谷物蛋白.ppt

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1、第三章 谷物蛋白质,蛋白质分子的组成,蛋白质的元素组成蛋白质的基本组成单位（氨基酸）氨基酸的不同结构，肽键的基本形式氨基酸的分类（根据R基团的结构不同分类；根据极性不同分类）蛋白质的多级结构,蛋白质的理化性质,蛋白质的胶体性质 蛋白质的两性电离和等电点 蛋白质的变性 蛋白质的沉淀 蛋白质的呈色反应,谷物蛋白质概述,蛋白质是生物体的主要组成部分，植物体内的蛋白质虽然比动物体的要少，但也是植物细胞的重要成分。谷物中的蛋白质含量会因种类、品种、土壤、气候及栽培条件等的不同而呈现差异。一些常见谷物的蛋白质含量,谷物蛋白质常用分类方法,传统的奥斯本-门德尔（Osborne-Mendel）分离法清蛋白类（

2、albumins）：溶于水，加热凝固，为强碱、金属盐类或有机溶剂所沉淀，能被饱和硫酸铵盐析。球蛋白类（glubulins）：不溶于水，溶于中性盐稀溶液，加热凝固，为有机溶剂所沉淀，添加硫酸铵至半饱和状态时则沉淀析出。醇溶蛋白类（prolamins）：不溶于水及中性盐溶液，可溶于7090%的乙醇溶液，也可溶于稀酸及稀碱溶液，加热凝固。该类蛋白质仅存在于谷物中，如小麦醇溶蛋白。谷蛋白类（glutelin）：不溶于水、中性盐溶液及乙醇溶液中、但溶于稀酸及稀碱溶液，加热凝固。该蛋白也仅存在于谷类籽粒中，常常是与醇溶谷蛋白分布在一起，典型的例子是小麦谷蛋白。,一、小麦蛋白质,小麦中含有小麦面筋蛋白质，约

3、占面筋干重的85以上，其中主要是麦胶蛋白（醇溶蛋白）和麦谷蛋白（谷蛋白）。麦胶蛋白的含量约比麦谷蛋白少10%。,这两种蛋白质分离方便，在稀酸中溶解面筋，添加乙醇配成70%的乙醇溶液，然后添加足够的碱以中和酸，在4下放置一夜，麦谷蛋白沉淀，溶液中剩下麦胶蛋白。,当面粉加水和成面团的时候，麦胶蛋白和麦谷蛋白按一定规律相结合，构成像海绵一样的网络结构，组成面筋的骨架，其他成分如脂肪、糖类、淀粉和水都包藏在面筋骨架的网络之中，这就使得面筋具有弹性和可塑性。,麦胶蛋白和麦谷蛋白都是高分子亲水性化合物，核心部分由疏水性基团构成，外壳由亲水性化合物构成。当水分子与蛋白质的亲水基团互相作用时就形成水化物：湿面

4、筋。水化作用由表及里逐步进行，表面作用阶段体积增大，吸水量较少。当吸水胀润进一步进行时，水分子进一步扩散到蛋白质分子中去，蛋白质胶粒犹如一个渗透袋，使吸水量大增。吸水后的湿面筋保持了原有的自然活性及天然物理状态，具有粘性、弹性、延伸性、薄膜成型性和乳化性等功能性质。,麦胶蛋白是一类具有类似特性的蛋白质，其平均分子量约为40,000，单链，水合时胶粘性极大，这类蛋白质的抗延伸性小或无，这可以认为是造成面团粘合性的主要原因。麦谷蛋白是一类不同组分的蛋白质，多链，分子量变化于100,000至数百万之间，平均分子量为3,000,000，有弹性但无粘性，麦谷蛋白使面团具有抗延伸性。,面筋蛋白质的质量评价

5、,一般通过面团流变学特性测定（粉质曲线、拉伸曲线、吹泡示功曲线）来进行。粉质曲线：在定量的小麦粉中加入水，在恒定温度下将小麦粉揉成面团。根据揉制面团过程中混合搅拌刀所受到的阻力，由仪器自动绘出一条粉质曲线，从粉质曲线上可以得到吸水率、面团形成时间、稳定性、衰减度等参数。,A.面团最大稠度 B.面团形成时间(min)C.面团稳定时间(min)D.面团坚韧性指数 E.面团弱化程度（衰减度）(12min,Bu),粉质曲线（farinogram）,拉伸曲线：将通过粉质仪制备好的面团揉搓成粗短的面条，将面条两端固定，中间用钩向下拉，直到拉断为止，抗拉阻力以曲线的形式自动记录下来。可以反映麦谷蛋白赋予面团

6、的强度的抗延伸阻力，以及麦醇溶蛋白提供的易流动性和延伸性所需要的粘合力。,Rs:延伸阻力（50mm）Rs:校正阻力 Rm:最大阻力E:延伸性（mm）,拉伸曲线（extensogram）,吹泡示功曲线：测定原理与拉伸曲线类似，都是根据面团变形所用比功、抗拉伸阻力和延伸性来测定面团的性质。不同的是，它用吹泡的方式使面团变形。从吹泡示功曲线得到抗变形阻力（张力）和延伸性的数值，曲线下所包括的面积可以换算成1g面团变形直至破裂所需要的比功。,P：吹泡过程中所需最大压力（mm）W：吹泡所用的功（mJ）L：破裂点的平均最大横坐标（mm）,吹泡示功曲线（alveogram）,面筋、麦胶蛋白、麦谷蛋白的氨基酸

7、组成（mol/105g蛋白质）,谷氨酸含量达总氨基酸的33%，是生产味精的原料。小麦中谷氨酰胺水平高引起氮含量高，小麦蛋白质的含量估计是其含氮量的5.7倍。小麦蛋白质的氨基酸组成不平衡，第一限制性氨基酸是赖氨酸，第二限制性氨基酸是苏氨酸。,二、玉米蛋白质,玉米籽粒中蛋白质含量一般在10左右，其中80在玉米胚乳中，而另外20在玉籽粒的玉米胚中。玉米籽粒中的胚乳同时有玻璃质和不透明部分，是由于蛋白质的分配不同导致。,玉米蛋白质以离散的蛋白质体和间质蛋白质存在于胚乳中，玉米籽粒中粗蛋白的4050是人畜体内不能吸收利用的醇溶蛋白（亦称为胶蛋白）。约28%的谷蛋白和约17%是采用传统的奥斯本-门德尔分离

8、法未发现的部分（以二硫键交联的醇溶蛋白）。从营养学的角度讲，玉米的蛋白质品质比起水稻和小麦籽粒中的蛋白质就要差得多，消化率也低，蛋白质的利用率只有57左右。,玉米胚乳蛋白质的氨基酸组成（蛋白质）,玉米蛋白质有高水平的谷氨酸，氨基氮水平低表明谷氨酸是以酸而不是以酰胺的形式存在的。高水平亮氨酸含量，被认为与糙皮病的发生有连带关系(影响色氨酸代谢而诱发维生素p缺乏)。,玉米蛋白质的氨基酸组成（蛋白质）,三、大米蛋白质,大米含蛋白质78，主要是碱溶性的谷蛋白。大米蛋白质大部分分布在糊粉层中，大米加工精度越高，碾去的糊粉层就越多，蛋白质损失也就越多。稻谷中蛋白质的量为N5.95。,大米蛋白含量与小麦和玉

9、米相比虽然偏低，但却具有优良的营养品质。这主要表现在四个方面。1、与一般禾谷类蛋白质相比，大米蛋白含赖氨酸、苯丙氨酸等必需氨基酸较多，含Lys高的谷蛋白占大米蛋白的80%以上，而品质差的醇溶蛋白含量低。2、大米蛋白的氨基酸组成配比比较合理，大米蛋白的必需氨基酸组成比小麦蛋白、玉米蛋白的必需氨基酸组成更加接近于WHO认定的蛋白氨基酸最佳配比模式。3、蛋白的利用率高，大米蛋白与其它谷物蛋白相比，生物价（BV值）和蛋白质效用比率（PER值）高。4、低过敏性（与大豆蛋白、乳清蛋白相比），可以作为婴幼儿食品的配料。,大米蛋白、小麦蛋白、玉米蛋白的必需氨基酸组成,几种蛋白质的生物价（Biological

10、Value，BV值）和蛋白质效用比率（Protein efficiency ratio，PER值）,蛋白质的生物价：氮贮留量/氮吸收量蛋白质效用比率：幼小动物增加体重/摄入蛋白质量,谷物籽粒中蛋白的主要组成和Lys含量,四、燕麦蛋白质,从营养的观点看，燕麦的氨基酸平衡非常好（与联合国粮农组织规定的标准蛋白质相比），在谷物中是独一无二的。脱壳燕麦的蛋白质含量通常比其他谷物高得多。即便在蛋白质含量较高时，其良好的氨基酸平衡也是稳定的，而其他谷物往往不是如此。燕麦中蛋白质的分配不同于其他谷物，醇溶谷蛋白（avenins）仅占总蛋白的1015%，占优势的是球蛋白（55%），谷蛋白约占2025%。,燕麦

11、及其组成部分的氨基酸组成（%蛋白质）,FAO：联合国粮农组织,五、其他谷物蛋白质,高粱蛋白质在许多方面与玉米蛋白质相似：醇溶蛋白含量（17%），氨基酸组成（赖氨酸水平）。二者主要区别在于醇溶蛋白的溶解性及交链醇溶蛋白的量。大麦蛋白质：赖氨酸、苏氨酸，限制性氨基酸。带壳收获：外壳中蛋白质的含量通常很低，但赖氨酸水平较胚乳高。胚乳中含有高水平的谷氨酸（游离酸的形式，约35%）和脯氨酸（约62%）。醇溶约占总蛋白的40%，赖氨酸含量很低。,复习题,奥斯本-门德尔蛋白质分类方法。小麦蛋白质的组成小麦各蛋白质在形成面筋过程中所起的作用。评价小麦面筋蛋白质量优劣的方法。玉米蛋白质组成的不合理之处。大米蛋白质的营养品质体现在哪里？小麦、大米等谷物加工精度与其营养价值的关系。,