蛋白功能性質(zhì)及其在貯藏加工過程中變化以及食品加PPT課件

1、重點(diǎn)重點(diǎn) 蛋白質(zhì)的變性及其對(duì)食品品質(zhì)的影響； 蛋白的功能性質(zhì)及其在貯藏加工過程中的變化，以及食品加工條件對(duì)食品品質(zhì)和營養(yǎng)性的影響； 食品中蛋白質(zhì)及氨基酸的測(cè)定。難點(diǎn)難點(diǎn) 蛋白質(zhì)功能性質(zhì)、蛋白質(zhì)構(gòu)象變化對(duì)其性質(zhì)的影響。第1頁/共109頁Contents 5.1. Introduction 5.2. Physicochemical properties of amino acids 5.3. Protein structure 5.4 Protein denatutation 5.5 Functional properties of proteins 5.6 Nutritional propert

2、ies of proteins 5.7 Processing-induced physical chemical and nutritional changes in proteins 5.8 Measurement of protein 5.9 Special topic: study on bioactive protein第2頁/共109頁5.1. 概述introduction 1. 蛋白質(zhì)在食品加工中的意義 The importance of protein in food processing 蛋白質(zhì)是食品中三大營養(yǎng)素之一 蛋白質(zhì)對(duì)食品的色、香、味及組織結(jié)構(gòu)等具有重要意義，一些蛋白質(zhì)

3、具有生物活功能，是開發(fā)功能性食品原料之一第3頁/共109頁 2. 蛋白質(zhì)的分子量及其測(cè)定方法 Molecular weight of protein and measurement 分子量：一萬到一百萬道頓（Dalton)之間或更大。測(cè)定方法 滲透壓法 超離心法 凝膠過濾法 聚丙烯酰胺凝膠電泳法第4頁/共109頁 3. 蛋白質(zhì)的元素組成 The elements of protein C：50-55% H：6-8% O：20-23% S：0-4% N：15-18% 微量元素：P、Fe、Zn、Cu、I 等第5頁/共109頁 4. 蛋白質(zhì)的分類 The classification of prot

4、ein 按分子形狀分 纖維狀蛋白質(zhì) 球狀蛋白質(zhì) 按分子組成分 簡(jiǎn)單蛋白質(zhì) 結(jié)合蛋白質(zhì) 按蛋白質(zhì)的溶解度分 清蛋白 谷蛋白 球蛋白 醇溶蛋白第6頁/共109頁 5. 食品中蛋白質(zhì)來源 The source of protein in food 動(dòng)物中蛋白質(zhì)；如豬肉、魚肉、雞肉、乳 植物中蛋白質(zhì)：如大豆、谷物 微生物中蛋白質(zhì)：酵母第7頁/共109頁5.2. 氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì)Physicochemical Properties of Amino Acids第8頁/共109頁 1. 氨基酸的一般性質(zhì)氨基酸的一般性質(zhì)第9頁/共109頁 (2)分類classification 按R的極性分類 非極性氨

5、基酸：Ala,Ile,Leu,Phe,Met,Trp,Val,Pro 極性氨基酸 無電荷側(cè)鏈氨基酸:Ser,Thr,Tyr,Asn,Gln,Cys,Gly 帶正電荷側(cè)鏈氨基酸:Lys,Arg,His 帶負(fù)電荷側(cè)鏈氨基酸:Asp,Glu第10頁/共109頁 (3)氨基酸在水中的溶解度 氨基酸溶解度(g/L) 氨基酸溶解度(g/L） 丙氨酸167.2 亮氨酸 精氨酸855.6 賴氨酸 天冬酰胺28.5 蛋氨酸 天冬氨酸5.0 苯丙氨酸 半胱氨酸- 脯氨酸 谷胺酰胺（37） 絲氨酸 谷氨酸8.5 蘇氨酸 甘氨酸249.9 色氨酸 組氨酸- 酪氨酸 異亮氨酸34.5 纈氨酸第11頁/共109頁(4)氨

6、基酸的酸堿性質(zhì) Acid-base properties of amino acids 氨基酸在pH=7時(shí)水中存在形式第12頁/共109頁 l 除甘氨酸外，其它所有氨基酸分子中的-碳原子都為不對(duì)稱碳原子,所以：A、氨基酸都具有旋光性。B、每一種氨基酸都具有D-型和L-型兩種立體異構(gòu)體。目前已知的天然蛋白質(zhì)中氨基酸都為L(zhǎng)-型。第13頁/共109頁 氨基酸是酸 氨基酸是堿第14頁/共109頁 氨基酸的等電點(diǎn) pI of amino acids 是指氨基酸在溶液中凈電荷為零時(shí)的pH值 氨基酸的等點(diǎn)估算用酸滴定時(shí) pH1= pKa1 同理可算當(dāng)用堿滴定時(shí) pH2= pKa2 pI=（pKa1 + pK

7、a2）/2第15頁/共109頁側(cè)鏈帶電荷不同時(shí)，估算方法不同 pI= （pKa1 + pKa3）/2 酸性氨基酸 pI= （pKa2 + pKa3）/2 堿性氨基酸第16頁/共109頁(5)氨基酸的疏水性 Hydrophobic properties of Amino Acids疏水性概念 Hydrophobic property is the excess free energy of a solute dissolved in water compared to that in an organic solvent under similar conditions.第17頁/共109頁氨基

8、酸的疏水性 是指氨基酸從乙醇轉(zhuǎn)移至水中的自由能變化G G0=-RTlnS乙醇/S水 S乙醇-氨基酸在乙醇中的溶解度 S水-氨基酸在水中的溶解度第18頁/共109頁(6)氨基酸的光學(xué)性質(zhì)及光譜 Optical properties of amino acids 氨基酸具有旋光性（除甘氨酸) 立體異構(gòu)體：L、D型，天然只存在L型異構(gòu)體 =210nm,氨基酸都有吸收峰 =278nm,色氨酸都有最大吸收峰 =274.5nm,酪氨酸都有最大吸收峰 =260.0nm,苯丙氨酸都有最大吸收峰第19頁/共109頁 (7)氨基酸的化學(xué)反應(yīng) Chemical reactions of amino acids 與茚

9、三酮反應(yīng) 與鄰苯二甲醛反應(yīng)第20頁/共109頁1. 概述Introduction(1)蛋白質(zhì)分子構(gòu)象是指蛋白質(zhì)分子中所有原子在三維空間中的排布5.3. 蛋白質(zhì)分子構(gòu)象蛋白質(zhì)分子構(gòu)象vThe Conformation of Proteins第21頁/共109頁(2)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)層次一級(jí)結(jié)構(gòu)Primary Structure二級(jí)結(jié)構(gòu)Secondary Structure超二級(jí)結(jié)構(gòu)Supersecondary Structure結(jié)構(gòu)域Domain三級(jí)結(jié)構(gòu)Tertiary Structure四級(jí)結(jié)構(gòu)Quaternary Structure第22頁/共109頁(3)構(gòu)象與構(gòu)型的區(qū)別構(gòu)型：在立體異構(gòu)體中，取

10、代原子或基團(tuán)在空間的取向構(gòu)象：當(dāng)單鏈旋轉(zhuǎn)時(shí)，分子中的基團(tuán)或原子可能形成不同的空間排布，這些不同的空間排列稱為不同的構(gòu)象。第23頁/共109頁(4)蛋白質(zhì)分子構(gòu)象研究進(jìn)展第一階段：1959年以前19511951年P(guān)aulingPauling和GoreyGorey提出蛋白質(zhì)立體化學(xué)原理 和-螺旋模型奠定了蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)研究理論基礎(chǔ)Kendrew采用X-射線結(jié)構(gòu)分析法揭示了肌紅蛋白的二、三級(jí)結(jié)構(gòu)首次證實(shí)了-螺旋在蛋白質(zhì)中存在第二階段：1959年以后第24頁/共109頁分析方法的應(yīng)用分析方法的應(yīng)用：中子衍射、二維核磁共振法、圓二色法、激光拉曼光譜法等第25頁/共109頁2. 蛋白質(zhì)分子一級(jí)結(jié)構(gòu)The

11、primary structure of protein(1)概念 是指氨基酸通過共價(jià)鍵即肽鍵連接而成的線性序列。(2)肽鍵的結(jié)構(gòu)第26頁/共109頁第27頁/共109頁(3)肽單位結(jié)特征肽鍵不同于C-N單鍵和C=N雙鍵；肽鍵具有部分單鍵性質(zhì)同時(shí)又有雙鍵性質(zhì)；肽鍵不能自由旋轉(zhuǎn)；肽單位是剛性平面結(jié)構(gòu)；肽單位平面有一定的鍵長(zhǎng)和鍵角。第28頁/共109頁3. 蛋白質(zhì)分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)The secondary structure of protein(1)概念是指由多肽鏈上主鏈骨架中各個(gè)肽段所形成的規(guī)則或無規(guī)則的構(gòu)象。第29頁/共109頁 是指多肽鏈主鏈骨架圍繞一個(gè)軸一圈一圈地上升，從而形成一個(gè)螺旋式的

12、構(gòu)象。v(2)螺旋結(jié)構(gòu)Helical structure第30頁/共109頁 -折疊片折疊片第31頁/共109頁回折回折第32頁/共109頁4. 三級(jí)結(jié)構(gòu)The tertiary structure of protein(1)概念Concept指含螺旋、彎曲和折疊或無規(guī)卷曲等二級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，其線性多肽鏈進(jìn)一步折疊成為緊密結(jié)構(gòu)時(shí)的三維空間排列第33頁/共109頁蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定疏水相互作用疏水相互作用氫鍵范德華引力范德華引力靜電相互作用二硫鍵第34頁/共109頁(2)肌紅蛋白的三級(jí)結(jié)構(gòu)第35頁/共109頁(3)穩(wěn)定三級(jí)結(jié)構(gòu)的作用力蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定疏水相互作用氫鍵范德華引力二硫鍵靜電相

13、互作用第36頁/共109頁5. 蛋白質(zhì)分子的四級(jí)結(jié)構(gòu)The quaternary structure of protein 蛋白質(zhì)亞基：是一條多肽鏈 寡聚蛋白質(zhì)：由少數(shù)亞基聚合而成的蛋白質(zhì) 多聚蛋白質(zhì)：由幾十個(gè)，甚至上千個(gè)亞基聚合而成的蛋白質(zhì)。第37頁/共109頁四級(jí)結(jié)構(gòu)的狹義定義： 是指寡聚蛋白質(zhì)中的種類、數(shù)目、空間排布以及亞基之間的相互作用。四級(jí)結(jié)構(gòu)的廣義定義： 由相同或不同球蛋白分子所構(gòu)成的聚合體第38頁/共109頁5.4. 蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)的變性Protein Denaturation1. 天然蛋白質(zhì)的概念天然蛋白質(zhì)的概念The concept of natural protein

14、在體內(nèi)條件下，具有在體內(nèi)條件下，具有呈現(xiàn)全部生物功能呈現(xiàn)全部生物功能所需要的精確構(gòu)象所需要的精確構(gòu)象的蛋白質(zhì)變性的現(xiàn)的蛋白質(zhì)變性的現(xiàn)象。象。第39頁/共109頁2. 蛋白質(zhì)變性的概念The concept of protein denaturation 由于外界因素的作用，使天然蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象發(fā)生了異常變化，從而導(dǎo)致生物活性的喪失以及物理、化學(xué)性質(zhì)的異常變化，不包括一級(jí)結(jié)構(gòu)上肽鍵的斷裂。第40頁/共109頁3.蛋白質(zhì)變性現(xiàn)象The phenomena of protein denaturation1.1.物理性質(zhì)的改變 凝集、沉淀 流動(dòng)雙折射 粘度增加 旋光值改變 紫外、熒光光譜發(fā)生變化第4

15、1頁/共109頁2.2.化學(xué)性質(zhì)的改變酶水解速度增加分子內(nèi)部基團(tuán)暴露3.3.生物性能的改變抗原性改變生物功能喪失4. 4. 可逆變性除去變性因素之后，在適當(dāng)?shù)臈l件下蛋白質(zhì)構(gòu)象可以由變性態(tài)恢復(fù)到天然態(tài)。第42頁/共109頁5. 5. 不可逆變性 除去變性因素之后，在適當(dāng)?shù)臈l件下蛋白質(zhì)構(gòu)象 ,由變性態(tài)不能恢復(fù)到天然態(tài)。6. 6. 蛋白質(zhì)變性測(cè)定方法 測(cè)定蛋白質(zhì)的比活性 以天然蛋白質(zhì)作對(duì)照，測(cè)定蛋白質(zhì)物理性質(zhì)的變化。 測(cè)定蛋白質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的變化 觀察蛋白質(zhì)的溶解度變化 測(cè)定蛋白質(zhì)的抗原性是否改變第43頁/共109頁7. 影響蛋白質(zhì)變性的因素The factors affecting denaturat

16、ion酸堿 溫度尿素和鹽酸胍 機(jī)械處理表面活性劑 液壓有機(jī)溶劑 輻射 鹽 界面第44頁/共109頁1.蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)概念蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)概念The concept of functional properties of proteins 在食品加工、保藏、制備和消費(fèi)期間影響蛋白質(zhì)在食品體系中的性能的哪些蛋白質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)。 第45頁/共109頁功能 食品 蛋白質(zhì)類型溶解性 飲料 乳清蛋白粘度 湯、 調(diào)味汁 明膠持水性 香腸、蛋糕、 肌肉蛋白，雞蛋蛋白 膠凝作用 肉和奶酪 肌肉蛋白和乳蛋白粘結(jié)-粘合 肉、香腸、面條 肌肉蛋白，雞蛋蛋白彈性 肉和面包 肌肉蛋白，谷物蛋白乳化 香腸、蛋糕 肌肉

17、蛋白，雞蛋蛋白 泡沫 冰淇淋、蛋糕 雞蛋蛋白，乳清蛋白脂肪和風(fēng)味的結(jié)合 油炸面圈 谷物蛋白2.食品蛋白質(zhì)在食品體系中的功能作用食品蛋白質(zhì)在食品體系中的功能作用Functional roles of food proteins in food systems第46頁/共109頁3. 3. 蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)(1)概念Concept 蛋白質(zhì)分子中帶電基團(tuán)、主鏈肽基團(tuán)、Gln的酰胺基、Ser、Thr和非極性殘基同水分子相互結(jié)合的性質(zhì)。第47頁/共109頁(2)氨基酸殘基的水合能力Hydration capacities of amino acid residues氨基酸殘基 水合能力A

18、sn 2Gln 2Pro 3Ser,The 2Trp 2Asp(非離子化） 2Glu(非離子化） 2Tyr 3Arg(非離子化） 3Lys(非離子化） 4第48頁/共109頁氨基酸殘基 水合能力/（mol H2O/mol殘基)Asp - 6Glu - 7Tyr- 7 Arg+ 3His+ 4Lys+ 4非極性殘基 Ala 1Gly 1Phe 0Val,Ile,Leu,Met 1第49頁/共109頁(3)蛋白質(zhì)結(jié)合水的能力The hydration capacities of proteins 當(dāng)干蛋白質(zhì)粉與相對(duì)濕度為90%-95%的水蒸汽達(dá)到平衡時(shí)每克蛋白質(zhì)所結(jié)合的水的克數(shù)。第50頁/共109

19、頁第51頁/共109頁(5)各種蛋白質(zhì)的水合能力蛋白質(zhì)水合能力/(g H2O/g蛋白質(zhì)）純蛋白質(zhì)肌紅蛋白 血清清蛋白 血紅蛋白 膠原蛋白 酪蛋白 卵清蛋白 商業(yè)蛋白質(zhì)產(chǎn)品乳清濃縮蛋白 大豆蛋白 第52頁/共109頁(6)影響蛋白質(zhì)結(jié)合水的環(huán)境因素The factors affecting hydration capacities of protein溫度 鹽的種類 離子強(qiáng)度 pH第53頁/共109頁第54頁/共109頁第55頁/共109頁(1)pH和溶解度第56頁/共109頁(2)離子強(qiáng)度和溶解度第57頁/共109頁(3)鹽離子與蛋白質(zhì)相互作用第58頁/共109頁(4)溫度和溶解度 當(dāng)T40,

20、 溫度升高,溶解度減少第59頁/共109頁5. 蛋白質(zhì)的界面性質(zhì)蛋白質(zhì)的界面性質(zhì)Interfacial properties of proteins(1)概念 是指蛋白質(zhì)能自發(fā)地適移至汽-水界面或油-水界性質(zhì)。(2)具有界面性質(zhì)的蛋白質(zhì)必要條件能否快速地克附至界面能否快速地展開并在界上面再定向能否形成經(jīng)受熱和機(jī)械運(yùn)動(dòng)的膜第60頁/共109頁(3)影響蛋白質(zhì)界面性質(zhì)的因素內(nèi)在因素 外在因素氨基酸組成 pH非極性AA與極性AA之比 離子強(qiáng)度和種類疏水性基團(tuán)與親水性基團(tuán)的分布 蛋白質(zhì)濃度二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu) 時(shí)間二硫鍵 溫度分子大小和形狀 分子柔性第61頁/共109頁(4)乳化性質(zhì)Emulsifyi

21、ng Properties測(cè)定乳化性質(zhì)的方法測(cè)定乳化性質(zhì)的方法 液滴大小分布 乳化活力 乳化能力 乳化穩(wěn)定性第62頁/共109頁測(cè)定乳狀液滴大小方法測(cè)定乳狀液滴大小方法Counlter計(jì)數(shù)器光學(xué)顯微鏡法電子顯微鏡法光散射法第63頁/共109頁蛋白質(zhì)的載量 是指克附乳狀液油-水界面上的蛋白質(zhì)質(zhì)量。乳化能力 是指在乳狀液相轉(zhuǎn)變前每克蛋白質(zhì)所能乳化的油的體積。第64頁/共109頁乳狀液穩(wěn)定性 乳油層體積Es= 100%乳油層體積 乳狀液總體積第65頁/共109頁影響蛋白質(zhì)乳化作用的因素 蛋白質(zhì)的溶解度 pH=PI 溶解度減少時(shí)，降低其乳化作用 pH=PI 溶解度增加，增加其他乳化作用 血清清蛋白、明

22、膠、蛋清蛋白在pH=PI，具有較高的溶解度，此時(shí)，乳化作用增加。 與蛋白質(zhì)表面疏水性存在正相關(guān)。 適當(dāng)熱誘導(dǎo)蛋白質(zhì)變性，可增強(qiáng)其乳化作用。第66頁/共109頁(5)起泡性Foaming properties 蛋白質(zhì)的起泡性質(zhì) 是指它汽液界面形成堅(jiān)韌的薄膜使大量氣泡并入和穩(wěn)定的能力。 蛋白質(zhì)的起泡力 是指蛋白質(zhì)能產(chǎn)生的界面面積的量第67頁/共109頁泡沫體積膨脹率=（起始液體的體積/起始液體的體積） 膨脹力=（并入氣體的體積/液體的體積） 100%100%第68頁/共109頁不同蛋白質(zhì)溶液的起泡力蛋白質(zhì) 起泡力牛血清清蛋白 280乳清分離蛋白 600雞蛋蛋清 240卵清蛋白 40牛血漿 260-

23、乳球蛋白 480血纖維蛋白原 360大豆蛋白（酶水解） 500明膠（酸法加工豬皮明膠） 760第69頁/共109頁蛋白質(zhì)作為起泡劑的必要條件 必須快速地吸附至氣-水界面 必須易在界面上展開和重排 必須在界面上形成一層粘合性膜第70頁/共109頁蛋白質(zhì)分子的性質(zhì)與起泡性的關(guān)系第71頁/共109頁影響蛋白質(zhì)起泡性質(zhì)的環(huán)境因素pH 鹽 糖 脂 蛋 溫 白 度 質(zhì) 濃 度第72頁/共109頁6. 與風(fēng)味物質(zhì)結(jié)合與風(fēng)味物質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)+風(fēng)味 蛋白質(zhì) 風(fēng)味有利：良好風(fēng)味載體不利：與不良風(fēng)味結(jié)合第73頁/共109頁(1)蛋白質(zhì)與風(fēng)味之間的相互作用干蛋白粉 范德華力 氫鍵 靜電 物理截留第74頁/共109頁液態(tài)

24、或高水分食品中蛋白質(zhì) 非極性配位體與蛋白質(zhì)表面的疏水 性小區(qū)相互作用 通過氫鍵相互作用 靜電相互作用 醛類化合物通過共價(jià)鍵結(jié)合至賴氨酸殘基上第75頁/共109頁(2)影響蛋白質(zhì)與風(fēng)味結(jié)合的因素 溫度 鹽 pH 化學(xué)改性第76頁/共109頁7. 粘度粘度蛋白質(zhì)溶液流體特征 假塑性流體 (1)蛋白質(zhì)切變稀釋的原因分子朝著流動(dòng)方向逐漸取向，使磨擦阻力減少。蛋白質(zhì)的水合范圍沿著流動(dòng)方向形變。氫鍵和其他續(xù)鍵的斷裂導(dǎo)致蛋白質(zhì)聚集體或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的解離。第77頁/共109頁(2)影響蛋白質(zhì)流體粘度特性因素影響蛋白質(zhì)流體粘度特性因素蛋白質(zhì)被分散的分子或顆粒的表觀直徑。蛋白質(zhì)溶劑的相互作用。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)相互作用。第

25、78頁/共109頁8. 凝膠化作用凝膠化作用Gelation(1)凝膠化作用概念是指變性的蛋白質(zhì)分子聚集并形成有序的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過程。(2)凝膠化作用機(jī)制 溶膠狀態(tài) 似凝膠狀態(tài)有序的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)狀態(tài)第79頁/共109頁(3)凝膠化的相互作用 氫鍵 疏水相互作用 靜電相互作用 金屬離子的交聯(lián)相互作用 二硫鍵第80頁/共109頁(4)影響蛋白質(zhì)凝膠化作用的因素溶液的pH蛋白質(zhì)的濃度金屬離子(5)蛋白質(zhì)凝膠化作用在食品加工中的應(yīng)用果凍 豆腐香腸 重組肉制品第81頁/共109頁5.7 在食品加工中蛋白質(zhì)的物理、化學(xué)和營養(yǎng)變化 Processing-induced physical chemical an

26、d nutritional changes in proteins1. 加熱處理對(duì)蛋白質(zhì)的影響 蛋白質(zhì)的一些功能性質(zhì)發(fā)生變化 破壞食品組織中酶有利食品的品質(zhì) 促進(jìn)蛋白質(zhì)消化 破壞抗?fàn)I養(yǎng)因子 引起氨基酸脫硫胱酰胺異構(gòu)化 有養(yǎng)存在時(shí)加熱處理，色氨酸部分受到破壞 T200，堿性條件下，色氨酸發(fā)生異構(gòu)化 劇烈熱處理引起蛋白質(zhì)生成環(huán)狀衍生物第82頁/共109頁第83頁/共109頁賴氨酸、谷氨酰胺與天冬胱胺形成共價(jià)交聯(lián)r輻射引起蛋白質(zhì)發(fā)生聚合H2O2引起酪氨酸發(fā)生氧化性交聯(lián)PH + LOO P + LOOH天然蛋白質(zhì)脂類自由基脂類過氧化物 形成的蛋白質(zhì)自由基P，隨后發(fā)生多肽鏈聚合等P+ PP-P第84頁/

27、共109頁3. 蛋白質(zhì)與氧化劑之間的相互作用食品常用氧化劑 H2O2過氧苯甲酰次氯酸鈉第85頁/共109頁(1)蛋氨酸的氧化(2)半胱氨酸的氧化第86頁/共109頁(3)色氨酸的氧化第87頁/共109頁5.6 蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)的性質(zhì)The properties of protein一一、兩性解離和等電點(diǎn)兩性解離和等電點(diǎn) 二、膠凝與膨潤二、膠凝與膨潤三、沉淀作用三、沉淀作用第88頁/共109頁一、一、蛋白質(zhì)的兩性解離和等電點(diǎn)v蛋白質(zhì)是蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)兩性電解質(zhì)。v蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)：對(duì)某一種蛋白質(zhì)來說，在某：對(duì)某一種蛋白質(zhì)來說，在某一一pHpH時(shí)，它所帶的正電荷與負(fù)電荷恰好相等，時(shí)

28、，它所帶的正電荷與負(fù)電荷恰好相等，即凈電荷為零，這一即凈電荷為零，這一pHpH稱蛋白質(zhì)的稱蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)等電點(diǎn)。v等電點(diǎn)與蛋白質(zhì)性質(zhì)有密切的關(guān)系。等電點(diǎn)與蛋白質(zhì)性質(zhì)有密切的關(guān)系。v等電點(diǎn)沉淀法。等電點(diǎn)沉淀法。第89頁/共109頁電泳：電泳：在堿性介質(zhì)（在堿性介質(zhì)（pHpI）中，蛋白質(zhì)）中，蛋白質(zhì)解離成酸，使解離成酸，使蛋白質(zhì)帶蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷，而在酸性介負(fù)電荷，而在酸性介質(zhì)（質(zhì)（pHpI）中，蛋白質(zhì)解離成堿，使蛋）中，蛋白質(zhì)解離成堿，使蛋白質(zhì)帶正電荷。因此，若以電流通過蛋白質(zhì)白質(zhì)帶正電荷。因此，若以電流通過蛋白質(zhì)溶液時(shí)，則在堿性介質(zhì)中蛋白質(zhì)分子移向陽溶液時(shí)，則在堿性介質(zhì)中蛋白質(zhì)分子移向陽極，而在

29、酸性介質(zhì)中，蛋白質(zhì)分子移向陰極，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。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)分子的凈電荷為由于等電點(diǎn)時(shí)蛋白質(zhì)分子的凈電荷為0 0，故，故在電場(chǎng)中不會(huì)發(fā)生移動(dòng)。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。電泳可以把蛋白質(zhì)從混合液中分離出來。第90頁/共109頁二、蛋白質(zhì)的膠凝作用二、蛋白質(zhì)的膠凝作用蛋白質(zhì)具有膠體性質(zhì)：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)、不能通然具有膠體溶液的典型性

30、質(zhì)，如丁達(dá)爾現(xiàn)象、布郎運(yùn)動(dòng)、不能通過半透膜等。過半透膜等。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)溶膠蛋白質(zhì)溶膠。一定濃度的蛋白質(zhì)溶液冷卻后能形成一定濃度的蛋白質(zhì)溶液冷卻后能形成蛋白質(zhì)凝膠。蛋白質(zhì)凝膠。蛋白質(zhì)凝膠具蛋白質(zhì)凝膠具有一定的形狀和彈性，具有半固體的性質(zhì)。有一定的形狀和彈性，具有半固體的性質(zhì)。第91頁/共109頁蛋白質(zhì)的凝膠化作用蛋白質(zhì)的凝膠化作用是指變性的蛋白質(zhì)分子聚集并形成有序的蛋白質(zhì)網(wǎng)是指變性的蛋白質(zhì)分子聚集并形成有序的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過程。絡(luò)結(jié)構(gòu)過程。第92頁/共109頁 氫鍵氫鍵 疏水作用疏水作用 靜電作用靜電作用 金屬離子的交

31、聯(lián)作用金屬離子的交聯(lián)作用 二硫鍵二硫鍵凝膠化的相互作用凝膠化的相互作用蛋白質(zhì)凝膠化作用在食品加工中的應(yīng)用蛋白質(zhì)凝膠化作用在食品加工中的應(yīng)用v形成固態(tài)彈狀凝膠形成固態(tài)彈狀凝膠v增稠增稠v提高吸水性提高吸水性v提高乳狀液和泡沫的穩(wěn)定性提高乳狀液和泡沫的穩(wěn)定性第93頁/共109頁三、蛋白質(zhì)的水化作用三、蛋白質(zhì)的水化作用 蛋白質(zhì)分子表面分布著各種不同的極性基團(tuán)，由于這些極性基團(tuán)同水分蛋白質(zhì)分子表面分布著各種不同的極性基團(tuán)，由于這些極性基團(tuán)同水分子之間的吸引力，使水溶液中的蛋白質(zhì)分子成為高度水化的分子。這就子之間的吸引力，使水溶液中的蛋白質(zhì)分子成為高度水化的分子。這就是蛋白質(zhì)的是蛋白質(zhì)的水化作用水化作用

32、。ABC第94頁/共109頁影響水化作用的因素影響水化作用的因素 蛋白質(zhì)自身的狀況，如蛋白質(zhì)形狀、表面積大小、蛋白質(zhì)粒子表面極性基團(tuán)數(shù)目及蛋白質(zhì)粒子的微觀結(jié)構(gòu)是否多孔等。 溶液的pH值 電解質(zhì)第95頁/共109頁四、蛋白質(zhì)的沉淀作用四、蛋白質(zhì)的沉淀作用蛋白質(zhì)沉淀蛋白質(zhì)沉淀：使蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象。使蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象。影響蛋白質(zhì)穩(wěn)定的因素影響蛋白質(zhì)穩(wěn)定的因素：l水化作用水化作用l電荷電荷蛋白質(zhì)沉淀分為可逆沉淀和不可逆沉淀。蛋白質(zhì)沉淀分為可逆沉淀和不可逆沉淀。第96頁/共109頁在蛋白質(zhì)溶液中加入中性鹽，可產(chǎn)生兩種現(xiàn)象。在蛋白質(zhì)溶液中加入中性鹽，可產(chǎn)生兩種現(xiàn)象。1)1) 鹽溶鹽溶：在鹽

33、濃度很稀的范圍內(nèi)，隨著鹽濃度增：在鹽濃度很稀的范圍內(nèi)，隨著鹽濃度增加，蛋白質(zhì)的溶解度也隨之增加，這種現(xiàn)象稱加，蛋白質(zhì)的溶解度也隨之增加，這種現(xiàn)象稱為鹽溶。為鹽溶。鹽析鹽析第97頁/共109頁 不同蛋白質(zhì)鹽析時(shí)所需的鹽濃度不同，調(diào)節(jié)鹽濃不同蛋白質(zhì)鹽析時(shí)所需的鹽濃度不同，調(diào)節(jié)鹽濃度可使混合蛋白質(zhì)溶液中的幾種蛋白質(zhì)分段析出，度可使混合蛋白質(zhì)溶液中的幾種蛋白質(zhì)分段析出，這種方法稱為這種方法稱為分段鹽析分段鹽析。 第98頁/共109頁q水溶性有機(jī)溶劑如丙酮、乙醇水溶性有機(jī)溶劑如丙酮、乙醇、甲醇、甲醇等達(dá)到相等達(dá)到相當(dāng)飽和度時(shí)可以使蛋白質(zhì)沉淀。當(dāng)飽和度時(shí)可以使蛋白質(zhì)沉淀。q由于這些溶劑與水的親和力比蛋白質(zhì)

34、強(qiáng)，能奪由于這些溶劑與水的親和力比蛋白質(zhì)強(qiáng)，能奪取蛋白質(zhì)分子表面的取蛋白質(zhì)分子表面的水化膜水化膜，同時(shí)降低水的，同時(shí)降低水的介電介電常數(shù)常數(shù)，增加蛋白質(zhì)分子間的靜電相互作用，導(dǎo)致，增加蛋白質(zhì)分子間的靜電相互作用，導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子聚集沉淀。蛋白質(zhì)分子聚集沉淀。有機(jī)溶劑沉淀有機(jī)溶劑沉淀第99頁/共109頁q 當(dāng)當(dāng)pHpH小于等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)分子以陽離子形式存在，易與生物堿或酸根負(fù)小于等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)分子以陽離子形式存在，易與生物堿或酸根負(fù)離子結(jié)合成不溶性鹽而沉淀。離子結(jié)合成不溶性鹽而沉淀。q當(dāng)溶液當(dāng)溶液pHpH大于等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)顆粒帶凈負(fù)電大于等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)顆粒帶凈負(fù)電荷，易與重金屬離子結(jié)合成不

35、溶性鹽而沉淀析出。荷，易與重金屬離子結(jié)合成不溶性鹽而沉淀析出。重金屬沉淀重金屬沉淀生物堿試劑或酸生物堿試劑或酸第100頁/共109頁q蛋白質(zhì)受熱變性后，再加入少量鹽類或?qū)H值調(diào)至等電點(diǎn)，則很容易發(fā)生凝固變性。第101頁/共109頁小結(jié)1.氨基酸是帶有氨基的有機(jī)酸，分子結(jié)構(gòu)中至少含有一個(gè)伯氨基和一個(gè)羧基，-氨基酸含有一個(gè)-碳原子、一個(gè)羧基、一個(gè)氫原子和一個(gè)側(cè)鏈R基團(tuán)。必需AA（Essential AA，EAA）Ile Met Val Leu Trp Phe Thr Lys家 寫 兩 三 本 書 來2.一級(jí)結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成蛋白質(zhì)肽鏈的氨基酸殘基的線性排列順序，有時(shí)也稱為殘基的序列。3. 肽鍵的特點(diǎn)：肽鍵的C-N鍵具有40%的雙鍵特性，而C=0鍵有40%左右的單鍵性質(zhì)，這是由于電子的非定域作用結(jié)果導(dǎo)致產(chǎn)生的共振穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使之肽鍵的C-N鍵具有部分雙鍵性質(zhì)。第102頁/共109頁4 二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈骨架部分氨基酸殘基有規(guī)則的周期性空間排列，即肽鏈中局部肽段骨架形成的構(gòu)象。5. 三級(jí)結(jié)構(gòu)是指含螺旋、彎曲和折疊或無規(guī)卷曲等二級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，其線性多肽鏈進(jìn)一步折疊成為緊密結(jié)構(gòu)時(shí)的三維空間排列。6. 四級(jí)結(jié)構(gòu)（ Quaternary Struc