食品成分化學(xué).ppt

閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,第三節(jié) 蛋白質(zhì) 氨基酸,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,概 述,蛋白質(zhì)是由氨基酸按各種不同順序排列結(jié)合成的高分子有機(jī)物質(zhì)。,蛋白質(zhì)存在于所有的生物細(xì)胞中，是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)。 蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，它參與了幾乎所有的生命活動(dòng)過(guò)程,沒(méi)有蛋白質(zhì)就沒(méi)有生命。,組成蛋白質(zhì)的基本單元是氨基酸。 自然界氨基酸種類(lèi)很多，但組成蛋白質(zhì)的氨基酸約為20種。,P34/表1-9 常見(jiàn)食物蛋白質(zhì)含量,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,作為食品,蛋白質(zhì)除了為生物體提供必需氨基酸及氮源外,還決定食品的結(jié)構(gòu)形態(tài)及色、香、味。,蛋白質(zhì)是一類(lèi)含氮有機(jī)化合物，除含有碳、氫、氧外，還有氮和少量的硫。某些蛋白質(zhì)還含有其他一些元素，主要是磷、鐵、碘、碘、鋅和銅等。這些元素在蛋白質(zhì)中的組成百分比約為： 碳 50 氫 7 氧 23 氮 16% 硫 03 其他 微 量,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,一、氨基酸,（一）氨基酸的結(jié)構(gòu)和分類(lèi) （二）氨基酸的物理性質(zhì) （三）氨基酸的化學(xué)性質(zhì),閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,（一）氨基酸的結(jié)構(gòu)及分類(lèi),氨基酸是蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物，是組成蛋白質(zhì)的基本單位。與羧基相鄰的-碳原子上都有一個(gè)氨基，因而稱為-氨基酸。,-氨基酸基本結(jié)構(gòu)通式,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,結(jié)構(gòu)化學(xué)中，將-氨基酸分為D-、L-兩種構(gòu)型,D-氨基酸,L-氨基酸,組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種，主要是-氨基酸。除甘氨酸外，天然存在的都是L-構(gòu)型。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,中性AA 按R基團(tuán)的酸堿性分 酸性AA 堿性AA,疏水性R基團(tuán)AA 按R基團(tuán)的電性質(zhì)分 不帶電荷極性R基團(tuán)的AA 帶電荷R基團(tuán)的AA,脂肪族AA 按R基團(tuán)的化學(xué)結(jié)構(gòu)分 芳香族AA 雜環(huán)族AA,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,必需氨基酸：在人體內(nèi)不能合成，只能由食物提供的氨基酸。,人體所需的八種必需氨基酸 賴氨酸(Lys) 纈氨酸(Val) 蛋氨酸(Met) 色氨酸(Try) 亮氨酸(Leu) 異亮氨酸(Ile) 酪氨酸(Thr) 苯丙氨酸(Phe) 嬰兒時(shí)期所需: 精氨酸(Arg) 組氨酸(His) 早產(chǎn)兒所需：色氨酸(Try)、半胱氨酸(Cys),閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,（二） 氨基酸的物理性質(zhì),溶解性：各種氨基酸在水中的溶解度差別很大，一般能溶解于稀酸或稀堿中，但不能溶解于有機(jī)溶劑。,據(jù)Owen R. Fennema, Food Chemistry, Marcel Dekker, Inc. 1996, 270,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,熔點(diǎn)：氨基酸的熔點(diǎn)較高，一般在200以上。 味感：氨基酸的味感與其立體構(gòu)象有關(guān)。D-氨基酸多數(shù)帶有甜味。L-氨基酸有甜、苦、鮮、酸四種不同味感。 旋光性：除甘氨酸外，氨基酸都具有旋光性。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,（三） 氨基酸的化學(xué)性質(zhì),1、氨基酸的酸堿性及等電點(diǎn),氨基酸的離解性質(zhì) 氨基酸在結(jié)晶形態(tài)或在水溶液中，并不是以游離的羧基或氨基形式存在，而是離解成兩性離子。在兩性離子中，氨基是以質(zhì)子化(-NH3+)形式存在，羧基是以離解狀態(tài)(-COO-)存在。 在不同的pH條件下，兩性離子的狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,PH 1 7 10 凈電荷 +1 0 -1 正離子 兩性離子 負(fù)離子 等電點(diǎn)PI,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,氨基酸的等電點(diǎn) 當(dāng)溶液濃度為某一pH值時(shí)，氨基酸分子中所含的-NH3+和-COO-數(shù)目正好相等，凈電荷為0。這一pH值即為氨基酸的等電點(diǎn)，簡(jiǎn)稱pI。 在等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸既不向正極也不向負(fù)極移動(dòng)，即氨基酸處于兩性離子狀態(tài)。 中性氨基酸等電點(diǎn)在56.3，酸性氨基酸等電點(diǎn)在2.83.2，堿性氨基酸在7.610.8。 在等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸在水中的溶解度最小，易于結(jié)晶沉淀。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,2、與甲醛的反應(yīng) 在中性pH條件下，氨基酸中的氨基與甲醛生成羥甲基衍生物，使其堿性減弱。,在食品檢測(cè)中常用于定量測(cè)定氨基酸的含量，如醬油中的氨基酸測(cè)定。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,3、與水合印三酮的作用,氨基酸與水合茚三酮共熱，發(fā)生氧化脫氨反應(yīng)，生成NH3與酮酸。水合茚三酮變?yōu)檫€原型茚三酮。 加熱過(guò)程中酮酸裂解，放出CO2，自身變?yōu)樯僖粋€(gè)碳的醛。水合茚三酮變?yōu)檫€原型茚三酮。 NH3與水合茚三酮及還原型茚三酮脫水縮合，生成藍(lán)紫色化合物。,（藍(lán)紫色）,該反應(yīng)十分靈敏，是鑒別-氨基酸的特性的反應(yīng)。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,4、與亞硝酸反應(yīng)（除脯氨酸外） 氨基酸與亞硝酸反應(yīng)，生成羥基酸，放出氮，反應(yīng)迅速，定量完成。測(cè)量放出氮的體積，可算出試樣中氨基數(shù)量，做為定量分析用。,5、與金屬離子的作用 許多重金屬離子如銅離子、鈷離子、錳離子、亞鐵離子等都能與氨基酸作用，產(chǎn)生螯合物。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,（四）重要的分析鑒定反應(yīng) 1、與鄰苯二甲醛的反應(yīng)：在2-巰基乙醇的存在下，氨基酸與鄰苯二甲醛反應(yīng)生成高熒光的衍生物，在380nm激發(fā)時(shí)，在450nm具有最高熒光發(fā)射，用來(lái)定量分析氨基酸、肽和蛋白質(zhì)。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,2、與熒光胺的反應(yīng) 含有伯胺基的氨基酸、肽或蛋白質(zhì)與熒光胺反應(yīng)生成高熒光的衍生物，在390nm時(shí)，在475nm具有最高的熒光發(fā)射。此法可被用于氨基酸、肽或蛋白的定量分析。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其特性,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,（一）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)(Primary structure)： （又叫初級(jí)結(jié)構(gòu)、基本化學(xué)結(jié)構(gòu)、共價(jià)結(jié)構(gòu)）,(1)組成蛋白質(zhì)的多肽鏈數(shù)目. (2)多肽鏈的氨基酸順序. (3)多肽鏈內(nèi)或鏈間二硫鍵的數(shù)目和位置。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu) (Secondary structure),是指肽鏈的主鏈在空間的排列,或規(guī)則的幾何走向、旋轉(zhuǎn)及折疊。它只涉及肽鏈主鏈的構(gòu)象及鏈內(nèi)或鏈間形成的氫鍵。主要有-螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,-螺旋 在-螺旋中肽平面的鍵長(zhǎng)和鍵角一定,肽鍵的原子排列呈反式構(gòu)型,相鄰的肽平面構(gòu)成兩面角。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,-折疊： 是由兩條或多條幾乎完全伸展的肽鏈平行排列，通過(guò)鏈間的氫鍵交聯(lián)而形成的。肽鏈的主鏈呈鋸齒狀折疊構(gòu)象。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu) ( Tertiary structure) 是指多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步盤(pán)旋、折疊，從而生成特定的空間結(jié)構(gòu)。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)(Quaternary structure) 是指亞基的種類(lèi)、數(shù)量以及各個(gè)亞基在寡聚蛋白質(zhì)中的空間排布和亞基間的相互作用。主要靠亞基間的疏水相互作用維系。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,一級(jí)結(jié)構(gòu) 二級(jí)結(jié)構(gòu) 三級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu),閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,（二）蛋白質(zhì)的分類(lèi) 1、按形狀分： 球狀蛋白質(zhì)(血紅蛋白） 纖維狀蛋白質(zhì)（膠原蛋白） 2、按化學(xué)組成分： 單純蛋白質(zhì)(分子中只含氨基酸殘基) 結(jié)合蛋白質(zhì)(除氨基酸外還有非氨基酸物質(zhì)，后者稱輔基)； 3、按功能分： 活性蛋白質(zhì)(酶、激素） 非活性蛋白質(zhì)(膠原、角蛋白),閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,單純蛋白質(zhì)的分類(lèi) 1、白蛋白：如血清蛋白、乳清蛋白等。 2、球蛋白：如血清球蛋白、肌球蛋白和植物種子球蛋白等。 3、谷蛋白：如米谷蛋白和麥谷蛋白等。 4、組蛋白：如小牛胸腺組蛋白等。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,5、醇溶谷蛋白：主要存在于植物種子中，如玉米醇溶谷蛋白、麥醇溶谷蛋白等。 6、精蛋白：分子中堿性氨基酸特別多，因此呈堿性，如蛙精蛋白等。 7、硬蛋白：這類(lèi)蛋白是動(dòng)物體內(nèi)作為結(jié)締組織及保護(hù)功能的蛋白質(zhì)，如角蛋白、膠原、絲蛋白和彈性蛋白等.,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,結(jié)合蛋白質(zhì)的分類(lèi) 1、核蛋白：輔基是核酸，如脫氧核糖核蛋白。 2、脂蛋白：與脂結(jié)合的蛋白質(zhì)，如血中的各類(lèi)脂蛋白、卵黃球蛋白等。 3、糖蛋白和粘蛋白（mucoprotein）：如卵清蛋白。 4、磷蛋白：如酪蛋白、胃蛋白酶等。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,5、血紅素蛋白：輔基為血紅素，含鐵的如血紅蛋白，含鎂的如葉綠素。 6、黃素蛋白：輔基是黃素腺嘌呤二核苷酸，如琥珀酸脫氫酶。 7、金屬蛋白：與金屬元素直接結(jié)合如鐵蛋白，乙醇脫氫酶（含鋅）。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,（三）蛋白質(zhì)的兩性電離,蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)。 蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)：對(duì)某一種蛋白質(zhì)來(lái)說(shuō)，在某一pH時(shí)，它所帶的正電荷與負(fù)電荷恰好相等，即凈電荷為零，這一pH稱蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。 等電點(diǎn)與蛋白質(zhì)性質(zhì)有密切的關(guān)系。 等電點(diǎn)沉淀法。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,蛋白質(zhì)的電泳,電泳：在堿性介質(zhì)（pHpI）中，蛋白質(zhì)發(fā)生酸式解離，使蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷，而在酸性介質(zhì)（pHpI）中，蛋白質(zhì)發(fā)生堿式解離，使蛋白質(zhì)帶正電荷。因此，若以電流通過(guò)蛋白質(zhì)溶液時(shí)，則在堿性介質(zhì)中蛋白質(zhì)分子移向陽(yáng)極，而在酸性介質(zhì)中，蛋白質(zhì)分子移向陰極，蛋白質(zhì)在電場(chǎng)中能夠泳動(dòng)的現(xiàn)象，稱為電泳。 由于等電點(diǎn)時(shí)蛋白質(zhì)分子的凈電荷為0，故在電場(chǎng)中不會(huì)發(fā)生移動(dòng)。 電泳可以把蛋白質(zhì)從混合液中分離出來(lái)。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,（四）蛋白質(zhì)的變性,1、蛋白質(zhì)變性的概念 天然蛋白質(zhì)因受物理或化學(xué)因素的影響，其分子原有的高度規(guī)律性結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，致使蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)都有所改變，但并不導(dǎo)致蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的破壞，這種現(xiàn)象叫變性作用。變性后的蛋白質(zhì)叫變性蛋白質(zhì)。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,從分子結(jié)構(gòu)看，變性作用是蛋白質(zhì)分子多肽鏈特有的有規(guī)則排列發(fā)生了變化，成為較混亂的排列。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,2、變性蛋白質(zhì)的特點(diǎn),肽鏈松散，空間結(jié)構(gòu)改變。 失去生物活性。 溶解度降低，易形成沉淀析出。 易被蛋白水解酶消化水解。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,3、引起蛋白質(zhì)變性的因素,物理因素： 熱致變 輻射變性 高壓變性 超聲波變性,化學(xué)因素 1）酸和堿作用引起變性 2）有機(jī)溶劑引起變性 3）重金屬鹽引起變性,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,（五）蛋白質(zhì)的顯色反應(yīng),1.雙縮脲反應(yīng),兩分子雙縮脲與堿性硫酸銅作用，生成紫紅色的復(fù)合物 含有兩個(gè)或兩個(gè)以上肽鍵的化合物，能發(fā)生同樣的反應(yīng) 肽鍵的反應(yīng)，肽鍵越多顏色越深 受蛋白質(zhì)特異性影響小 蛋白質(zhì)定量測(cè)定；測(cè)定蛋白質(zhì)水解程度,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,2、黃色反應(yīng),3、米倫反應(yīng),4、與茚三酮的反應(yīng),閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,三、蛋白質(zhì)在食品加工中的功能,食品蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)分為三大類(lèi)： 1、蛋白質(zhì)-水相互作用的水合性質(zhì) 2、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用有關(guān)的性質(zhì) 3、表面性質(zhì),蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)指在食品加工、貯藏和銷(xiāo)售過(guò)程中蛋白質(zhì)對(duì)食品需宜特征做出貢獻(xiàn)的那些物理和化學(xué)性質(zhì)。主要包括水化性質(zhì)、表面性質(zhì)、結(jié)構(gòu)性質(zhì)和感官性質(zhì)。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,1、水合性質(zhì) 蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)就是蛋白質(zhì)與水結(jié)合的能力，主要表現(xiàn)為水化和持水性。蛋白質(zhì)分子可以通過(guò)氫鍵、靜電引力、疏水作用等形式與水分子相互結(jié)合：,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,蛋白質(zhì)結(jié)合水,溫度,pH,鹽的種類(lèi),離子強(qiáng)度,影響蛋白質(zhì)結(jié)合水的環(huán)境因素,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,蛋白質(zhì)濃度,510，濃度，水合作用 1520，Pr沉淀,pH,pH pI 水合作用最低 高于或低于pI，水合作用增強(qiáng) （凈電荷和推斥力增加） pH 9-10時(shí)水合能力較大,遠(yuǎn)離等電點(diǎn)加工,溫度,溫度，蛋白質(zhì)結(jié)合水的能力,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,鹽,低鹽，“鹽溶”,在低鹽濃度（0.2mol/L）時(shí)，離子同蛋白質(zhì)荷電基團(tuán)相互作用而降低相鄰分子的相反電荷間的靜電吸引，提高其溶解度，這叫鹽溶效應(yīng)。,高鹽，“鹽析”,當(dāng)鹽濃度更高時(shí)，由于離子的水化作用爭(zhēng)奪了水，導(dǎo)致蛋白質(zhì)“脫水”，從而降低其溶解度，這叫做鹽析效應(yīng)。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,蛋白質(zhì)的持水能力與結(jié)合水能力呈正相關(guān),持水能力,是指蛋白質(zhì)吸水并將水保留在蛋白質(zhì)組織（如蛋白質(zhì)凝膠、牛肉和魚(yú)肌肉）中的能力。,蛋白質(zhì)結(jié)合水的能力：干蛋白質(zhì)與相對(duì)濕度為9095%的空氣達(dá)到平衡時(shí)，每克蛋白質(zhì)所結(jié)合水的克數(shù)。 蛋白質(zhì)的水合能力可以通過(guò)相對(duì)濕度法、溶脹法、過(guò)量水法、水飽和法等方法進(jìn)行測(cè)定。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,蛋白質(zhì)具有膠體性質(zhì)：蛋白質(zhì)的分子量很大，因此它的水溶液必然具有膠體溶液的典型性質(zhì)，如丁達(dá)爾現(xiàn)象、布郎運(yùn)動(dòng)、不能通過(guò)半透膜等。 溶于水的蛋白質(zhì)能形成穩(wěn)定的親水膠體，統(tǒng)稱為蛋白質(zhì)溶膠。 一定濃度的蛋白質(zhì)溶液冷卻后能形成蛋白質(zhì)凝膠。蛋白質(zhì)凝膠具有一定的形狀和彈性，具有半固體的性質(zhì)。,2、蛋白質(zhì)的膠凝作用,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,按照引起蛋白凝膠形成條件的差異，將食品蛋白凝膠可以分作以下類(lèi)型： 加熱后再冷卻而形成的凝膠。這種凝膠多為熱可逆凝膠，如明膠凝膠； 在加熱下所形成的凝膠，這種凝膠很多不透明而且是不可逆凝膠，如蛋清蛋白在加熱中形成的凝膠； 由鈣鹽等二價(jià)離子鹽形成的凝膠，如豆腐； 不加熱而經(jīng)部分水解或pH調(diào)整到等電點(diǎn)而形成的凝膠，如用凝乳酶制作干酪、乳酸發(fā)酵制作酸奶和皮蛋生產(chǎn)中堿對(duì)蛋清蛋白的部分水解等。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,蛋白質(zhì)的膠凝作用是蛋白質(zhì)的一種非常重要的功能性質(zhì)，在許多食品，如皮凍、豆腐、碎肉制品和魚(yú)制食品等的制備中起著主要的作用。還可發(fā)揮增稠、提高吸水性、顆粒黏結(jié)和提高乳濁液或泡沫的穩(wěn)定性。 迄今為止，對(duì)于蛋白質(zhì)凝膠的形成機(jī)制還不十分清楚，但一般認(rèn)為蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的形成是由于蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)溶劑（水）的相互作用以及鄰近肽鏈之間的吸引力和排斥力達(dá)到平衡的結(jié)果。 影響蛋白凝膠形成的因素很多，掌握這些因素及影響的規(guī)律，可以有效的控制食品加工中蛋白凝膠形成的程度和質(zhì)量。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,食品乳狀液,一般而言,蛋白質(zhì)溶解度越高就越容易形成良好的乳狀液?？扇苄缘鞍椎娜榛芰Ω哂诓蝗苄缘鞍椎娜榛芰?。,3、乳化性質(zhì),蛋白質(zhì)可以促進(jìn)乳濁液形成及穩(wěn)定的性質(zhì)，稱為蛋白質(zhì)的乳化性質(zhì)；蛋白質(zhì)具有乳化性質(zhì)的原因是其具有兩親性，即既親水也親油的性質(zhì)；其促進(jìn)乳濁液形成并穩(wěn)定的本質(zhì)是在油水體系中，蛋白質(zhì)能自發(fā)地遷移到油水界面和氣水界面，到達(dá)界面后，疏水基定向到油相和氣相而親水基定向到水相并廣泛展開(kāi)和擴(kuò)散，在界面形成一種蛋白質(zhì)吸附層，從而起到穩(wěn)定乳濁液的作用。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,影響蛋白質(zhì)乳化作用的因素,蛋白質(zhì)的溶解度：正相關(guān) pH值：pH=pI 溶解度小，降低其乳化作用； pH遠(yuǎn)離pI 溶解度大，增加其乳化作用； 少數(shù)蛋白質(zhì)(血清清蛋白、明膠、蛋清蛋白)在pH=pI，具有較高的溶解度，乳化作用增加。 蛋白質(zhì)疏水性：與蛋白質(zhì)表面疏水性存在正相關(guān)。 溫度：適當(dāng)熱誘導(dǎo)蛋白質(zhì)變性，可增強(qiáng)其乳化作用(冰淇淋中的酪蛋白和肉腸中的肌纖維蛋白的熱凝膠作用)。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,、蛋白質(zhì)的起泡性質(zhì),泡沫型食品是食品中的重要類(lèi)型，如蛋糕、面包、冰激凌等，在這些食品的生產(chǎn)中往往要形成穩(wěn)定而細(xì)膩的泡沫；而在有些食品的生產(chǎn)中必須避免泡沫的形成或破壞已經(jīng)形成的泡沫。 泡沫通常指氣泡分散在含有表面活性劑的連續(xù)液相或半固相的分散體系。泡沫的基本單位是液膜包圍的氣泡，氣泡的直徑從1m到數(shù)cm不等。液膜和氣泡間的界面上吸附著表面活性劑，起著降低表面張力和穩(wěn)定氣泡的作用。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,蛋白質(zhì)的食品生產(chǎn)中可以作為起泡劑使用。這是應(yīng)為蛋白質(zhì)具有表面活性劑的性質(zhì)和成膜性。例如雞蛋清中的水溶性蛋白在雞蛋液攪打時(shí)可被吸附到氣泡表面來(lái)降低表面張力，又因?yàn)閿嚧蜻^(guò)程中的變性，逐漸凝固在氣液界面間形成有一定剛性和彈性的薄膜，從而使泡沫穩(wěn)定。 良好的食品泡沫應(yīng)該具有以下特點(diǎn)： 含有大量的氣泡； 在氣相和連續(xù)液相之間要有較大的表面積； 要有有剛性或半剛性并有彈性的膜或壁； 溶質(zhì)的濃度在表面較高； 有可反射的光，看起來(lái)不透明。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,蛋白泡沫的形成 一種是將氣體通過(guò)一個(gè)多孔分散器鼓入低濃度的蛋白溶液中；第二種是在大量氣體存在的條件下，通過(guò)打擦或振蕩蛋白質(zhì)溶液而產(chǎn)生泡沫；第三中方法是將一個(gè)預(yù)先給加壓的氣體溶于蛋白質(zhì)溶液中，突然減壓，系統(tǒng)中的氣體則會(huì)膨脹而形成泡沫。 由于泡沫是介穩(wěn)的氣體分散體系，因此借助于一些條件改變或施加作用，可以使泡沫破壞： 在重力、氣泡內(nèi)外壓力差和蒸發(fā)的作用下，通過(guò)液膜排水使泡沫破壞； 氣泡從小泡向大泡擴(kuò)散會(huì)導(dǎo)致泡沫破壞； 受機(jī)械剪切力、氣泡碰撞力和超聲振蕩的作用，氣泡液膜也會(huì)破裂。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,蛋白質(zhì)起泡性質(zhì)的評(píng)價(jià) 評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)起泡性質(zhì)，可以用泡沫密度、泡沫強(qiáng)度、氣泡平均直徑和直徑分布、起泡能力、泡沫穩(wěn)定性等指標(biāo)表示。常用的是起泡力和泡沫穩(wěn)定性。 測(cè)定蛋白質(zhì)起泡力的方法：將一定濃度和體積的蛋白質(zhì)溶液加入帶有刻度的容器內(nèi)，用一定的方法使其起泡，測(cè)定泡沫的最大體積，分別計(jì)算泡沫的膨脹率(overrun)和起泡力(foamability)。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,測(cè)定泡沫穩(wěn)定性的方法 在起泡完成后，迅速測(cè)定泡沫體積，然后在一定條件下放置一段時(shí)間（通常為30min）后再測(cè)定泡沫體積，計(jì)算泡沫穩(wěn)定性： 測(cè)定液膜排水或1/2排水所需的時(shí)間。如果鼓泡形成泡沫，可在刻度玻璃儀器中直接起泡，然后觀察排水過(guò)程和測(cè)量1/2排水所需時(shí)間；如果攪打起泡，測(cè)定應(yīng)在特制的不銹鋼儀器中進(jìn)行，該儀器有專(zhuān)門(mén)的下水裝置收集排水，可連續(xù)測(cè)量排水過(guò)程和排水時(shí)間。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,影響蛋白質(zhì)起泡的因素 a.蛋白質(zhì)性質(zhì)：具有良好起泡能力的蛋白質(zhì)不具有穩(wěn)定泡沫的能力，而能產(chǎn)生穩(wěn)定泡沫的蛋白質(zhì)往往不具有良好的起泡力。 b.蛋白溶液濃度：蛋白質(zhì)要發(fā)揮起泡性，其在溶液中必須有一定的濃度，一般這種濃度為2%8%，由此濃度開(kāi)始增加則起泡能力增加，但濃度過(guò)大（一般超過(guò)10%）則會(huì)由于蛋白質(zhì)溶解度下降而導(dǎo)致氣泡變小，泡沫變硬。 c.溫度：氣泡前適當(dāng)加熱可提高多數(shù)蛋白的起泡能力，但當(dāng)加熱過(guò)度則會(huì)損害蛋白的起泡能力，起到破壞泡沫的作用。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,d.pH值：溶液的pH硬性著蛋白質(zhì)的荷電狀態(tài)，因而改變其溶解度、相互作用力及持水力，也就改變了蛋白質(zhì)的起泡性質(zhì)和泡沫的穩(wěn)定性。 e.鹽類(lèi)物質(zhì)種類(lèi)和濃度：鹽類(lèi)不僅影響蛋白質(zhì)的溶解度、黏度、伸展和聚集，也改變其起泡性質(zhì)，這取決于鹽的種類(lèi)、濃度和蛋白質(zhì)的性質(zhì)。如食鹽通常能增大泡沫膨脹力和降低泡沫穩(wěn)定性；鈣離子能與蛋白質(zhì)的羧基形成橋鍵而使泡沫穩(wěn)定性提高等。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,f.糖類(lèi)物質(zhì)的存在：小分子糖可以提高泡沫的穩(wěn)定性但卻降低蛋白質(zhì)的起泡能力。 g.脂類(lèi)物質(zhì)的存在：脂類(lèi)物質(zhì)，由其是磷脂類(lèi)物質(zhì)具有比蛋白質(zhì)更大的表面活性，可以競(jìng)爭(zhēng)的方式取代界面上的蛋白質(zhì)，于是減少了膜的厚度和黏合性并最終因膜的削弱而導(dǎo)致泡沫穩(wěn)定性下降。 h.攪打：攪打或攪拌的時(shí)間和強(qiáng)度明顯影響蛋白質(zhì)的起泡能力；但既要足夠也要適當(dāng)，過(guò)度攪打?qū)⑵茐呐菽?閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,四、蛋白質(zhì)在加工儲(chǔ)藏中的變化,1、熱加工,蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò)熱處理會(huì)發(fā)生一系列的物理和化學(xué)變化，有些對(duì)于食品品質(zhì)和加工過(guò)程是有利的，有些會(huì)降低蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和加工性能。 熱處理的有利影響：經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚?，絕大多數(shù)蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值會(huì)得到提高。這是因?yàn)樵谶m宜的加熱條件下，蛋白質(zhì)發(fā)生變性以后，原有的卷曲甚至成球狀的肽鏈?zhǔn)軣?、弱鍵斷裂，使原來(lái)折疊部分的肽鏈松散，容易受消化酶的作用，提高了消化率和必需氨基酸的生物利用率和生物有效性。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,適度的熱處理也能使食品中的大多數(shù)酶由于變性而失活，保證食品在貯藏期間不發(fā)生酸敗、變色或質(zhì)構(gòu)變化。 豆類(lèi)和油料種子中常含有一些消化酶（如胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等）的抑制劑，這些抑制劑通過(guò)對(duì)消化酶的作用而降低食物蛋白的吸收率；也含有一些外源凝集素，能導(dǎo)致血紅細(xì)胞凝集；加熱處理可以使這些物質(zhì)失活，使它們不會(huì)發(fā)生不利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收或其它不利的作用。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,蛋白質(zhì)過(guò)度熱加工后的危害作用 引起含硫蛋白質(zhì)的分解 導(dǎo)致蛋白質(zhì)效價(jià)的降低 產(chǎn)生有毒物質(zhì),熱處理的不利影響： 氨基酸結(jié)構(gòu)（殘基）發(fā)生變化，導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,一般食品中的蛋白類(lèi)物質(zhì)在冷藏或冷凍（-18)條件下不會(huì)發(fā)生大的變化，但如經(jīng)歷冷凍、解凍的過(guò)程，則蛋白的質(zhì)地及口感會(huì)發(fā)生一些變化。 當(dāng)肉類(lèi)食品經(jīng)冷凍、解凍后，細(xì)胞及細(xì)胞膜被破壞，酶被釋放出來(lái)，隨著溫度的升高，酶活性的增強(qiáng)，可導(dǎo)致蛋白質(zhì)降解。 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)之間的不可逆結(jié)合，代替了水和蛋白質(zhì)間的結(jié)合，使蛋白質(zhì)的質(zhì)地發(fā)生變化，保水性降低，但對(duì)蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值影響很小。,2、冷凍,魚(yú)蛋白質(zhì)很不穩(wěn)定，經(jīng)冷凍和冷藏后，肌球蛋白變性，然后與肌動(dòng)蛋白反應(yīng)，使肌肉變硬，持水性降低，因此解凍后魚(yú)肉變得干而強(qiáng)韌，而且魚(yú)中的脂肪在凍藏期間仍會(huì)進(jìn)行自動(dòng)氧化反應(yīng)，生產(chǎn)過(guò)氧化物和自由基，再與肌肉蛋白作用使蛋白聚合，氨基酸破壞。蛋黃能冷凍并貯于-6，解凍后呈膠狀結(jié)構(gòu)，黏度也增大，若在冷凍前加10%的糖或鹽則可防止此現(xiàn)象。,閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系,3、干燥,脫水處理是食品加工技術(shù)中的重要類(lèi)型，包括傳統(tǒng)脫水、真空干燥、冷凍干燥、噴霧干燥、鼓膜干燥等方法；脫水處理的目的是降低水分含量、提高食品穩(wěn)定性、延長(zhǎng)保質(zhì)期、減輕重量等。 從食品化