食品第四章氨基酸肽和蛋白质

食品第四章氨基酸肽和蛋白质第一节氨基酸、肽、

蛋白质的一般性质一、食品中的主要氨基酸及低聚肽结合态低聚肽蛋白质游离态氨基酸第2页,共85页，2024年2月25日，星期天天然食品中的主要氨基酸：第3页,共85页，2024年2月25日，星期天二、与食品相关的氨基酸、肽的性质旋光性两性电解质味感脱氨基反应与脱羧基反应羰胺反应第4页,共85页，2024年2月25日，星期天三、与食品相关的蛋白质的一般性质（一）蛋白质的变性本质变性效应因疏水性基团的暴露而导致溶解度下降结合水能力的改变失去生物活性对蛋白酶的敏感性增加蛋白质固有粘度增加丧失结晶能力第5页,共85页，2024年2月25日，星期天影响蛋白质变性的因素物理因素①热蛋白质热变性敏感性取决于蛋白质的性质蛋白质的浓度水分活度pH值离子强度及离子种类第6页,共85页，2024年2月25日，星期天热变性结果蛋白质溶解度降低蛋白质吸水能力提高蛋白质乳化能力提高二硫键断裂产生υ－谷氨酰－ε－N－赖氨酸第7页,共85页，2024年2月25日，星期天②低温稳定的酶及蛋白质脂酶、氧化酶。不稳定的酶及蛋白质脱氨酶、11S大豆蛋白、醇溶谷蛋白、蛋及乳中蛋白质。第8页,共85页，2024年2月25日，星期天③静水压常温下蛋白质在100～1200MPa静水压作用下发生变性。机理：蛋白质（球蛋白）是柔性的和可压缩的（内部存在空穴）。用途：灭菌：使微生物细胞膜和细胞器破坏和离解。生产蛋白质凝胶：第9页,共85页，2024年2月25日，星期天④机械处理振动、捏合、打擦：蛋白质在界面发生构象变化。取决于蛋白质的柔性。挤压、高速搅拌、均质：高压、高剪切、高温。第10页,共85页，2024年2月25日，星期天⑤辐照本质：含苯环氨基酸残基对紫外线的吸收二硫键断裂氨基酸残基氧化共价键断裂离子化形成蛋白质自由基及聚合反应第11页,共85页，2024年2月25日，星期天结果：蛋白质构象改变蛋白质营养价值改变第12页,共85页，2024年2月25日，星期天化学因素酸和碱金属有机溶剂表面活性剂（二）两性性质（三）反应性：羰氨反应第13页,共85页，2024年2月25日，星期天第二节蛋白质的功能特性第14页,共85页，2024年2月25日，星期天一、什么是蛋白质的功能特性

蛋白质的功能特性是指能使蛋白质对人们所期望的食品特征作出贡献的那些物理化学性质。二、蛋白质功能特性的分类1、水化性质：涉及蛋白质与水的相互作用

主要包括：水吸收和保留、润湿性、粘着性、分散性、溶解度、粘度。第15页,共85页，2024年2月25日，星期天2、与蛋白质－蛋白质相互作用有关的性质

主要包括：凝胶作用、蛋白质面团、组织化。3、表面作用

主要包括：表面张力、乳化作用、泡沫作用第16页,共85页，2024年2月25日，星期天功能食品蛋白质类型溶解性饮料乳清蛋白粘度汤、调味汁明胶持水性香肠、蛋糕、肌肉蛋白，鸡蛋蛋白胶凝作用肉和奶酪肌肉蛋白和乳蛋白粘结-粘合肉、香肠、面条肌肉蛋白，鸡蛋蛋白弹性肉和面包肌肉蛋白，谷物蛋白乳化香肠、蛋糕肌肉蛋白，鸡蛋蛋白泡沫冰淇淋、蛋糕鸡蛋蛋白，乳清蛋白脂肪和风味的结合油炸面圈谷物蛋白食品蛋白质在食品体系中的功能作用第17页,共85页，2024年2月25日，星期天三、蛋白质功能特性的决定因素1、蛋白质分子水平性质2、蛋白质本身基本性质3、蛋白质周围环境条件影响第18页,共85页，2024年2月25日，星期天四、食品品质与蛋白质功能特性的关系1、注意加工方法、加工条件的影响、尤其加热对蛋白质功能特性的影响2、注意蛋白质与食品中其它成分间相互作用第19页,共85页，2024年2月25日，星期天五、食品蛋白质的主要功能性质（一）水化性质1、蛋白质水化的过程干蛋白质肿胀的不溶性粒子或块溶液水分子通过与极性部位结合而被吸附①多层水吸附②液态水凝聚③肿胀④溶剂分散⑤第20页,共85页，2024年2月25日，星期天2、与蛋白质水化过程相关的性质吸水性：干燥蛋白质在一定湿度中达到水分平衡时的水分含量。保水性：指离心分离后，蛋白质中残留的水分含量。膨润性：指蛋白质吸水后不溶解，在保持水分的同时赋予制品以强度和粘度时的一种重要功能性质。第21页,共85页，2024年2月25日，星期天凝胶特性：良好水化特征的不溶性整块。分散性与速溶性乳化性与起泡性第22页,共85页，2024年2月25日，星期天3、影响蛋白质水化的环境因素蛋白质的浓度pH值温度温度效应减少氢键结合水量减少变性与聚集蛋白质表面积降低极性氨基酸有效性降低蛋白质解离和开链内部极性基团暴露结合水量提高离子强度蛋白质自身状况第23页,共85页，2024年2月25日，星期天4、实际测定蛋白质水化性质的方法相对湿度法（或平衡水分含量法）：测定在指定Aw下吸收的水。用途：评价蛋白质吸湿性。肿胀法：采用Baumann仪进行测定。该仪器是由一根同沙芯玻璃过滤器相联的带刻度的毛细管构成，将蛋白质粉末置于过滤器上，它能通过过滤器下的毛细管自动地吸收水。用途：同时测定水化速度及程度。第24页,共85页，2024年2月25日，星期天过量水法：水过量，除水（过滤、温和的离心、挤压法），进行测定。用途：仅适用于溶解度极差的蛋白质，且必需经过校正。第25页,共85页，2024年2月25日，星期天（二）溶解度1、特点是蛋白质的固有性质。蛋白质具有高溶解度是其它功能特性的先决条件加工对蛋白质水溶性的损害，也会损害其它功能特性第26页,共85页，2024年2月25日，星期天2、提高蛋白质溶解度的方法适度碱处理采用二硫键断裂剂改变蛋白质的pH值及离子强度3、蛋白质溶解度的确定－氮溶解度指数（NSI）第27页,共85页，2024年2月25日，星期天pH和溶解度第28页,共85页，2024年2月25日，星期天离子强度和溶解度

第29页,共85页，2024年2月25日，星期天T<40℃温度升高溶解度增大T>40℃温度升高溶解度减少温度和溶解度

第30页,共85页，2024年2月25日，星期天4、用途确定分离提纯蛋白质的途径确定加工因素的作用（pH，离子强度、温度、加热时间）蛋白饮料选择依据第31页,共85页，2024年2月25日，星期天（三）凝胶作用1、凝胶作用指变性的蛋白质分子聚集形成一个有规则的蛋白质立体网状结构，水和其它物质截留其中，此过程称为凝胶作用。2、常见的蛋白质凝胶食品第32页,共85页，2024年2月25日，星期天蛋白质－蛋白质蛋白质－水相邻多肽链吸引力推斥力凝胶强度膨胀性滑润性稳定性3、凝胶作用的机制第33页,共85页，2024年2月25日，星期天1）蛋白质与蛋白质之间的相互作用蛋白质之间的相互吸引：决定凝胶强度和稳定性疏水相互作用静电相互作用氢键：热可逆二硫键：热不可逆第34页,共85页，2024年2月25日，星期天蛋白质与蛋白质之间的相互排斥力静电排斥作用：pH、离子强度影响蛋白质与水相互作用：与蛋白质的保水性、弹性有关。第35页,共85页，2024年2月25日，星期天2）蛋白质与其它成分相互作用形成凝胶不同蛋白质间发生共凝胶作用蛋白质与多糖胶凝剂相互作用第36页,共85页，2024年2月25日，星期天（四）、组织化1、组织化的概念可溶性球蛋白经处理后成为具有良好咀嚼性和持水特征的膜或纤维状产品，且这些产品经水化和加热后仍能维持上述性质，这即称为组织化。2、组织化产品第37页,共85页，2024年2月25日，星期天2、组织化用途用植物蛋白仿造动物蛋白用动物蛋白废弃物仿造动物蛋白3、组织化的主要途径热凝结纤维形成热塑挤压第38页,共85页，2024年2月25日，星期天第39页,共85页，2024年2月25日，星期天（五）面团形成1、影响面团形成的主要食物成分蛋白质可溶性小麦蛋白不可溶性小麦蛋白（面筋）：麦谷蛋白、麦醇溶谷蛋白淀粉戊聚糖脂肪及衍生物第40页,共85页，2024年2月25日，星期天2、面筋的概念、组成及特点：概念：在水中搓洗小麦粉制面团时最后得到的一块具有粘弹性的物质就是面筋。面筋的组成：麦谷蛋白、麦醇溶谷蛋白面筋蛋白质氨基酸组成特点：①可解离基团少②异常高的Gln（﹥33％）③含有Cys，并存在－S－S－键3、麦谷蛋白和麦醇溶谷蛋白第41页,共85页，2024年2月25日，星期天4、小麦蛋白质与食品加工的关系

取决于面筋蛋白质的数量、质量及相对比例。形成－S－S－多少产品体积糕瓤柔软度

第42页,共85页，2024年2月25日，星期天生产面包生产饼干第43页,共85页，2024年2月25日，星期天概念:是指蛋白质能自发地迁移至汽-水界面或油-水界面的性质。能否快速地吸附至界面能否快速地展开并在界上面再定向能否形成经受热和机械运动的膜具有界面性质的蛋白质必要条件(六)

蛋白质的界面性质Interfacialpropertiesofproteins第44页,共85页，2024年2月25日，星期天内在因素外在因素氨基酸组成pH非极性AA与极性AA之比离子强度和种类疏水性基团与亲水性基团的分布蛋白质浓度二级、三级和四级结构时间二硫键温度分子大小和形状分子柔性影响蛋白质界面性质的因素第45页,共85页，2024年2月25日，星期天（七）乳化性质1、由蛋白质稳定的食品乳状液乳、奶油、冰淇淋、蛋黄酱、剁碎的肉2、蛋白质乳化乳状液的机制降低界面张力在界面形成物理障碍第46页,共85页，2024年2月25日，星期天第47页,共85页，2024年2月25日，星期天第48页,共85页，2024年2月25日，星期天4、影响乳化作用的因素溶解度pH值远离pI：大豆蛋白、花生蛋白、酪蛋白、乳清蛋白、肌纤维蛋白在pI：明胶和蛋清蛋白第49页,共85页，2024年2月25日，星期天热处理小分子表面活性剂蛋白质的浓度蛋白质的表面性质①良好：酪蛋白胶束（脱脂乳粉）、肌动球蛋白、大豆分离蛋白、血浆及血浆球蛋白②中等：酪蛋白酸盐③差：乳清蛋白、卵清白蛋白第50页,共85页，2024年2月25日，星期天（七）起泡性质1、食品泡沫的含义：指气泡分散在含有可溶性表面活性剂的连续液态或半固体中的分散体系2、常见的食品泡沫蛋糕、加糖蛋白、棉花糖、顶端配料、冰淇淋、啤酒泡沫、面包3、蛋白质在食品泡沫中的作用吸附在气－液界面形成保护膜第51页,共85页，2024年2月25日，星期天必须快速地吸附至气----水界面必须易在界面上展开和重排必须在界面上形成一层粘合性膜蛋白质作为起泡剂的必要条件

第52页,共85页，2024年2月25日，星期天第53页,共85页，2024年2月25日，星期天第54页,共85页，2024年2月25日，星期天4、气泡稳定的主要决定因素低界面张力高粘度的主体液相牢固而有弹性的吸附蛋白膜5、比较各种食品泡沫的参照物－鸡蛋蛋清第55页,共85页，2024年2月25日，星期天6、影响泡沫形成和稳定的环境因素pH值：在pI时：如球蛋白（pH5～6）、面筋蛋白（pH6.5~7.5）、乳清蛋白（pH4～5）、鸡蛋清蛋白（pH4～5）

小分子物质脂类及具有表面活性的极性脂类蛋白质浓度搅拌强度与时间热处理第56页,共85页，2024年2月25日，星期天第三节食品加工对

蛋白质的影响第57页,共85页，2024年2月25日，星期天一、有益的影响使蛋白质可消化性增加使大多数天然存在于食品中的蛋白质毒素及抗营养因子失活使食品中的酶失活，防止食品风味、色泽劣变及营养素损失使食品发生期望的美拉德反应第58页,共85页，2024年2月25日，星期天二、不利的影响过度的热处理往往导致氨基酸的破坏脱S脱酰胺异构化第59页,共85页，2024年2月25日，星期天DHA与赖氨酸、鸟氨酸、半胱氨酸形成交联_NHCHCO2(CH)4NH22NH)(CH2OCCHNH_32NH_NHCHCO2CHSHCH2HNCCO脱氢丙氨酸2_NHCHCO2(CH)4NH2CHCHCOHN赖氨酰丙氨酸残基_NHCHCO2(CH)NH2CHCHCOHN3鸟氨丙氨酸残基_NHCHCO22CHCHCOHNCHS羊毛硫氨酸残基+在碱性热处理条件下，赖氨酸被破坏形成有毒的赖氨酰－丙氨酸残基

第60页,共85页，2024年2月25日，星期天与脂肪氧化形成的游离基发生分子间、分子内聚合反应第61页,共85页，2024年2月25日，星期天在有氧化剂及大量氧气存在条件下，蛋白质及氨基酸易发生氧化及降解反应，并生成有毒物质。氧化剂：H2O2、次氯酸钠、脂类过氧化物、亚硫酸盐、溴酸盐、过氧苯甲酰主要破坏的氨基酸：含S氨基酸、色氨酸、酪氨酸、组氨酸发生不需要的美拉德反应第62页,共85页，2024年2月25日，星期天三、蛋白质的改性酸或碱有限水解磷酸化酰基化酶法改性胃合蛋白反应蛋白质交联第63页,共85页，2024年2月25日，星期天第四节重要的食品蛋白质一、乳中的蛋白质（一）组成：

乳清蛋白（5～7g/L）酪蛋白胶粒（24～28g/L）α－乳清蛋白β－乳球蛋白αs－酪蛋白（αs1，αs2）β－酪蛋白γ－酪蛋白κ－酪蛋白第64页,共85页，2024年2月25日，星期天第65页,共85页，2024年2月25日，星期天第66页,共85页，2024年2月25日，星期天（二）酪蛋白胶粒1.酪蛋白分类钙敏感酪蛋白包括αs1－、αs2－、β－、γ－酪蛋白。结构特点：一级结构具有相似性。极性区域非极性区域成簇的磷酸丝氨酰残基成簇的非极性残基:C端对Ca2+、H+敏感影响蛋白质水化第67页,共85页，2024年2月25日，星期天第68页,共85页，2024年2月25日，星期天钙不敏感酪蛋白κ－酪蛋白结构特点：不含成簇极性磷酸丝氨酰残基对电中和不敏感不会发生去水化作用2、酪蛋白胶粒及稳定的机理牛乳矿物质组成和分布牛乳酪蛋白胶粒及稳定机理第69页,共85页，2024年2月25日，星期天第70页,共85页，2024年2月25日，星期天3、乳中酪蛋白在食品加工中的作用作为食品添加剂酪蛋白稳定性的利用保持乳稳定破坏乳稳定4、乳清蛋白第71页,共85页，2024年2月25日，星期天二、肉中的蛋白质（一）组成可溶性蛋白：酶和色素蛋白不可溶性蛋白：结缔组织蛋白、膜蛋白、连接蛋白和肌间线蛋白。收缩蛋白：也称肌纤维蛋白，球蛋白、肌动蛋白、肌动球蛋白肌肉——肌原纤维束——肌动蛋白丝及肌球蛋白丝第72页,共85页，2024年2月25日，星期天第73页,共85页，2024年2月25日，星期天第74页,共85页，2024年2月25日，星期天第75页,共85页，2024年2月25日，星期天第76页,共85页，2024年2月25日，星期天1、肌球蛋白：Mw=50~600,000，占总收缩蛋白40%。分子模型：第77页,共85页，2024年2月25日，星期天特性：⑴具有ATP酶活性⑵可与肌动蛋