第4章-蛋白质课件

第四章蛋白质1第四章蛋白质1

第一节概述第二节蛋白质的化学组成第三节氨基酸第四节蛋白质的结构第五节蛋白质的理化性质第六节蛋白质的分类第七节蛋白质的分离纯化与测定第八节食物中的蛋白质第九节食品加工储藏对蛋白质的影响第四章蛋白质2第一节概述第四章蛋白质2

学习目标1．掌握常见氨基酸的种类、结构/重要的性质以及常见氨基酸名称和符号。2．掌握蛋白质的组成、结构与功能的关系。3．掌握蛋白质的重要性质及在食品工业上应用。4．了解蛋白质的分类方法。

3

学习目标3第一节概述4第一节概述4

生命是蛋白体的存在方式，这种存在方式本质上就在于这些蛋白体的化学组成部分的不断自我更新。

恩格斯《反杜林论》1878一、蛋白质的重要性5生命是蛋白体的存在方式，这种存在方式本质上概念：蛋白质（protein，简写pro):

是由20种L-α-氨基酸按一定的序列通过酰胺键（肽键）缩合而成的，具较稳定构象并具一定生物功能的生物大分子。6概念：蛋白质（protein，简写pro):6一、蛋白质的生物学功能1、催化作用几乎所有的酶都是蛋白质（一）组织、细胞中主要蛋白质的功能7一、蛋白质的生物学功能1、催化作用（一）组织、细胞中主要蛋白膜蛋白2、生物体的结构成分8膜2、生物体的结构成分83、运输和储存血红蛋白在血中输送氧肌红蛋白在肌肉中输送氧膜蛋白起运输作用93、运输和储存血红蛋白在血中输送氧膜蛋白起运输作用94、在协调运动中的作用中

动物的肌肉收缩、细菌的鞭毛运动神经传导104、在协调运动中的作用中

动物的肌肉收缩、细菌的鞭5、在识别、防御免疫保护作用抗体115、在识别、防御免疫保护作用抗体116、激素作用：

胰岛素等

7、接受和传递信息的受体：

受体蛋白8、控制细胞生长、分化：

生长因子、阻遏蛋白9、毒蛋白：植物、微生物、昆虫所分泌10、许多蛋白在凝血作用、通透作用、营养作用、记忆活动等方面起重要作用。126、激素作用：

胰岛素等

7、接受和传递信息的受体（二）血浆蛋白质的主要功能1．对血浆pH的调节和胶体渗透压的维持作用2．对多种物质的运输作用3．血浆中存在着多种酶，由组织细胞合成后分泌或逸入血浆4．免疫、防护等功能5．营养功能13（二）血浆蛋白质的主要功能13二、蛋白质的含量与分布动物性食品：肌肉、皮、骨骼、血液、乳和蛋中；植物性食品：籽实和块根、块茎；在微生物中也含有丰富的蛋白质一般食物蛋白质含量:肉类(包括鱼类)为10%～30%；乳类为1.5%～3.8%；蛋类为11%～14%；干豆类20%～49.8%，坚果类(核桃仁、榛子仁等)为15%～26%；谷类果实6%～10%，薯类约为2%～3%。14二、蛋白质的含量与分布动物性食品：肌肉、皮、骨骼、血液、乳三、蛋白质的分类依据分子组成:简单蛋白结合蛋白(色蛋白、糖蛋白、脂蛋白和核蛋白)

依据形状球状蛋白质（乳球蛋白、肌球蛋白、血清球蛋白等）纤维状蛋白质

15三、蛋白质的分类依据分子组成:15第二节蛋白质的化学组成16第二节蛋白质的化学组成16

C、H、O、N及少量的S

特点：N元素是蛋白质区别于糖和脂肪的特征，N

在各种蛋白质中的平均含量为16%

用定氮法可测定蛋白质含量：

蛋白质含量(g)=蛋白质含氮量×6.25一、蛋白质的元素组成17C、H、O、N及少量的S一、蛋白质的二、蛋白质的基本结构单位蛋白质的基本组成单位是氨基酸(aminoacid)。不同种类生物其蛋白质的种类和含量有很大的差别，但蛋白质都主要是由20种氨基酸构成，称天然氨基酸或基本氨基酸。18二、蛋白质的基本结构单位蛋白质的基本组成单位是氨基酸(am

表4-120种氨基酸的中英文名称及简写符号

19表4-120种氨基酸的中英文名称及简写符号19第三节氨基酸20第三节氨基酸20

一、氨基酸的结构特征1、通式：CHH2NCOOHRα碳原子,不对称碳原子侧链二十种氨基酸除Gly外全是L-型。残基：在肽链中每个氨基酸都脱去一个水分子，脱水后的残余部分叫残基（residue),因此蛋白质肽链中的氨基酸统统是残基形式。21一、氨基酸的结构特征1、通式：CHH2NCOOHRα碳原子由通式可得出：1）组成蛋白质的aa都是α-氨基酸（除脯氨酸α-亚氨基酸外）；2）不同aa仅R链不同；3）除甘氨酸外，其余aa的α-碳原子均为不对称碳原子。22由通式可得出：1）组成蛋白质的aa都是α-氨基酸（除脯氨酸2、α-氨基酸的构型：构型：由于基团或原子在空间排列的不对称性而引起的光学活性立体结构称立体构型。立体构型：氨基在左为L-型；氨基在右为D-型232、α-氨基酸的构型：构型：由于基团或原子在空间排列的不对判断法

（看CAR的走向）

将H原子靠近自己，观察CAR的走向，逆时针（左转）为L型，顺时针（右转）为D型。

D：dextro

右C：carboxylgroup;

L：

levo

左A：aminogroup;

R：residue;CCARRAL型D型L和D型氨基酸的判断拉丁语中24判断法（看CAR的走向）将H天然pr中的aa均为L-型；两型aa的生理功能不同。25天然pr中的aa均为L-型；25二、氨基酸的种类1、按结构可分为：（1）脂肪族侧链：甘氨酸丙氨酸缬氨酸亮氨酸异亮氨酸丝氨酸脯氨酸苏氨酸26二、氨基酸的种类1、按结构可分为：甘氨酸2）芳香族侧链：苯丙氨酸酪氨酸色氨酸吲哚272）芳香族侧链：吲哚27

3）含硫侧链：半胱氨酸甲硫氨酸(蛋氨酸）283）含硫侧链：半胱氨酸甲硫氨酸(蛋氨酸）284）含氮碱性侧链：

组氨酸赖氨酸精氨酸

咪唑294）含氮碱性侧链：组氨酸5）酸性及酰胺侧链：

天冬氨酸谷氨酸天冬酰胺谷氨酰胺305）酸性及酰胺侧链：天冬氨酸谷氨酸2、按R基团的极性分：极性氨基酸：极性不带电荷：丝、苏、天冬酰胺、谷氨酰胺、酪、半胱极性带负电荷：天冬、谷极性带正电荷：组、赖、精非极性氨基酸：甘、丙、缬、亮、异亮、苯丙、甲硫、脯、色312、按R基团的极性分：极性氨基酸：非极性氨基酸：甘、丙、氨基酸的一种记忆法丝苏天谷（酰）酪半，虽有极性不带点天冬氨酸、谷氨酸，极性显酸带负电还有赖、组、精氨酸极性显碱带正点除去上述氨基酸，其它无极又无电32氨基酸的一种记忆法丝苏天谷（酰）酪半，虽有极性不带点323、按人体是否可合成来分：必需氨基酸：机体不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸。赖、色、苏、缬、甲硫、亮、异亮、苯丙半必需氨基酸：人体可合成，但幼儿期合成速度不能满足需要。组*、精*、非必需氨基酸：机体可自身合成的氨基酸。333、按人体是否可合成来分：必需氨基酸：机体不能自身合成，必须4、非蛋白质氨基酸：

L-瓜氨酸、L-鸟氨酸：参加尿素循环；

β-丙氨酸：维生素前体；γ-氨基丁酸：神经递质；

D-谷氨酸、D-丙氨酸：细菌细胞壁的组分。344、非蛋白质氨基酸：L-瓜氨酸、L-鸟氨酸：参加尿素三、氨基酸的理化性质1.物理性质（1）溶解度一般都溶于水，都能溶于稀酸或稀碱溶液中，而不溶于乙醚、氯仿等非极性溶剂。（2）旋光性左旋（-）：能使偏振光向左；右旋（+）：能使偏振光向右。物质的旋光性与手性原子上的构型没有确定的关系。35三、氨基酸的理化性质1.物理性质35（3）紫外吸收性质只有芳香族氨基酸有紫外吸收能力，因其含有苯环共轭双键的R侧链。酪氨酸λmax：270nm苯丙氨酸λmax：259nm色氨酸λmax：279nm

所以，测样品测280nm处的光吸收值，可知溶液中蛋白质浓度。此法快速简便。36（3）紫外吸收性质只有芳香族氨基酸有紫外吸收能力，因其含有苯Trp,Tyr和Phe的紫外吸收25927827937Trp,Tyr和Phe的紫外吸收25927827937

（4）味感甜、苦、鲜、酸味与氨基酸的立体构型有关L-型：无味或带有苦味D-型：带有甜味38（4）味感甜、苦、鲜、酸味38

表4-3氨基酸的味感39表4-3氨基酸的味感39

续表4-3氨基酸的味感40续表4-3氨基酸的味感40（1）两性解离与等电点氨基酸为两性电解质2．化学性质41（1）两性解离与等电点氨基酸为两性电解质2．化学性质41aa解离方式取决于所处环境的pH：以Gly为例：pH1pH11pH6在电场中，阳离子向负极移动；阴离子向阳极移动；调整pH，使aa净电荷为零时，aa既不向阳极也不向阴极移动。42aa解离方式取决于所处环境的pH：以Gly为例：pH1pH等电点（isoelectricpoint,缩写为pI）概念：规定aa净电荷为为零时的pH为该aa的等电点pH<pIpH=pIpH>pI43等电点（isoelectricpoint,缩写为pI）由此可知：在生理pH内，aa的羧基和氨基全部解离；具有这种性质的物质称两性电解质；滴定中阳离子（R+）、阴离子（R-）和两性离子（R°）的比例随pH而变；当溶液中只有两性离子时，pH=pI，此时净电荷为零，氨基酸的溶解度最小，最易沉淀析出应用：用离子交换、电泳将aa分开44由此可知：在生理pH内，aa的羧基和氨基全部解离；44◆与茚三酮

(ninhydrin)的反应

定量反应

◆与亚硝酸的反应

VanSlyke定氮

◆与甲醛的反应氨基滴定

◆与金属离子反应定性反应氨基的化学反应:45氨基的化学反应:45（2）与茚三酮的反应α-氨基酸与水合茚三酮溶液共热，引起aa氧化脱氨、脱羧，水合茚三酮与反应产物（氨和还原型茚三酮）生成兰紫色化合物（Pro和Hyp呈黄色），色深与溶液中氨基浓度成正比。46（2）与茚三酮的反应α-氨基酸与水合茚三酮溶液共热，引起aa应用：可定性或定量测定各种氨基酸。

a、根据颜色深浅，在570（440）nm处测OD值，可知样品中氨基酸含量。

b、定量释放的CO2可用测压法测量，计算出参加反应的aa量。

c、蛋白质和多肽亦可反应，但灵敏度差。47应用：可定性或定量测定各种氨基酸。a、根据颜色深浅，在5（3）与亚硝酸的反应反应所放出的氮气，一半来自氨基酸分子上的α-氨基氮，一半来自亚硝酸的氮，在一定条件下测定反应所释放的氮气的体积，就可计算出氨基酸的含量。这个反应是范斯莱克（Vanstyke）氨基氮测定方法的基础。48（3）与亚硝酸的反应反应所放出的氮气，一半来自氨基酸分（4）与甲醛反应由于氨基酸水溶液的解离度很低，不能用碱直接滴定氨基酸的含量。当加入甲醛反应后促使氨基酸电离产生H+，使其pH下降，就可以用酚酞作指示剂，用NaOH溶液来滴定。每释放出一个H+，就相当有一个氨基氮，由滴定所消耗的NaOH的量可计算出氨基氮的含量，即氨基酸的含量。此法可用于测定游离氨基酸的含量，也常用来测定蛋白质水解程度。49（4）与甲醛反应由于氨基酸水溶液的解离度很低，不能用碱直接滴

5050（5）与重金属离子作用许多重金属离子如铜离子、铁离子、锰离子等和氨基酸作用能形成稳定的络合物。如氨基酸与铜离子能形成蓝色络合物结晶，常用来分离或鉴定氨基酸。51（5）与重金属离子作用许多重金属离子如铜离子、铁离子、锰离子第四节蛋白质结构52第四节蛋白质结构52蛋白质的结构层次

1952年丹麦人Linderstrom-Lang最早提出蛋白质的结构可以分成四个层次:

primarystructure

一级结构：

氨基酸序列

secondarystructure

二级结构：α螺旋，β折叠

tertiarystructure

三级结构：所有原子空间位置

quanternarystructure

四级结构：蛋白质多聚体

1969年正式将一级结构定义为氨基酸序列和双硫键的位置。介于二级结构和三级结构之间还存在超二级结构（二级结构的组合）和结构域（在空间上相对独立）这两个层次。

53蛋白质的结构层次 1952年丹麦人Linderstrom定义：指蛋白质分子中氨基酸的连接方式和氨基酸在多肽链中的排列顺序。氨基酸排列顺序是由遗传信息决定的，一级结构是蛋白质分子的基本结构，它是决定蛋白质空间结构的基础。一、蛋白质的一级结构54定义：指蛋白质分子中氨基酸的连接方式和氨基酸在多肽链中的排列肽键(peptidebond)：为1个氨基酸的α-氨基和另一氨基酸的α-羧基之间脱水后形成的共价键，即酰胺键。此为蛋白质中氨基酸连接的基本方式。

1．氨基酸的连接方式——肽键55肽键(peptidebond)：为1个氨基酸的α-氨基和另1）肽键具高度稳定性；2）具双键性质，不能自由转动；3）肽单元呈平面化和刚性性质；4）C=O与—NH反式排列。561）肽键具高度稳定性；56肽键将氨基酸与氨基酸头尾相连57肽键将氨基酸与氨基酸头尾相连57肽（peptide)：一个氨基酸的α-羧基和另一氨基酸的α-氨基脱水缩合而成的化合物。二肽58肽（peptide)：一个氨基酸的α-羧基和另一氨基酸的α-多肽（polypeptide)：多个氨基酸以肽键连接方式形成.书写习惯：左N右C；一端是游离氨基；另一端为游离羧基。59多肽（polypeptide)：多个氨基酸以肽键连接方式形肽链中的氨基酸已非完整分子，称氨基酸

残基(animoacidresidue);60肽链中的氨基酸已非完整分子，称氨基酸

残基(animo天然存在的重要的活性肽活性肽(activepeptide)：存在于生物体内，具各种特殊生物学功能的肽。

是细胞间传递信息的重要物质，在调节代谢、生长、发育、繁殖等生命活动中起着重要作用。谷胱甘肽多肽激素：如催产素、加压素、肾上腺皮质激素、胰高血糖素、舒缓激肽等；抗生素：如短杆菌肽、放线菌素D61天然存在的重要的活性肽活性肽(activepeptide)肽链间/内的连接——二硫键：概念：由肽链中相应部位上两个半胱氨酸脱氢连接而成，此称胱氨酸残基，是连接肽链内或肽链间的主要桥键。

功能：稳定肽链空间结构；赋予一定生物活力。2.氨基酸的排列顺序62肽链间/内的连接——二硫键：概念：由肽链中相应部位上两个半胱例：胰岛素胰脏中胰岛β-细胞分泌的一种蛋白质激素。功能：降低血糖。结构：

A链：21aa；B链：30aa；有两对二硫键，在A链内aa6和aa11间以二硫键连成小环。如：牛胰岛素63例：胰岛素胰脏中胰岛β-细胞分泌的一种蛋白质激素。63二、蛋白质的空间结构概念：Pr空间结构又称Pr的构象（高级结构），指Pro分子中所有原子和基团在三维空间的排列及肽链的走向。血红蛋白四级结构64二、蛋白质的空间结构概念：Pr空间结构又称Pr的构象（高级结蛋白质分子中的非共价键：（1）氢键羧基上的氧与亚氨基上的氢原子所形成。作用：链内维持二级结构；链间为三、四级结构所需。（2）疏水键：aa非极性侧链形成。作用：维持三级结构。65蛋白质分子中的非共价键：（1）氢键65（3）盐键带正负电荷的侧链通过静电引力形成。（4）范德华力中性分子或原子间的作用力。66（3）盐键带正负电荷的侧链通过静电引力形成。66次级键的特点与作用键能弱、稳定性差；数量多。维持蛋白质空间构象的作用力作用力

破坏因子氢键：

α-螺旋，β-折叠

尿素，盐酸胍疏水作用：

形成球蛋白的核心

去垢剂，有机溶剂VanderWaals力：稳定紧密堆积的集团和原子离子键：稳定α-螺旋，三、四级结构

酸、碱二硫键：稳定三、四级结构

还原剂配位键：与金属离子的结合

螯合剂EDTA67次级键的特点与作用键能弱、稳定性差；数量多。维持蛋白质空间构1、蛋白质的二级结构指蛋白质多肽链本身的折叠和盘绕形式；多肽链的主链是由许多肽键平面组成，平面之间以α-碳原子相互隔开，并且以碳原子为顶点作旋转运动。维持蛋白质的二级结构的主要作用力是氢键。α-螺旋结构β-折叠结构β-转角结构自由回转图4-2肽键平面681、蛋白质的二级结构指蛋白质多肽链本身的折叠和盘绕形式；多肽（1）α-螺旋(α-helix)因肽链中aa残基中的-NH与第四个aa的C=O间可形成氢键，使得肽链呈螺旋状盘曲。氢键取向几乎与中心轴平行。多为右手螺旋、较少左手螺旋。螺距：0.54nm，3.6AA69（1）α-螺旋(α-helix)因肽链中aa残基中的-肽平面的相叠形成α螺旋70肽平面的相叠形成α螺旋70-折叠由两条或多条几乎完全伸展的肽链平行排列，通过链间的氢键交联而形成的。肽链的主链呈锯齿状折叠构象结构特点：肽链按层排列,

在肽链的不同区段或不同肽链间形成氢键,维持结构的稳定性。71-折叠由两条或多条几乎完全伸展的肽链平行排列，通过链间的氢β-折叠有两种类型平行：所有肽链的N端处于同一端，氢键不与肽链走向垂直。如：β-角蛋白。反平行：肽链的N端不处于同一端，氢键与肽链走向垂直。如：丝心蛋白。72β-折叠有两种类型平行：所有肽链的N端处于同一端，氢键不与肽β折叠在蛋白质中的不同形式73β折叠在蛋白质中的不同形式73-转角弯曲处的第一个氨基酸残基的-C=O和第四个残基的–N-H之间形成氢键，形成一个不很稳定的环状结构。（3）β-转角(β-turn)此结构广泛存在球状蛋白中。74-转角弯曲处的第一个氨基酸残基的-C=O和第四个残基的（4）自由回转(randomcoil)（亦称无规则卷曲、自由绕曲）指无规律的松散肽链结构。通常酶蛋白的功能部位在此。75（4）自由回转(randomcoil)（亦称无规则卷曲、自在蛋白质中由若干相邻的二级结构组合在一起，彼此相互作用，形成有规则、在空间上能辨认的二级结构组合体。主要有三种:、、超二级结构76在蛋白质中由若干相邻的二级结构组合在一起，彼此相互作用，形成定义：在二级结构基础上，肽链的不同区段的侧链基团相互作用在空间进一步盘绕、折叠形成的包括主链和侧链构象在内的特征三维结构。维系这种特定结构的力主要：有氢键、疏水键、离子键和范德华力等。2.蛋白质的三级结构77定义：在二级结构基础上，肽链的不同区段的侧链基团相互作用在空

蛋白质在形成三级结构时，疏水的非极性侧链基团常常避水而居于分子内部；极性的侧链基团则趋向水而暴露或接近于分子表面。特定三级结构对蛋白质的生物活性是必需的，这种空间结构发生改变，则引起蛋白质生物活性的改变。图4-5鲸鱼肌红蛋白的三级结构

78蛋白质在形成三级结构时，疏水的非极性侧链基团常常避

定义：由多条各自具有三级结构的肽链通过非共价键连接起来的结构形式。3.蛋白质的四级结构这种蛋白质分子中，最小的单位通常称为亚基或亚单位亚基：几条肽链以非共价键联结成一稳定的活性单位，这种肽链称该蛋白质的亚基(subunit)。79定义：由多条各自具有三级结构的肽链通过非共价键连接亚基单独存在时，没有生物活性，只有完整的四级结构才具有生物活性。但对于只具有三级结构不具有四级结构的蛋白质，如胰岛素、免疫球蛋白等，如果三级结构被破坏，它们的生物学功能也就丧失了。维持四级结构的作用力主要是疏水作用，也包括氢键，离子键及范德华力等。80亚基单独存在时，没有生物活性，只有完整的四级结构才具有生物活

血红蛋白含有四条肽链，每一条肽链各与一个血红素相连接。血红素同肽链的连接是血红素的Fe原子以配价键与肽链分子中的组氨酸咪唑基的氮原子相连。血红蛋白:2个α亚基和2个β亚基。81血红蛋白含有四条肽链，每一条肽链各与一个血红素相连接。蛋白质的四种结构层次82蛋白质的四种结构层次82第五节蛋白质的理化性质83第五节蛋白质的理化性质83

一、蛋白质胶体性质蛋白质是高分子化合物，其相对分子质量很大，蛋白质分子直径约为1～100nm，颗粒大小在胶体粒子的范围，故蛋白质溶液为胶体溶液。同所有胶体溶液一样，具有丁达尔现象和胶体渗透压。

84一、蛋白质胶体性质蛋白质是高分子化合物，其相对分子质量蛋白质分子上的电荷与疏水区85蛋白质分子上的电荷与疏水区85蛋白质水溶液为亲水胶体。不能通过半透膜；分子周围有双电子层和水化层，有利于稳定pr胶体系统。超滤透析86蛋白质水溶液为亲水胶体。超滤透析86二、两性电离与等电点应用电泳法：分离各种蛋白质；鉴定蛋白质的纯度。此多用于科研、生产、临床诊断等。87二、两性电离与等电点应用电泳法：87三、蛋白质的溶解性取决于盐溶液浓度盐溶：低盐溶液，溶解度大盐析：高盐溶液，溶解度小当盐溶液较低时，蛋白质颗粒上吸附盐离子，使蛋白质颗粒带有同种电荷而相互排斥，并加强与水分子的作用，溶解度增加。在高盐溶液中，盐不仅与水的亲合性很强，而且又是强电解质。一方面从蛋白质中夺取水分，破坏蛋白质表面的水膜；另一方面，由于盐离子浓度比较高，可以大量中和蛋白质颗粒上的电荷，破坏了蛋白质胶体的稳定性，出现沉淀。

88三、蛋白质的溶解性取决于盐溶液浓度88蛋白质的盐析89蛋白质的盐析89DenaturationRenaturation1、蛋白质变性的概念

由于外界因素的作用，使天然蛋白质分子的构象发生了异常变化，从而导致生物活性的丧失以及物理、化学性质的异常变化，不包括一级结构上肽键的断裂。四、蛋白质的变性与复性90DenaturationRenaturation1、蛋白质当蛋白质变性程度不高，可在消除变性因素条件下使蛋白质恢复或部分恢复其原有的构象和功能，称为复性(renaturation)。如果变性因素作用剧烈，变性过甚，不可能发生复性，称为不可逆变性。不可逆变性可逆变性91当蛋白质变性程度不高，可在消除变性因素条件下使蛋白质恢复或部变性的实质是蛋白质的次级键被破坏，二、三、四级结构改变，天然构象解体。但一级结构不变，无肽键断裂。

92变性的实质是蛋白质的次级键被破坏，二、三、四级结构改变，天然物理性质的改变凝集、沉淀流动双折射粘度增加旋光值改变紫外、荧光光谱发生变化化学性质的改变酶水解速度增加分子内部基团暴露生物性能的改变抗原性改变生物功能丧失2、蛋白质变性现象93物理性质的改变凝集、沉淀流动双折射粘度增加旋光值改变紫外、荧3、使蛋白质变性的理化因素1）物理因素：加热、激烈振荡、超声波、χ-射线、紫外线等；2）化学因素：

酸、碱、乙醇、丙酮等有机溶剂、浓脲溶液、盐酸胍及某些去垢剂(SDS)943、使蛋白质变性的理化因素1）物理因素：加热、激烈振荡、超声反应试剂颜色反应基团双缩脲反应

NaOH,稀CuSO4

紫或粉

2个以上肽链Millon反应米龙）硝酸，亚硝酸

红色

酚基黄色反应

HNO3及NH3

黄、橘黄

苯环乙醛酸反应

乙醛酸H2SO4

紫红

吲哚坂口反应

次氯酸钠,萘酚，NaOH

红色

胍基Folin酚试剂反应

CuSO4磷钨酸-钼酸

兰色

酚基茚三酮反应

茚三酮

紫兰色

游离氨羧基五、蛋白质的呈色反应95反应试剂双缩脲蛋白质分子中含有许多与双缩脲结构相似的肽键，因此蛋白质分子与碱性铜溶液中的铜离子形成紫红色络合物的反应，称为双缩脲反应。碱性铜溶液称为双缩脲试剂。应用：蛋白质和多肽的定性、定量测定，也可用于蛋白质水解程度的测定。1．双缩脲反应96双缩脲蛋白质分子中含有许多与双缩脲结构相似的肽键2．酚试剂反应酚试剂又称福林试剂或Folin-酚试剂。蛋白质分子中酪氨酸的酚基在碱性条件下与酚试剂(磷钼酸－磷钨酸化合物)作用，生成蓝色物质。应用：蛋白质的定性、定量分析。特点：灵敏度高（比双缩脲反应高100倍）

972．酚试剂反应酚试剂又称福林试剂或Folin-酚试剂。蛋3．茚三酮反应蛋白质与氨基酸一样，在溶液中加入水合茚三酮并加热至沸腾则显蓝紫色。应用：蛋白质和多肽的定性测定，检验蛋白质的存在983．茚三酮反应蛋白质与氨基酸一样，在溶液中加入水合茚三酮

4．黄色反应含有芳香族氨基酸，特别是酪氨酸和色氨酸的蛋白质在溶液中遇到硝酸后，先产生白色沉淀，加热则变黄，再加碱颜色加深为橙黄色。这是因为苯环被硝化，产生硝基苯衍生物。皮肤、毛发、指甲遇浓硝酸都会变黄。5．米伦反应含有酪氨酸的蛋白质与米伦试剂（由硝酸汞、硝酸亚汞、硝酸配制而成）混合，先产生白色沉淀，加热后沉淀变成砖红色。994．黄色反应99第六节蛋白质分类100第六节蛋白质分类100一、根据分子形状分类1．球状蛋白（球蛋白）分子接近球状(分子长短轴比小于10:1)，较易溶于水。在动物和植物体内都含有大量球蛋白。2．纤维状蛋白分子呈细棒或纤维状（分子长短轴比大于10:1），在动物体内广泛存在。胶原蛋白101一、根据分子形状分类1．球状蛋白（球蛋白）胶原蛋白101二、根据分子组成和溶解度分类1．单纯蛋白质单纯蛋白质是分子中只含α-氨基酸的一类蛋白质，自然界中许多蛋白质属于这一类。2．结合蛋白质结合蛋白质是由一个蛋白质分子与一个或多个非蛋白质分子结合而成。102二、根据分子组成和溶解度分类1．单纯蛋白质102按溶解度分为下列七类：清蛋白：蛋清蛋白、血清蛋白谷蛋白：麦谷蛋白、米谷蛋白球蛋白：肌球蛋白、乳球蛋白组蛋白醇溶谷蛋白精蛋白硬蛋白：胶原蛋白、角蛋白103按溶解度分为下列七类：103

按组分分为：核蛋白精蛋白及组蛋白磷蛋白卵黄磷蛋白、酪蛋白脂蛋白在血、蛋黄、乳、脑、神经及细胞膜中多见糖蛋白免疫球蛋白色蛋白叶绿蛋白、血红蛋白和肌红蛋白104按组分分为：104三、从营养学上分完全蛋白质多数动物蛋白质如肉类、鱼类和奶类的酪蛋白、蛋类中的卵白蛋白和卵黄蛋白等半完全蛋白质小麦、大麦中的麦胶蛋白不完全蛋白质玉米中的玉米胶蛋白、动物结缔组织中的胶蛋白和豌豆中的豆球蛋白105三、从营养学上分完全蛋白质105第七节蛋白质的分离纯化与测定106第七节蛋白质的分离纯化与测定106蛋白质的分离纯化蛋白质的制备提取结晶分离纯化107蛋白质的分离纯化蛋白质的制备提取结晶分离纯化107一、提取关键：把蛋白质从组织或细胞中释放出来并保持天然的活性状态，不丧失活性。方法：匀浆法：动物细胞磨碎：植物细胞，可添加石英砂超声波高压微生物细胞酶解108一、提取关键：把蛋白质从组织或细胞中释放出来并保持天然的活性破碎→提取根据蛋白质的溶解性选择适当的溶液：水：清蛋白稀盐：球蛋白稀酸（碱）：谷蛋白酒精：醇蛋白注意：抽提时所用的溶剂要适量，在较低温度下进行，避免剧烈搅拌，防止蛋白质变性。109破碎→提取注意：抽提时所用的溶剂要适量，在较低温度下进行，1二、分离分离pr的各种方法主要根据pr的如下性质；1、分子大小2、溶解度；3、电荷；4、吸附性质；5、对其他分子（配基）的生物学亲和力。110二、分离分离pr的各种方法主要根据pr的如下性质；110分离方法等电点沉淀、盐析、超速离心、透析、有机溶剂分级分离111分离方法等电点沉淀、111蛋白质在等电点的溶解度最小112蛋白质在等电点的溶解度最小112三、纯化凝胶过滤法分子筛离子交换法电泳法113三、纯化凝胶过滤法113分子筛—凝胶过滤法114分子筛—凝胶过滤法114分子筛层析的工作原理也叫凝胶过滤层析115分子筛层析的工作原理也叫凝胶过滤层析115离子交换法116离子交换法116离子交换层析原理117离子交换层析原理117离子交换层析的洗脱过程示意118离子交换层析的洗脱过程示意118电泳法上：凝胶电泳左：纸电泳119电泳法上：凝胶电泳119几种常用的电泳等电聚焦纸电泳聚丙烯酰胺凝胶电泳SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳O’Farrell的双向电泳120几种常用的电泳等电聚焦120蛋白质双向电泳银染结果考马斯亮染色为蓝色121蛋白质双向电泳银染结果考马斯亮染色为蓝色121第八节食物中的蛋白质122第八节食物中的蛋白质122一、肉类蛋白质主要存在于肌肉中优质蛋白质来源：完全蛋白质（猪、牛、羊、鸡、鸭和鱼等的肌肉）分为三部分：肌浆中的蛋白质肌原纤维中的蛋白质基质蛋白质。123一、肉类蛋白质主要存在于肌肉中123

1.肌浆中的蛋白质肌浆蛋白约占肌肉总蛋白的20%～30%，肌浆蛋白黏度低，常称为肌肉的可溶性蛋白质。主要参与肌肉纤维中的物质代谢。肌浆中的蛋白质包括肌溶蛋白、肌粒中的蛋白质和肌红蛋白。肌溶蛋白可溶于水，加热52℃时即凝固；肌粒中的蛋白质含多种酶，与肌肉收缩功能有关；肌红蛋白是由珠蛋白与辅基血红素组成的含铁色蛋白，使肌肉呈红色，依动物种类和年龄不同含量不同，一般运动量大的肌肉含量多且色深。

1241.肌浆中的蛋白质1242.肌原纤维中的蛋白质肌原纤维蛋白主要包括肌球蛋白、肌动蛋白、肌动球蛋白等。这些蛋白质占肌肉蛋白质总量的51%～53%，它们与肉及肉制品的物理性质密切相关。1252.肌原纤维中的蛋白质肌原纤维蛋白主要包括肌球蛋白、肌动蛋白

（1）肌球蛋白相对分子质量约49万，可与肌动蛋白结合生成肌动球蛋白；在生理盐水浓度下,可生成肌球蛋白分子聚合体,若提高盐浓度,则会分散为单分子而溶解。在制造肉制品时加盐腌渍可提高黏着性与此性质有关。肌球蛋白易生成凝胶,对热不稳定。（2）肌动蛋白有球状和纤维状,球状肌动蛋白(G-肌动蛋白)是直径为5.5nm的球状物,聚合可形成纤维状肌动蛋白(F-肌动蛋白),两根链形成螺旋长丝状。细丝中嵌有肌钙蛋白和原肌球蛋白。后二者具有调节肌肉收缩、松弛的功能。

（3）肌动球蛋白肌动球蛋白是由肌动蛋白与肌球蛋白形成的复合物,它能反映肌肉的收缩与松弛。当NaCl(KCl)的浓度在0.3mol/L以上时,则肌球蛋白溶解,肌动球蛋白就成为液状,显示出高的黏度。高浓度时易于形成凝胶。变性温度是45℃～50℃。

126（1）肌球蛋白相对分子质量约49万，可与肌动蛋白3.基质蛋白质主要成分是硬蛋白类的胶原蛋白、弹性蛋白、网状蛋白等。不溶于水和盐溶液，为不完全蛋白质。1273.基质蛋白质主要成分是硬蛋白类的胶原蛋白、弹性蛋白、网状二、胶原和明胶胶原是皮、骨和结缔组织中的主要蛋白质。胶原的氨基酸组成有以下特征：脯氨酸、羟脯氨酸和甘氨酸含量高，蛋氨酸含量少，不含色氨酸或胱氨酸，因此胶原是不完全蛋白质。128二、胶原和明胶128

胶原纤维具有高度的结晶性，当加热到一定温度时会发生突然收缩。例如牛肌肉中的胶原纤维在65℃即发生这一变化，其原因可能是胶原纤维结晶区域的“熔化”造成的。明胶是胶原分子热分解的产物。工业生产明胶就是把胶原含量高的组织如皮、骨于加碱或加酸的热水中长时间的提取而制得。明胶不溶于冷水，而溶于热水中，冷却时凝固成富有弹性的凝胶。其等电点为8～9。凝胶具有热可逆性,加热时熔化，冷却时凝固。其溶胶是典型的亲水胶体。明胶在加热、紫外线及某些有机试剂的作用下会失去溶解性和凝胶性。由于明胶与凝胶具有热可逆性，故大量应用于食品工业特别是糖果制造中。129胶原纤维具有高度的结晶性，当加热到一定温度时会发生突然收缩三、乳蛋白质乳蛋白质是乳汁中重要的组成成分,它是一种完全蛋白质,乳蛋白质的成分随品种而变化。牛乳的乳蛋白质主要包括80%左右的酪蛋白和20%左右乳清蛋白,此外还有少量的脂肪球膜蛋白质。

130三、乳蛋白质乳蛋白质是乳汁中重要的组成成分,它是一种完全蛋白1．酪蛋白酪蛋白是乳蛋白质中含量最丰富的一类蛋白质。它含有胱氨酸和蛋氨酸这两种含硫氨基酸，但不含半胱氨酸。在酪蛋白中还含有磷酸，磷酸以一磷酸酯键与苏氨酸及丝氨酸的羟基相结合，酪蛋白是典型的磷蛋白。在牛乳中,酪蛋白主要以酪蛋白酸钙－磷酸钙的络合物形式存在，称为酪蛋白胶粒。酪蛋白胶粒在牛乳中比较稳定，但经冻结或加热等处理，也会发生凝胶现象。在130℃加热数分钟，酪蛋白变性而凝固沉淀。在酸或凝乳酶的作用下，酪蛋白胶粒的稳定性被破坏而凝固。干酪就是利用凝乳酶对酪蛋白的凝固作用制成的。1311．酪蛋白酪蛋白是乳蛋白质中含量最丰富的一类蛋白

2．乳清蛋白脱脂牛乳中的酪蛋白沉淀下来以后，保留在其上的清液即为乳清，存在于乳清中的蛋白质称为乳清蛋白质。其主要成分是β-乳球蛋白和α-乳清蛋白,另外还有少量的血清白蛋白和免疫球蛋白、酶等。β-乳球蛋白属于单纯蛋白质，约占乳清蛋白质的50%左右。β-乳球蛋白含有游离的巯基，牛奶加热后的气味与之有关。加热、增加钙离子浓度或pH超过8.6都能使其变性，它是牛乳中最易加热变性的蛋白质。α-乳清蛋白也属于单纯蛋白质，在乳清蛋白中占25%左右。α-乳清蛋白性质较稳定，分子中含有四个二硫键，不含游离的巯基。1322．乳清蛋白132

3．脂肪球膜蛋白质在乳脂肪球周围的薄膜中吸附着少量的蛋白质(每100g脂肪吸附蛋白质不到lg)，称为脂肪球膜蛋白质。它是磷脂蛋白质。乳脂肪球膜除含有脂肪球膜蛋白质外，还含有许多酶类和糖类。乳脂肪球膜具有保持乳浊液稳定的作用，它使脂肪球稳定地分散于乳中。1333．脂肪球膜蛋白质133四、种子蛋白质人类食用的植物蛋白质主要来源于谷类、豆类及其他油料种子中，所以称它们为种子蛋白质。

134四、种子蛋白质人类食用的植物蛋白质主要来源于谷类、豆类及其他1.谷类蛋白质谷类中的蛋白质含量均较低，一般在10%左右，小麦和大麦约含13%，大米和玉米约含9%。小麦蛋白质可按它们的溶解度分为清蛋白（溶于水）、球蛋白（溶于10%NaCl，不溶于水）、麦胶蛋白（溶于70%～90%乙醇）和麦谷蛋白（不溶于水或乙醇而溶于酸或碱）。麦胶蛋白质：不溶于水、无水乙醇及其它中性溶剂，但能溶于60%～80%的酒精溶液中。麦胶蛋白在pH为6.4的溶液时，其物理性能指标变小。1351.谷类蛋白质135

麦谷蛋白质：不溶于水及其它中性溶液，但能溶于稀酸或稀碱溶液中。在热的稀酒精中可以稍稍溶解，但遇热易变性。麦谷蛋白质在pH为6～8的溶液中，其溶解度、粘度、渗透压、膨胀性能等物理性能指标都变小。麦胶蛋白和麦谷蛋白是构成面筋的主要成分，又称为面筋蛋白质。面筋蛋白质是从面粉中分离出来的水不溶性蛋白质，约占面粉蛋白质的85%，它决定面团的特性。在面粉中麦醇溶蛋白和麦谷蛋白的量大致相等，两者都是非常复杂的。这两种蛋白质的氨基酸组成有这样的特征：高含量的谷氨酰胺和脯氨酸，非常低含量的赖氨酸和离子化氨基酸；属于最少带电的一类蛋白质。虽然面筋蛋白质中含硫氨基酸的含量较低，然而这些含硫基团对于它们的分子结构以及在面包面团中的功能是重要的。136麦谷蛋白质：不溶于水及其它中性溶液，但能溶于稀酸或

清蛋白和球蛋白一起约占小麦胚乳蛋白质的10%～15%。它们含有游离的巯基（－SH）和较高比例的碱性和其他带电氨基酸。清蛋白的相对分子质量很低，约在12000～26000范围；而球蛋白的相对分子质量可高达100000，但多数低于40000。

137清蛋白和球蛋白一起约占小麦胚乳蛋白质的10%～152．油料种子蛋白质大豆、花生、棉籽、向日葵、油菜和许多其他油料作物的种子中除了油脂以外还含有丰富的蛋白质。因此提取油脂后的饼粕是重要的蛋白质资源。大豆种子中约占35%～40%的蛋白质，而大豆粉粕中含有44%～50%的蛋白质，它是目前最重要的植物蛋白质来源。1382．油料种子蛋白质大豆、花生、棉籽、向日葵、油菜和许多其他油

油料种子蛋白质中最主要的成分是球蛋白类，其中又包含很多组分。用乙醇水溶液去掉大豆粉粕中的糖分和小分子的肽，残余物中蛋白质含量以干物质计可达70%以上，称为“大豆蛋白质浓缩物”。如果要得到纯度更高的蛋白质，可先用稀碱提取，然后在pH4.0～4.5条件下沉淀蛋白质，这样可以得到很纯的大豆蛋白质，此法可以分离大豆粉粕中的2/3以上的蛋白质。从营养观点来看,大豆含有丰富的蛋白质，足够的赖氨酸,但缺乏蛋氨酸。棉籽蛋白缺乏赖氨酸,花生除缺乏蛋氨酸、赖氨酸外,还缺乏苏氨酸。此外,这些种子中还存在一些抗营养因子,适当地加热处理并控制时间和温度,可破坏或抑制这些抗营养因子而提高这类食品的营养价值。将大豆蛋白质“质构化”，使蛋白质具有类似肉的质地和结构，生产大量的植物肉。大豆蛋白质还用于加工糕点、香肠和营养强化等。139油料种子蛋白质中最主要的成分是球蛋白类，其中五、单细胞蛋白质单细胞蛋白质(singlecellprotein，简写SCP)是一些单细胞或多细胞生物蛋白质的统称，它主要由某些酵母、真菌与细菌等食用微生物和藻类提供。

以单细胞蛋白解决人类部分蛋白质的来源，主要是从以下几个方面考虑：单细胞蛋白质的营养价值高，氨基酸的种类齐全，赖氨酸等的必需氨基酸含量较高，微生物蛋白的必需氨基酸略高于大豆蛋白质，是较优质的蛋白质。同时还含有丰富的维生素。另外，单细胞蛋白质在开发上有很多优势。如它可以利用含糖类的废液进行工业化连续生产，不受气候地理条件限制，并且节约土地使用面积，生产速度快、投资少。据估计，一头体重500kg的乳牛一天只能在其体内增加0.5kg的蛋白质，而细菌却在同样长的时间内增重为初重的1000倍。140五、单细胞蛋白质单细胞蛋白质(singlecellprot

单细胞蛋白中核蛋白的含量很高，可达蛋白质总量的50%。由于核酸的代谢产物尿酸在体内积累过多会引起“尿结石”和在小关节处积累引起“痛风症”，因此单细胞蛋白用于人类食用时，应限制其核酸含量。单细胞蛋白质目前主要供饲用。

141单细胞蛋白中核蛋白的含量很高，可达蛋白质总量六、叶蛋白叶蛋白，又称绿色蛋白浓缩物(简称LPC)，是以新鲜牧草或其他青绿植物为原料，经压榨后，从其汁液中提取的浓缩粗蛋白质产品。目前在生产实践中应用最多的是苜蓿，它不仅叶蛋白产量高，而且凝聚颗粒大，容易分离，品质好。许多国家种植苜蓿以生产叶蛋白，主要用于饲料，纯品可用于食品。142六、叶蛋白叶蛋白，又称绿色蛋白浓缩物(简称LPC)，是以新鲜第八节食品加工储藏对蛋白质的影响143第八节食品加工储藏对蛋白质的影响143一、加热处理特点：蛋白质的一些功能性质发生变化，可引起氨基酸脱硫、脱酰胺、异构化、水解等化学变化，有时甚至伴随有毒物质的产生，这主要取决于热处理的条件。影响因素：加热时间温度湿度还原性物质144一、加热处理特点：蛋白质的一些功能性质发生变化，可引起氨基热处理的影响1.经适当的热处理，绝大多数蛋白质的营养价值得到提高，功能性变劣。适当的加热条件下，蛋白质变性使原有卷曲甚至成球状的肽链因副键的断裂而造成原来折叠部分松散，易受消化酶作用，提高了消化率和必需氨基酸的生物利用率和生物有效性。145热处理的影响1.经适当的热处理，绝大多数蛋白质的营养价值得到破坏抗营养因子/食品组织中酶有利食品的品质适当热处理（热烫或蒸煮）可使食品中的大多数酶由于变性而失活（例如脂酶、脂肪氧合酶、蛋白酶及多酚氧化酶等），保证食品在贮藏期间不发生酸败、变色、风味和质地变化以及维生素损失。146破坏抗营养因子/食品组织中酶有利食品的品质146产生特殊的色香味粮食米面制品焙烤时，色氨酸等会与糖类发生羰氨反应，产生诱人的香味和金黄色。147产生特殊的色香味147适当加热处理可使豆类和油料种子中常含有的一些消化酶抑制剂和外源凝集素失活，防止发生不利于营养物质消化吸收或者其他不利的作用。消化酶抑制剂：如胰蛋白酶、水解酶、胰凝乳蛋白酶抑制剂。这些抑制剂通过对消化酶的作用而降低食物蛋白的吸收率。外源凝集素（凝血素）：能导致血红细胞凝集。148适当加热处理可使豆类和油料种子中常含有的一些消化酶抑制剂和外2.过度热处理会降低食品的营养价值。

蛋白质或蛋白质食品在不添加其他物质的情况下，过度加热会使蛋白质分解、氨基酸氧化，还会使氨基酸键之间交换形成新的酰胺键，既不利于酶的作用，又使食品风味变劣，甚至产生有害物质。1492.过度热处理会降低食品的营养价值。149氨基酸脱硫、脱氨等２PrCH2SHPrCH2SCH2Pr+H2S↑

半胱氨酸残基

PrCH2SH+H2OPrCH2OH+H2S↑115℃、27h,将有50%~60%的半胱氨酸被破坏并产生H2S气体。

烧烤的肉类风味就是由氨基酸分解的硫化氢及其他挥发性成分组成的。150氨基酸脱硫、脱氨等150天门冬酰胺和谷氨酰胺会发生脱氨反应：

Pr(CH2)2CNH2Pr(CH2)2C-OH+NH3↑

这种反应对于蛋白质的营养价值没有多大伤害，但释放出来的氨会导致蛋白质电荷性和功能性质的改变。

O‖O‖脱氨151天门冬酰胺和谷氨酰胺会发生脱氨反应：OO脱氨151剧烈热处理会产生有毒的环状衍生物经剧烈热处理（例如煎炸和烧烤）的蛋白质可生成环状衍生物