第五章蛋白质化学

1、 第五章第五章 蛋白质蛋白质Chapter 5 ProteinChapter 5 Protein内容提要内容提要1.1.氨基酸氨基酸v氨基酸的分类氨基酸的分类v氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质2.2.蛋白质蛋白质v蛋白质的分类和结构蛋白质的分类和结构v蛋白质的化学性质蛋白质的化学性质v蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质v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5.1 5.1 氨基酸（氨基酸（Amino acidsAmino acids）1. 1. 氨基酸的分类氨基酸的分类按氨基酸的基团的极性可分四类按氨基酸的基团的极性可分四类: :vA A 非极性中性非极性中性

2、甘甘 、丙、丙 、苯丙、苯丙 、缬、亮、异亮、蛋、脯、色、缬、亮、异亮、蛋、脯、色 vB B 极性不带电极性不带电 有有羟基羟基( (HO-CHHO-CH2 2-)-)：丝：丝 、苏、苏 、酪、酪 有有巯基巯基(HS-CH(HS-CH2 2-)-)：半胱、：半胱、 胱胱 有有酰胺基酰胺基: : 谷氨酰胺、天冬酰胺谷氨酰胺、天冬酰胺 5.1 5.1 氨基酸（氨基酸（Amino acidsAmino acids）vC C带正电荷带正电荷 碱性碱性氨基酸氨基酸 3 3种种 赖：赖：+ +H H3 3N-CHN-CH2 2-CH-CH2 2-CH-CH2 2-CH-CH2 2- - 精精 、组、组 v

3、D D带负电荷（带负电荷（酸性酸性氨基酸）氨基酸） 谷：谷：-OOC-CH-OOC-CH2 2CHCH2 2- - 天门冬：天门冬： -OOC-CH -OOC-CH2 2- -5.1 5.1 氨基酸（氨基酸（Amino acidsAmino acids）2 2 氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质溶解度溶解度v一般地，溶于水，不（微）溶于醇、溶于醚一般地，溶于水，不（微）溶于醇、溶于醚v脯氨酸和羟脯氨酸溶于乙醇及乙醚脯氨酸和羟脯氨酸溶于乙醇及乙醚v大多数氨基酸可用有机溶剂提取大多数氨基酸可用有机溶剂提取v所有的氨基酸都溶于酸和碱的溶液所有的氨基酸都溶于酸和碱的溶液氨基酸是_化合物，在强酸性溶液中，

4、以_离子形式存在，在强碱性溶液中以_离子形式存在。5.1 5.1 氨基酸（氨基酸（Amino acids)Amino acids)熔点熔点v具有较高的熔点，一般具有较高的熔点，一般 个别个别v原因：在固态时以两性离子形式存在原因：在固态时以两性离子形式存在 旋光性旋光性v除除甘氨酸外甘氨酸外，其它均具有旋光性，其它均具有旋光性 5.1 5.1 氨基酸（氨基酸（Amino acidsAmino acids）味感味感v具有复杂的味感，具有复杂的味感，v原因：其立体结构的复杂性原因：其立体结构的复杂性v- -氨基酸多有甜味，甜味最强的为氨基酸多有甜味，甜味最强的为- -色氨酸，甜度为蔗糖色氨酸，甜度

5、为蔗糖的倍的倍v- -氨基酸有甜、苦、酸、咸、鲜等味感氨基酸有甜、苦、酸、咸、鲜等味感 v甜味：甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸甜味：甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸 v苦味：亮、异亮、甲硫氨酸苦味：亮、异亮、甲硫氨酸 v咸味：组氨酸盐咸味：组氨酸盐v鲜味：谷、天冬氨酸的钠盐，它们本身酸带鲜味鲜味：谷、天冬氨酸的钠盐，它们本身酸带鲜味简述氨基酸的呈味性质。（简）（1）甜味和苦味：一般说来，除了小环亚胺氨基酸以外，D-型氨基酸大多以甜味为主。在L-型氨基酸中，当侧基很小时，一般以甜感占优势，如甘氨酸。当侧基较大并带碱基时，通常以苦味为主，如亮氨酸。当氨基酸的侧基不大不小时，呈甜兼苦味，如缬氨酸。若侧基属酸性基团时，

6、则以酸味为主，如天冬氨酸。 （2）鲜味： 谷氨酸型鲜味剂：属脂肪族化合物，它们的定味基是两端带负电的功能团，助味基是具有一定亲水性的基团。肌苷酸型鲜味剂：属芳香杂环化合物，其定味基是亲水的核糖磷酸，助味基是芳香杂环上的疏水取代基。氨基酸对食品可呈现出不同的风味，其往往能提供令人愉快地鲜香味，论述不同氨基酸所呈现的不同风味，并举例说明。（论）氨基酸的苦味：氨基酸是多官能团分子，能与多种味受体结合，味感丰富。一般说来，除了小环亚胺氨基酸以外，D-型氨基酸大多以甜味为主。在L-型氨基酸中，当侧基很小时，一般以甜感占优势，如甘氨酸。当侧基较大并带碱基时，通常以苦味为主，如亮氨酸。当氨基酸的侧基不大不小

7、时，呈甜兼苦味，如缬氨酸。若侧基属酸性基团时，则以酸味为主，如天冬氨酸。所有氨基酸的肽都含有数目相当的AH极性基团，但各种肽分子量的大小及其含有疏水基团的本质差别很大，因而这些疏水基与苦味受体相作用的能力也很不一样。因此肽的苦味可通过计算平均疏水值来预测。因为多肽参与疏水结合的能力与非极性氨基酸侧链疏水性的总和有关，这些相互作用对多肽展开的自由能有重要影响。氨基酸的鲜味：有人认为，鲜味分子需要有一条相当于39个碳原子长的脂链，而且两端都带有负电荷，当n=46时鲜味最强。脂链不限于直链，也可为脂环的一部分。保持分子两端的负电荷对鲜味至关重要，若将羧基经过酯化、酰胺化，或加热脱水形成内酯、内酰胺后

8、，均将降低鲜味。例如，谷氨酸型鲜味剂属于脂肪族化合物，在结构上有空间专一性要求，若超出其专一性范围，将会改变或失去味感。它们的定位基是两端带负电的功能团；助味基是具有一定亲水性的基团。5.1 5.1 氨基酸（氨基酸（Amino acidsAmino acids） 疏水性疏水性v非极性基团所具有的性质非极性基团所具有的性质v氨基酸侧链具有一定的疏水性氨基酸侧链具有一定的疏水性 v可用可用1mol1mol氨基酸从乙醇中转移到的水中自由能变化氨基酸从乙醇中转移到的水中自由能变化表示表示5.1 5.1 氨基酸（氨基酸（Amino acidsAmino acids） 与茚三酮作用与茚三酮作用v氨基酸可与

9、茚三酮等摩尔反应，产物在氨基酸可与茚三酮等摩尔反应，产物在570nm570nm处有最大吸处有最大吸收收；脯氨酸、羟脯氨酸的产物在；脯氨酸、羟脯氨酸的产物在570nm570nm处有最大吸收处有最大吸收v应用：用于比色（荧光）测定氨基酸的含量应用：用于比色（荧光）测定氨基酸的含量 与亚硝酸反应（樊氏）测定方法与亚硝酸反应（樊氏）测定方法v氨基酸与亚硝酸作用可生成相应的氨基酸与亚硝酸作用可生成相应的羟基酸并释放出羟基酸并释放出N N2 2。v应用：可测定氨基酸中的氨基氮的含量应用：可测定氨基酸中的氨基氮的含量 氨基酸和一级氨反应生产强荧光衍生物氨基酸和一级氨反应生产强荧光衍生物: :v可快速定量测定

10、氨基酸、肽、蛋白质v应用应用: :用于比色（荧光）测定氨基酸的含量。此法灵敏度高用于比色（荧光）测定氨基酸的含量。此法灵敏度高( (激发波长激发波长390 nm390 nm，发射波长，发射波长475nm)475nm) v在巯基乙醇存在时，在巯基乙醇存在时，1,21,2苯二甲醛与氨基酸反应生产强荧苯二甲醛与氨基酸反应生产强荧光吲哚衍生物光吲哚衍生物v应用应用: :用于比色用于比色( (荧光荧光) )测定氨基酸的含量。激发波长测定氨基酸的含量。激发波长390nm390nm，发射波长发射波长475nm475nm5.1 5.1 氨基酸（氨基酸（Amino acidsAmino acids） 与金属离子

11、反应与金属离子反应 v许多许多重金属离子重金属离子都能和氨基酸的羧基、氨基、都能和氨基酸的羧基、氨基、硫氢基硫氢基(-SH)(-SH)反应生成不可解离的反应生成不可解离的螯合物螯合物v应用应用: : 临床医学的解救重金属中毒病人，可临床医学的解救重金属中毒病人，可用高蛋白食物先灌肠如牛奶，豆浆等，然后用高蛋白食物先灌肠如牛奶，豆浆等，然后再洗胃再洗胃 氨基酸含有羧基和氨基，因而能起氨基和羧基的化学反应，较重要的化学反应有：_、_、_、_、_、_等。5.2 5.2 蛋白质的分类和结构蛋白质的分类和结构v蛋白质的分类蛋白质的分类（一）按（一）按组成组成分分 1. 1.简单蛋白质简单蛋白质: : 水

12、解产物全部为氨基酸水解产物全部为氨基酸 如清蛋白、球蛋白如清蛋白、球蛋白 2. 2.结合蛋白质结合蛋白质: : 水解产物中除了氨基酸外，水解产物中除了氨基酸外，还有其它非蛋白质的成分还有其它非蛋白质的成分 如脂蛋白、糖蛋白、磷蛋白、核蛋白、色蛋白如脂蛋白、糖蛋白、磷蛋白、核蛋白、色蛋白5.2 5.2 蛋白质的分类和结构蛋白质的分类和结构 （二）按（二）按形状形状分分 1. 1. 球形蛋白质球形蛋白质v粘度小，溶解性好，结构复杂粘度小，溶解性好，结构复杂v自然界绝大多数的蛋白质属于球状蛋白自然界绝大多数的蛋白质属于球状蛋白v血红、肌红、球、清蛋白及酶类等血红、肌红、球、清蛋白及酶类等 2. 2.

13、 纤维状蛋白质纤维状蛋白质v粘度大，溶解性差粘度大，溶解性差v肌纤维、胶原、网状、角蛋白等肌纤维、胶原、网状、角蛋白等5.2 5.2 蛋白质的分类和结构蛋白质的分类和结构 （三）按（三）按生物功能生物功能分分 1. 1.活性蛋白质活性蛋白质: : 具有具有生物活性生物活性的蛋白质的蛋白质 酶、免疫蛋白质、运动蛋白、受体蛋白、酶、免疫蛋白质、运动蛋白、受体蛋白、贮运蛋白等贮运蛋白等 2. 2.非活性蛋白质非活性蛋白质: : 支撑或保护作用支撑或保护作用的蛋白质的蛋白质 胶原蛋白质、网状蛋白质、弹性蛋白质、胶原蛋白质、网状蛋白质、弹性蛋白质、角蛋白质和丝心蛋白质角蛋白质和丝心蛋白质5.2 5.2

14、蛋白质的分类和结构蛋白质的分类和结构 （四）按（四）按溶解度溶解度和和组成组成分分 1. 1.简单蛋白质按简单蛋白质按溶解度溶解度分分 (1) (1) 清蛋白（清蛋白（AlbuminesAlbumines）: : 溶于水和稀盐、稀酸、稀碱溶液溶于水和稀盐、稀酸、稀碱溶液 为饱和硫酸铵所沉淀为饱和硫酸铵所沉淀 加热时可凝固加热时可凝固 化学组成上含色氨酸较多化学组成上含色氨酸较多 广泛存在于生物体，如血清蛋白，乳清蛋白、蛋清蛋白、广泛存在于生物体，如血清蛋白，乳清蛋白、蛋清蛋白、麦清蛋白等麦清蛋白等5.2 5.2 蛋白质的分类和结构蛋白质的分类和结构 (2) (2) 球蛋白（球蛋白（Globul

15、ins): Globulins): 不溶于水不溶于水而溶于稀酸、稀盐和稀碱溶液而溶于稀酸、稀盐和稀碱溶液 为半饱和硫酸铵所沉淀为半饱和硫酸铵所沉淀 动物性球蛋白遇热凝固动物性球蛋白遇热凝固 植物性蛋白遇热不凝固植物性蛋白遇热不凝固 化学组成上色氨酸含量较低，精氨酸含量较高化学组成上色氨酸含量较低，精氨酸含量较高 普遍存在于动植物体中普遍存在于动植物体中, ,如血清球蛋白、肌球蛋如血清球蛋白、肌球蛋 白、植物种子球蛋白等白、植物种子球蛋白等 5.2 5.2 蛋白质的分类和结构蛋白质的分类和结构 (3) (3) 谷蛋白（谷蛋白（GlutellinesGlutellines） 不溶于水、乙醇及中性盐

16、溶液不溶于水、乙醇及中性盐溶液，溶于稀酸、稀碱，溶于稀酸、稀碱 化学组成上谷氨酸较多化学组成上谷氨酸较多 仅存于植物组织中，如小麦的麦谷蛋白、大米的仅存于植物组织中，如小麦的麦谷蛋白、大米的 米谷蛋白等米谷蛋白等 5.2 5.2 蛋白质的分类和结构蛋白质的分类和结构(4) (4) 醇溶谷蛋白（醇溶谷蛋白（Prolamines)Prolamines)不溶于水和无水乙醇，溶于不溶于水和无水乙醇，溶于70-80%70-80%乙醇、稀酸、稀碱乙醇、稀酸、稀碱仅存在于植物体内，如小麦、玉米大麦及麦芽醇溶谷仅存在于植物体内，如小麦、玉米大麦及麦芽醇溶谷蛋白蛋白组成上含脯氨酸和酰胺较多组成上含脯氨酸和酰胺较

17、多分子结构中非极性侧链比极性侧链多分子结构中非极性侧链比极性侧链多5.2 5.2 蛋白质的分类和结构蛋白质的分类和结构(5) (5) 组蛋白（组蛋白（HistonesHistones） 溶于水及稀酸，不溶于氨水溶于水及稀酸，不溶于氨水化学组成上化学组成上含有大量碱性氨基酸含有大量碱性氨基酸，如精氨酸和赖氨酸，如精氨酸和赖氨酸较多，呈弱碱性较多，呈弱碱性加热不凝固加热不凝固从动物脑腺、胰腺可分离得到，如小牛胸腺蛋白从动物脑腺、胰腺可分离得到，如小牛胸腺蛋白5.2 5.2 蛋白质的分类和结构蛋白质的分类和结构 (6) (6) 精蛋白（精蛋白（ProtaminesProtamines） v溶于水及稀

18、酸，不溶于氨水溶于水及稀酸，不溶于氨水v化学组成上精氨酸、组氨酸和赖氨酸特别化学组成上精氨酸、组氨酸和赖氨酸特别多，多， 超过组蛋白，呈碱性超过组蛋白，呈碱性v加热不凝固加热不凝固v在鱼精、鱼卵和脑腺较多，如鲑精蛋白等在鱼精、鱼卵和脑腺较多，如鲑精蛋白等 5.2 5.2 蛋白质的分类和结构蛋白质的分类和结构 (7) (7) 硬蛋白（硬蛋白（SeleroproteinsSeleroproteins）v不溶于水、盐、稀酸或稀碱不溶于水、盐、稀酸或稀碱v是作为结缔组织及保护功能的蛋是作为结缔组织及保护功能的蛋白质白质v如骨、软骨、腱、角、毛发等如骨、软骨、腱、角、毛发等5.2 5.2 蛋白质的分类和

19、结构蛋白质的分类和结构 结合蛋白质（结合蛋白质（ConjugatedConjugated）按其）按其配基部分配基部分可分可分 (1) (1)核蛋白（核蛋白（NucleoproteinsNucleoproteins）v辅基是核酸辅基是核酸，如脱氧核糖核蛋白、核糖体、烟草花叶，如脱氧核糖核蛋白、核糖体、烟草花叶病毒等病毒等v是构成细胞核的主要成分是构成细胞核的主要成分v在生物的生长和繁殖过程中有特殊的功能在生物的生长和繁殖过程中有特殊的功能5.2 5.2 蛋白质的分类和结构蛋白质的分类和结构 (2) (2) 脂蛋白（脂蛋白（LioproteinsLioproteins） v与脂质与脂质( (磷脂、

20、固醇和中性脂磷脂、固醇和中性脂) )结合的蛋白质，结合的蛋白质， 脂蛋白是脂质贮存和运输的一种形式脂蛋白是脂质贮存和运输的一种形式v如血中的如血中的11脂蛋白、卵黄球蛋白等脂蛋白、卵黄球蛋白等5.2 5.2 蛋白质的分类和结构蛋白质的分类和结构 (3) (3) 糖蛋白和粘蛋白（糖蛋白和粘蛋白（GlycoproteinsGlycoproteins） v非蛋白部分是碳水化合物非蛋白部分是碳水化合物( (粘多糖粘多糖) )v存在于骨骼、肌腱、唾液及其它动物的软组织和粘液存在于骨骼、肌腱、唾液及其它动物的软组织和粘液中中v鱼类等水产动物的体表粘液中也存在这种物质鱼类等水产动物的体表粘液中也存在这种物质

21、5.2 5.2 蛋白质的分类和结构蛋白质的分类和结构 (4) (4) 磷蛋白（磷蛋白（PhosphoproteinsPhosphoproteins）v单纯蛋白质和单纯蛋白质和磷酸磷酸组成的组成的v磷酸与丝氨酸和苏氨酸残基的羟基相结合磷酸与丝氨酸和苏氨酸残基的羟基相结合 如如: :卵黄中的卵黄磷蛋白、乳中的酪蛋白卵黄中的卵黄磷蛋白、乳中的酪蛋白 (5) (5) 色蛋白（色蛋白（ChromoproteinsChromoproteins） v蛋白质与蛋白质与有色泽的辅基基团有色泽的辅基基团( (金属金属) )结合结合v如含铁：血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素如含铁：血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素C C 含

22、镁：叶绿蛋白含镁：叶绿蛋白 含铜的血兰蛋白含铜的血兰蛋白5.2 5.2 蛋白质的分类和结构蛋白质的分类和结构 蛋白质的结构蛋白质的结构 1. 1. 一级结构一级结构 v氨基酸排列顺序氨基酸排列顺序 一级结构一级结构 2. 2. 二级结构二级结构2. 2. 主链上主链上原子的空间排列原子的空间排列二级结构二级结构 v其排列方式有：其排列方式有： v螺旋三维结构螺旋三维结构(A(A、 B B、 Z Z型型) ) ：链内链内形成氢键的结果形成氢键的结果v折叠结构折叠结构 ：链间链间形成氢键的结果，必须是两条链或以上的形成氢键的结果，必须是两条链或以上的v弯曲（弯曲（转角转角）结构）结构 v无规卷曲无

23、规卷曲 v胶元螺旋胶元螺旋折叠结构折叠结构稳定性：-折叠片-螺旋加热和冷却 -螺旋螺旋 -折叠折叠折叠结构折叠结构氢键氢键稳定性：-折叠片-螺旋加热和冷却 -螺旋螺旋 -折叠折叠v过渡结构：超二级结构、结构域过渡结构：超二级结构、结构域3.3.三级结构三级结构 v 由由二级结构形成一定构象二级结构形成一定构象三级结构三级结构 v“螺旋之螺旋螺旋之螺旋”，“折叠再折叠折叠再折叠”5.2 5.2 蛋白质的分类和结构蛋白质的分类和结构肌红蛋白肌红蛋白亲水性亲水性蛋白质蛋白质-水界面；疏水性水界面；疏水性内部内部-乳球乳球蛋白蛋白4. 4. 四级结构四级结构 v由由n n个亚基聚集成的聚合体个亚基聚集

24、成的聚合体 vn n 条多肽链在三级结构的基础缔合聚集，构成四级结构条多肽链在三级结构的基础缔合聚集，构成四级结构5.2 5.2 蛋白质的分类和结构蛋白质的分类和结构作用力和键作用力和键形成形成二、三、四级结构二、三、四级结构的作用力：的作用力： v氢键氢键( (二级二级) )v疏水键疏水键( (三级三级) )v二硫交联键二硫交联键 ( (链间共价键链间共价键) )v静电作用力静电作用力 v空间张力空间张力( (分子内作用力分子内作用力) )v范德华力范德华力维持蛋白质的空间结构的作用力有哪几种？各级结构的作用力主要有哪几种？5.3 5.3 蛋白质的化学性质蛋白质的化学性质1.1.两性性质两性

25、性质v含有大量的酸性和碱性基团含有大量的酸性和碱性基团v对酸和碱都具有强大的缓冲能力对酸和碱都具有强大的缓冲能力v广泛应用在食品加工中广泛应用在食品加工中: :v蛋白质的提取蛋白质的提取v蛋白质凝胶体的形成蛋白质凝胶体的形成5.3 5.3 蛋白质的化学性质蛋白质的化学性质2.2.蛋白质的疏水性蛋白质的疏水性v氨基酸组成的平均疏水性，可预测其水解物是否产生苦味氨基酸组成的平均疏水性，可预测其水解物是否产生苦味v平均疏水性平均疏水性5.85kJ/mol5.85kJ/mol残基，水解物可能有苦味残基，水解物可能有苦味v平均疏水性平均疏水性5.43KJ/mol5.43KJ/mol，水解物无苦味，水解物

26、无苦味5.3 5.3 蛋白质的化学性质蛋白质的化学性质3.3.渗透压和透析现象渗透压和透析现象v蛋白质溶液渗透压很低蛋白质溶液渗透压很低v应用：应用：v肉类、水产的腌制肉类、水产的腌制v蛋白质的透析分离提纯蛋白质的透析分离提纯v细菌不能在高浓度的盐、糖溶液中生存等细菌不能在高浓度的盐、糖溶液中生存等 5.3 5.3 蛋白质的化学性质蛋白质的化学性质* * *4. 4. 蛋白质的变性作用蛋白质的变性作用定义定义 v因环境因素的影响，蛋白质分子的天然构象遭到破坏，而因环境因素的影响，蛋白质分子的天然构象遭到破坏，而使其理化性质发生改变，乃至生物功能丧失的过程使其理化性质发生改变，乃至生物功能丧失的

27、过程 v变性只涉及二、三、四级结构的变化变性只涉及二、三、四级结构的变化变性实质变性实质v天然蛋白质分子从有序而紧密的结构变为松散而无序结构天然蛋白质分子从有序而紧密的结构变为松散而无序结构5.3 5.3 蛋白质的化学性质蛋白质的化学性质 蛋白质变性主要因素蛋白质变性主要因素 (1) (1) 热处理热处理 T T，氢键、静电力、范德华力，氢键、静电力、范德华力，疏水键，疏水键，HH或或 变性机理变性机理 肽键因热处理产生剧烈的热震荡而肽键因热处理产生剧烈的热震荡而导致次级键导致次级键的破坏的结果的破坏的结果 影响因素影响因素 蛋白质的性质、浓度、水活性、蛋白质的性质、浓度、水活性、PHPH、离

28、子种类、离子强度、离子种类、离子强度5.3 5.3 蛋白质的化学性质蛋白质的化学性质v疏水性氨基酸残基比例高疏水性氨基酸残基比例高的蛋白质热稳定性大的蛋白质热稳定性大 如：如：11S11S大豆蛋白、乳酪蛋白大豆蛋白、乳酪蛋白 v水能促进蛋白质的热变化水能促进蛋白质的热变化( (干的稳定干的稳定) ) 大豆粉大豆粉 10% H 10% H2 2O Td=115 O Td=115 40% H 40% H2 2O Td=97 O Td=97 v单体球状蛋白质的热变性经短时热处理是可逆的单体球状蛋白质的热变性经短时热处理是可逆的5.3 5.3 蛋白质的化学性质蛋白质的化学性质5.3 5.3 蛋白质的化

29、学性质蛋白质的化学性质 (2) (2) 机械处理机械处理 振动、揉捏、打擦产生机械剪切力，振动、揉捏、打擦产生机械剪切力，破坏破坏螺旋，螺旋， 导致蛋白质的网络结构改变导致蛋白质的网络结构改变 应用：应用： 面团的揉捏面团的揉捏 肉燕、灌肠、鱼丸等的制作时的机械揉捏肉燕、灌肠、鱼丸等的制作时的机械揉捏5.3 5.3 蛋白质的化学性质蛋白质的化学性质 (3) pH(3) pHvpH=4pH=41010稳定稳定 v极端极端pHpH改变盐键，使基团离子化，造成肽链展开改变盐键，使基团离子化，造成肽链展开, , 一般一般可逆可逆 变性机理：变性机理：v蛋白质分子上蛋白质分子上可解离基团发生不同程度的解

30、离，可解离基团发生不同程度的解离，使蛋白使蛋白质高级结构中的盐键被破坏质高级结构中的盐键被破坏5.3 5.3 蛋白质的化学性质蛋白质的化学性质(4) (4) 有机试剂有机试剂v穿透疏水区，打断疏水作用穿透疏水区，打断疏水作用v大多数可使蛋白质产生变性大多数可使蛋白质产生变性 v变性机理：变性机理： 可可改变介质的介电常数，剥夺蛋白质分子表面的水化改变介质的介电常数，剥夺蛋白质分子表面的水化层，层，使蛋白质颗粒的静电引力增加，而与邻近分子使蛋白质颗粒的静电引力增加，而与邻近分子相互吸引产生沉淀相互吸引产生沉淀5.3 5.3 蛋白质的化学性质蛋白质的化学性质(5) (5) 金属离子金属离子v过渡金

31、属离子如汞、铜、铁可使蛋白质发生变性，过渡金属离子如汞、铜、铁可使蛋白质发生变性， 这种作用在高于蛋白质等电点时更为显著这种作用在高于蛋白质等电点时更为显著 变性机理变性机理: :v可与蛋白质分子形成复合物可与蛋白质分子形成复合物vCaCa2+2+、FeFe2+2+、CuCu2+2+、MgMg2+2+等可成为蛋白质分子或其缔等可成为蛋白质分子或其缔 合物的组成部分合物的组成部分5.3 5.3 蛋白质的化学性质蛋白质的化学性质 6. 6. 界面界面v界面作用引起的蛋白界面作用引起的蛋白质变性属不可逆，质变性属不可逆，该性质对该性质对 各种食品体系都很重要各种食品体系都很重要, ,例如例如: :v

32、蛋白质在界面上的吸附有利于乳浊液和泡沫的形蛋白质在界面上的吸附有利于乳浊液和泡沫的形 成和稳定成和稳定v变性机理变性机理: : 界面吸附的蛋白质分子受力不平衡的结果界面吸附的蛋白质分子受力不平衡的结果 如如: : 蛋清起泡蛋清起泡5.3 5.3 蛋白质的化学性质蛋白质的化学性质（7 7） 辐照：辐照：v芳香族芳香族氨基酸（色、酪、苯丙）吸收光能，使构象发生改变氨基酸（色、酪、苯丙）吸收光能，使构象发生改变v导致二硫键断裂导致二硫键断裂（8 8） 静水压：静水压：v蛋白质具有柔性和可压缩性（球状），压力可引起变性，一蛋白质具有柔性和可压缩性（球状），压力可引起变性，一般可逆般可逆 5.3 5.3

33、 蛋白质的化学性质蛋白质的化学性质(9) (9) 表面活性剂表面活性剂 v 打断打断疏水相互作用疏水相互作用，导致蛋白质展开，导致蛋白质展开(10) (10) 有机溶质有机溶质 v可与蛋白质可与蛋白质形成复合物形成复合物5.3 5.3 蛋白质的化学性质蛋白质的化学性质变性对性质的影响变性对性质的影响v生物活性丧失（酶、激素、毒素、抗体生物活性丧失（酶、激素、毒素、抗体） v溶解度降低（疏水基团暴露）溶解度降低（疏水基团暴露） v改变水合性质改变水合性质 v易于酶水解易于酶水解 v粘度增大粘度增大 v不能结晶不能结晶#5.4 #5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质v1. 1. 定义定义 使食

34、品产生必要的需宜特征的蛋白质的理化性质使食品产生必要的需宜特征的蛋白质的理化性质 v2. 2. 种类种类v水合性质水合性质：蛋白质与水的相互作用：蛋白质与水的相互作用 水吸收和保持、湿润性、溶胀性、粘附性、分散性、溶解水吸收和保持、湿润性、溶胀性、粘附性、分散性、溶解度和粘度等度和粘度等 v结构性质结构性质： 蛋白质与蛋白质的相互作用蛋白质与蛋白质的相互作用 沉淀、胶凝和形成其它各种结构时性质沉淀、胶凝和形成其它各种结构时性质v表面性质表面性质：蛋白质的表面张力、乳化作用、发泡性质等：蛋白质的表面张力、乳化作用、发泡性质等5.4 5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质 1 1 水合性质水合性

35、质v蛋白质与蛋白质与H H2 2O O的作用的作用v与水可形成氢键、偶极与水可形成氢键、偶极偶极作用，离子偶极作用，离子偶极作偶极作v干燥蛋白质逐步水化过程如下：干燥蛋白质逐步水化过程如下：5.4 5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质 水化影响因素水化影响因素v浓度浓度C C ： 水的总吸收量随水的总吸收量随C C 而而 vpH pH ： pH = PI pH = PI时，时，P PP P作用最强作用最强 ，水合作用最小，溶胀最小，水合作用最小，溶胀最小 v离子强度离子强度C C：当当C C为为0.50.51M1M中性盐中性盐 ，S, S, 产生产生“盐溶效应盐溶效应”当当C1MC1M时，

36、时，SS，“盐析效应盐析效应”P PP PP PH H2 2O PO P沉淀沉淀 v温度温度T T： v一般蛋白质变性温度为一般蛋白质变性温度为50507070，TT，氢键，氢键， P PH H2 2O O作用作用。即。即TT，P P沉淀沉淀5.4 5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质2. 2. 溶解度与溶胶溶解度与溶胶蛋白质固有性质之一蛋白质固有性质之一 v应用：应用：A A、可确定天然资源中蛋白质分离、提纯的最适条件、可确定天然资源中蛋白质分离、提纯的最适条件B B、为蛋白质的应用提供重要指标、为蛋白质的应用提供重要指标C C、评价蛋白质饮料、评价蛋白质饮料v溶解度的影响因素溶解度的影

37、响因素溶解度与溶解度与pHpH、T T、种类有关、种类有关5.4 5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质v溶胶溶胶蛋白质溶液是一种胶体溶液蛋白质溶液是一种胶体溶液vP P 表面有各种亲水基表面有各种亲水基将将H H2 2O O分子吸附表面而形成一层水膜分子吸附表面而形成一层水膜5.4 5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质 提高蛋白质溶解度的方法：提高蛋白质溶解度的方法：v加加碱碱处理可促进其解离处理可促进其解离v加加还原剂还原剂如半胱氨酸、巯基乙醇、乙醇等如半胱氨酸、巯基乙醇、乙醇等切断二硫键切断二硫键的的试剂试剂 5.4 5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质3. 3. 粘度粘度v反

38、映流体对流动的阻力，用反映流体对流动的阻力，用表示表示 影响蛋白质流体粘度特性的因素：影响蛋白质流体粘度特性的因素：v浓度浓度: C , : C , v蛋白质分子的形状和表面状况蛋白质分子的形状和表面状况 v球形分子的粘度纤维状分子的粘度球形分子的粘度纤维状分子的粘度v带电荷多的分子表观直径大，则粘度也大带电荷多的分子表观直径大，则粘度也大5.4 5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质4 4 结构性质结构性质4.1 4.1 胶凝作用胶凝作用 定义定义 : :vP P胶体体系失去流动性，成为胶体体系失去流动性，成为“软胶软胶”状态的过程状态的过程 v形成形成P-P P-HP-P P-H2 2O

39、 O 有序网络凝结有序网络凝结 v水分分散在蛋白质颗粒之中形成的胶体体系水分分散在蛋白质颗粒之中形成的胶体体系 v凝胶有一定形状、弹性，半固体性质凝胶有一定形状、弹性，半固体性质 5.4 5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质2.2.形成机理：形成机理： v是蛋白质是蛋白质蛋白质、蛋白质蛋白质、蛋白质溶剂之间的相互作用，以及溶剂之间的相互作用，以及邻近的肽链之间的吸引力和排斥力最终平衡的结果邻近的肽链之间的吸引力和排斥力最终平衡的结果3 3 形成条件：形成条件： vA A、热处理、冷却、热处理、冷却 B B、加酸、加酸 vC C、添加盐类、添加盐类 D D、酶水解、酶水解 vE E、先碱化、

40、再恢复至中性或、先碱化、再恢复至中性或PI PI 点点 vF F、与多糖胶凝剂作用、与多糖胶凝剂作用 5.4 5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质4.2 4.2 织构化织构化 定义：定义：v构成食品特征结构和质地的基础构成食品特征结构和质地的基础 蛋白质织构化的方法：蛋白质织构化的方法：v热凝固和薄膜的形成：腐竹的生产热凝固和薄膜的形成：腐竹的生产v纤维的形成：人造鱼、蟹肉等生产纤维的形成：人造鱼、蟹肉等生产v热塑性挤压：如大豆蛋白人造肉的制作热塑性挤压：如大豆蛋白人造肉的制作5.4 5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质4.3 4.3 面团的形成面团的形成特点：特点：v面筋蛋白质具有独

41、特的性质面筋蛋白质具有独特的性质 面筋形成三维网络的原因：面筋形成三维网络的原因：v1.1.含有大量谷氨酰胺（约含有大量谷氨酰胺（约33%33%）和羟基氨基酸）和羟基氨基酸v2.2.有许多极性氨基酸的存在有许多极性氨基酸的存在 v3.3.形成大量的二硫交联键形成大量的二硫交联键 v4.4.面筋颗粒转变成薄膜而形成立体的具有粘弹性的三维蛋白质网络面筋颗粒转变成薄膜而形成立体的具有粘弹性的三维蛋白质网络5.4 5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质5 5 表面性质表面性质v5.1 5.1 乳化性质乳化性质 P P的疏水性越强，的疏水性越强，P P在界面的浓度越大，表面张力愈低，乳在界面的浓度越大

42、，表面张力愈低，乳状液愈稳定状液愈稳定 疏水值疏水值，表面张力，表面张力,乳化活力乳化活力(乳化活性指数，乳化活性指数，m m2 2/g)/g)5.4 5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质v乳化性评价指标乳化性评价指标5.4 5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质v影响因素影响因素vA A、蛋白质的溶解度（乳化能力）、蛋白质的溶解度（乳化能力） 溶解、乳化能力溶解、乳化能力; ; 不溶解、乳化稳定不溶解、乳化稳定vB B、pH pH PI PI时，时，C , C , 乳化能力乳化能力 vC C、加热、加热 : : 乳化能力乳化能力 vD D 、添加小分子表面活性剂、添加小分子表面活性剂

43、蛋白质保留界面能力蛋白质保留界面能力，使乳化能力，使乳化能力 vF F、一定蛋白质起始浓度一般为、一定蛋白质起始浓度一般为0.5%0.5%5.4 5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质 5.2 5.2 发泡性发泡性A A、泡沫、泡沫: :v气泡在连续的液相或半固相中形成分散体系气泡在连续的液相或半固相中形成分散体系 B B、构成、构成: : v气体气体 / / 表面活性剂表面活性剂 / / 液体液体 v表面活性剂表面活性剂 气气/ /液界面张力液界面张力 C C、形成方法：、形成方法：v搅打、鼓泡、减压搅打、鼓泡、减压5.4 5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质v典型食品泡沫的特点：典型

44、食品泡沫的特点：v含有大量的气体（低密度）含有大量的气体（低密度）v在气相和连续的液相间有较大的表面积在气相和连续的液相间有较大的表面积v在表面有较高的溶质浓度在表面有较高的溶质浓度v有能胀大、有刚性或半刚性并有弹性的膜或壁有能胀大、有刚性或半刚性并有弹性的膜或壁v有可反射的光有可反射的光5.4 5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质 形成稳定泡沫的三个重要因素：形成稳定泡沫的三个重要因素： v界面张力小界面张力小 v液相粘度大液相粘度大 v吸附蛋白膜牢固、有弹性吸附蛋白膜牢固、有弹性5.4 5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质影响泡沫形成及稳定环境因素影响泡沫形成及稳定环境因素A A、不溶性蛋白质粒子、不溶性蛋白质粒子 v对稳定泡沫起着稳定作用对稳定泡沫起着稳定作用 B B、盐类、盐类 vNaCl NaCl 使泡沫膨胀率使泡沫膨胀率稳定性稳定性 ( (降低粘度降低粘度) ) vCaCa2+2+使泡沫膨胀率使泡沫膨胀率 ( (形成形成 羧羧-Ca-Ca2+2+-羧桥键羧桥键) ) 5.4 5.4 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质影响泡沫形成及稳定环境因素影响泡沫形成及稳定环境因素C C、糖、糖 v抑制膨胀、增加稳定抑制膨胀、