分,破壞蛋白質(zhì)表面的水膜;另一方面,由于鹽離子濃度比較高,可以大量中和蛋白質(zhì)顆粒上的電荷,破壞了蛋白質(zhì)膠體的穩(wěn)定性,出現(xiàn)沉淀。

88三、蛋白質(zhì)的溶解性取決于鹽溶液濃度88蛋白質(zhì)的鹽析89蛋白質(zhì)的鹽析89DenaturationRenaturation1、蛋白質(zhì)變性的概念

由于外界因素的作用,使天然蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象發(fā)生了異常變化,從而導致生物活性的喪失以及物理、化學性質(zhì)的異常變化,不包括一級結(jié)構(gòu)上肽鍵的斷裂。四、蛋白質(zhì)的變性與復性90DenaturationRenaturation1、蛋白質(zhì)當?shù)鞍踪|(zhì)變性程度不高,可在消除變性因素條件下使蛋白質(zhì)恢復或部分恢復其原有的構(gòu)象和功能,稱為復性(renaturation)。如果變性因素作用劇烈,變性過甚,不可能發(fā)生復性,稱為不可逆變性。不可逆變性可逆變性91當?shù)鞍踪|(zhì)變性程度不高,可在消除變性因素條件下使蛋白質(zhì)恢復或部變性的實質(zhì)是蛋白質(zhì)的次級鍵被破壞,二、三、四級結(jié)構(gòu)改變,天然構(gòu)象解體。但一級結(jié)構(gòu)不變,無肽鍵斷裂。

92變性的實質(zhì)是蛋白質(zhì)的次級鍵被破壞,二、三、四級結(jié)構(gòu)改變,天然物理性質(zhì)的改變凝集、沉淀流動雙折射粘度增加旋光值改變紫外、熒光光譜發(fā)生變化化學性質(zhì)的改變酶水解速度增加分子內(nèi)部基團暴露生物性能的改變抗原性改變生物功能喪失2、蛋白質(zhì)變性現(xiàn)象93物理性質(zhì)的改變凝集、沉淀流動雙折射粘度增加旋光值改變紫外、熒3、使蛋白質(zhì)變性的理化因素1)物理因素:加熱、激烈振蕩、超聲波、χ-射線、紫外線等;2)化學因素:

酸、堿、乙醇、丙酮等有機溶劑、濃脲溶液、鹽酸胍及某些去垢劑(SDS)943、使蛋白質(zhì)變性的理化因素1)物理因素:加熱、激烈振蕩、超聲反應試劑顏色反應基團雙縮脲反應

NaOH,稀CuSO4

紫或粉

2個以上肽鏈Millon反應米龍)硝酸,亞硝酸

紅色

酚基黃色反應

HNO3及NH3

黃、橘黃

苯環(huán)乙醛酸反應

乙醛酸H2SO4

紫紅

吲哚坂口反應

次氯酸鈉,萘酚,NaOH

紅色

胍基Folin酚試劑反應

CuSO4磷鎢酸-鉬酸

蘭色

酚基茚三酮反應

茚三酮

紫蘭色

游離氨羧基五、蛋白質(zhì)的呈色反應95反應試劑雙縮脲蛋白質(zhì)分子中含有許多與雙縮脲結(jié)構(gòu)相似的肽鍵,因此蛋白質(zhì)分子與堿性銅溶液中的銅離子形成紫紅色絡合物的反應,稱為雙縮脲反應。堿性銅溶液稱為雙縮脲試劑。應用:蛋白質(zhì)和多肽的定性、定量測定,也可用于蛋白質(zhì)水解程度的測定。1.雙縮脲反應96雙縮脲蛋白質(zhì)分子中含有許多與雙縮脲結(jié)構(gòu)相似的肽鍵2.酚試劑反應酚試劑又稱福林試劑或Folin-酚試劑。蛋白質(zhì)分子中酪氨酸的酚基在堿性條件下與酚試劑(磷鉬酸-磷鎢酸化合物)作用,生成藍色物質(zhì)。應用:蛋白質(zhì)的定性、定量分析。特點:靈敏度高(比雙縮脲反應高100倍)

972.酚試劑反應酚試劑又稱福林試劑或Folin-酚試劑。蛋3.茚三酮反應蛋白質(zhì)與氨基酸一樣,在溶液中加入水合茚三酮并加熱至沸騰則顯藍紫色。應用:蛋白質(zhì)和多肽的定性測定,檢驗蛋白質(zhì)的存在983.茚三酮反應蛋白質(zhì)與氨基酸一樣,在溶液中加入水合茚三酮

4.黃色反應含有芳香族氨基酸,特別是酪氨酸和色氨酸的蛋白質(zhì)在溶液中遇到硝酸后,先產(chǎn)生白色沉淀,加熱則變黃,再加堿顏色加深為橙黃色。這是因為苯環(huán)被硝化,產(chǎn)生硝基苯衍生物。皮膚、毛發(fā)、指甲遇濃硝酸都會變黃。5.米倫反應含有酪氨酸的蛋白質(zhì)與米倫試劑(由硝酸汞、硝酸亞汞、硝酸配制而成)混合,先產(chǎn)生白色沉淀,加熱后沉淀變成磚紅色。994.黃色反應99第六節(jié)蛋白質(zhì)分類100第六節(jié)蛋白質(zhì)分類100一、根據(jù)分子形狀分類1.球狀蛋白(球蛋白)分子接近球狀(分子長短軸比小于10:1),較易溶于水。在動物和植物體內(nèi)都含有大量球蛋白。2.纖維狀蛋白分子呈細棒或纖維狀(分子長短軸比大于10:1),在動物體內(nèi)廣泛存在。膠原蛋白101一、根據(jù)分子形狀分類1.球狀蛋白(球蛋白)膠原蛋白101二、根據(jù)分子組成和溶解度分類1.單純蛋白質(zhì)單純蛋白質(zhì)是分子中只含α-氨基酸的一類蛋白質(zhì),自然界中許多蛋白質(zhì)屬于這一類。2.結(jié)合蛋白質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)是由一個蛋白質(zhì)分子與一個或多個非蛋白質(zhì)分子結(jié)合而成。102二、根據(jù)分子組成和溶解度分類1.單純蛋白質(zhì)102按溶解度分為下列七類:清蛋白:蛋清蛋白、血清蛋白谷蛋白:麥谷蛋白、米谷蛋白球蛋白:肌球蛋白、乳球蛋白組蛋白醇溶谷蛋白精蛋白硬蛋白:膠原蛋白、角蛋白103按溶解度分為下列七類:103

按組分分為:核蛋白精蛋白及組蛋白磷蛋白卵黃磷蛋白、酪蛋白脂蛋白在血、蛋黃、乳、腦、神經(jīng)及細胞膜中多見糖蛋白免疫球蛋白色蛋白葉綠蛋白、血紅蛋白和肌紅蛋白104按組分分為:104三、從營養(yǎng)學上分完全蛋白質(zhì)多數(shù)動物蛋白質(zhì)如肉類、魚類和奶類的酪蛋白、蛋類中的卵白蛋白和卵黃蛋白等半完全蛋白質(zhì)小麥、大麥中的麥膠蛋白不完全蛋白質(zhì)玉米中的玉米膠蛋白、動物結(jié)締組織中的膠蛋白和豌豆中的豆球蛋白105三、從營養(yǎng)學上分完全蛋白質(zhì)105第七節(jié)蛋白質(zhì)的分離純化與測定106第七節(jié)蛋白質(zhì)的分離純化與測定106蛋白質(zhì)的分離純化蛋白質(zhì)的制備提取結(jié)晶分離純化107蛋白質(zhì)的分離純化蛋白質(zhì)的制備提取結(jié)晶分離純化107一、提取關(guān)鍵:把蛋白質(zhì)從組織或細胞中釋放出來并保持天然的活性狀態(tài),不喪失活性。方法:勻漿法:動物細胞磨碎:植物細胞,可添加石英砂超聲波高壓微生物細胞酶解108一、提取關(guān)鍵:把蛋白質(zhì)從組織或細胞中釋放出來并保持天然的活性破碎→提取根據(jù)蛋白質(zhì)的溶解性選擇適當?shù)娜芤海核呵宓鞍紫←}:球蛋白稀酸(堿):谷蛋白酒精:醇蛋白注意:抽提時所用的溶劑要適量,在較低溫度下進行,避免劇烈攪拌,防止蛋白質(zhì)變性。109破碎→提取注意:抽提時所用的溶劑要適量,在較低溫度下進行,1二、分離分離pr的各種方法主要根據(jù)pr的如下性質(zhì);1、分子大小2、溶解度;3、電荷;4、吸附性質(zhì);5、對其他分子(配基)的生物學親和力。110二、分離分離pr的各種方法主要根據(jù)pr的如下性質(zhì);110分離方法等電點沉淀、鹽析、超速離心、透析、有機溶劑分級分離111分離方法等電點沉淀、111蛋白質(zhì)在等電點的溶解度最小112蛋白質(zhì)在等電點的溶解度最小112三、純化凝膠過濾法分子篩離子交換法電泳法113三、純化凝膠過濾法113分子篩—凝膠過濾法114分子篩—凝膠過濾法114分子篩層析的工作原理也叫凝膠過濾層析115分子篩層析的工作原理也叫凝膠過濾層析115離子交換法116離子交換法116離子交換層析原理117離子交換層析原理117離子交換層析的洗脫過程示意118離子交換層析的洗脫過程示意118電泳法上:凝膠電泳左:紙電泳119電泳法上:凝膠電泳119幾種常用的電泳等電聚焦紙電泳聚丙烯酰胺凝膠電泳SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳O’Farrell的雙向電泳120幾種常用的電泳等電聚焦120蛋白質(zhì)雙向電泳銀染結(jié)果考馬斯亮染色為藍色121蛋白質(zhì)雙向電泳銀染結(jié)果考馬斯亮染色為藍色121第八節(jié)食物中的蛋白質(zhì)122第八節(jié)食物中的蛋白質(zhì)122一、肉類蛋白質(zhì)主要存在于肌肉中優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來源:完全蛋白質(zhì)(豬、牛、羊、雞、鴨和魚等的肌肉)分為三部分:肌漿中的蛋白質(zhì)肌原纖維中的蛋白質(zhì)基質(zhì)蛋白質(zhì)。123一、肉類蛋白質(zhì)主要存在于肌肉中123

1.肌漿中的蛋白質(zhì)肌漿蛋白約占肌肉總蛋白的20%~30%,肌漿蛋白黏度低,常稱為肌肉的可溶性蛋白質(zhì)。主要參與肌肉纖維中的物質(zhì)代謝。肌漿中的蛋白質(zhì)包括肌溶蛋白、肌粒中的蛋白質(zhì)和肌紅蛋白。肌溶蛋白可溶于水,加熱52℃時即凝固;肌粒中的蛋白質(zhì)含多種酶,與肌肉收縮功能有關(guān);肌紅蛋白是由珠蛋白與輔基血紅素組成的含鐵色蛋白,使肌肉呈紅色,依動物種類和年齡不同含量不同,一般運動量大的肌肉含量多且色深。

1241.肌漿中的蛋白質(zhì)1242.肌原纖維中的蛋白質(zhì)肌原纖維蛋白主要包括肌球蛋白、肌動蛋白、肌動球蛋白等。這些蛋白質(zhì)占肌肉蛋白質(zhì)總量的51%~53%,它們與肉及肉制品的物理性質(zhì)密切相關(guān)。1252.肌原纖維中的蛋白質(zhì)肌原纖維蛋白主要包括肌球蛋白、肌動蛋白

(1)肌球蛋白相對分子質(zhì)量約49萬,可與肌動蛋白結(jié)合生成肌動球蛋白;在生理鹽水濃度下,可生成肌球蛋白分子聚合體,若提高鹽濃度,則會分散為單分子而溶解。在制造肉制品時加鹽腌漬可提高黏著性與此性質(zhì)有關(guān)。肌球蛋白易生成凝膠,對熱不穩(wěn)定。(2)肌動蛋白有球狀和纖維狀,球狀肌動蛋白(G-肌動蛋白)是直徑為5.5nm的球狀物,聚合可形成纖維狀肌動蛋白(F-肌動蛋白),兩根鏈形成螺旋長絲狀。細絲中嵌有肌鈣蛋白和原肌球蛋白。后二者具有調(diào)節(jié)肌肉收縮、松弛的功能。

(3)肌動球蛋白肌動球蛋白是由肌動蛋白與肌球蛋白形成的復合物,它能反映肌肉的收縮與松弛。當NaCl(KCl)的濃度在0.3mol/L以上時,則肌球蛋白溶解,肌動球蛋白就成為液狀,顯示出高的黏度。高濃度時易于形成凝膠。變性溫度是45℃~50℃。

126(1)肌球蛋白相對分子質(zhì)量約49萬,可與肌動蛋白3.基質(zhì)蛋白質(zhì)主要成分是硬蛋白類的膠原蛋白、彈性蛋白、網(wǎng)狀蛋白等。不溶于水和鹽溶液,為不完全蛋白質(zhì)。1273.基質(zhì)蛋白質(zhì)主要成分是硬蛋白類的膠原蛋白、彈性蛋白、網(wǎng)狀二、膠原和明膠膠原是皮、骨和結(jié)締組織中的主要蛋白質(zhì)。膠原的氨基酸組成有以下特征:脯氨酸、羥脯氨酸和甘氨酸含量高,蛋氨酸含量少,不含色氨酸或胱氨酸,因此膠原是不完全蛋白質(zhì)。128二、膠原和明膠128

膠原纖維具有高度的結(jié)晶性,當加熱到一定溫度時會發(fā)生突然收縮。例如牛肌肉中的膠原纖維在65℃即發(fā)生這一變化,其原因可能是膠原纖維結(jié)晶區(qū)域的“熔化”造成的。明膠是膠原分子熱分解的產(chǎn)物。工業(yè)生產(chǎn)明膠就是把膠原含量高的組織如皮、骨于加堿或加酸的熱水中長時間的提取而制得。明膠不溶于冷水,而溶于熱水中,冷卻時凝固成富有彈性的凝膠。其等電點為8~9。凝膠具有熱可逆性,加熱時熔化,冷卻時凝固。其溶膠是典型的親水膠體。明膠在加熱、紫外線及某些有機試劑的作用下會失去溶解性和凝膠性。由于明膠與凝膠具有熱可逆性,故大量應用于食品工業(yè)特別是糖果制造中。129膠原纖維具有高度的結(jié)晶性,當加熱到一定溫度時會發(fā)生突然收縮三、乳蛋白質(zhì)乳蛋白質(zhì)是乳汁中重要的組成成分,它是一種完全蛋白質(zhì),乳蛋白質(zhì)的成分隨品種而變化。牛乳的乳蛋白質(zhì)主要包括80%左右的酪蛋白和20%左右乳清蛋白,此外還有少量的脂肪球膜蛋白質(zhì)。

130三、乳蛋白質(zhì)乳蛋白質(zhì)是乳汁中重要的組成成分,它是一種完全蛋白1.酪蛋白酪蛋白是乳蛋白質(zhì)中含量最豐富的一類蛋白質(zhì)。它含有胱氨酸和蛋氨酸這兩種含硫氨基酸,但不含半胱氨酸。在酪蛋白中還含有磷酸,磷酸以一磷酸酯鍵與蘇氨酸及絲氨酸的羥基相結(jié)合,酪蛋白是典型的磷蛋白。在牛乳中,酪蛋白主要以酪蛋白酸鈣-磷酸鈣的絡合物形式存在,稱為酪蛋白膠粒。酪蛋白膠粒在牛乳中比較穩(wěn)定,但經(jīng)凍結(jié)或加熱等處理,也會發(fā)生凝膠現(xiàn)象。在130℃加熱數(shù)分鐘,酪蛋白變性而凝固沉淀。在酸或凝乳酶的作用下,酪蛋白膠粒的穩(wěn)定性被破壞而凝固。干酪就是利用凝乳酶對酪蛋白的凝固作用制成的。1311.酪蛋白酪蛋白是乳蛋白質(zhì)中含量最豐富的一類蛋白

2.乳清蛋白脫脂牛乳中的酪蛋白沉淀下來以后,保留在其上的清液即為乳清,存在于乳清中的蛋白質(zhì)稱為乳清蛋白質(zhì)。其主要成分是β-乳球蛋白和α-乳清蛋白,另外還有少量的血清白蛋白和免疫球蛋白、酶等。β-乳球蛋白屬于單純蛋白質(zhì),約占乳清蛋白質(zhì)的50%左右。β-乳球蛋白含有游離的巰基,牛奶加熱后的氣味與之有關(guān)。加熱、增加鈣離子濃度或pH超過8.6都能使其變性,它是牛乳中最易加熱變性的蛋白質(zhì)。α-乳清蛋白也屬于單純蛋白質(zhì),在乳清蛋白中占25%左右。α-乳清蛋白性質(zhì)較穩(wěn)定,分子中含有四個二硫鍵,不含游離的巰基。1322.乳清蛋白132

3.脂肪球膜蛋白質(zhì)在乳脂肪球周圍的薄膜中吸附著少量的蛋白質(zhì)(每100g脂肪吸附蛋白質(zhì)不到lg),稱為脂肪球膜蛋白質(zhì)。它是磷脂蛋白質(zhì)。乳脂肪球膜除含有脂肪球膜蛋白質(zhì)外,還含有許多酶類和糖類。乳脂肪球膜具有保持乳濁液穩(wěn)定的作用,它使脂肪球穩(wěn)定地分散于乳中。1333.脂肪球膜蛋白質(zhì)133四、種子蛋白質(zhì)人類食用的植物蛋白質(zhì)主要來源于谷類、豆類及其他油料種子中,所以稱它們?yōu)榉N子蛋白質(zhì)。

134四、種子蛋白質(zhì)人類食用的植物蛋白質(zhì)主要來源于谷類、豆類及其他1.谷類蛋白質(zhì)谷類中的蛋白質(zhì)含量均較低,一般在10%左右,小麥和大麥約含13%,大米和玉米約含9%。小麥蛋白質(zhì)可按它們的溶解度分為清蛋白(溶于水)、球蛋白(溶于10%NaCl,不溶于水)、麥膠蛋白(溶于70%~90%乙醇)和麥谷蛋白(不溶于水或乙醇而溶于酸或堿)。麥膠蛋白質(zhì):不溶于水、無水乙醇及其它中性溶劑,但能溶于60%~80%的酒精溶液中。麥膠蛋白在pH為6.4的溶液時,其物理性能指標變小。1351.谷類蛋白質(zhì)135

麥谷蛋白質(zhì):不溶于水及其它中性溶液,但能溶于稀酸或稀堿溶液中。在熱的稀酒精中可以稍稍溶解,但遇熱易變性。麥谷蛋白質(zhì)在pH為6~8的溶液中,其溶解度、粘度、滲透壓、膨脹性能等物理性能指標都變小。麥膠蛋白和麥谷蛋白是構(gòu)成面筋的主要成分,又稱為面筋蛋白質(zhì)。面筋蛋白質(zhì)是從面粉中分離出來的水不溶性蛋白質(zhì),約占面粉蛋白質(zhì)的85%,它決定面團的特性。在面粉中麥醇溶蛋白和麥谷蛋白的量大致相等,兩者都是非常復雜的。這兩種蛋白質(zhì)的氨基酸組成有這樣的特征:高含量的谷氨酰胺和脯氨酸,非常低含量的賴氨酸和離子化氨基酸;屬于最少帶電的一類蛋白質(zhì)。雖然面筋蛋白質(zhì)中含硫氨基酸的含量較低,然而這些含硫基團對于它們的分子結(jié)構(gòu)以及在面包面團中的功能是重要的。136麥谷蛋白質(zhì):不溶于水及其它中性溶液,但能溶于稀酸或

清蛋白和球蛋白一起約占小麥胚乳蛋白質(zhì)的10%~15%。它們含有游離的巰基(-SH)和較高比例的堿性和其他帶電氨基酸。清蛋白的相對分子質(zhì)量很低,約在12000~26000范圍;而球蛋白的相對分子質(zhì)量可高達100000,但多數(shù)低于40000。

137清蛋白和球蛋白一起約占小麥胚乳蛋白質(zhì)的10%~152.油料種子蛋白質(zhì)大豆、花生、棉籽、向日葵、油菜和許多其他油料作物的種子中除了油脂以外還含有豐富的蛋白質(zhì)。因此提取油脂后的餅粕是重要的蛋白質(zhì)資源。大豆種子中約占35%~40%的蛋白質(zhì),而大豆粉粕中含有44%~50%的蛋白質(zhì),它是目前最重要的植物蛋白質(zhì)來源。1382.油料種子蛋白質(zhì)大豆、花生、棉籽、向日葵、油菜和許多其他油

油料種子蛋白質(zhì)中最主要的成分是球蛋白類,其中又包含很多組分。用乙醇水溶液去掉大豆粉粕中的糖分和小分子的肽,殘余物中蛋白質(zhì)含量以干物質(zhì)計可達70%以上,稱為“大豆蛋白質(zhì)濃縮物”。如果要得到純度更高的蛋白質(zhì),可先用稀堿提取,然后在pH4.0~4.5條件下沉淀蛋白質(zhì),這樣可以得到很純的大豆蛋白質(zhì),此法可以分離大豆粉粕中的2/3以上的蛋白質(zhì)。從營養(yǎng)觀點來看,大豆含有豐富的蛋白質(zhì),足夠的賴氨酸,但缺乏蛋氨酸。棉籽蛋白缺乏賴氨酸,花生除缺乏蛋氨酸、賴氨酸外,還缺乏蘇氨酸。此外,這些種子中還存在一些抗營養(yǎng)因子,適當?shù)丶訜崽幚聿⒖刂茣r間和溫度,可破壞或抑制這些抗營養(yǎng)因子而提高這類食品的營養(yǎng)價值。將大豆蛋白質(zhì)“質(zhì)構(gòu)化”,使蛋白質(zhì)具有類似肉的質(zhì)地和結(jié)構(gòu),生產(chǎn)大量的植物肉。大豆蛋白質(zhì)還用于加工糕點、香腸和營養(yǎng)強化等。139油料種子蛋白質(zhì)中最主要的成分是球蛋白類,其中五、單細胞蛋白質(zhì)單細胞蛋白質(zhì)(singlecellprotein,簡寫SCP)是一些單細胞或多細胞生物蛋白質(zhì)的統(tǒng)稱,它主要由某些酵母、真菌與細菌等食用微生物和藻類提供。

以單細胞蛋白解決人類部分蛋白質(zhì)的來源,主要是從以下幾個方面考慮:單細胞蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值高,氨基酸的種類齊全,賴氨酸等的必需氨基酸含量較高,微生物蛋白的必需氨基酸略高于大豆蛋白質(zhì),是較優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)。同時還含有豐富的維生素。另外,單細胞蛋白質(zhì)在開發(fā)上有很多優(yōu)勢。如它可以利用含糖類的廢液進行工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn),不受氣候地理條件限制,并且節(jié)約土地使用面積,生產(chǎn)速度快、投資少。據(jù)估計,一頭體重500kg的乳牛一天只能在其體內(nèi)增加0.5kg的蛋白質(zhì),而細菌卻在同樣長的時間內(nèi)增重為初重的1000倍。140五、單細胞蛋白質(zhì)單細胞蛋白質(zhì)(singlecellprot

單細胞蛋白中核蛋白的含量很高,可達蛋白質(zhì)總量的50%。由于核酸的代謝產(chǎn)物尿酸在體內(nèi)積累過多會引起“尿結(jié)石”和在小關(guān)節(jié)處積累引起“痛風癥”,因此單細胞蛋白用于人類食用時,應限制其核酸含量。單細胞蛋白質(zhì)目前主要供飼用。

141單細胞蛋白中核蛋白的含量很高,可達蛋白質(zhì)總量六、葉蛋白葉蛋白,又稱綠色蛋白濃縮物(簡稱LPC),是以新鮮牧草或其他青綠植物為原料,經(jīng)壓榨后,從其汁液中提取的濃縮粗蛋白質(zhì)產(chǎn)品。目前在生產(chǎn)實踐中應用最多的是苜蓿,它不僅葉蛋白產(chǎn)量高,而且凝聚顆粒大,容易分離,品質(zhì)好。許多國家種植苜蓿以生產(chǎn)葉蛋白,主要用于飼料,純品可用于食品。142六、葉蛋白葉蛋白,又稱綠色蛋白濃縮物(簡稱LPC),是以新鮮第八節(jié)食品加工儲藏對蛋白質(zhì)的影響143第八節(jié)食品加工儲藏對蛋白質(zhì)的影響143一、加熱處理特點:蛋白質(zhì)的一些功能性質(zhì)發(fā)生變化,可引起氨基酸脫硫、脫酰胺、異構(gòu)化、水解等化學變化,有時甚至伴隨有毒物質(zhì)的產(chǎn)生,這主要取決于熱處理的條件。影響因素:加熱時間溫度濕度還原性物質(zhì)144一、加熱處理特點:蛋白質(zhì)的一些功能性質(zhì)發(fā)生變化,可引起氨基熱處理的影響1.經(jīng)適當?shù)臒崽幚?,絕大多數(shù)蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值得到提高,功能性變劣。適當?shù)募訜釛l件下,蛋白質(zhì)變性使原有卷曲甚至成球狀的肽鏈因副鍵的斷裂而造成原來折疊部分松散,易受消化酶作用,提高了消化率和必需氨基酸的生物利用率和生物有效性。145熱處理的影響1.經(jīng)適當?shù)臒崽幚?,絕大多數(shù)蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值得到破壞抗營養(yǎng)因子/食品組織中酶有利食品的品質(zhì)適當熱處理(熱燙或蒸煮)可使食品中的大多數(shù)酶由于變性而失活(例如脂酶、脂肪氧合酶、蛋白酶及多酚氧化酶等),保證食品在貯藏期間不發(fā)生酸敗、變色、風味和質(zhì)地變化以及維生素損失。146破壞抗營養(yǎng)因子/食品組織中酶有利食品的品質(zhì)146產(chǎn)生特殊的色香味糧食米面制品焙烤時,色氨酸等會與糖類發(fā)生羰氨反應,產(chǎn)生誘人的香味和金黃色。147產(chǎn)生特殊的色香味147適當加熱處理可使豆類和油料種子中常含有的一些消化酶抑制劑和外源凝集素失活,防止發(fā)生不利于營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收或者其他不利的作用。消化酶抑制劑:如胰蛋白酶、水解酶、胰凝乳蛋白酶抑制劑。這些抑制劑通過對消化酶的作用而降低食物蛋白的吸收率。外源凝集素(凝血素):能導致血紅細胞凝集。148適當加熱處理可使豆類和油料種子中常含有的一些消化酶抑制劑和外2.過度熱處理會降低食品的營養(yǎng)價值。

蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)食品在不添加其他物質(zhì)的情況下,過度加熱會使蛋白質(zhì)分解、氨基酸氧化,還會使氨基酸鍵之間交換形成新的酰胺鍵,既不利于酶的作用,又使食品風味變劣,甚至產(chǎn)生有害物質(zhì)。1492.過度熱處理會降低食品的營養(yǎng)價值。149氨基酸脫硫、脫氨等2PrCH2SHPrCH2SCH2Pr+H2S↑

半胱氨酸殘基

PrCH2SH+H2OPrCH2OH+H2S↑115℃、27h,將有50%~60%的半胱氨酸被破壞并產(chǎn)生H2S氣體。

燒烤的肉類風味就是由氨基酸分解的硫化氫及其他揮發(fā)性成分組成的。150氨基酸脫硫、脫氨等150天門冬酰胺和谷氨酰胺會發(fā)生脫氨反應:

Pr(CH2)2CNH2Pr(CH2)2C-OH+NH3↑

這種反應對于蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值沒有多大傷害,但釋放出來的氨會導致蛋白質(zhì)電荷性和功能性質(zhì)的改變。

O‖O‖脫氨151天門冬酰胺和谷氨酰胺會發(fā)生脫氨反應:OO脫氨151劇烈熱處理會產(chǎn)生有毒的環(huán)狀衍生物經(jīng)劇烈熱處理(例如煎炸和燒烤)的蛋白質(zhì)可生成環(huán)狀衍生物

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