食品化学第四章蛋白质.ppt
第四章 蛋白质（Protein）,教学目标 1、了解蛋白质的组成、结构和分类；2、掌握食品中蛋白质的功能性质及加工对 其影响。重点难点 重点：蛋白质的功能性质;难点：加工对蛋白质功能性质和营养价值的 影响。,基本内容 1、概述；2、食品中蛋白质的功能性质；3、食品加工对蛋白质功能性质和营养 价值的影响。,第一节 概述,一、蛋白质的组成和分类（Classification）根据蛋白质分子的形状划分（20世纪30-40年代形成）球状蛋白质(Globular protein)纤维状蛋白(Fibrous protein),根据化学组成划分（20世纪50-60年 代分类方法）,简单蛋白质（Simple proteins）结合蛋白（Conjugated proteins）衍生蛋白质（Derived proteins）,根据功能划分 活性蛋白质(Active protein)非活性蛋白质（Passive protein）,活性蛋白质,非活性蛋白质,胶原蛋白,弹性蛋白,二、稳定蛋白质结构的作用力,蛋白质的结构一级结构（Primary structure）1969年国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）定义为：一级结构是肽链中氨基酸的顺序。,二级结构（Secondary structure）蛋白质分子中多肽链本身的折叠方式。,-helix,-pleated sheet,-turn,a-Helix,-pleated sheets,-turn,三级结构（Tertiary structure）1969年IUPAC定义为：三级结构包括蛋白质分子主链和侧链所有原子或原子团的空间排布关系，但不讨论亚基间或分子间的排布关系。四级结构（Quaternary structure）在三级结构的基础上，两条或多条肽链以特殊方式结合成有活性的蛋白质。,Super-secondary structure,Structural domain,稳定蛋白质结构的作用力,空间相互作用（Steric interaction）范得华相互作用（Van der wals structure）氢键（Hydrogen bond）静电相互作用（Electrostatic forces）疏水相互作用（Hydrophobic interaction）二硫键（Disulfide bond）金属离子（Metal ion）,构型：指一个不对称的化合物中不对称中心上几个原子或基团的空间排布方式。构型转换牵涉及共价键的形成或破坏 构象：指一个分子结构中一切原子绕共价单键旋转时产生的不同空间排列方式。构象转变不涉及共价键的形成或破坏。,蛋白质的变性作用（Denaturation）,变性 复性,变性仅涉及到二级、三级和四级结构的变化，而不破坏一级结构的肽链。,引起蛋白质变性的因素（Factors）,物理因素（Physical factors）温度、机械作用（Mechanical stress）、辐射（Radiation）、液压（Liquid press）。化学因素（Chemical factors）pH、有机溶剂（Organic solvent）、表面活性剂（Surface active agent）、金属离子。,第二节 食品中蛋白质的功能性质（Functionality）,蛋白质功能性质是指在食品加工、保藏、制备和消费期间影响蛋白质在食品体系中性能的物理性质和化学性质。,溶解度（Solubility）,凝胶、乳化和起泡作用的前提。受溶解度影响最大的功能性质有增稠、起泡、乳化和胶凝作用。盐溶（Salting in）盐析（Salting out）等电点（PI）温度（T）,持水力 吸水力 膨润性 溶解度评价指标：WSP、WDP、PDI、NSI,应用,确定蛋白质提取、分离和纯化的条件 判断蛋白质潜在的应用价值,粘度（Viscosity）,大多数亲水性溶液的分散体系、乳浊液、糊状物或凝胶不具牛顿流体的性质，它们的粘度系数（）值随剪切速度（r）的加快而减小。此现象称假塑或剪切稀释（Shear thing）。,原因分子在流动的方向逐步定向，摩擦力减小水合球在流动方向上变形（线型）氢键和其他弱键断裂导致蛋白质的聚集体和网络结构解离,食品在用泵输送、混合、加热、冷却和喷雾干燥等加工过程中，蛋白质体系的粘度涉及到热和质量的转移，是流体食品加工中必须考虑的重要功能性质。,乳化性质（Emulsifying properties）,乳化容量(能力)（Emulsion capacity,EC）乳浊液稳定性（Emulsion stability,ES）乳化活性指数（Emulsion activity index,EAI）,反映蛋白质乳化活性的大小,发泡性质（Forming）,蛋白质能作为发泡剂决定于蛋白质的表面活性和成膜性。,棉花糖,泡沫产生的方法,将气体通过一个多孔分配器吹通入低浓度（0.01%-2%，W/V）蛋白质溶液中 有大量气体存在时，搅打或震荡蛋白质溶液（常用）,将预先加压的气体通入要生成泡沫的溶液中当压力突然解除时，系统中气体会因膨胀而形成泡沫,影响泡沫形成和稳定性的因素,蛋白质溶解度：溶解性好，起泡能力强；不溶性蛋白质可稳定气泡 蛋白质浓度：当蛋白质在初始液相中浓度大于2%-8%时，气泡达到最大膨胀度。当浓度10%时，产生气泡小，泡沫较硬,盐：NaCl提高起泡能力但降低稳定性；Ca2+可改进泡沫的稳定性糖：可提高粘度，稳定气泡脂类：低浓度损害起泡性质热处理：适度热处理可以改进起泡性质，但稳定性可能会降低,搅拌时间和强度 过分激烈地搅拌会导致泡沫稳定性降低。例如，鸡蛋清搅打6-8min，泡沫稳定性降低。（在气/水界面部分蛋白质聚集并凝结）,发泡性质的评价,泡沫密度 泡沫强度 气泡平均直径和直径分布 发泡能力（P140）泡沫稳定性(P141),胶凝作用（Gelation）,缔合（Association）聚合（集）（Polymerization）沉淀（Precipitation）絮凝（Flocculation）凝结（Coagultion）,P135,胶凝是指变性的蛋白质分子凝集形成一种有序的蛋白质网络的过程。,凝胶类型,加热后冷却产生的凝胶 加热状态下冷却产生的凝胶 由钙盐等二价金属形成的凝胶 不加热部分水解或pH调整到等电点产 生的凝胶,其他功能性质,亲油性 风味结合功能 成膜性,保鲜、造型、提高附加值,第三节 食品加工对蛋白质功能性质和营养价值的影响,一、热和碱处理温和热处理 影响功能性质，但改善蛋白质的营养。过度热处理 蛋白质发生交联，降低其营养价值。碱处理 降低蛋白质营养价值，但改善其功能性质。,避免高温加工,二、低温处理 冷却：几乎不影响。冷冻：损害功能性质，对营养影响小。,冷冻鱼肉僵硬、持水性低,三、氧化剂处理 蛋白质发生交联 产生有毒成分，改变蛋白质风味和结构四、机械处理 改善蛋白质功能性质 提高其营养价值,普通干燥：坚硬、萎缩、回复性差,五、脱水的影响,真空干燥：影响小,五、脱水的影响,冷冻干燥：保水性差,五、脱水的影响,喷雾干燥：影响小,五、脱水的影响,六、蛋白质的改性,水解：提高其溶解性，改变其营养价值和 风味 酰基化：改善功能性质如溶解度、吸油性等 添加亲水性基团：改善功能性质,羧肽酶A除去苦味肽,亲水氨基酸残基、糖或磷酸根,补充：蛋白质水解方法比较,肽酶酶解 不降低蛋白质营养价值 可获得比原食品蛋白质多的功能可保持多肽营养纯天然绿色属性 酶解出来的多肽，没有任何苦味和异味，改善原食品蛋白质的一些过敏原，不会引起过敏 可有效的控制多肽的分子量段,酸碱酶解 化学试剂残余是否有害 改性蛋白在人体中能否被吸收 水解后产物是否安全 营养价值大大降低 水解的多肽一些功能性质可能会减弱或丧失 生产费用较酶法高 往往会出现苦味,思考题1、蛋白质的分类依据以及类型2、蛋白质的结构以及影响作用力3、蛋白质的变性、复性、功能性质、盐析、盐溶、持水力、凝胶作用4、剪切稀释以及产生的原因5、泡沫如何形成？6、加工对蛋白质营养和功能性质的影响7、蛋白质的改性方法,
