第五章 食品中的蛋白质.ppt

　　第五章 食品中的蛋白质

　　第一节 概述

　　一、蛋白质作用综述 蛋白质是构成机体和生命的重要物质基础：人体的所有组织器官都有蛋白质，蛋白质约占人体全部质量的18%，最重要的作用还是其与生命现象有关。 1.催化作用 2.调节生理机能 3.氧的运输 4.肌肉收缩 5.支架作用 6.免疫作用 7.遗传调控

　　建造新组织和修补更新组织 食物蛋白质最重要的作用是供给人体合成蛋白质所需要的氨基酸;蛋白质是人体中惟一的氮的来源;蛋白质必须经过消化、分解成氨基酸后方能被吸收、利用。 人体内蛋白质的合成与分解之间存在着动态平衡。体内蛋白质在不断地分解与合成，组织细胞在不断更新。但是，蛋白质的总量却维持动态平衡。 儿童和青少年正处在生长、发育时期，对蛋白质的需要量较大，蛋白质的转换率也相对较高。

　　供 能 蛋白质在体内的主要功能并非供给能量，但它也是一种能源物质。特别在碳水化合物和脂肪供给量不足时，每克蛋白质在体内氧化供能4kcal(17kj)。它与碳水化合物和脂肪所供给的能量一样，都可用以促进机体的生物合成，维持体温和生理活动。 赋予食品重要的功能特性

　　二、食品中蛋白质的定义及化学组成

　　1.蛋白质的定义 蛋白质是由不同氨基酸以肽键相连所组成的具有一定空间结构的生物大分子物质，在生物体中广泛存在，是构成生物体最重要的高分子有机含氮化合物，是生命的物质基础。 2.蛋白质的化学组成 (1)蛋白质的元素组成 C、H、O、N、S 有些蛋白质含有Cu、Fe、Mn、Mo、Zn、Mg、Ca等矿物质元素。

　　氮元素含量与蛋白质含量的关系： 粗蛋白(%)=氮元素含量×6.25 (2)蛋白质的基本结构单位——氨基酸 组成蛋白质的基本单位是氨基酸。参与人体蛋白质组成的氨基酸仅有20余种，且其化学结构均属于L-α-氨基酸(甘氨酸除外)。

　　三、食品中蛋白质的特性及分类

　　1.蛋白质的结构特性 (1)一级结构 ：肽链中的氨基酸顺序 氨基酸依次通过肽键连接形成链状结构，这种链状结构称为多肽链。多肽链就是蛋白质分子的一级结构的基本结构形式。 除肽键连接之外，还有二硫键，它对稳定蛋白质分子的空间结构起着重要作用。

　　(2)二级结构

　　二级结构是指肽链主链有规则的盘曲折叠所形成的构象。二级结构仅仅是主链构象。 二级结构中，肽链中的>C=O 与位置合适的>NH 间形成氢键，从而使肽链不是完全伸展的直链，而是盘曲折叠成多种形状。二级结构类型有：α–螺旋、β–折叠、Ω环、无规则卷曲等形式。 其中α–螺旋、β–折叠比较常见。

　　α–螺旋

　　β–折叠

　　(3)三级结构

　　是整条肽链完整的构象，是在二级结构的基础上进一步盘曲折叠而形成的结构，近似球形。 此球形是“亲水表面，疏水核”。 侧链一R基团形成的几种副键维持其稳定性如疏水相互作用、二硫键、静电作用、氢键、范德华力等。

　　(4)四级结构

　　蛋白质分子中，肽链间以副键缔合在一起，形成一个非常稳定的构象，称为蛋白质的四级结构。组成四级结构的多肽链称为蛋白质的亚基，各亚基间的结合力主要是疏水作用，另外，氢键和离子键也参与维持四级结构。

　　2.蛋白质的分类

　　(1)完全蛋白质 优质蛋白质;它们所含的必需氨基酸种类齐全，数量充足，彼此比例适当。 (2)半完全蛋白质 所含氨基酸种类虽然齐全，但其中某些氨基酸的数量不能满足人体的需要。它们可以维持生命，但不能促进生长发育。 (3)不完全蛋白质 不能提供人体所需的全部必需氨基酸，单纯靠它们既不能促进生长发育，也不能维持生命。

　　第二节 食品中的氨基酸

　　一、氨基酸的组成、结构及分类 结构通式 构型：蛋白质水解产生的20种α-氨基酸用D/L标记法，均属L—构型

　　分类和命名

　　组氨酸为婴儿必需氨基酸，成人需要量可能较少。

　　二、食品中氨基酸的物理性质

　　1.溶解度 氨基酸一般都溶于水，不溶或微溶于醇，不溶于乙醚。所有的氨基酸都能溶于强酸或强碱的溶液中。 2.熔点 氨基酸属于高熔点化合物，一般超过200℃。 3.旋光性 除甘氨酸外，其它的氨基酸都具有旋光性。大多天然存在的氨基酸属于L–型氨基酸。 4.味感 氨基酸的味感与其立体构型有关。D–型氨基酸多数带有甜味;L–型氨基酸有甜、苦、鲜、酸等四种不同味感。

　　三、食品中氨基酸的化学性质

　　1.氨基酸的两性和等电点

　　当调整溶液的pH，使氨基酸的酸性与碱性电离相同，此时氨基酸以偶极离子形式存在，净电荷为零，把此时氨基酸溶液的pH称为氨基酸的等电点，用pI表示。

　　氨基酸的等电点决定于其结构，中性氨基酸的pI一般在5～6.5之间;酸性氨基酸的pI较小，在2.5～3.5之间;而碱性氨基酸的pI较大，在9 ～ 11之间。 氨基酸在等电点状态下熔点最高，溶解度最低。

　　肽键是肽及蛋白质分子中的主键

　　2.脱水成肽反应

　　3.与金属离子的螯合作用 4.脱氨基反应 5.脱羧基反应 氨基酸经高温或细菌作用发生脱羧反应而生成胺 ，赋于食物不良的气味和毒性。 6.褐变反应

　　7.与茚三酮反应：常用于氨基酸的比色测定

　　第三节 各类食品中的蛋白质

　　一、动物来源食品中的蛋白质 1.肌肉蛋白质 2.胶元和明胶 3.乳蛋白质 (1)酪蛋白 (2)乳清蛋白 (3)脂肪球膜蛋白质 4.卵类蛋白质

　　二、植物来源食品中的蛋白质 1.谷物蛋白质 面粉蛋白质分为四类：醇溶谷蛋白、谷蛋白、清蛋白和球蛋白 。 2.油料种子蛋白质 油料种子蛋白质中最主要的成分是球蛋白类 三、可食用的蛋白质新资源 单细胞蛋白质 ——来源于微生物

　　第四节 食品中蛋白质的性质

　　一、蛋白质的理化性质 1.蛋白质的胶体性质 具有胶体溶液的特性 蛋白质胶体稳定的两个重要因素：水化膜和带有同种电荷 2.沉淀作用 (1)盐析 机理：破坏水化膜 (2)有机溶剂沉淀 (3)重金属盐沉淀

　　(4)某些酸类沉淀 (5)其它 3.蛋白质的变性 (1)概念 蛋白质由于受些些物理因素，如加热、高压、搅拌、振荡、紫外线、X射线和超声波等;化学因素，如强酸、强碱、尿素、重金属盐、有机溶剂等的影响，可改变或破坏蛋白质的空间结构，导致蛋白质的理化性质改变或失去生物活性，这种现象称为蛋白质的变性。 (2)变性对蛋白质的影响 ①失去生物活性 ②溶解度就减小 ③容易被酶水解消化

　　(3)变性的机理 (4)变性的分类 可逆变性： 不可逆变性 4.蛋白质的水解和分解 蛋白质能在酸、碱、或酶(蛋白酶)的作用下发生水解作用 ，水解生成的低肽和氨基酸增加了食品的风味，同时肽和氨基酸与食物中其它成分反应，进一步形成各种风味物质。 蛋白质在高温下变性后易水解，也易发生分解，形成一定的风味物质。 蛋白质还能在腐败菌作用下发生分解 。

　　5.蛋白质的颜色反应

　　茚三酮反应

　　缩二脲反应

　　二、蛋白质的功能性质

　　1.蛋白质的水合 (1)蛋白质的水化 蛋白质中水的存在及存在方式直接影响着食物的质构和口感，干燥的蛋白质原料须先水化后使用。 影响蛋白质水化的因素： (2)蛋白质的持水性 蛋白质保留水的能力与许多食品的质量，特别是肉类菜肴的质量有重要关系。 提高持水性的措施：

　　2.蛋白质的膨润

　　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黏度的一种重要功能特性。 3.蛋白质的乳化性与发泡性 (1)乳化性及其作用 (2)发泡性及其作用 4.蛋白质的风味结合 蛋白质本身没有气味，但能结合风味化合物，影响食品的感官品质。 影响风味结合的因素：

　　第五节 蛋白质的功能性质在食品加工中的应用

　　1.以乳蛋白作为功能性蛋白质在食品加工中的应用 2.以卵蛋白作为功能性蛋白质在食品加工中的应用 3.以肌肉蛋白作为功能性蛋白质在食品加工中的应用 4.以大豆蛋白作为功能性蛋白质在食品加工中的应用

　　第六节 食品加工条件对蛋白质功能性和营养价值的影响

　　1.热处理对蛋白质的影响 蛋白质热加工处理后的有益作用 蛋白质过度热加工处理后的危害 2.低温处理对蛋白质的影响 3.脱水作用对蛋白质的影响 4.碱处理对蛋白质的影响