蛋白质功能性质

1、关于蛋白质的功能性质第一张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月功能食品 蛋白质类型 溶解性饮料 乳清蛋白 粘度汤、调味汁 明胶 持水性香肠、蛋糕、 肌肉蛋白，鸡蛋蛋白胶凝作用肉和奶酪 肌肉蛋白和乳蛋白 粘结-粘合肉、香肠、面条 肌肉蛋白，鸡蛋蛋白 弹性肉和面包 肌肉蛋白，谷物蛋白 乳化香肠、蛋糕 肌肉蛋白，鸡蛋蛋白泡沫冰淇淋、蛋糕 鸡蛋蛋白，乳清蛋白脂肪和风味的结合油炸面圈 谷物蛋白 5.5.2食品蛋白质在食品体系中的功能作用第二张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月552蛋白质的水合Properties Hydration of Proteins 1、水对蛋白质的作用 水能改变蛋

2、白质的物理化学性质 水-蛋白质相互作用，决定了蛋白质的许多功能 （分散性,润湿性，肿胀，溶解性，增稠，粘度，持水能力， 胶凝作用，凝结，乳化，起泡） 水能同蛋白质分子的一些基团相结合。 基团包括：带电基团（离子-偶极）、主链肽基团、酰胺基、 羟基（偶极-偶极）和非极性基团（偶极-诱导偶极）第三张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月2、蛋白质结合水的能力： 当干蛋白质粉与相对湿度为9095%水蒸气达到平衡时，每克蛋白质所结合的水的克数。 含带电基团AA残基结合 6mol H2O/mol残基 不带电的极性残基结合 2 mol H2O/mol残基 非极性残基结合 1 mol H2O/mol残基

3、 计算水合能力的经验公式：a=fc+0.4fP+0.2fN a:水合能力 ，g H2O/g蛋白质 fc、fP、fN：蛋白质分子中带电、极性的、非极性的残基所占的分数 计算值与实际值存在不同差别：单体球状蛋（相符）、低聚蛋白质（偏高）、酪蛋白胶团（偏低）。第四张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月氨基酸残基水合能力/（molH2O/mol残基)极性氨基酸Asn2Gln2Pro3Ser,The2Trp2Asp(非离子化）2 Glu(非离子化）2Tyr3Arg(非离子化）3Lys(非离子化）4氨基酸残基的水合能力 第五张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月氨基酸残基水合能力/（mol H

4、2O/mol残基)Asp6Glu7Tyr-7Arg+3His+4Lys+非极性残基4Ala1Gly1Phe0Val,Ile,Leu,Met1第六张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月3、蛋白质与水结合是一个逐步过程第七张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月蛋白质水合能力/(g H2O/g蛋白质）纯蛋白质肌红蛋白0.44血清清蛋白0.33血红蛋白0.62胶原蛋白0.45酪蛋白0.40卵清蛋白0.30商业蛋白质产品乳清浓缩蛋白0.45-0.52大豆蛋白0.33各种蛋白质的水合能力第八张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月蛋白质结合水温度pH盐的种类离子强度3.影响蛋白质结合水能力

5、的因素第九张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月 在pI由于蛋白质 蛋白质相互作用增强，使得蛋白质与水相互作用最弱，所以蛋白质水合力最低；而高于或低于pI，由于净电荷和推斥力的增加，使蛋白质肿胀结合较多水。 大多数蛋白质结合水能力在pH=910比任何pH来的大。pH：第十张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月离子强度： 低盐浓度（40热动能导致蛋白质结构展开（变性）于是原先埋藏在蛋白质结构内部的非极性基团暴露，促进了聚集和沉淀使蛋白质溶解度第二十六张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月五、有机溶剂和溶解度加入有机溶剂，例能与水互溶的乙醇或丙酮，蛋白质溶解 度原因：有机溶剂降低

6、了水的介电常数，提高了分子内和分子间的静电作用力，静电斥力导致蛋白质分子结构的展开。在此状态，而介电常数促进暴露的肽基团间分子间H键形成和带相反电荷的基团间的分子间静电相互吸引。 分子间极性相互作用导致蛋白质在有机溶剂-水体系中溶解度下降或沉淀。而疏水相互作用对非极性残基有增溶作用。第二十七张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月第二十八张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月第二十九张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月第三十张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月554蛋白质的界面性质(Interfacial properties of proteins)一、概述1、天然

7、的两亲物质 蛋白质不同于低相对分子量的表活剂，蛋白质能 在界面形成高粘弹性薄膜，且能经受保藏和处理 中的机械冲击，所以比低相对分子量表面活性剂对泡沫、乳状液、分散体系稳定性更强。第三十一张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月2、影响蛋白质表面活性的因素 内在因素： AA组成、非极性AA与极性AA之比、 疏水性基团与亲水性基团的分布、二级三级 和四级结构、二硫键和游离巯基、分子大小和形状、分子柔性 外在因素： pH、离子强度和种类、蛋白质浓度、 时间、温度、能量输入第三十二张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月 内在因素外在因素氨基酸组成pH非极性AA与极性AA之比离子强度和种类疏水

8、性基团与亲水性基团的分布蛋白质浓度二级、三级和四级结构时间二硫键温度分子大小和形状分子柔性影响蛋白质界面性质的因素第三十三张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月3、理想表活性蛋白质具有3个性能 能快速地吸附至界面； 能快速地展开并在界面上再定向； 一旦到达界面，能与邻近分子相互作用于形成具有强粘结性和粘弹性的膜，能经受热和机械运动。第三十四张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月（1）快速能附到界面 能否快速能附到界面取决于：其表面疏水和亲水小区分布模式，（即蛋白质表面分子特性） 蛋白质表面疏水小区数目，蛋白质自发的吸附到界面的可能性蛋白质表面非常亲水，不含可辨别疏水水区，不发生吸附

9、。蛋白质表面单个疏水性残基未形成小区，不发生吸附第三十五张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月（2）展开和在界面上定向 低相对分子量表活剂，亲水端、疏水端在界面定向吸附。 蛋白质具有庞大体积和折叠，一旦吸附界面，分子一大部分仍留在体相，一小部分束缚在界面上。 蛋白质部分吸附在界面的牢固程度取决于： A 固定在界面上肽片段的数目和这些片段与界面相互作用的能量。 当肽片段与界面相互作用于的自由能变化（负值）在数值上远远大于蛋白质分子的热动能时蛋白质才保留在界面上。 B 分子构象的柔性。高度柔性，易于吸附。第三十六张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月（3）界面蛋白质膜的机械强度取决于内

10、聚的分子间相互作用于力： 吸引的静电相互作用、H键、疏水相互作用 a 、若疏水相互作用太强，会导致蛋白质在界面聚集、凝结最终沉淀，损害膜完整性。 b 、若静电推斥力远大于相互吸引力，也会妨碍粘结厚膜的形成。 所以吸引、推斥和水合作用力之间的平衡是形成稳定粘弹性膜的必要条件。第三十七张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月4、多肽链在界面形成的三种构象卧式（train） 直接铺展在表面上的链节的平面排列尾式（tail） 与表面无接触的链节伸入溶剂的排列环式（loop） 连接两个卧式的不接触表面的链节的空间排列第三十八张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月二、乳化性质 1、测定蛋白质乳化

11、性质的方法评定食品乳化性质的方法有： 油滴大小分布 乳化活力 乳化能力 乳化稳定性第三十九张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月、由蛋白质稳定乳状液物理和感官性质取决于形成液滴的大小 和总界面面积。测定平均液滴大小的方法 有： 光学显微镜法、电子显微镜法、光散射法、 Coulter计数器测知平均液滴大小后计算总界面面积 A=3/R 分散相的体积分数；R乳状液粒子平均半径 乳化活力指标（EAI）：单位质量 的蛋白质 所产生的界面面积。 EAI=3/Rm第四十张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月 浊度法测EAI 浊度 T=2.303A/l A:吸光度; l:光路长度据光散射Mie理论

12、：乳状液界面积是它浊度2倍。则： EAI=2T/(1-) ：油的体积分数；：每单位体积 水相中的蛋白质缺陷：是根据单个波长500nm 测定的浊度而计算的。可采用此法定性比较 不同蛋白质乳化活力或蛋白质经不同方式处理后乳化活力的变化。 第四十一张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月 2、蛋白质的载量 吸附在乳状液油-水界面上的蛋白质量与乳状液稳定性有关。测定方法：将乳状液离心分离出水相重复地洗涤油相离心以除去任何松散地被吸附的蛋白质。则: 最初乳状液中总蛋白质量- 乳状液洗出液洗出的液体中蛋白质量 = 吸附在乳化粒子上的蛋白质量已知乳化粒子的总界面积，可得每平方米界面积吸附蛋白质的量。蛋白

13、质载量在1-3mg/m2界面面积范围内。第四十二张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月 3、乳化能力（EC）EC定义： 指在乳状液相转变前，每克蛋白质所能乳化的油的体积。EC随相转变到达时，蛋白质浓度的增加而减少。（未吸附的蛋白质积累在水相）测定方法：T一定，将油加至连续搅拌的蛋白质-水溶液。根据粘度，颜色的突变或电阻的增加检测相转变。 测电导：水电导油电导，则O/WW/O电导 测：水200，碱性条件下，色氨酸发生异构化。 6、剧烈热处理引起蛋白质生成环状衍生物第八十三张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月二、在提取和分级时组成的变化从生物材料制备分离蛋白质的一些操作单元，提取、等

14、电点沉淀、盐沉淀、热凝结、超滤。粗提取液中的一些蛋白质可能损失。例pI沉淀，而一些富含S的清蛋白质在pI是可溶的。三、AA的化学变化在高温加工时，蛋白质经受一些化学变化，包括：外消旋、水解去硫、去酰胺。这些变化大部分是不可逆的，甚至形成有毒AA。 例：碱性条件热加工，L-AA外消旋D-AA，而D-AA残基肽键难被胃和胰蛋白酶水解，使蛋白质消化率下降，D-AA有易被小肠吸引，即使吸引，也不能在体内被用来合成蛋白质。第八十四张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月四、蛋白质交联 一些食品中同时含有分子 内和分子间的交联。1、天然蛋白质的一些交联使代谢性蛋白质水解降到最低；2、加工蛋白质尤其在碱

15、性条件下，也能诱导交联的形成，这种非天然性的共价交联降低了包含在或接近交联的必需AA的消化率和生物有效性。3、离子辐照导致蛋白质聚合。 第八十五张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月DHA与赖氨酸、鸟氨酸、半胱氨酸形成交联_NHCHCO2(CH)4NH232NH)(CH2OCCHNH_32NH_NHCHCO2CHSHCH2HN C CO脱氢丙氨酸2_NHCHCO2(CH)4NH2CHCHCOHN赖氨酰丙氨酸残基_NHCHCO2(CH)NH2CHCHCOHN3鸟氨丙氨酸残基 _NHCHCO22CHCHCOHNCHS羊毛硫氨酸残基+第八十六张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月五、氧化

16、剂的影响 过氧化氢、过氧化苯甲酰、次氯酸钠； 食品加工中也会产生内源氧化性化合物，这些高活性氧化剂能导致一些AA残基的氧化和蛋白质的聚合。 最敏感的AA残基是Met、Cys、Trp第八十七张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月半胱氨酸的氧化蛋氨酸的氧化第八十八张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月色氨酸的氧化第八十九张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月 六、羰胺反应蛋白质的羰-胺反应后，感官、营养受到较大影响，除还原糖外，食品中的醛、酮也能参与羰-胺反应。例：鱼肌肉冷冻期间变硬，是甲醛与鱼蛋白质反应。 七、食品中蛋白质的其它反应 1、与脂肪反应： 不饱和脂肪氧化产生烷氧自由

17、基和过氧化氢自由基，这些自由基与蛋白质反应生成脂-蛋白质自由基，它能使蛋白质聚合交联。fat的氢过氧化物分解的醛、酮与pro.发生mailard 反应 2、与多酚反应： 酚醌，醌与蛋白质巯基和氨基发生不可逆反应； 单宁与蛋白质-SH、-NH2结合。降低AA消化率和生物有效性。 第九十张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月3、与硝酸盐的反应： 肉制品中加亚硝酸盐，改进色泽，防止细菌生长。亚硝盐与第二胺（在某种程度上与第一、三胺）反应，生成N-亚硝胺，是最具毒性的致癌物。4、与亚硫酸盐的反应： 亚硫酸盐还原蛋白质中二硫键产生S-磺酸盐衍生物 P-S-S + SO32P-S-SO3 + P-S

18、 第九十一张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月5.6.2 加工因素与蛋白质功能性质例常用提取蛋白方法等电点沉淀：分离后蛋白质成分不同与原料中蛋白质成分，这是因为原料中一些次要蛋白质在主要蛋白质等电点PH仍然是溶解的而没有沉淀下来。其蛋白质组成成分 的变化显然会影响蛋白质的功能性质。超滤（UF）：制备乳清浓缩蛋白时，由于除去了乳清中部分乳糖和灰份而显著的影响WPS的功能性。若UF采用一定温度（50-55）处理，进而改变WPS的水合能力、凝胶能力、起泡能力和乳化作用第九十二张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月一、蛋白质的化学和酶法改性1、化学改性 不利因素：化学改性往往是必需氨基酸

19、；化学改性蛋白和它的消化产物可能有毒；所使用的化学改性剂的毒性以及在蛋白质中任何残留物的毒性 常见蛋白质的化学改性：乙酸酐和琥珀酸酐作为酰化试剂对蛋白质的酰化作用：改进蛋白质的乳化性质和热稳定性蛋白质的化学磷酸化改性：磷酸处理后的大豆蛋白、-乳球蛋白、酪蛋白在水中的溶解度均有所提高，同时提高了对Ca2+的亲和力。盐酸改性：处理面筋蛋白，以提高蛋白质溶解度、乳化性和起泡性。第九十三张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月2、酶法改性 酶催化蛋白质主链的水解；酶催化分子内和分子间交联；酶催化引入特定化学基团酶催化水解食品蛋白质水解常用的酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、木瓜蛋白酶、微生物蛋

20、白酶。 蛋白质水解后的变化：选用酶控制蛋白质部分水解可以改善蛋白质的溶解性、泡沫性和乳化性。蛋白质水解会释放出苦味肽，肽的苦味与蛋白质的平均疏水性有关。部分寡肽具有生理活性。第九十四张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月苦味肽是蛋白质水解产生苦味原因 疏水性氨基酸对苦味肽苦味是必要的。苦味肽分子中均含有一个或者多个疏水性氨基酸，如亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸和颉氨酸等。且这些疏水性氨基酸一般位于肽链末端。 另外，氨基酸排列顺序有时对苦味产生也起到重要作用，如在肽链中残留一定量脯氨酸或其羧基末端含有芳香族及支链氨基酸时，其苦味明显增强第九十五张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月氨基酸阀值(mg/100ml)颉氨酸150亮氨酸380异亮氨酸90蛋氨酸30苯丙氨酸150色氨酸90精氨酸10组氨酸20几种苦味氨基酸阀值第九十六张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月胃合蛋白反应 蛋白质部分水解后再经过木瓜蛋白酶或胰凝乳蛋白酶作用生成高相对分子量的多肽。包括：蛋白质的水解，酶催化肽键的重新组合。蛋白质的交联第九十七张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月将分子间或分子内的共价交联并入食品蛋白质可改进食品的质构性质。转谷氨酰胺酶催化蛋白质间的共价交联。第九十八张，PPT共一百零二页，创作于2022年6月5