食品化学蛋白质

1、n组成蛋白质的元素主要有组成蛋白质的元素主要有C C、H H、O O、N N、S S、P P n有些蛋白质还含有微量金属元素有些蛋白质还含有微量金属元素FeFe、CuCu、ZnZn、 MnMn、CoCo、MoMo，个别蛋白质还含有，个别蛋白质还含有I I 。 分分 类类 分子形状：分子形状：纤维蛋白质、球蛋白质纤维蛋白质、球蛋白质 分子组成分子组成：简单蛋白质：仅有肽链组成简单蛋白质：仅有肽链组成 结合蛋白质：肽链结合蛋白质：肽链+ +外肽链（辅基、配基等）外肽链（辅基、配基等） 衍生蛋白质：蛋白质水解后的产物衍生蛋白质：蛋白质水解后的产物 溶解度：溶解度：清蛋白、谷蛋白、环蛋白、醇溶蛋白清蛋

2、白、谷蛋白、环蛋白、醇溶蛋白 来源：来源：动物蛋白：禽，牛、乳动物蛋白：禽，牛、乳 植物蛋白：大豆、谷物植物蛋白：大豆、谷物 微生物蛋白：酵母（最丰富）微生物蛋白：酵母（最丰富） 蛋白质的重要性蛋白质的重要性 n（1）蛋白质是生物体内必不可少的重要成分）蛋白质是生物体内必不可少的重要成分 蛋白质占干重蛋白质占干重 人体中（中年人）人体中（中年人） 人体人体 45% 45% 水水55%55% 细菌细菌 50%50%80% 80% 蛋白质蛋白质19%19% 真菌真菌 14%14%52% 52% 脂肪脂肪19%19% 酵母菌酵母菌 14%14%50% 50% 糖类糖类1%1% 白地菌白地菌50% 5

3、0% 无机盐无机盐7%7% n（2）蛋白质在生命活动中具有重要作用）蛋白质在生命活动中具有重要作用 n（3）对食品的结构、形态及色、香、味起重要作用对食品的结构、形态及色、香、味起重要作用 酶的催化作用酶的催化作用 调节作用调节作用( (多肽类激素多肽类激素) ) 运输功能运输功能 运动功能运动功能 免疫保护作用免疫保护作用( (干扰素干扰素) ) 接受、传递信息的受体接受、传递信息的受体 n氨基酸氨基酸构成蛋白质的基本单元构成蛋白质的基本单元 n蛋白质水解得到约蛋白质水解得到约20种氨基酸，且均属种氨基酸，且均属 L-氨氨 基酸基酸（甘氨酸除外）。（甘氨酸除外）。 n必需氨基酸：人体必不可少

4、，而机体内又不能必需氨基酸：人体必不可少，而机体内又不能 合成的，必须从食物中补充的氨基酸。合成的，必须从食物中补充的氨基酸。 第一节第一节 氨基酸氨基酸 “借一两本单色书来借一两本单色书来” 人体必需氨基酸有人体必需氨基酸有Lys, Phe, Val, Met, Thr, Trp, LeuLys, Phe, Val, Met, Thr, Trp, Leu 及及IleIle八种，此外，八种，此外，HisHis对于婴儿的营养也是必需的。对于婴儿的营养也是必需的。 1 1、结构、结构 CCOOH H R NH2 第一节第一节 氨基酸氨基酸 氨基酸氨基酸 2 2、按、按R R基团的极性分类：基团的极

5、性分类：（4 4种）种） l非极性氨基酸非极性氨基酸疏水性侧链疏水性侧链 lAla,Ile,Leu,Phe,Met,Trp,Val,ProAla,Ile,Leu,Phe,Met,Trp,Val,Pro l极性不带电荷氨基酸极性不带电荷氨基酸侧链含极性基团（不解离）侧链含极性基团（不解离） lSer,Thr,Tyr,Asn,Gln,Cys,GlySer,Thr,Tyr,Asn,Gln,Cys,Gly l碱性（带正电荷）氨基酸碱性（带正电荷）氨基酸侧链含氨基或亚氨基侧链含氨基或亚氨基 lLys,Arg,HisLys,Arg,His l酸性（带负电荷）氨基酸酸性（带负电荷）氨基酸侧链均含侧链均含1

6、1个羧基个羧基 lAsp,GluAsp,Glu 氨基酸 溶解度(g/L) 氨基酸 溶解度( g/L ) 丙氨酸丙氨酸 167.2 167.2 亮氨酸亮氨酸 21.7 21.7 精氨酸精氨酸 855.6 855.6 赖氨酸赖氨酸 739.0 739.0 天冬酰胺天冬酰胺 28.5 28.5 蛋氨酸蛋氨酸 56.2 56.2 天冬氨酸天冬氨酸 5.0 5.0 苯丙氨酸苯丙氨酸 27.6 27.6 半胱氨酸半胱氨酸 - - 脯氨酸脯氨酸 1620.0 1620.0 谷胺酰胺谷胺酰胺 7.27.2（3737） 丝氨酸丝氨酸 422.0 422.0 谷氨酸谷氨酸 8.5 8.5 苏氨酸苏氨酸 13.2

7、13.2 甘氨酸甘氨酸 249.9 249.9 色氨酸色氨酸 13.6 13.6 组氨酸组氨酸 - - 酪氨酸酪氨酸 0.4 0.4 异亮氨酸异亮氨酸 34.5 34.5 缬氨酸缬氨酸 58.1 58.1 3 3、溶解度、溶解度 不溶于有机溶剂不溶于有机溶剂 4 4、氨基酸的立体化学、氨基酸的立体化学 l 除除甘氨酸甘氨酸外，其它氨基酸分子中的外，其它氨基酸分子中的-碳原子都碳原子都 为为不对称碳原子不对称碳原子，所以：，所以： A A、氨基酸都、氨基酸都具有旋光性具有旋光性。 CCOOH H R NH2 CCOOH H NH2 H lB、每一种氨基酸都具有、每一种氨基酸都具有D-型型和和L-

8、型型两种立体异构体两种立体异构体 手性碳上手性碳上的的NHNH2 2投影在右侧投影在右侧：D D型型 手性碳上手性碳上的的NHNH2 2投影在左侧投影在左侧：L L型型 蛋白质水解得到蛋白质水解得到 通常将通常将L L型型 H NH2 COOH R C COOH R C HNH2 5 5、氨基酸的酸碱性质、氨基酸的酸碱性质 n氨基酸是氨基酸是两性电解质两性电解质： n羧基能电离成羧基能电离成COOCOO- -和和H H+ +； n氨氨基能接受质子基能接受质子，形成铵盐。，形成铵盐。 n在在pH=7pH=7时水中，以时水中，以偶极离子或偶极离子或两性离子两性离子形式存在形式存在 弱碱性弱碱性 弱

9、酸性弱酸性 氨基酸分子在溶液中主要以电中性的两性离子存在时的氨基酸分子在溶液中主要以电中性的两性离子存在时的 pHpH值为该氨基酸的值为该氨基酸的等电点等电点，即，即pH=pIpH=pI。 此时氨基酸分子即不向此时氨基酸分子即不向“”极移动，也不向极移动，也不向“”极移动。极移动。 溶解度最小。溶解度最小。 当溶液中的当溶液中的pHpH改变时改变时, ,会发生什会发生什 么情况么情况? ? +OH- +H+ +OH- +H+ CH NH3+ COO-R CH NH3+ COO-RCH NH2 COO-R CH NH2 COO-RCH COOHR NH3+ CH COOHR NH3+ pH=pI

10、 pHpI pH蛋白质浓度蛋白质浓度 & 影响蛋白质结合水的环境因素影响蛋白质结合水的环境因素 温度温度，蛋白质结合水的能力蛋白质结合水的能力 （变性蛋白质结合水的能力一般比天然蛋变性蛋白质结合水的能力一般比天然蛋 白质高约白质高约1010） pHpH 温度温度 远离等电点加工远离等电点加工 盐盐 & 影响蛋白质结合水的环境因素影响蛋白质结合水的环境因素 低盐，低盐，“盐溶盐溶” 高盐，高盐，“盐析盐析” 在在低盐浓度低盐浓度（0.2mol/L0.2mol/L）时，离）时，离 子同蛋白质电荷基团相互作用而子同蛋白质电荷基团相互作用而降低相降低相 邻分子的相反电荷间的静电吸引邻分子的相反电荷间的

11、静电吸引，从而，从而 有助于蛋白质水化和提高其溶解度，这有助于蛋白质水化和提高其溶解度，这 叫叫盐溶盐溶效应。效应。 当当盐浓度更高盐浓度更高时，由于时，由于离子的水化离子的水化 作用争夺了水作用争夺了水，导致蛋白质，导致蛋白质“脱水脱水”， 从而降低其溶解度，这叫做从而降低其溶解度，这叫做盐析效应。盐析效应。 持水能力持水能力 n 是指蛋白质是指蛋白质吸水并将水保留吸水并将水保留在蛋白质组织在蛋白质组织 （如（如 n蛋白质凝胶、牛肉和鱼肌肉）中的能力。蛋白质凝胶、牛肉和鱼肌肉）中的能力。 2、蛋白质的溶解度、蛋白质的溶解度 蛋白质蛋白质-蛋白质蛋白质溶剂溶剂-溶剂溶剂蛋白质蛋白质-溶剂溶剂

12、+ + 实实 质质 n疏疏 水水 相相 n互互 作作 用用 离子相离子相 互作用互作用+ + 蛋白质的溶解度大小蛋白质的溶解度大小 v最受蛋白质溶解度影响的功能性质：最受蛋白质溶解度影响的功能性质：增稠、起泡、乳化增稠、起泡、乳化 和胶凝作用。和胶凝作用。 n平均疏水性愈小和电荷频率愈大，蛋白质的溶平均疏水性愈小和电荷频率愈大，蛋白质的溶 解度愈大。解度愈大。 氨基酸残基平均氨基酸残基平均 疏水性的大小疏水性的大小 电荷频率高低电荷频率高低 蛋白质溶解度蛋白质溶解度 决定决定 决定决定 BigelowBigelow的蛋白质溶解度理论的蛋白质溶解度理论 植物蛋白质提取植物蛋白质提取: : pH8

13、pH89 9高度溶解高度溶解 pH4.5pH4.54.84.8处处 采用等电点沉淀。采用等电点沉淀。 q pH pH 当当pHpHpIpI时，时， 蛋白质的溶解度最低蛋白质的溶解度最低 r 盐盐离子强度离子强度与蛋白质相互作用与蛋白质相互作用 T40T40T40 温温 度度 升升 高高 溶解度减少溶解度减少 r 温度温度 r 有机溶剂有机溶剂 n 导致蛋白质导致蛋白质溶解度溶解度下降下降或或沉淀沉淀 降低水介质的介电常数降低水介质的介电常数 提高静电作用力提高静电作用力 静电斥力导致分子结构的展开静电斥力导致分子结构的展开 促进氢键的形成和反电荷间的静电吸引促进氢键的形成和反电荷间的静电吸引

14、3.黏度黏度 n黏度黏度指流体对流动的阻抗能力指流体对流动的阻抗能力 黏度系数黏度系数 剪切力剪切力 剪切速率剪切速率 n蛋白质剪切稀释的原因：蛋白质剪切稀释的原因： n分子朝着流动方向逐渐分子朝着流动方向逐渐取向取向，使摩擦阻力降低，使摩擦阻力降低 n蛋白质的水合范围沿着流动方向变形蛋白质的水合范围沿着流动方向变形 n氢键和其他弱键断裂导致蛋白质聚集体或网络结构氢键和其他弱键断裂导致蛋白质聚集体或网络结构 的解离，蛋白质体积变小。的解离，蛋白质体积变小。 影响蛋白质流体粘度特性因素影响蛋白质流体粘度特性因素 n蛋白质被分散的分子或颗粒的表观直径蛋白质被分散的分子或颗粒的表观直径 n蛋白质蛋白

15、质-溶剂的相互作用溶剂的相互作用 n蛋白质蛋白质-蛋白质相互作用蛋白质相互作用 n 蛋白质的蛋白质的粘度特性粘度特性是流体食品（饮料、肉汤、稀是流体食品（饮料、肉汤、稀 奶油等）的重要功能性质。奶油等）的重要功能性质。 n 在流体食品的输送、混合、加热、冷却和喷雾干在流体食品的输送、混合、加热、冷却和喷雾干 燥等加工过程中影响传热传质，必须加以考虑。燥等加工过程中影响传热传质，必须加以考虑。 4、蛋白质的胶凝作用、蛋白质的胶凝作用 l沉淀作用沉淀作用：是指由于蛋白质的溶解性完全或部分是指由于蛋白质的溶解性完全或部分 丧失而引起的聚集反应。丧失而引起的聚集反应。 l絮凝絮凝：是指蛋白质是指蛋白质

16、未发生变性时未发生变性时的的无规则无规则聚集反聚集反 应，这常常是因为链间的静电排斥降低而发生的应，这常常是因为链间的静电排斥降低而发生的 一种现象。一种现象。 l凝结作用凝结作用：变性蛋白质变性蛋白质的的无规聚集无规聚集反应和蛋白质反应和蛋白质- -蛋蛋 白质的相互作用大于蛋白质白质的相互作用大于蛋白质- -溶剂的相互作用引起溶剂的相互作用引起 的聚集反应，定义为凝结作用。的聚集反应，定义为凝结作用。 l凝胶凝胶：是指是指变性变性的蛋白质分子聚集并形的蛋白质分子聚集并形 成有序的蛋白质网络结构过程。成有序的蛋白质网络结构过程。 l例如：豆腐、熟鸡蛋、酸奶等例如：豆腐、熟鸡蛋、酸奶等 n溶胶：

17、靠蛋白质分子表面亲水基团与水溶胶：靠蛋白质分子表面亲水基团与水 作用形成稳定分散于水中的作用形成稳定分散于水中的亲水胶体亲水胶体。 溶溶 胶胶 & 凝胶化作用机制凝胶化作用机制 n 溶胶状态溶胶状态-似凝胶状态似凝胶状态-有序的网络结构状态有序的网络结构状态 & 凝胶化的相互作用凝胶化的相互作用 A氢键、静电相互作用氢键、静电相互作用可逆凝胶（明胶）可逆凝胶（明胶） A疏水相互作用疏水相互作用不可逆凝胶（蛋清蛋白）不可逆凝胶（蛋清蛋白） A二硫键二硫键不可逆凝胶（乳清蛋白）不可逆凝胶（乳清蛋白） A金属离子的交联相互作用金属离子的交联相互作用 4 4、蛋白质的胶凝作用、蛋白质的胶凝作用 n加热

18、后再冷却而形成的凝胶加热后再冷却而形成的凝胶 n这种凝胶多为热可逆凝胶，如明胶凝胶；这种凝胶多为热可逆凝胶，如明胶凝胶； n在加热下所形成的凝胶在加热下所形成的凝胶 n这种凝胶很多不透明而且是不可逆凝胶，如蛋清蛋白在这种凝胶很多不透明而且是不可逆凝胶，如蛋清蛋白在 加热中形成的凝胶；加热中形成的凝胶； n由钙盐等二价离子盐形成的凝胶由钙盐等二价离子盐形成的凝胶，如豆腐；，如豆腐； n不加热而经部分水解或不加热而经部分水解或pH调整到等电点而形成的凝胶调整到等电点而形成的凝胶 n如用凝乳酶制作干酪、乳酸发酵制作酸奶和皮蛋生产中如用凝乳酶制作干酪、乳酸发酵制作酸奶和皮蛋生产中 碱对蛋清蛋白的部分水

19、解等。碱对蛋清蛋白的部分水解等。 & 凝胶类型凝胶类型 & 影响蛋白质凝胶化作用的因素影响蛋白质凝胶化作用的因素 氨基酸残基的类型氨基酸残基的类型 高于高于31.5%31.5%非极性非极性AAAA凝结块类型凝结块类型 低于低于31.5%31.5%非极性非极性AAAA透明类型透明类型 pIpI凝结块类凝胶凝结块类凝胶 极端极端pHpH弱凝胶，半透明弱凝胶，半透明 形成凝胶的最适形成凝胶的最适pHpH约约7 78 8 CaCa2+ 2+强化了凝胶结构 强化了凝胶结构 过量钙桥产生凝结块过量钙桥产生凝结块 pHpH 蛋白质的浓度蛋白质的浓度浓度越大，越易形成凝胶浓度越大，越易形成凝胶 金属离子金属离

20、子 & 蛋白质凝胶化在食品中的应用蛋白质凝胶化在食品中的应用 果冻果冻 豆腐豆腐 香肠香肠 蛋白质的组织化蛋白质的组织化是使可溶性植物蛋白或是使可溶性植物蛋白或 乳蛋白形成具咀嚼性和良好持水性的薄膜或纤乳蛋白形成具咀嚼性和良好持水性的薄膜或纤 维状产品，且在以后的水合或加热处理中能保维状产品，且在以后的水合或加热处理中能保 持良好的性能持良好的性能。 组织化的蛋白质可以作为组织化的蛋白质可以作为肉的代用品或替代肉的代用品或替代 物物，还可以用于对，还可以用于对动物蛋白进行重组织化动物蛋白进行重组织化 例如对牛肉或禽肉的重整加工例如对牛肉或禽肉的重整加工 5 5、蛋白质的组织化、蛋白质的组织化

21、常见的蛋白质组织化方法常见的蛋白质组织化方法 n1.热凝固和簿膜形成：热凝固和簿膜形成： n豆浆在豆浆在95保持几小时，光滑的金属表面会形成一层薄保持几小时，光滑的金属表面会形成一层薄 膜，如腐竹的生产。膜，如腐竹的生产。 n2.热塑性挤压：热塑性挤压： n使蛋白质中的使蛋白质中的含水量为含水量为10-30%，在，在高压下高压下10000- 20000kPa，使其在，使其在20-150s 内温度升高到内温度升高到150-200， 挤压通过蕊板。挤压通过蕊板。 n得到得到干燥的纤维多孔状颗粒或小块，干燥的纤维多孔状颗粒或小块，复水后咀嚼性好复水后咀嚼性好。 n肉丸、汉堡包的肉糜、肉的替代物、填充

22、物等。肉丸、汉堡包的肉糜、肉的替代物、填充物等。 n3.纤维的形成：纤维的形成： nPH10的条件下，的条件下，高浓度高浓度的的蛋白溶液蛋白溶液脱气脱气 澄清澄清通过管蕊板通过管蕊板（每平方厘米（每平方厘米1000 孔，孔， 孔径为孔径为50-150m）酸性氯化钠溶液酸性氯化钠溶液（等（等 电沉淀或盐析）电沉淀或盐析）压缩压缩成品成品。 n面团形成性：面团形成性：一些植物一些植物(小麦、黑麦、燕麦、大麦等小麦、黑麦、燕麦、大麦等) 的面粉在室温下与水混合并揉搓后可形成粘稠、有弹的面粉在室温下与水混合并揉搓后可形成粘稠、有弹 性的面团性的面团，将这种将这种性质性质叫做面团的形成性。叫做面团的形成

23、性。 n这是小麦面粉转化为面包面团，并经发酵烘烤形成面包的基这是小麦面粉转化为面包面团，并经发酵烘烤形成面包的基 础。础。 n小麦面粉中其它的成分如淀粉、糖、脂类、可溶性蛋白等，小麦面粉中其它的成分如淀粉、糖、脂类、可溶性蛋白等， 都有利于面筋蛋白形成面团网络结构和构成面包质地。都有利于面筋蛋白形成面团网络结构和构成面包质地。 6 6、面团的形成、面团的形成 n面筋蛋白面筋蛋白 n（占（占Pro80 ） 麦谷蛋白麦谷蛋白：分子质量大，分子质量大，二硫键二硫键（链内、链（链内、链 间），决定面团的间），决定面团的弹性、黏合性弹性、黏合性和和抗张强度抗张强度 麦醇溶蛋白麦醇溶蛋白：链内二硫键，促进

24、面团的链内二硫键，促进面团的流流 动性、伸展性动性、伸展性和和膨胀性膨胀性。 过度黏结过度黏结 过度延展过度延展 6 6、面团的形成、面团的形成 面筋蛋白质中含有的化学键面筋蛋白质中含有的化学键 氢键氢键 谷氨酰胺、脯氨酸和丝氨酸、苏氨酸谷氨酰胺、脯氨酸和丝氨酸、苏氨酸 水吸收能力强，有黏性水吸收能力强，有黏性 非极性氨基酸非极性氨基酸 使蛋白使蛋白相互聚集、有黏弹性相互聚集、有黏弹性 与脂肪有效结合与脂肪有效结合 二硫键二硫键使面团使面团坚韧坚韧 概念概念: :是指蛋白质能自发地迁移至汽是指蛋白质能自发地迁移至汽- -水界面或油水界面或油- -水水 界面的性质。界面的性质。 具有界面性质的蛋

25、白质必要条件：具有界面性质的蛋白质必要条件： 7 7、蛋白质的界面性质、蛋白质的界面性质 能否快速地能否快速地吸附至界面吸附至界面 能否快速地能否快速地展开展开并在界上面并在界上面再定向再定向 能否形成能否形成经受热经受热和和机械运动的膜机械运动的膜 能否能否快速的吸附至界面快速的吸附至界面 与蛋白质的与蛋白质的表面分子特性表面分子特性有密切关系有密切关系 如果蛋白质表面如果蛋白质表面 非极性残基很多非极性残基很多 形成的形成的疏水小区很多疏水小区很多 则蛋白质能快速自发地则蛋白质能快速自发地 吸附至界面吸附至界面 能否能否形成形成具有强黏结性粘弹膜具有强黏结性粘弹膜 与蛋白质的与蛋白质的分子

26、大小、形状分子大小、形状等相关等相关 列车状构象列车状构象的的比例愈大比例愈大，蛋白质愈是强烈地与，蛋白质愈是强烈地与 界面相结合，并且表面张力愈是低。界面相结合，并且表面张力愈是低。 影响蛋白质界面性质的因素：影响蛋白质界面性质的因素： 内在因素内在因素外在因素外在因素 氨基酸组成氨基酸组成pHpH 非极性非极性AAAA与极性与极性AAAA之比之比离子强度和种类离子强度和种类 疏水性基团与亲水性基团的分布疏水性基团与亲水性基团的分布蛋白质浓度蛋白质浓度 二级、三级和四级结构二级、三级和四级结构时间时间 二硫键二硫键温度温度 分子大小和形状分子大小和形状 分子柔性分子柔性 7 7、蛋白质的界面

27、性质、蛋白质的界面性质 乳化性质乳化性质 Emulsifying PropertiesEmulsifying Properties 起泡性起泡性 Foaming PropertiesFoaming Properties n蛋白质可以促进乳浊液形成及稳定的性质蛋白质可以促进乳浊液形成及稳定的性质，称为，称为 蛋白质的乳化性质。蛋白质的乳化性质。 n蛋白质蛋白质具有乳化性质的原因具有乳化性质的原因： n是其是其具有具有两亲性两亲性，即既亲水也亲油的性质，即既亲水也亲油的性质 乳化性质乳化性质 牛乳，奶油，冰淇淋，蛋黄酱，肉馅等。牛乳，奶油，冰淇淋，蛋黄酱，肉馅等。 食品乳状液食品乳状液 在油水体系

28、中，蛋白质能在油水体系中，蛋白质能自发地迁移到自发地迁移到油水油水 界面和气水界面界面和气水界面 到达界面后，到达界面后，疏水基定向到油相和气相疏水基定向到油相和气相， 亲水基定向到水相亲水基定向到水相并广泛并广泛展开展开和和扩散扩散， 在界面形成一种在界面形成一种蛋白质吸附层蛋白质吸附层，从而起到，从而起到稳定稳定 乳浊液的作用。乳浊液的作用。 促进乳浊液形成并稳定的本质促进乳浊液形成并稳定的本质： 乳化性评价指标乳化性评价指标 (1)(1)蛋白质乳化能力蛋白质乳化能力(EC)(EC): :是指在乳状液相转变前每是指在乳状液相转变前每 克蛋白质所能乳化的油的体积。克蛋白质所能乳化的油的体积。

29、 蛋白质g ml相转转变前能乳化 乳化能力 油 (2)(2)乳化乳化稳定性（稳定性（ESES） 100 乳状液最初体积 乳状液最终 乳状液稳状液 体积 影响蛋白质乳化作用的因素影响蛋白质乳化作用的因素: n蛋白质的溶解度：蛋白质的溶解度：正相关正相关 npH值：值： npH=PI，溶解度，溶解度低低，乳化性，乳化性差差；溶解度；溶解度高高，乳化性，乳化性好好 n加热：加热：乳化能力乳化能力 n添加小分子表面活性剂添加小分子表面活性剂 n 使蛋白质保留界面能力使蛋白质保留界面能力，使乳化能力，使乳化能力 n蛋白质的疏水性和界面存在形式：蛋白质的疏水性和界面存在形式： n蛋白质的蛋白质的疏水性越强

30、疏水性越强，在界面吸附在界面吸附的蛋白质的蛋白质浓度越高浓度越高， 界面张力越低界面张力越低，乳浊液越稳定乳浊液越稳定；蛋白质在界面上以；蛋白质在界面上以列车列车 状形式存在状形式存在，有，有利于表面张力的降低利于表面张力的降低和乳浊液的稳定。和乳浊液的稳定。 蛋白质的起泡性质蛋白质的起泡性质 n是指是指蛋白质在汽蛋白质在汽-液界面形成坚韧的薄膜使液界面形成坚韧的薄膜使 大量气泡并入和稳定的能力。大量气泡并入和稳定的能力。 n泡沫型食品：蛋糕、棉花糖、蛋奶酥、啤酒泡泡沫型食品：蛋糕、棉花糖、蛋奶酥、啤酒泡 沫、面包等。沫、面包等。 n泡沫泡沫通常指通常指气泡分散在气泡分散在含有表面活性剂的连续

31、含有表面活性剂的连续 液相或半固相的液相或半固相的分散体系分散体系。 n泡沫的基本单位是泡沫的基本单位是液膜包围的气泡液膜包围的气泡，气泡的直，气泡的直 径从径从1m到数到数cm不等。不等。 n液膜和气泡间的界面上吸附着液膜和气泡间的界面上吸附着表面活性剂表面活性剂，起起 着着降低表面张力降低表面张力和和稳定气泡稳定气泡的作用。的作用。 n含有含有大量的大量的气泡气泡 n在气相和连续液相之间要有在气相和连续液相之间要有较大的表面积较大的表面积 n要有要有能胀大能胀大，且有，且有刚性或半刚性刚性或半刚性并有并有弹性弹性的膜或壁的膜或壁 n溶质的浓度在溶质的浓度在表面表面较高较高 n可反射光，看起

32、来不透明可反射光，看起来不透明 良好的食品泡沫良好的食品泡沫应该具有以下特点：应该具有以下特点： n一种是将气体通过一个多孔分散器鼓入低浓度的一种是将气体通过一个多孔分散器鼓入低浓度的 蛋白溶液中；蛋白溶液中； n第二种是在大量气体存在的条件下，通过打擦或第二种是在大量气体存在的条件下，通过打擦或 振荡蛋白质溶液而产生泡沫；振荡蛋白质溶液而产生泡沫； n第三中方法是将一个预先给加压的气体溶于要生第三中方法是将一个预先给加压的气体溶于要生 产泡沫的蛋白质溶液中，突然减压，系统中的气产泡沫的蛋白质溶液中，突然减压，系统中的气 体则会膨胀而形成泡沫。体则会膨胀而形成泡沫。 蛋白泡沫形成方法：蛋白泡沫

33、形成方法： n 泡沫是泡沫是介稳的气体分散体系介稳的气体分散体系，因此借助于一些条，因此借助于一些条 件改变或施加作用，可以使泡沫破坏。件改变或施加作用，可以使泡沫破坏。 n在重力、气泡内外在重力、气泡内外压力差压力差和和蒸发蒸发的作用下，通过的作用下，通过 液膜排水使泡沫破坏；液膜排水使泡沫破坏； n气泡气泡从小泡向大泡扩散从小泡向大泡扩散会导致泡沫破坏；会导致泡沫破坏； n受受机械剪切力机械剪切力、气泡、气泡碰撞力碰撞力和超声和超声振荡振荡的作用，的作用， 气泡液膜也会破裂。气泡液膜也会破裂。 n蛋白质的起泡力蛋白质的起泡力：是指蛋白质能产生的是指蛋白质能产生的界面面积的界面面积的 量量

34、n测定测定蛋白质起泡力的蛋白质起泡力的方法：方法： n将一定浓度和体积的蛋白质溶液加入带有刻度的容器将一定浓度和体积的蛋白质溶液加入带有刻度的容器 内，用一定的方法使其起泡，测定内，用一定的方法使其起泡，测定泡沫的泡沫的最大体积最大体积， 分别计算泡沫的分别计算泡沫的膨胀率膨胀率和和起泡力起泡力。 蛋白质的蛋白质的起泡力起泡力和和泡沫稳定性泡沫稳定性 %100 起始液体的体积 起始液体的体积泡沫体积 膨胀率 %100)( 液体的体积 并入的气体的体积 起泡力 FP 不同蛋白质溶液的起泡力不同蛋白质溶液的起泡力 蛋白质种类蛋白质种类起泡力起泡力 牛血清清蛋白牛血清清蛋白280280 乳清分离蛋白

35、乳清分离蛋白600600 鸡蛋蛋清鸡蛋蛋清240240 卵清蛋白卵清蛋白4040 牛血浆牛血浆260260 -乳球蛋白乳球蛋白480480 血纤维蛋白原血纤维蛋白原360360 大豆蛋白（酶水解）大豆蛋白（酶水解）500500 明胶（酸法加工猪皮明胶）明胶（酸法加工猪皮明胶）760760 100 泡沫的初体积 后的体积30min放置 性泡沫稳定 蛋白质的蛋白质的起泡性质起泡性质评价评价 n测定测定泡沫稳定性泡沫稳定性的方法：的方法： n在起泡完成后，在起泡完成后，迅速测定迅速测定泡沫体积，然后在一定条件泡沫体积，然后在一定条件 下放置一段时间（通常为下放置一段时间（通常为30min）后）后再测

36、定泡沫体积再测定泡沫体积， 计算泡沫稳定性。计算泡沫稳定性。 n测定泡沫稳定性的方法：测定泡沫稳定性的方法： n测定液膜排水或测定液膜排水或1/2排水所需的时间排水所需的时间 n如果如果鼓泡鼓泡形成泡沫，可在刻度玻璃仪器中直接起泡，形成泡沫，可在刻度玻璃仪器中直接起泡， 然后观察排水过程和然后观察排水过程和测量测量1/2排水所需时间排水所需时间； n如果如果搅打搅打起泡，测定应在特制的不锈钢仪器中进行，起泡，测定应在特制的不锈钢仪器中进行， 该仪器有专门的下水装置收集排水，可该仪器有专门的下水装置收集排水，可连续测量排连续测量排 水过程和排水时间水过程和排水时间。 蛋白质作为起泡剂的蛋白质作为

37、起泡剂的必要条件必要条件 n必须快速地吸附至气必须快速地吸附至气-水界面水界面 n必须易在界面上展开和重排必须易在界面上展开和重排 n必须在界面上形成一层粘合性膜必须在界面上形成一层粘合性膜 va、缺乏二、三级结构的缺乏二、三级结构的P分子分子 vb、具有较好的溶解性、具有较好的溶解性 vc、蛋白质分子之间存在一定的粘着作用力、蛋白质分子之间存在一定的粘着作用力 vd、蛋白质分子有一定疏水值、蛋白质分子有一定疏水值 影响起泡性质的因素影响起泡性质的因素: n蛋白质的分子性质蛋白质的分子性质 有有良好起泡力良好起泡力的蛋白质的蛋白质不具有稳定泡沫的能力不具有稳定泡沫的能力， 而而能产生稳定泡沫能

38、产生稳定泡沫的蛋白质往往的蛋白质往往不具有良好的不具有良好的 起泡力起泡力。 蛋白质的浓度蛋白质的浓度 2一一8，随着浓度增加起泡性随着浓度增加起泡性增加增加。 超过超过10，则会由于蛋白质则会由于蛋白质溶解度下降溶解度下降而导致气泡而导致气泡变变 小小，泡沫，泡沫变硬变硬。 温度温度 泡沫产生前适度热处理泡沫产生前适度热处理有利有利提高提高起泡能力，但过渡热起泡能力，但过渡热 处理会损害起泡能力处理会损害起泡能力 lpH值值 l大多数食品泡沫是在大多数食品泡沫是在不同于其不同于其Pr等电点等电点的条件下制备的条件下制备 l在在pI时时Pr的的溶解度很低溶解度很低，形成泡沫，形成泡沫数量较少数

39、量较少（泡沫膨胀率（泡沫膨胀率 较低），但泡沫的较低），但泡沫的稳定性较高稳定性较高。 l盐盐 l盐析盐析时则显示时则显示较好较好的起泡性质。的起泡性质。 l盐溶盐溶时则显示时则显示较差较差的起泡性质。的起泡性质。 lNaCl：增加膨胀度增加膨胀度和和降低泡沫的稳定性降低泡沫的稳定性 (降低粘度降低粘度) lCa2+：提高泡沫的稳定性提高泡沫的稳定性，Pr-COOH搭桥搭桥 n糖糖：抑制抑制Pr起泡起泡（提高了体相的黏度），但可（提高了体相的黏度），但可提高泡沫的提高泡沫的 稳定性稳定性（蛋白质分子的结构比较稳定，当其吸附到界面上（蛋白质分子的结构比较稳定，当其吸附到界面上 时较难展开）。时较

40、难展开）。 n脂脂：对对Pr的起泡和泡沫的稳定性都不利的起泡和泡沫的稳定性都不利。（可以竞可以竞争的方争的方 式取代式取代界面上的蛋白质，减少了膜的厚度和黏合性并最终界面上的蛋白质，减少了膜的厚度和黏合性并最终 因因膜的削弱膜的削弱而导致泡沫稳定性下降而导致泡沫稳定性下降） n搅打搅打 n 过度激烈搅打也会导致泡沫稳定性降低过度激烈搅打也会导致泡沫稳定性降低 n消泡剂消泡剂硅油硅油 蛋白质蛋白质风味风味 + 蛋白质蛋白质-风味风味 有有 利利 不不 有有 利利 良好风味载体良好风味载体与不良风味结合与不良风味结合 结合方式结合方式 n干蛋白粉干蛋白粉 n物理吸附物理吸附范德华力、物理截留范德华

41、力、物理截留 n化学吸附化学吸附静电吸附、氢键结合和共价结合静电吸附、氢键结合和共价结合 n液态或高水分食品中蛋白质液态或高水分食品中蛋白质 n非极性配位体非极性配位体与蛋白质表面的与蛋白质表面的疏水性小区疏水性小区相互作用相互作用 n通过通过氢键氢键相互作用相互作用 n静电相互作用静电相互作用 n共价键共价键（醛类化合物通过共价键结合至赖氨酸残基上）（醛类化合物通过共价键结合至赖氨酸残基上） 影响蛋白质与风味结合的因素影响蛋白质与风味结合的因素 水：水：提高提高Pr对对极性挥发物极性挥发物的结合，对非极性风味化合的结合，对非极性风味化合 物的结合没有影响。物的结合没有影响。 pH：碱性碱性p

42、H比在酸性比在酸性pH更能更能促进促进与风味物的结合与风味物的结合 热：热：热变性一般会使热变性一般会使Pr的风味结合作用的风味结合作用有所加强有所加强 盐：盐：凡能使凡能使Pr解离或二硫键断裂解离或二硫键断裂的盐类，都能的盐类，都能提高提高Pr 的的风味结合能力风味结合能力 1 1、热加工对蛋白质的影响、热加工对蛋白质的影响 第五节第五节 食品蛋白质加工和储藏中的变化食品蛋白质加工和储藏中的变化 适度的热处理适度的热处理（T T 100100），产生有利影响），产生有利影响 n适度变性，促进蛋白质消化适度变性，促进蛋白质消化 n部分酶失活部分酶失活（蛋白酶、脂肪氧合酶、淀粉酶、多酚（蛋白酶、

43、脂肪氧合酶、淀粉酶、多酚 氧化酶的失活氧化酶的失活防止食品在保藏期内产生不良风防止食品在保藏期内产生不良风 味：酸败、色变等）味：酸败、色变等） n破坏抗营养因子和有毒性的蛋白质破坏抗营养因子和有毒性的蛋白质 剧烈加热和过度加热（剧烈加热和过度加热（T100T100） 蛋白质生物有效性（失活）蛋白质生物有效性（失活），营养价值和消化率营养价值和消化率 （引起外消旋化：（引起外消旋化：L L D D） 形成有毒有害物质，甚至有癌物形成有毒有害物质，甚至有癌物 例如：例如：180180200200，色和谷残基形成热解产物，色和谷残基形成热解产物 致癌致癌/ /致诱变致诱变 营养成分损失营养成分损失

44、 含硫氨基酸（半胱氨酸、胱氨酸等）脱硫而被破坏含硫氨基酸（半胱氨酸、胱氨酸等）脱硫而被破坏 碱性氨基酸（赖氨酸、精氨酸）脱一个碱性氨基酸（赖氨酸、精氨酸）脱一个NHNH2 2而改变而改变 蛋白质的功能特性蛋白质的功能特性 2、低温处理下的变化、低温处理下的变化 & 食品的低温贮藏食品的低温贮藏可延缓或阻止微生物的生长可延缓或阻止微生物的生长并并抑制酶的抑制酶的 活性及化学变化活性及化学变化。 n冷却（冷藏）：冷却（冷藏）：影响不大影响不大 n冷冻（冻藏）：冷冻（冻藏）：可使蛋白质变性可使蛋白质变性 冰结晶，蛋白质变性，水化作用降低冰结晶，蛋白质变性，水化作用降低 快速冷冻法快速冷冻法 鲜豆腐鲜

45、豆腐冻豆腐冻豆腐 鲜乳鲜乳冷冻冷冻分层（蛋白质上部）分层（蛋白质上部）（溶解）不完全复原（溶解）不完全复原 一般一般0044保存保存 3、脱水处理下的变化、脱水处理下的变化 n 传统的脱水方法。传统的脱水方法。 n 真空干燥。真空干燥。 n 冷冻干燥。冷冻干燥。 n 喷雾干燥。喷雾干燥。 n 鼓膜干燥。鼓膜干燥。 脱水的影响：脱水的影响： 当水分被大量除去时，当水分被大量除去时，P PP P相互作用相互作用，引起，引起ProPro分子大分子大 量的量的聚集聚集 在在高温下高温下除去水分可导致除去水分可导致ProPro溶解度溶解度和和表面活性表面活性急剧急剧降低降低 4、碱处理下的变化、碱处理下

46、的变化 与热处理同时进行与热处理同时进行时，对蛋白质的营养价值影响很大时，对蛋白质的营养价值影响很大 目的目的: : 植物蛋白质助溶，水发海参熔化掉；油料种子去除黄曲植物蛋白质助溶，水发海参熔化掉；油料种子去除黄曲 霉毒素霉毒素. . 副作用：副作用： 消去反应、交联反应（引起蛋白质劣化的主要原因）、消去反应、交联反应（引起蛋白质劣化的主要原因）、 外消旋化、水解等。外消旋化、水解等。 导致蛋白质营养价值的降低，甚至还产生有害物质导致蛋白质营养价值的降低，甚至还产生有害物质 5 5、氧化处理下的变化、氧化处理下的变化 食品加工过程中过食品加工过程中过氧化氢、过氧乙酸、过氧化苯甲酰氧化氢、过氧乙

47、酸、过氧化苯甲酰等等 用于无菌包装系统的包装容器（罐头、牛乳等）杀菌、面粉用于无菌包装系统的包装容器（罐头、牛乳等）杀菌、面粉 等漂白。等漂白。 氨基酸（蛋白质）氨基酸（蛋白质）氧化：氧化：致癌物、营养价值致癌物、营养价值 色氨酸色氨酸甲酰犬尿氨酸（动物实验甲酰犬尿氨酸（动物实验致癌致癌） 吊白块吊白块甲醛甲醛+ +次硫酸氢钠次硫酸氢钠 6、辐照处理下的变化、辐照处理下的变化 n首先首先水分子游离成自由基和水合电子水分子游离成自由基和水合电子 n再再与蛋白质反应而使蛋白质变性与蛋白质反应而使蛋白质变性 nP中的含中的含硫氨基酸硫氨基酸和和芳香氨基酸残基芳香氨基酸残基最易分解最易分解 n并并引起

48、低水分食品中多肽链断裂引起低水分食品中多肽链断裂 第六节第六节 常见食品蛋白质与新蛋白质资源常见食品蛋白质与新蛋白质资源 6大豆蛋白大豆蛋白 6肉蛋白肉蛋白 6乳蛋白乳蛋白 6卵蛋白卵蛋白 6小麦蛋白小麦蛋白 n 在油籽作物中以大豆蛋白最为重要在油籽作物中以大豆蛋白最为重要 n一是因为它的一是因为它的种植面积种植面积非常非常大大， n二是它的二是它的必需氨基酸组成必需氨基酸组成与动物蛋白十分接近。与动物蛋白十分接近。 n 大豆经脱脂加工以得到三种不同的商品大豆蛋白：大豆经脱脂加工以得到三种不同的商品大豆蛋白： n脱脂豆粉脱脂豆粉 n浓缩大豆蛋白浓缩大豆蛋白 n大豆蛋白分离物大豆蛋白分离物(大豆分离蛋白大豆分离蛋白) & 大豆蛋白大豆蛋白 酪蛋白酪蛋白 乳清蛋白乳清蛋白 占乳蛋白的占乳蛋白的8082 乳球蛋白，乳球蛋白，5050 牛奶加热产生的气味牛奶加热产生的气味 乳清蛋白，乳清蛋白，2525 & 乳蛋白乳蛋白 肌浆中的蛋白质肌浆中的蛋白质 肌原纤维蛋白质肌原纤维蛋白质 基质蛋白质基质蛋白质 占占20203030 肌溶蛋白肌溶蛋白, ,球蛋白球蛋白X,X,肌红蛋白肌红蛋白 肌原蛋白肌原蛋白 弹性蛋白弹性蛋白 占占51515353 肌球蛋白，肌动蛋白肌球蛋白，肌动蛋白 肌动球蛋白，肌原球蛋白肌动球蛋白，肌原球蛋白 & 肉中的蛋白质肉中的蛋