蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)（食品生物化學(xué)課件）

模塊三蛋白質(zhì)與食品加工項目三蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)肽鍵：一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基之間失水形成的酰胺鍵稱為肽鍵；所形成的化合物稱為肽。蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)項目3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)一、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成多肽的氨基酸單元稱為氨基酸殘基。構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸通過肽鍵共價連接成線性序列，稱為蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)水解蛋白質(zhì)和多肽的肽鍵可被催化水解酸/堿能將蛋白完全水解

酶水解一般是部分水解得到各種AA的混合物得到多肽片段和AA的混合物氨基酸是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元二級結(jié)構(gòu)類型螺旋結(jié)構(gòu)β-折疊股和β-折疊片β-發(fā)夾和Ω環(huán)回折三股螺旋無規(guī)卷曲蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)α-螺旋和β-折疊結(jié)構(gòu)螺旋體中每隔3.6個氨基酸殘基螺旋上升一圈；螺距即螺旋沿中心軸每上升一圈相當(dāng)于向上平移0.54nm，每個氨基酸殘基沿軸上升高度0.15nm；螺旋上升時，每個氨基酸殘基沿軸螺旋1000，螺旋體的表觀直徑約為0.6nm。α－螺旋：

三級結(jié)構(gòu)是指含有二級結(jié)構(gòu)片斷的線性蛋白質(zhì)鏈進一步折疊成緊密的三維形式。

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定疏水相互作用氫鍵范德華引力靜電相互作用二硫鍵蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)在蛋白質(zhì)中結(jié)構(gòu)的四種層次：

(a)一級結(jié)構(gòu)(氨基酸序列)(b)二級結(jié)構(gòu)(а-螺旋)(c)三級結(jié)構(gòu)(d)四級結(jié)構(gòu)鯨肌紅蛋白的三級結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)模塊三蛋白質(zhì)與食品加工項目三蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)二、蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)的兩性電解質(zhì)性質(zhì)H2N——P——COOHH2N——P——COO-+H3N——P——COOH酸性條件下，pH＜pI堿性條件下，pH＞pI兩性離子分子形式蛋白質(zhì)兩性解離示意圖+H3N——P——COO-

對某一種蛋白質(zhì)來說，在某一pH時，它所帶的正電荷與負電荷恰好相等，即總的凈電荷為零，這一pH值稱這一種蛋白質(zhì)的等電點。（以pI表示）

pH>pIpH=pIpH<pI蛋白質(zhì)的等電點

利用蛋白質(zhì)在等電點時溶解度最小，分離純化某一種蛋白質(zhì)。等電點時特性溶解度最小，產(chǎn)生沉淀總的凈電荷為零蛋白質(zhì)在等電點時的特性應(yīng)用1等電點沉淀法利用電泳技術(shù)可以把某種蛋白質(zhì)從混合液中分離出來。電泳儀應(yīng)用2蛋白質(zhì)的電泳ABC蛋白質(zhì)的水化作用水化作用蛋白質(zhì)分子表面分布著各種不同的極性基團，由于這些極性基團同水分子之間的吸引力，使水溶液中的蛋白質(zhì)分子成為高度水化的分子。這就是蛋白質(zhì)的水化作用。

1.蛋白質(zhì)自身的狀況

形狀、表面積大小、蛋白質(zhì)粒子表面極性基團數(shù)目、蛋白質(zhì)粒子的微觀結(jié)構(gòu)是否多孔等。

2.蛋白質(zhì)溶液的pH值

3.電解質(zhì)影響水化作用的因素在加工脫水豬肉時，利用蛋白質(zhì)的水化作用，可提高脫水豬肉結(jié)合水的能力，復(fù)水時較易嫩化。

應(yīng)用1脫水豬肉的加工蛋白質(zhì)沉淀：破壞其中的一個因素，都能使蛋白質(zhì)從溶液中析出。蛋白質(zhì)溶液是穩(wěn)定膠體溶液的原因

水化膜同性電荷蛋白質(zhì)的沉淀作用蛋白質(zhì)沉淀的基本原理鹽析（高濃度鹽）鹽溶（低濃度鹽）

在雞蛋清中加入硫酸銨會發(fā)生什么現(xiàn)象？會產(chǎn)生兩種現(xiàn)象水化作用鹽析原理大量鹽的加入，使水的活度降低，使原來溶液中的大部分自由水轉(zhuǎn)變?yōu)辂}離子的水化水，從而降低了蛋白質(zhì)極性基團與水分子間的相互作用，破壞了蛋白質(zhì)分子表面的水化膜。蛋白質(zhì)表面電荷吸附某種鹽離子后，帶電表層使蛋白質(zhì)分子彼此排斥，而蛋白質(zhì)分子與水分子間的相互作用卻加強，因而使溶解度提高。鹽溶原理等電點沉淀的蛋白質(zhì)溶液中加入NaCl后沉淀溶解—鹽溶原因？鹽溶—鹽析分子在等電點時，相互吸引，聚合沉淀，加入少量鹽離子后破壞了這種吸引力，使分子分散，溶于水中鹽溶鹽析向蛋白質(zhì)溶液中加入大量硫酸銨后蛋白質(zhì)會沉淀析出原因？蛋白質(zhì)脫去水化層而聚集沉淀鹽析（（NH4）2SO4）蛋白質(zhì)沉淀可逆沉淀不可逆沉淀

中性鹽沉淀等電點沉淀重金屬沉淀生物堿試劑沉淀有機溶劑沉淀脫去水化層以及降低介電常數(shù)而增加帶電質(zhì)點間的相互作用等電點沉淀有機溶劑沉淀重金屬鹽沉淀與帶負電荷蛋白質(zhì)結(jié)成不溶性鹽生物堿試劑和某些酸類沉淀與帶正電荷蛋白質(zhì)生成不溶性鹽加熱變性沉淀天然結(jié)構(gòu)解體，疏水基外露，破壞水化層及帶電狀態(tài)蛋白質(zhì)的乳化性質(zhì)與起泡性質(zhì)蛋白質(zhì)是兩性分子，能在水-氣界面和油-水界面形成高黏彈性薄膜，而且比低分子表面活性劑所穩(wěn)定的泡沫和乳狀液更穩(wěn)定。因此，在食品中有著廣泛的應(yīng)用。牛奶、蛋黃、奶油、色拉醬等乳狀液類產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)能起到乳化的作用。在攪打奶油、冰淇淋、蛋糕、面包等泡沫型食品中，蛋白質(zhì)都是重要的表面活性劑，使食品中分散的氣泡穩(wěn)定。蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)雙縮脲反應(yīng)12與水合茚三酮反應(yīng)乙醛酸反應(yīng)3雙縮脲反應(yīng)兩分子雙縮脲與堿性硫酸銅作用，生成紫紅色的復(fù)合物。含有兩個或兩個以上肽鍵的化合物，能發(fā)生同樣的反應(yīng)。肽鍵的反應(yīng)，肽鍵越多顏色越深。受蛋白質(zhì)特異性影響小。蛋白質(zhì)定量測定；測定蛋白質(zhì)水解程度。雙縮脲反應(yīng)乙醛酸反應(yīng)在蛋白質(zhì)溶液中加入HCOCOOH，將濃硫酸沿管壁緩慢加入，不使相混，在液面交界處，即有紫色環(huán)形成。乙醛酸反應(yīng)豆腐生產(chǎn)工藝點鹵成品思考

在豆腐制作過程中哪些環(huán)節(jié)考慮了蛋白質(zhì)的性質(zhì)而選擇了相應(yīng)的工藝參數(shù)？討論

浸泡大豆時常選用堿液作為浸泡液，為什么？

總結(jié)

與蛋白質(zhì)的等電點有關(guān)，同時有助于抑制脂肪氧化酶活性，與蛋白質(zhì)的結(jié)合風(fēng)味性質(zhì)有關(guān)。人造肉蛋白質(zhì)的風(fēng)味結(jié)合性質(zhì)蛋白質(zhì)本身并沒有氣味，但是他們能與風(fēng)味化合物結(jié)合，從而影響食品的風(fēng)味。蛋白質(zhì)結(jié)合風(fēng)味物質(zhì)可改善食品的感官性質(zhì)。如含植物蛋白的仿真肉品加工時，蛋白質(zhì)能與肉味風(fēng)味物質(zhì)牢固結(jié)合，從而達到成功模仿肉類風(fēng)味的目的。蛋白質(zhì)結(jié)合風(fēng)味物質(zhì)也有不利影響。油料種子中的不飽和脂肪酸被氧化后形成的醛、酮類化合物易被油料種子中的蛋白質(zhì)結(jié)合而呈現(xiàn)人們不期望的風(fēng)味。

磨好的豆?jié){有豆腥味，為什么？如何處理？討論為什么在豆腐制作時要進行煮漿這一步？

總結(jié)可去除豆腥味；用蛋白質(zhì)變性的方法殺菌。蛋白質(zhì)的變性作用

蛋白質(zhì)在物理或者化學(xué)作用下發(fā)生理化特性和生物學(xué)特性變化的過程稱為變性作用。這里所說的變是指蛋白質(zhì)的某些物理性質(zhì)（如溶解度降低）和生物活性（如酶的催化作用），化學(xué)性質(zhì)一般并無多大變化。蛋白質(zhì)變性的概念從分子結(jié)構(gòu)看，變性作用是蛋白質(zhì)分子多肽鏈特有的有規(guī)則排列發(fā)生了變化，成為較混亂的排列。變性蛋白質(zhì)的特點肽鏈松散，空間結(jié)構(gòu)改變。失去生物活性。溶解度降低，易形成沉淀析出。易被蛋白水解酶消化水解?？赡娴淖冃裕撼プ冃砸蛩兀鞍踪|(zhì)構(gòu)象可恢復(fù)者。不可逆的變性：除去變性因素，蛋白質(zhì)構(gòu)象不可恢復(fù)者。蛋白質(zhì)變性在食品加工中的應(yīng)用應(yīng)用變性蛋白質(zhì)更易被人體消化。食品加工中利用蛋白質(zhì)的變性可以制成豆腐，酸乳，腌蛋等。食品衛(wèi)生中的乙醇消毒滅菌和加熱蒸煮殺菌，均是蛋白質(zhì)變性的實踐應(yīng)用。討論

在進行煮漿時要注意哪些問題，怎么選擇工藝參數(shù)？

總結(jié)煮漿時間、溫度、是否攪拌；用什么溶劑打漿等對煮漿都有影響。物理因素物理因素化學(xué)因素引起蛋白質(zhì)變性的因素物理因素加熱輻射高壓超聲波機械處理化學(xué)因素1）強酸、強堿2）有機溶劑3）重金屬鹽變性與沉淀變性可產(chǎn)生沉淀，也可不產(chǎn)生沉淀；沉淀可表現(xiàn)為變性，也可不表現(xiàn)為變性。討論為什么進行了點鹵后豆?jié){由液體變成了固體的豆腐？總結(jié)與蛋白質(zhì)的膠凝性質(zhì)有關(guān)。蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)膠體溶液的特點：分子直徑在1-100nm內(nèi)溶于水不易聚集沉淀大多數(shù)球狀蛋白能形成穩(wěn)定的親水膠體溶液蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定因素：1.同種蛋白帶同種電荷，相互排斥2.水膜彈性蛋白質(zhì)溶液具有丁達爾效應(yīng)、布朗運動以及不能通過半透膜等性質(zhì)丁達爾現(xiàn)象布朗運動半透膜蛋白質(zhì)分子量6000-120000道爾頓顆粒直徑1-100nm蛋白質(zhì)水溶液是膠體溶液具有膠體溶液的性質(zhì)：丁達爾現(xiàn)象、布朗運動、不能通過半透膜、具有吸附能力等。蛋白質(zhì)的膠凝作用牛奶溶膠

溶于水的蛋白質(zhì)能形成穩(wěn)定的親水膠體，是蛋白質(zhì)分子分散在水中的分散體系。如：豆?jié){、牛奶、蛋清等。豆?jié){雞蛋豆腐凝膠

是水分散在蛋白質(zhì)中的一種膠體狀態(tài)，食品中許多蛋白質(zhì)以凝膠狀態(tài)存在。如：奶酪、豆腐制品、新鮮的魚肉禽肉等。有一定的形狀、彈性，具有半固體的性質(zhì)。奶酪魚肉蛋白質(zhì)的膠凝作用是使蛋白質(zhì)的溶膠變化為凝膠的過程。蛋白質(zhì)分子的多肽鏈之間各基團以各種方式交聯(lián)在一起，形成立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。水分充滿網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)之間的空間，不被析出。蛋白質(zhì)的膠凝作用溶膠（相互轉(zhuǎn)化）凝膠如：豆?jié){蛋白凝膠水溶膠鹽影響蛋白質(zhì)凝膠作用的因素蛋白質(zhì)的膠凝作用與蛋白質(zhì)分子中氫鍵、疏水作用、靜電作用、金屬離子的交聯(lián)作用、二硫鍵等相互作用有關(guān)。討論除豆腐生產(chǎn)外，蛋白質(zhì)凝膠化作用在食品加工中還有哪些應(yīng)用的例子？魚丸皮凍肉的嫩化蛋白質(zhì)Task原料乳的檢驗——蛋白質(zhì)的測定*蛋白質(zhì)檢驗1、原理蛋白質(zhì)為含氮有機物，牛乳中的蛋白質(zhì)與硫酸和催化劑一同加熱消化，使蛋白質(zhì)分解，其中C、H形成CO2及H2O逸去，分解的氨與硫酸結(jié)合成硫酸銨，然后堿化蒸餾使氨游離，用硼酸吸收后，再以鹽酸的標準溶液滴定，根據(jù)酸的消耗量得到樣液中N的含量，乘以換算系數(shù)，即為蛋白質(zhì)的含量。*2.儀器和試劑（1）儀器：全套改良微量凱氏定氮裝置。（2）試劑：（所有試劑均用不含氮的蒸餾水配制。）

①硫酸銅。②硫酸鉀。③硫酸。④混合指示液：1份1g/L甲基紅乙醇溶液與5份1g/L溴甲酚綠乙醇溶液臨用時混合。⑤氫氧化鈉溶液(400g/L)。⑥硼酸溶液(20g/L)。⑦標準滴定溶液：0.0100mol／LHCl標準溶液。⑧牛乳*3、實驗步驟

（1）準確稱取牛乳10ml小心移入已干燥的250mL定氮瓶中，加入0.5g硫酸銅，6g硫酸鉀及20mL硫酸，稍搖勻后，于瓶口放一小漏斗，將瓶以45°斜支于有小圓孔的石棉網(wǎng)上，小心加熱，待內(nèi)容物全部炭化，泡沫完全停止后，加強火力，并保持瓶內(nèi)液體沸騰(微沸)，至液體呈藍色澄清透明后，再繼續(xù)加熱0.5h，放冷，小心加入20mL水，再放冷，移入100ml容量瓶中，并用少量水洗定氮瓶，洗液并入容量瓶中，再加水至刻度，混勻備用。同時做試劑空白試驗。（2）凱氏定氮裝置的安裝本實驗采用改良式凱氏定氮裝置，將該裝置用鐵夾和鐵環(huán)固定于鐵架臺的適當(dāng)高度，鐵夾夾緊蒸餾瓶頸部，鐵環(huán)托住蒸餾瓶底部，并墊上石棉網(wǎng)，套妥冷凝水膠管，準備好用于加熱的酒精燈或約300瓦的小電爐。（七）蛋白質(zhì)**3、實驗步驟

（3）蒸餾

①加吸收液和指示劑將接受瓶即小錐形瓶中加入4%硼酸溶液10毫升及混合指示劑2滴，置于冷凝管下方，并使冷凝管下口尖端插入酸液液面以下。②加夾層水（發(fā)生蒸汽用）開通冷凝水，并使自來水由進水口注入蒸餾瓶外側(cè)夾層中，使夾層內(nèi)水面稍低于蒸餾瓶頸部的轉(zhuǎn)彎處，關(guān)閉進水口和出水口，調(diào)節(jié)冷凝水的流速至適當(dāng)大小。③加樣液和堿液準確吸取樣品溶液10毫升，由進樣口的小漏斗注入到蒸餾瓶內(nèi)，并以少量的蒸餾水沖洗漏斗，再將40%氫氧化鈉溶液8毫升由小漏斗注入到蒸餾瓶內(nèi)，亦以少量的蒸餾水沖洗漏斗，然后關(guān)閉進樣口，再少量蒸餾水于小漏斗用以封閉進樣口。

*3、實驗步驟

（3）蒸餾④加熱蒸餾用酒精燈或小電爐加熱，將蒸餾瓶夾層內(nèi)的水煮沸。從蒸餾瓶內(nèi)的溶液沸騰開始計算時間，大約10分鐘，或從接受瓶硼酸溶液開始由酒紅色變?yōu)樗{綠色時算起，繼續(xù)蒸餾大約10分鐘。移動接收瓶，使硼酸液液面離開冷凝管下端出口，再蒸餾1分鐘，用少許蒸餾水沖洗冷凝管下端出口外部。拿開接收瓶，再移去火源，防止吸收液被倒吸。（4）滴定將洗凈的滴定管用滴定管夾夾妥固定于滴定架臺上，裝好已標定的鹽酸標準溶液后，滴定接受瓶的吸收液至溶液顏色由藍綠色變?yōu)榫萍t色時為終點。記錄消耗的標準溶液的濃度和體積。*3、實驗步驟

（5）空白實驗與重復(fù)操作按步驟3用空白液（以10毫克蔗糖代替時評樣品進行消化后的定容液）代替樣品溶液進行蒸餾，再滴定空白吸收液。重復(fù)樣品溶液和空白液的測定操作，樣品溶液和空白液所耗用的標準酸體積都分別取其兩次以上滴定體積的平均值。（6）蒸餾瓶的洗滌在進行樣品溶液或空白溶液的重復(fù)測定操作之前。應(yīng)先清洗裝置的蒸餾系統(tǒng)。方法如下：蒸餾（步驟3）完畢后，把火源移去時，蒸餾瓶內(nèi)的廢液立刻流到蒸餾瓶外側(cè)夾層內(nèi)，可由出水口經(jīng)排水管排出。把裝有蒸餾水的燒杯置于冷凝管下方，并將冷凝管下端出口插入水的液面以下，關(guān)閉進水口、出水口和進樣口（即擰緊止水夾至不漏氣）。加熱夾層的水至沸騰大約1分鐘，移去火源，燒杯中的蒸餾水被吸入而流到蒸餾瓶內(nèi)，再流至蒸餾瓶外側(cè)夾層，由出水口經(jīng)排水管排出。

按此法重復(fù)洗滌2～3次。*4.結(jié)果處理（1）結(jié)果記錄*4.結(jié)果處理（2）結(jié)果計算式中：x——樣品中蛋白質(zhì)的含量，g/100g；C——HCl標準溶液的濃度，mol/l；

V1——滴定樣品吸收液時消耗鹽酸標準溶液體積，mL；V2——滴定空白吸收液時消耗鹽酸標準溶液體積，mL；m——樣品質(zhì)量，g；

M——氮的摩爾質(zhì)量，14.01g／mol；