食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响课件

1、食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响1 4.6 食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响 食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响2 4.6.1 热处理的影响热处理的影响 （1 1）经适当的热处理，绝大多数蛋白质的营养价值得到提经适当的热处理，绝大多数蛋白质的营养价值得到提 高，功能性变劣。高，功能性变劣。 理由一：适当的加热条件下，蛋白质变性使原有卷曲甚理由一：适当的加热条件下，蛋白质变性使原有卷曲甚 至成球状的肽链因副键的断裂而造成原来折叠部分松至成球状的肽链因副键的断裂而造成原来折叠部分松 散，易受消化酶作用，提高了消化率和必需氨基酸的生散，易受消化酶作用，提

2、高了消化率和必需氨基酸的生 物利用率和生物有效性。物利用率和生物有效性。 食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响3 理由二：适当热处理（热烫或蒸煮）可使食品中的大多理由二：适当热处理（热烫或蒸煮）可使食品中的大多 数酶由于变性而失活（例如脂酶、脂肪氧合酶、蛋白酶数酶由于变性而失活（例如脂酶、脂肪氧合酶、蛋白酶 及多酚氧化酶等），保证食品在贮藏期间不发生酸败、及多酚氧化酶等），保证食品在贮藏期间不发生酸败、 变色、风味和质地变化以及维生素损失。变色、风味和质地变化以及维生素损失。 食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响4 理由三：适当加热处理可使豆类和油料种子中常含有的理由三：适当加热处理可使豆类和

3、油料种子中常含有的 一些消化酶抑制剂和外源凝集素失活，防止发生不利于一些消化酶抑制剂和外源凝集素失活，防止发生不利于 营养物质消化吸收或者其他不利的作用。营养物质消化吸收或者其他不利的作用。 p消化酶抑制剂：如胰蛋白酶、水解酶、胰凝乳蛋白酶抑制剂。消化酶抑制剂：如胰蛋白酶、水解酶、胰凝乳蛋白酶抑制剂。 这些抑制剂通过对消化酶的作用而降低食物蛋白的吸收率。这些抑制剂通过对消化酶的作用而降低食物蛋白的吸收率。 p外源凝集素（凝血素）：能导致血红细胞凝集。外源凝集素（凝血素）：能导致血红细胞凝集。 食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响5 （2 2）过度热处理会降低食品的营养价值：过度热处理会降低食品

4、的营养价值： 蛋白质或蛋白质食品在不添加其他物质的情况下，过度热蛋白质或蛋白质食品在不添加其他物质的情况下，过度热 处理主要表现在氨基酸结构发生变化（如脱硫、脱氨、脱处理主要表现在氨基酸结构发生变化（如脱硫、脱氨、脱 羧、异构化、水解等），有时甚至伴随有毒物质产生，导羧、异构化、水解等），有时甚至伴随有毒物质产生，导 致食品的营养价值降低。致食品的营养价值降低。 食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响6 u 氨基酸脱硫、脱氨等氨基酸脱硫、脱氨等 PrCHPrCH2 2SH PrCHSH PrCH2 2SCHSCH2 2Pr+HPr+H2 2SS 半胱氨酸残基半胱氨酸残基 PrCHPrCH2 2S

5、H+HSH+H2 2O PrCHO PrCH2 2OH+HOH+H2 2SS 115 115、27h,27h,将有将有50%60%50%60%的半胱氨酸被破坏并产生的半胱氨酸被破坏并产生 H H2 2S S气体。气体。 烧烤的肉类风味就是由氨基酸分解的硫化氢及其他挥发烧烤的肉类风味就是由氨基酸分解的硫化氢及其他挥发 性成分组成的。性成分组成的。 食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响7 u 天门冬酰胺和谷氨酰胺会发生脱氨反应：天门冬酰胺和谷氨酰胺会发生脱氨反应： Pr(CHPr(CH2 2) )2 2CNHCNH2 2 Pr(CH Pr(CH2 2) )2 2C C- -OH+NHOH+NH3

6、3 这种反应对于蛋白质的营养价值没有多大伤害，但释放这种反应对于蛋白质的营养价值没有多大伤害，但释放 出来的氨会导致蛋白质电荷性和功能性质的改变。出来的氨会导致蛋白质电荷性和功能性质的改变。 O O OO 脱氨脱氨 食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响8 B.B. Maillarod Maillarod反应引起褐变。反应引起褐变。 C.C. 产生不能被酶水解的物质产生不能被酶水解的物质 赖氨酸的末端氨基易与天冬氨酸或谷氨酸羧基之间发生反赖氨酸的末端氨基易与天冬氨酸或谷氨酸羧基之间发生反 应，形成新的酰胺键即应，形成新的酰胺键即“异肽键异肽键”。（教材（教材P P145145） 这种反应既可以在

7、同一肽链中发生，也可以在邻近肽链中这种反应既可以在同一肽链中发生，也可以在邻近肽链中 发生。发生。“异肽键异肽键”不能被酶水解，影响了赖氨酸和谷氨酸不能被酶水解，影响了赖氨酸和谷氨酸 的吸收利用，还会干扰邻近肽链上氨基酸的消化性和利用的吸收利用，还会干扰邻近肽链上氨基酸的消化性和利用 性。性。 Pr(CHPr(CH2 2) )2 2COOH+HCOOH+H2 2N(CHN(CH2 2) )4 4Pr Pr(CHPr Pr(CH2 2) )2 2C C- -NH(CHNH(CH2 2) )4 4PrPr O O 食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响9 4.6.2 碱处理对蛋白质功能和营养价值的影

8、响碱处理对蛋白质功能和营养价值的影响 u 适当的碱处理会增强蛋白质的起泡、乳化等功能，但能形适当的碱处理会增强蛋白质的起泡、乳化等功能，但能形 成一些新的限制氨基酸，降低了食品的营养价值。成一些新的限制氨基酸，降低了食品的营养价值。 食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响10 （1 1）在在PH12PH12，高于，高于200200条件下，氨基酸残基异构化，生条件下，氨基酸残基异构化，生 成不具有营养价值的成不具有营养价值的D-D-氨基酸氨基酸 （教材（教材P P144144- -氨基酸残基的异构化及图氨基酸残基的异构化及图4 4- -5 5 氨基酸残基异氨基酸残基异 构化反应）构化反应） D D

9、- -构型氨基酸基本无营养价值，且构型氨基酸基本无营养价值，且DD- -构型氨基酸的肽键构型氨基酸的肽键 难水解，导致蛋白质的消化性和蛋白质的营养价值显著降难水解，导致蛋白质的消化性和蛋白质的营养价值显著降 低。某些低。某些D D- -氨基酸被人体吸收后还有一定毒性。氨基酸被人体吸收后还有一定毒性。 食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响11 （2 2）剧烈热处理会产生有毒的环状衍生物剧烈热处理会产生有毒的环状衍生物 经剧烈热处理（例如煎炸和烧烤）的蛋白质可生成环状衍经剧烈热处理（例如煎炸和烧烤）的蛋白质可生成环状衍 生物，其中有些具有强致突变作用（如教材生物，其中有些具有强致突变作用（如教材P

10、 P145145所述色氨所述色氨 酸）。酸）。 在碱性在碱性PHPH条件下热处理时，精氨酸转变成鸟氨酸、尿素、条件下热处理时，精氨酸转变成鸟氨酸、尿素、 瓜氨酸和氨；半胱氨酸转变成脱氢丙氨酸。导致氨基酸损瓜氨酸和氨；半胱氨酸转变成脱氢丙氨酸。导致氨基酸损 失。失。 食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响12 （3 3）赖氨酸、半胱氨酸、丝氨酸、鸟氨酸等在赖氨酸、半胱氨酸、丝氨酸、鸟氨酸等在PH12PH12、4040， 4h4h条件下会生成人体无法吸收利用的赖丙氨酸残基，鸟丙条件下会生成人体无法吸收利用的赖丙氨酸残基，鸟丙 氨酸残基、羊毛硫氨酸残基等。氨酸残基、羊毛硫氨酸残基等。 食品蛋白质发生的

11、以上反应是蛋白质分子之间及分子内的食品蛋白质发生的以上反应是蛋白质分子之间及分子内的 共价交联反应。共价交联反应。 食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响13 交联反应首先由半胱氨酸或磷酸丝氨酸经消化反应形成丙交联反应首先由半胱氨酸或磷酸丝氨酸经消化反应形成丙 烯酸残基（烯酸残基（DHADHA）而引发：）而引发： - -NHCHNHCH- -C C- - - -NHNH- -C C- -C C- - NH NH- -C C- -C C- - CH CH2 2 CHCH2 2 CHCH2 2 X X DHA X X DHA X=SHX=SH或或OPOOPO3 3H H2 2 OHOH- - - O

12、 O OO OO 食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响14 u 丙烯酸残基是一种非常活跃的中间产物，能够与末端带氨丙烯酸残基是一种非常活跃的中间产物，能够与末端带氨 基或巯基的氨基酸发生反应，形成共价交联键，导致蛋白基或巯基的氨基酸发生反应，形成共价交联键，导致蛋白 质的交联，产生一些异常氨基酸。质的交联，产生一些异常氨基酸。 （教材（教材P P146146图图4-94-9，DHADHA与几种氨基酸残基形成的交联）与几种氨基酸残基形成的交联） u 在碱处理的蛋白质中，赖丙氨酸残基是主要的交联形式。在碱处理的蛋白质中，赖丙氨酸残基是主要的交联形式。 这类交联反应对食品的营养价值损坏较严重这类交联

13、反应对食品的营养价值损坏较严重（教材（教材P P146146所所 述）。述）。 u 所以，食品加工中应尽量控制反应条件所以，食品加工中应尽量控制反应条件PH11PH11以下，避免以下，避免 长时间的高温处理。长时间的高温处理。 食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响15 4.6.3 氧化剂的影响氧化剂的影响 u 在食品加工过程中，常常因为冷灭菌，改善色泽，脱毒或在食品加工过程中，常常因为冷灭菌，改善色泽，脱毒或 去皮等目的而使用一些氧化剂。另外，食品体系中因成分去皮等目的而使用一些氧化剂。另外，食品体系中因成分 之间的化学反应产生过氧化物等强氧化剂（如脂类氧化）之间的化学反应产生过氧化物等强氧化

14、剂（如脂类氧化） u 蛋白质中一些氨基酸残基有可能被各种氧化剂所氧化，对蛋白质中一些氨基酸残基有可能被各种氧化剂所氧化，对 氧化最敏感的氨基酸残基是含硫氨基酸和芳香族氨基酸。氧化最敏感的氨基酸残基是含硫氨基酸和芳香族氨基酸。 u 以氧化程度排序为：以氧化程度排序为： 蛋氨酸半胱氨酸胱氨酸色氨酸蛋氨酸半胱氨酸胱氨酸色氨酸 u 其氧化反应机理复杂其氧化反应机理复杂，（教材，（教材P P148148图图4-104-10蛋白质中几种蛋白质中几种 氨基酸残基的氧化反应）。氨基酸残基的氧化反应）。 u 氨基酸残基的氧化明显地改变了蛋白质的结构与风味，损氨基酸残基的氧化明显地改变了蛋白质的结构与风味，损 失

15、蛋白质营养，形成有毒物质。因此，显著氧化了的蛋白失蛋白质营养，形成有毒物质。因此，显著氧化了的蛋白 质不宜食用。质不宜食用。 食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响16 课课 后后 阅阅 读读 内内 容容 u 低温处理的影响。低温处理的影响。 u 脱水处理的影响。脱水处理的影响。 u 机械处理的影响。机械处理的影响。 u 酸处理引起的变化。酸处理引起的变化。 u 专一的化学改性。专一的化学改性。 食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响17 4.7 常见食品蛋白质常见食品蛋白质 u 教材教材P150158P150158内容，着重熟悉肉类蛋白质、胶原和明内容，着重熟悉肉类蛋白质、胶原和明 胶、大豆蛋白质、乳蛋白质。胶、大豆蛋白质、乳蛋白质。 食品加工对蛋白质功能和营养价值的影响18 思思 考考 题题 u 说明蛋白质的各级结构是靠那些键和作用力保持其稳定说明蛋白质的各级结构是靠那些键和作用力保持其稳定 性的。性的。 u 试述蛋白质变性及其影响因素，举出几个食品加工过