蛋白质(1).doc

蛋白质 (Protein)组成（Composition）w 生物大分子（Macromolecule）w 构件分子氨基酸 (Amino acid)氨基酸 (Amino acids)R基团对氨基酸性质影响强烈w 非极性、疏水性。w 极性、电中性。w 极性、负电荷、碱性。w 极性、正电荷、酸性。水溶液中的氨基酸两性电解质水溶液中的氨基酸酸性氨基酸水溶液中的氨基酸碱性氨基酸分类（Classification）w 非极性、疏水性的w 极性、电中性的w 极性、带负电荷、碱性的w 极性、带正电荷、酸性的w 植物蛋白与动物蛋白在氨基酸组成上的差异w 人体必须氨基酸8种氨基酸w 蛋白质的生物学效价（PER）w 转基因植物蛋白w 各种氨基酸配比的蛋白食品一级结构（Primary structure）w 氨基酸氨基+羧酸基w 肽键(Peptide bond)一级结构（Primary structure）w 线性结构(Linear polymer of amino acids)w 氨基酸序列（Sequence）蛋白质分子w 氨基末端（N-terminal）w 羧酸基末端（C-terminal）w 氨基酸残基(Amino acid residues)暴露基团性质w 一级结构对二级、三级结构的影响二级结构（Secondary structure）a-螺旋(a-helix)w 氢键每隔三个氨基酸残基w 刚性结构w 分布浆蛋白、球蛋白b-折叠(b-sheet)w 氢键平行区w 刚性结构w 分布毛发、丝、球蛋白二硫键（Disulfide bond）w 共价键w 含硫氨基酸w 韧性三级结构（3-D structure）w 氨基酸残基上的R基作用w 三级结构w 外层极性强w 内层疏水三级结构（3-D structure）键w 静电w 氢键w 疏水交互作用三级结构（3-D structure）三级结构（3-D structure）w 纤维状蛋白 性质纤维状、不溶 功能结构蛋白w 球蛋白 性质随机卷曲结构占多数、可溶 功能酶、免疫蛋白四级结构（Quaternary structure）w 键与三级结构相同w 单体w 寡聚体亚基四级结构（Quaternary structure）分类（Classification）w 按组成分w 按溶解度分单纯蛋白仅由氨基酸组成w 清蛋白Albuminesw 球蛋白Globulinsw 谷蛋白Glutellinsw 醇溶谷蛋白w 硬蛋白w 组蛋白Histonesw 鱼精蛋白清蛋白Albuminesw 分子量低w 溶于中性的水中w 蛋清、血清蛋白球蛋白Globulinsw 不溶于水w 溶于中性盐溶液w 溶于稀酸、稀碱。w 乳清球蛋白、血清球蛋白、肌球蛋白、肌动蛋白、大豆球蛋白。谷蛋白（Glutellins）w 不溶于水、乙醇及盐溶液中。w 溶于稀酸和稀碱中w 小麦中谷蛋白、米中的米谷蛋白。醇溶谷蛋白w 不溶于水、有机试剂。w 溶于50-90%乙醇w 富含脯氨酸、谷氨酸。w 谷物中。结合蛋白(Conjugated protein)蛋白质+非蛋白成份w 脂蛋白蛋白+脂w 糖蛋白蛋白+糖w 磷蛋白蛋白+磷w 核蛋白蛋白+核酸w 色蛋白蛋白+金属有色血红素、叶绿素蛋白衍生物（Protein derivatives）蛋白质经化学或酶处理后得到的衍生物w 一级衍生物改性程度小、不溶于水。凝结的酪蛋白w 二级衍生物改性程度大、溶于水。Proteoses, protones and peptides.化学性质离子性w 组成多聚两性电解质w 表现为两性电解质 氨基酸组成 pH环境w 等电点（pI）化学性质w 双缩脲反应碱性硫酸铜、紫色产物。w 末端的化学性质与游离氨基酸相同化学性质 变性蛋白质的溶液构象溶液环境导致变性的因素w 变性剂氢键断裂剂w 变性剂疏水中心破坏剂w 高温破坏变性的影响w 丧失生物学活性w 溶解度降低变性并没有断链生物学功能w 细胞结构物质w 参与物质代谢和运输w 储存、提供能量。w 肌肉收缩酶w 酶在自然界中的意义生命w 酶在化学反应中意义立体免疫物质w 生物体中免疫系统1958年w 生物体中的抗原抗体反应w 生物导弹人类战胜癌症的希望蛋白的副作用w 毒w 过敏生物合成中心法则生物合成w 遗传密码w 多极调控蛋白质技术w 定性、定量。w 分离、纯化。w 结构描述w 性质测定w 生物学功能w 酶技术w 含量w 凯氏定氮w 比色蛋白质的吸收光谱 染色基本性质测定w 分子量测定 层析 电泳SDSw 等电点(pI)测定 等电聚焦电泳(IEF)分离纯化w 离心w 层析w 电泳w 膜透析w 氨基酸分析w 检测氨基酸组成w 氨基酸分析仪的原理结构测定w 一级结构的测定测序方法w 二、三级结构的测定蛋白质的生物学功能n 细胞结构物质n 参与物质代谢和运输n 储存、提供能量。n 肌肉收缩n 酶n 酶在自然界中的意义生命n 酶在化学反应中意义立体免疫物质n 生物体中免疫系统1958年n 生物体中的抗原抗体反应n 生物导弹人类战胜癌症的希望n 蛋白的副作用n 毒n 过敏生物合成中心法则蛋白质技术n 定性、定量。n 分离、纯化。n 结构描述n 性质测定n 生物学功能n 酶技术n 含量n 凯氏定氮n 比色蛋白质的吸收光谱 染色基本性质测定n 分子量测定 层析 电泳SDSn 等电点(pI)测定 等电聚焦电泳(IEF)分离纯化n 离心n 层析n 电泳n 膜透析n 氨基酸分析n 检测氨基酸组成n 氨基酸分析仪的原理结构测定n 一级结构的测定测序方法n 二、三级结构的测定食品中的蛋白质n 动物蛋白n 植物蛋白n 微生物蛋白动物蛋白质n 肉类的蛋白n 乳蛋白n 蛋蛋白n 鱼蛋白n 肉类的蛋白n 骨骼肌蛋白n 平滑肌蛋白n 胶原蛋白骨骼肌蛋白n 肉类骨骼肌n 牛、羊、猪、鸡、n 蛋白质含量18-20%骨骼肌蛋白组成骨骼肌蛋白结构骨骼肌蛋白n 速冻食品n 注水肉平滑肌蛋白n 脏器蛋白胶原蛋白胶原蛋白 特性 相互之间很少交联 在酸、碱中易膨胀 收缩温度（60-70C） 明胶化（80C）明胶牛乳蛋白n 含量丰富n 组成 酪蛋白78%含磷蛋白 乳清蛋白 b乳清蛋白 a乳清蛋白 免疫球蛋白 非蛋白氮 酶牛乳蛋白n 牛乳中蛋白质的沉淀凝乳 酸性条件 加热 凝乳酶 盐酪蛋白n 占总蛋白的80%n 疏水蛋白n 存在形式：胶团n 组成泳动度 a酪蛋白 b酪蛋白 g酪蛋白 含磷形成磷脂 磷酸钙乳清蛋白 乳清蛋白 乳球蛋白 免疫球蛋白鸡蛋蛋白n 蛋清蛋白n 蛋黄蛋白蛋清蛋白n 蛋清中的蛋白质含量：10-11%（湿重）n 卵清蛋白含量最高 分子量：45，000 磷蛋白+碳水化合物 变性蛋清蛋白n 溶菌酶n 伴清蛋白与铁结合抗菌蛋清蛋白n 卵粘蛋白抑制血红细胞凝聚n 卵糖蛋白胰蛋白酶抑制剂n 抗生物素使生物素失效n 蛋黄蛋白蛋黄中含有大量的脂脂蛋白乳化剂水产蛋白n 鱼类40-60% X 10-21%n 软体动物 蟹20-22% 虾20-22% 牡蛎13% 贝类鱼蛋白n 鱼的骨骼肌结构 短纤维 片层结构 与高等动物的相似 结缔组织少鱼蛋白n 肌动蛋白低温不溶n 肌球蛋白变性凝聚植物蛋白质n 蔬菜蛋白n 谷类蛋白n 豆蛋白n 蔬菜蛋白n 含量低n 豆科植物高n 马铃薯高赖氨酸、色氨酸。n 芦笋、笋氨基酸食品n 小麦蛋白n 含量：12%n 分类n 面筋蛋白80-85%不溶于水缺乏赖氨酸 麦醇溶蛋白溶于70-90%乙醇 麦谷蛋白溶于酸和碱n 非面筋蛋白15-20%富含巯基 清蛋白溶于水 球蛋白溶于盐水小麦蛋白中的二硫键小麦蛋白中的二硫键麦醇溶蛋白小麦蛋白中的二硫键麦谷蛋白面筋蛋白复合物 n 麦谷蛋白形成网状结构n 麦醇溶蛋白和其它蛋白分布其中n 淀粉-蛋白-脂肪复合体的形成n 二硫键-使麦谷蛋白形成网状结构放松玉米蛋白n 基质蛋白n 颗粒蛋白n 玉米醇溶蛋白50%n 缺少赖氨酸、色氨酸。稻米蛋白n 谷蛋白80%碱溶蛋白n 醇溶蛋白5%含量低n 赖氨酸含量比较高大豆蛋白n 大豆蛋白含量约为42%n 组成特性：n 富含球蛋白n 富赖氨酸n 少甲硫氨酸n 无面筋蛋白不易成型大豆蛋白n 物化性质：n 对外界条件（如：加热、pH）敏感n 溶解性n pI附近(pH=3.75-5.25)不溶n pI上下(pH=1.5-2.5; pH6.3)均溶n 盐溶(NaCl; CaCl2)大豆蛋白n （按离心沉降系数）分类？大豆蛋白n 制品n 大豆浓缩蛋白 n 大豆分离蛋白 大豆浓缩蛋白的制备大豆分离蛋白的制备功能性质蛋白质与水的相互作用n 吸附n 保留n 湿润n 膨胀n 分散n 溶解n 粘性n 乳化n 起泡n 蛋白质之间的相互作用n 沉淀n 胶凝n 结构n 弹性n 与其它物质之间的相互作用n 与脂肪的结合n 与风味物质的结合n 蛋白质的水合性质n 食品水合体系n 食品的持水n 结合水n 自由水n 毛细管水n 截留水n 不溶性蛋白质与食品的持水性n 不溶性蛋白质的持水能力与氨基酸组成n 不溶性蛋白质形成的毛细管结构n 不溶性蛋白质形成的截留结构n 食品的失水与复水n 食品的失水n 食品的复水影响因素n 蛋白质浓度正向变化n pH？（pI）n 加热反向变化氢键 正向变化n 离子强度离子种类离子浓度低浓度吸水高浓度脱水实例q 肉丸膨胀q 面团粘度q 燕（？）皮质构q 水发鱿鱼q 水发牛肉与松肉粉q 豆腐q 可溶性蛋白质的溶解性n 食品中的水与可溶性蛋白质n 可溶性蛋白在水中的溶解平衡n 蛋白质-蛋白质n 蛋白质-水按溶解度分类n 清蛋白溶于pH=6.6的水n 球蛋白溶于pH=7.0的稀盐溶液n 谷蛋白溶于酸（pH12 ）溶液n 纯溶蛋白溶于70%的乙醇影响n 增稠n 界面n 凝胶影响因素n pHn 离子强度n 温度n 有机试剂pHn 变化规律n 等电点沉淀n 碱性条件离子强度n 离子的种类n 阳离子n 阴离子n 高浓度盐析n 低浓度正向作用 反向作用温度n 0-40Cn 40Cn 变性n 有机溶剂n 蛋白表面的疏水基多n 蛋白表面的亲水基多蛋白质的界面性质n 蛋白质的“两性”-疏水性与亲水性n 汽-水界面n 油-水界面影响蛋白质界面性质的因素n 氨基酸组成n 疏水基团与亲水基团的分布n 2、3、4级结构n 二硫键和巯基n 优良蛋白质表面活性剂的性质n 快速到达界面n 快速展开、定向。n 快速“两性”结合蛋白质的乳化性质 乳化的物理化学概念 蛋白质在水相中分布的形式乳化剂蛋白质的乳化性质 蛋白质的乳化剂性质 蛋白质载量 乳化能力 乳液的稳定性影响乳化的因素 盐肉糜加氯化钠后乳化性好 pH影响复杂 pI时乳化性好 非pI时乳化性好 加热降低蛋白质膜的硬度和粘度降低蛋白质乳化体系的稳定性 表面活性剂降低蛋白质乳化体系的稳定性牛乳三酰甘油酯磷脂不溶性脂蛋白可溶性蛋白酪蛋白 具有高疏水区 具有高亲水区 二者隔开 良好的乳化性质可溶性蛋白 在蛋白质乳化体系中起重要作用 向油水界面扩散和吸附的能力 吸附单分子层发泡性 泡沫气体的分散体系 蛋白质的表面活性剂性质 蛋白质的发泡性在气-液界面形成膜的能力，表达方式： 泡沫稳定性 泡沫强度发泡性 泡沫食品 蛋糕 冰淇淋 搅打奶油 影响发泡性的因素 蛋白质分子 快速到达界面 在界面上展开和重排 成膜 环境因素 pH 盐 糖 脂 温度 蛋白质浓度发泡食品的特征 含有大量的气体 气相与液相间有较大的表面积 气泡间壁 透光性差与风味物质的结合 结合方式 蛋白干粉与风味物质的结合 物理截留 蛋白-水合体系疏水相互作用 影响结合的因素粘性 粘性对流体的阻力 影响粘度的因素蛋白颗粒的大小 影响颗粒大小的因素蛋白分子的特性蛋白分子与介质的作用蛋白分子之间的作用剪切稀释 颗粒减小 粘度降低 原因分子定形、阻力降低。颗粒变形颗粒解体剪切稀释 不可逆粘度下降 可逆粘度下降应用 维他奶 色拉酱 蛋白质的凝胶性 缔合分子水平（亚基）的变化 聚合多聚体 沉淀溶解度丧失 絮凝非变性凝聚静电引力下降凝胶 凝结变性 蛋白蛋白间的相互作用超过蛋白水间的相互作用 胶凝蛋白质凝结时形成的网状结构应用 大豆蛋白制品豆腐 鱼制品鱼丸、鱼膏。 肉糜肉丸、肉饼。 乳制品酸奶 条件 加热冷却 盐钙离子 酶 碱网状结构的形成 蛋白蛋白相互作用与蛋白水相互作用的平衡 肽链间静电引力和斥力的平衡 蛋白质的浓度 二硫键蛋白质多糖凝胶 蛋白质明胶海藻酸盐 蛋白质明胶果胶酸盐 卡拉胶面团 面粉的化学组成 蛋白 面筋蛋白 醇溶蛋白 麦谷蛋白 可溶性蛋白 碳水化合物 淀粉颗粒 寡糖 脂类面团 面团的形成 条件 水 室温 机械搅拌 主要功能成份面筋蛋白面筋蛋白 组成 醇溶蛋白 麦谷蛋白 结构特征 大分子 谷氨酰胺含量高（33%） 羟基氨基酸含量高 极性氨基酸含量高 含硫氨基酸面筋蛋白 成键特征 氢键 二硫键 水不易溶 粘度与韧性应用面包麦谷蛋白与醇溶蛋白的比例 麦谷蛋白含量过高发泡小 醇溶蛋白含量过高发泡过大塌陷 加脂网状结构的形成 与其它物质的结合 与色素的结合 与金属离子的结合 与脂类的结合 蛋白质的营养质量n 必需氨基酸含量n 消化率u 构象u 毒性u 复合体u 加工n 营养质量的评价方法u 生物学方法u 化学方法u 酶法u 微生物法蛋白质在储藏、加工中的变化n 温度的变化n 湿度的变化n 辐射n 酸碱度变化碱处理n 组成变化n 氨基酸变化n 2级和3级结构的变化n 与其它物质的化学反应n 加热n 肉的加热熟化 蛋白质变性 蛋白质碳水化合物反应Mallard反应n 乳72Cn 植物蛋白 蛋白质的变性 蛋白酶抑制剂的失活 毒蛋白的降解加热的影响n 对蛋白质的有益影响n 对蛋白质的不利影响n 结论：利大于敝低温n 延缓微生物的生长n 抑制酶的活性n 湿度变化脱水n 失重、增加稳定性。n 脱水的方法 自然风干 真空干燥 冷冻干燥 喷雾干燥 鼓膜干燥辐射n 水分子在辐射下的解离n 可能引起氨基酸的解离n 对蛋白质的二、三、四级结构影响不大n 对蛋白质的营养价值影响不大酸碱度变化n 形成新的氨基酸n 氨基酸残基异构化n 生成衍生物n 降低营养价值n 产生有毒组份与其它其它物质发生的变化n 离子强度的变化盐析、盐溶n 氧化机理复杂n 褐变美拉得反应n 新蛋白质资源n 单细胞蛋白 酵母蛋白 细菌蛋白 藻类小球藻和螺旋藻不易消化 真菌蘑菇n 叶蛋白n 浓缩鱼蛋白酶具有催化化学反应能力的蛋白质特性n 温度在生命活动允许的范围内n pH接近中性n 催化效率高n 对底物的专一性高n 分布n 酶在细胞中分布的特点与底物区域划分 内质网核糖体 细胞膜 线粒体 细胞核 叶绿体 溶酶体 细胞质 专一性n 键专一性n 基团专一性n 底物专一性n 立体专一性分类n 习惯命名 催化反应类型 氧化还原 转移 水解 裂解 异构 连接 底物+催化反应类型 来源+底物+催化反应类型n 系统命名ECxxxx与活性有关的因素n 底物浓度n 酶浓度n pH最适pHn 温度u 高温增活变性u 低温抑活n 水分活度与活性有关的因素n 电解质和离子强度 激活机制 抑活重金属 盐溶低浓度 盐析高浓度n 剪切力失活n 辐射g射线消毒失活n 界面失活 油水界面 水气界