1、食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系概概 述述 蛋白质是由氨基酸按各种不同顺序排列结合成的高分蛋白质是由氨基酸按各种不同顺序排列结合成的高分子有机物质。子有机物质。蛋白质存在于所有的生物细胞中，是构成生物体最基蛋白质存在于所有的生物细胞中，是构成生物体最基本的本的结构结构物质和物质和功能功能物质。物质。蛋白质是生命活动的物质基础，它参与了几乎所有的蛋白质是生命活动的物质基础，它参与了几乎所有的生命活动过程
2、生命活动过程,没有蛋白质就没有生命没有蛋白质就没有生命。u组成蛋白质的基本单元是氨基酸。组成蛋白质的基本单元是氨基酸。u自然界氨基酸种类很多，但组成蛋白质的氨基酸约为自然界氨基酸种类很多，但组成蛋白质的氨基酸约为20种。种。P34/表表1-9 常见食物蛋白质含量常见食物蛋白质含量食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系 作为食品作为食品,蛋白质除了为生物体蛋白质除了为生物体提供必需氨基酸及提供必需氨基酸及氮源外氮源外,还决定食品的结构形态及色、香、味。还决定食品的结构形态及色、香、味。蛋白质是一类含氮有机化合物，除含有碳
3、、氢、氧外，蛋白质是一类含氮有机化合物，除含有碳、氢、氧外，还有氮和少量的硫。某些蛋白质还含有其他一些元素，主还有氮和少量的硫。某些蛋白质还含有其他一些元素，主要是磷、铁、碘、碘、锌和铜等。这些元素在蛋白质中的要是磷、铁、碘、碘、锌和铜等。这些元素在蛋白质中的组成百分比约为：组成百分比约为：碳碳 50 氢氢 7 氧氧 23 氮氮 16%硫硫 03 其他其他 微微 量量食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系一、氨基酸一、氨基酸（一）（一）氨基酸氨基酸的结构和分类的结构和分类（二）（二）氨基酸的物理性质氨基酸的物理性质（三
4、）氨基酸的化学性质（三）氨基酸的化学性质食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系（一）氨基酸的结构及分类（一）氨基酸的结构及分类 氨基酸是蛋白质水解的最终产物，是组成蛋白氨基酸是蛋白质水解的最终产物，是组成蛋白质的基本单位。与质的基本单位。与羧基羧基相邻的相邻的-碳原子上都有一个碳原子上都有一个氨基氨基，因而称为，因而称为-氨基酸。氨基酸。COOHH2N CH -碳原子基团碳原子基团 R R基团基团-氨基酸基本结构通式氨基酸基本结构通式食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北
5、职业技术学院食品与生物工程系结构化学中，将结构化学中，将-氨基酸分为氨基酸分为D-、L-两种构型两种构型COOHCNH2R HD-氨基酸氨基酸COOHCH2NR HL-氨基酸氨基酸组成蛋白质的氨基酸约有组成蛋白质的氨基酸约有20种，主要是种，主要是-氨基酸。除氨基酸。除甘氨酸甘氨酸外，天然存在的都是外，天然存在的都是L-构型。构型。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系 中性AAl 按R基团的酸碱性分 酸性AA 碱性AA 疏水性R基团AAAAl按R基团的电性质分 不带电荷极性R基团的AAAA 带电荷R基团的AAAA 脂
6、肪族AAl按R基团的化学结构分 芳香族AA 杂环族AA食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系 必需氨基酸：必需氨基酸：在人体内不能合成，只能由食物提在人体内不能合成，只能由食物提供的氨基酸。供的氨基酸。l人体所需的八种必需氨基酸人体所需的八种必需氨基酸 赖氨酸赖氨酸(Lys)缬氨酸缬氨酸(Val)蛋氨酸蛋氨酸(Met)色氨酸色氨酸(Try)亮氨亮氨酸酸(Leu)异亮氨酸异亮氨酸(Ile)酪氨酸酪氨酸(Thr)苯丙氨酸苯丙氨酸(Phe)l 婴儿时期所需婴儿时期所需:精氨酸精氨酸(Arg)组氨酸组氨酸(His)l 早产儿所
7、需：色氨酸早产儿所需：色氨酸(Try)、半胱氨酸、半胱氨酸(Cys)食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系（二）（二）氨基酸的物理性质氨基酸的物理性质溶解性：各种氨基酸在水中的溶解度差别很大，一般能溶解性：各种氨基酸在水中的溶解度差别很大，一般能溶解于稀酸或稀碱中，但不能溶解于有机溶剂。溶解于稀酸或稀碱中，但不能溶解于有机溶剂。氨基酸 溶解度氨基酸 溶解度氨基酸 溶解度丙氨酸(Ala)167.2精氨酸(Arg)855.6天冬酰胺(Asn)28.5天冬氨酸(Asp)5.0半胱氨酸(Cys)谷氨酰胺(Gln)7.2(37)
8、谷氨酸(Glu)8.5甘氨酸(Gly)249.9组氨酸(His)异亮氨酸(Ile)34.5亮氨酸(Leu)21.7赖氨酸(Lys)739.0蛋氨酸(Met)56.2苯丙氨酸(Phe)27.6脯氨酸(Pro)1620.0丝氨酸(Ser)422.0苏氨酸(Thr)13.2色氨酸(Trp)13.6酪氨酸(Tyr)0.4缬氨酸(Val)58.1据Owen R.Fennema,Food Chemistry,Marcel Dekker,Inc.1996,270食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系熔点：氨基酸的熔点较高，一般在熔点
9、：氨基酸的熔点较高，一般在200以上。以上。味感：氨基酸的味感与其立体构象有关。味感：氨基酸的味感与其立体构象有关。D-氨基酸多数氨基酸多数带有甜味。带有甜味。L-氨基酸有甜、苦、鲜、酸四种不同味感。氨基酸有甜、苦、鲜、酸四种不同味感。旋光性：除旋光性：除甘氨酸甘氨酸外，氨基酸都具有旋光性。外，氨基酸都具有旋光性。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系（三）（三）氨基酸的化学性质氨基酸的化学性质1、氨基酸的酸碱性及等电点、氨基酸的酸碱性及等电点氨基酸的离解性质氨基酸的离解性质 氨基酸在结晶形态或在水溶液中，并不是以游离
10、的羧基氨基酸在结晶形态或在水溶液中，并不是以游离的羧基或氨基形式存在，而是离解成两性离子。在两性离子中，氨或氨基形式存在，而是离解成两性离子。在两性离子中，氨基是以质子化基是以质子化(-NH3+)形式存在，羧基是以离解状态形式存在，羧基是以离解状态(-COO-)存存在。在。在不同的在不同的pH条件下，两性离子的状态也随之发生变化。条件下，两性离子的状态也随之发生变化。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系COOHCHH3N+R-pK1+H+H+COO-CHH3N+RH+H+pK2-C O O-CHH2NRPH 1 7
11、10净电荷净电荷+1 0 -1 正离子正离子 两性离子两性离子 负离子负离子 等电点等电点PI食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系氨基酸的等电点氨基酸的等电点 当溶液浓度为某一当溶液浓度为某一pH值时，氨基酸分子中所含的值时，氨基酸分子中所含的-NH3+和和-COO-数目正好相等，净电荷为数目正好相等，净电荷为0。这一。这一pH值即为氨基值即为氨基酸的等电点，简称酸的等电点，简称pI。l 在等电点时，氨基酸既不向正极也不向负极移动，即氨在等电点时，氨基酸既不向正极也不向负极移动，即氨基酸处于两性离子状态。基酸处于两性
12、离子状态。l中性氨基酸等电点在中性氨基酸等电点在56.3，酸性氨基酸等电点在，酸性氨基酸等电点在2.83.2，碱性氨基酸在，碱性氨基酸在7.610.8。l在等电点时，氨基酸在水中的溶解度最小，易于结晶沉在等电点时，氨基酸在水中的溶解度最小，易于结晶沉淀。淀。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系2、与甲醛的反应、与甲醛的反应在中性在中性pH条件下，氨基酸中的条件下，氨基酸中的氨基氨基与与甲醛甲醛生成羟生成羟甲基衍生物，使其碱性减弱。甲基衍生物，使其碱性减弱。R-CH-COOH +2HCHO R-CH-COOHNH2HO
13、H2C-N-CH2OH 在食品检测中常用于定量测定氨基酸的含量，如在食品检测中常用于定量测定氨基酸的含量，如酱油中的氨基酸测定。酱油中的氨基酸测定。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系3、与水合印三酮的作用、与水合印三酮的作用氨基酸与水合茚三酮共热，发生氧化脱氨反应，生成氨基酸与水合茚三酮共热，发生氧化脱氨反应，生成NH3与酮酸。与酮酸。水合茚三酮变为还原型茚三酮。水合茚三酮变为还原型茚三酮。加热过程中酮酸裂解，放出加热过程中酮酸裂解，放出CO2，自身变为少一个碳的醛。水合茚，自身变为少一个碳的醛。水合茚三酮变为还原
14、型茚三酮。三酮变为还原型茚三酮。NH3与水合茚三酮及还原型茚三酮脱水缩合，生成蓝紫色化合物。与水合茚三酮及还原型茚三酮脱水缩合，生成蓝紫色化合物。OOOHOHOOOO+RCHCOOHNH2N+RCHO+CO2+H2O（蓝蓝紫紫色色）该反应十分灵敏，是鉴别该反应十分灵敏，是鉴别-氨基酸的特性的反应。氨基酸的特性的反应。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系4、与亚硝酸反应（除、与亚硝酸反应（除脯氨酸脯氨酸外）外）氨基酸与亚硝酸反应，生成氨基酸与亚硝酸反应，生成羟基酸羟基酸，放出，放出氮氮，反应迅，反应迅速，定量完成。测量
15、放出氮的体积，可算出试样中氨基数量，速，定量完成。测量放出氮的体积，可算出试样中氨基数量，做为定量分析用。做为定量分析用。5、与金属离子的作用、与金属离子的作用许多重金属离子如铜离子、钴离子、锰离子、亚铁离子等许多重金属离子如铜离子、钴离子、锰离子、亚铁离子等都能与氨基酸作用，产生都能与氨基酸作用，产生螯合物螯合物。H2CNH2 Cu2+H2NCH2COO-OOC食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系（四）重要的分析鉴定反应（四）重要的分析鉴定反应 1、与邻苯二甲醛的反应：在、与邻苯二甲醛的反应：在2-巯基乙醇的存在下
16、，氨基巯基乙醇的存在下，氨基酸与邻苯二甲醛反应生成高荧光的衍生物，在酸与邻苯二甲醛反应生成高荧光的衍生物，在380nm激发激发时，在时，在450nm具有最高荧光发射，用来定量分析氨基酸、具有最高荧光发射，用来定量分析氨基酸、肽和蛋白质。肽和蛋白质。CHOCHO+RCH2CHNH2COOHHSCH2CH2OHNCHRCOOHSCH2CH2OH异吲哚衍生物食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系2、与荧光胺的反应、与荧光胺的反应 含有伯胺基的氨基酸、肽或蛋白质与荧光胺反应生成含有伯胺基的氨基酸、肽或蛋白质与荧光胺反应生成高荧
17、光的衍生物，在高荧光的衍生物，在390nm时，在时，在475nm具有最高的荧光具有最高的荧光发射。此法可被用于氨基酸、肽或蛋白的定量分析。发射。此法可被用于氨基酸、肽或蛋白的定量分析。OOO荧光胺+RCH2CHNH2COOHONO+CHRCOOHH2O食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系二、蛋白质的结构及其特性二、蛋白质的结构及其特性食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系（一）蛋白质的结构（一）蛋白质的结构 蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构(
18、Primary structure)：（又叫初级结构、基本化学结构、共价结构）（又叫初级结构、基本化学结构、共价结构）(1)(1)组成蛋白质的组成蛋白质的多肽链数目多肽链数目.(2)(2)多肽链的多肽链的氨基酸顺序氨基酸顺序.(3)(3)多肽链内或链间多肽链内或链间二硫键二硫键的数目的数目和位置。和位置。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构(Secondary structure)是指肽链的主链在空间的排列是指肽链的主链在空间的排列,或规则的几何走向、旋转及或规则的几何走向、旋转及折叠
19、。它只涉及折叠。它只涉及肽链主链的构象肽链主链的构象及链内或链间形成的及链内或链间形成的氢键氢键。主要有主要有-螺旋螺旋、-折叠折叠、-转角转角。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系-螺旋螺旋在在-螺旋中肽平面的螺旋中肽平面的键长键长和和键角键角一定一定,肽键的原子排肽键的原子排列呈列呈反式反式构型构型,相邻的肽平相邻的肽平面构成两面角。面构成两面角。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系-折叠：折叠：是由两条或多条几乎完是由两条或多条几乎完
20、全伸展的肽链平行排列，全伸展的肽链平行排列，通过链间的通过链间的氢键氢键交联而形交联而形成的。肽链的主链呈锯齿成的。肽链的主链呈锯齿状折叠构象。状折叠构象。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系 蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构(Tertiary structure)是指多肽链在二级结构的是指多肽链在二级结构的基础上进一步基础上进一步盘旋、折叠盘旋、折叠，从而生成特定的空间结构。从而生成特定的空间结构。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系 蛋
21、白质的四级结构蛋白质的四级结构(Quaternary structure)是指是指亚基的种类、数量亚基的种类、数量以及以及各个亚基在寡聚蛋白质中的各个亚基在寡聚蛋白质中的空间排布和亚基间的相互作空间排布和亚基间的相互作用。主要靠亚基间的用。主要靠亚基间的疏水相疏水相互作用互作用维系。维系。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系一级结构一级结构 二级结构二级结构 三级结构三级结构四级结构四级结构食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系食品化学食品化
22、学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系（二）蛋白质的分类（二）蛋白质的分类1、按形状分：、按形状分：球状球状蛋白质蛋白质(血红蛋白）血红蛋白）纤维状纤维状蛋白质蛋白质（胶原蛋白）（胶原蛋白）2、按化学组成分、按化学组成分：单纯蛋白质单纯蛋白质(分子中只含氨基酸残基分子中只含氨基酸残基)结合蛋白质结合蛋白质(除氨基酸外还有非氨基酸物质，后者称辅基除氨基酸外还有非氨基酸物质，后者称辅基)；3、按功能分：、按功能分：活性蛋白质活性蛋白质(酶、激素）酶、激素）非活性蛋白质非活性蛋白质(胶原、角蛋白胶原、角蛋白)食品化学食品化学FOOD CH
23、EMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系单纯蛋白质的分类单纯蛋白质的分类1、白蛋白：如血清蛋白、乳清蛋白等白蛋白：如血清蛋白、乳清蛋白等。2、球蛋白：如血清球蛋白、肌球蛋白和植物种子球蛋白：如血清球蛋白、肌球蛋白和植物种子球蛋白等球蛋白等。3、谷蛋白：如米谷蛋白和麦谷蛋白等谷蛋白：如米谷蛋白和麦谷蛋白等。4、组蛋白：如小牛胸腺组蛋白等。、组蛋白：如小牛胸腺组蛋白等。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系5、醇溶谷蛋白：主要存在于植物种子中，如玉米、醇溶谷蛋白：主要存在于植物种
24、子中，如玉米醇溶谷蛋白、麦醇溶谷蛋白等。醇溶谷蛋白、麦醇溶谷蛋白等。6、精蛋白：分子中碱性氨基酸特别多，因此呈碱、精蛋白：分子中碱性氨基酸特别多，因此呈碱性，如蛙精蛋白等。性，如蛙精蛋白等。7、硬蛋白：这类蛋白是动物体内作为结缔组织及、硬蛋白：这类蛋白是动物体内作为结缔组织及保护功能的蛋白质，如角蛋白、胶原、丝蛋白保护功能的蛋白质，如角蛋白、胶原、丝蛋白和弹性蛋白等和弹性蛋白等.食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系结合蛋白质的分类结合蛋白质的分类1、核蛋白：辅基是核酸，如脱氧核糖核蛋白核蛋白：辅基是核酸，如脱氧核糖核
25、蛋白。2、脂蛋白：与脂结合的蛋白质，如血中的各类脂蛋脂蛋白：与脂结合的蛋白质，如血中的各类脂蛋白、卵黄球蛋白等白、卵黄球蛋白等。3、糖蛋白和粘蛋白（糖蛋白和粘蛋白（mucoprotein）：如卵清蛋白）：如卵清蛋白。4、磷蛋白：如酪蛋白、胃蛋白酶等。、磷蛋白：如酪蛋白、胃蛋白酶等。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系5、血红素蛋白：、血红素蛋白：辅基为血红素，含铁的如血红蛋辅基为血红素，含铁的如血红蛋白，含镁的如叶绿素。白，含镁的如叶绿素。6、黄素蛋白：辅基是黄素腺嘌呤二核苷酸，如琥、黄素蛋白：辅基是黄素腺嘌呤二核苷
26、酸，如琥珀酸脱氢酶。珀酸脱氢酶。7、金属蛋白：与金属元素直接结合如铁蛋白，乙、金属蛋白：与金属元素直接结合如铁蛋白，乙醇脱氢酶（含锌）。醇脱氢酶（含锌）。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系（三）蛋白质的两性电离（三）蛋白质的两性电离 蛋白质是蛋白质是两性电解质两性电解质。蛋白质的等电点蛋白质的等电点：对某一种蛋白质来说，在某一：对某一种蛋白质来说，在某一pH时，时，它所带的正电荷与负电荷恰好相等，即净电荷为零，这一它所带的正电荷与负电荷恰好相等，即净电荷为零，这一pH称蛋白质的称蛋白质的等电点等电点。等电点与蛋白质
27、性质有密切的关系。等电点与蛋白质性质有密切的关系。等电点沉淀法等电点沉淀法。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系电泳：电泳：在碱性介质（在碱性介质（pHpI）中，蛋白质发生酸）中，蛋白质发生酸式解离，使式解离，使蛋白质带蛋白质带负电荷，而在酸性介质负电荷，而在酸性介质（pH蛋白质浓度蛋白质浓度 510，浓度浓度，水合作用，水合作用 1520，Pr沉淀沉淀 pH pHpI 水合作用最低水合作用最低 高于或低于高于或低于pI，水合作用增强，水合作用增强 （净电荷和推斥力增加净电荷和推斥力增加）pH 9-10时水合能力较大
28、时水合能力较大远离等电点加工远离等电点加工温度温度温度温度，蛋白质结合水的能力蛋白质结合水的能力 食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系 盐盐 低盐，低盐，“盐溶盐溶”在在低盐浓度低盐浓度（0.2mol/L0.2mol/L）时，）时，离子同蛋白质荷电基团相互作用而离子同蛋白质荷电基团相互作用而降低相邻分子的相反电荷间的静电降低相邻分子的相反电荷间的静电吸引，吸引，提高其溶解度提高其溶解度，这叫，这叫盐溶效盐溶效应。应。高盐，高盐，“盐析盐析”当当盐浓度更高盐浓度更高时，由于离子的时，由于离子的水化作用争夺了水，导致蛋白
29、质水化作用争夺了水，导致蛋白质“脱水脱水”，从而，从而降低其溶解度降低其溶解度，这，这叫做叫做盐析效应盐析效应。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系蛋白质的持水能力与结合水能力蛋白质的持水能力与结合水能力呈呈正正相关相关 持水能力持水能力 是指蛋白质吸水并将水保留在蛋白质组织（如蛋白质是指蛋白质吸水并将水保留在蛋白质组织（如蛋白质凝胶、牛肉和鱼肌肉）中的能力。凝胶、牛肉和鱼肌肉）中的能力。蛋白质结合水的能力：干蛋白质与相对湿度为蛋白质结合水的能力：干蛋白质与相对湿度为9095%的空气达到平衡时，每克蛋白质所结合水的克
30、数。的空气达到平衡时，每克蛋白质所结合水的克数。蛋白质的水合能力可以通过相对湿度法、溶胀法、过蛋白质的水合能力可以通过相对湿度法、溶胀法、过量水法、水饱和法等方法进行测定。量水法、水饱和法等方法进行测定。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系 蛋白质具有胶体性质：蛋白质具有胶体性质：蛋白质的分子量很大，因此蛋白质的分子量很大，因此它的水溶液必然具有胶体溶液的典型性质，如丁达尔现它的水溶液必然具有胶体溶液的典型性质，如丁达尔现象、布郎运动、不能通过半透膜等。象、布郎运动、不能通过半透膜等。溶于水的蛋白质能形成稳定的亲水胶
31、体，统称为蛋溶于水的蛋白质能形成稳定的亲水胶体，统称为蛋白质溶胶。白质溶胶。一定浓度的蛋白质溶液冷却后能形成蛋白质凝胶。一定浓度的蛋白质溶液冷却后能形成蛋白质凝胶。蛋白质凝胶具有一定的形状和弹性，具有半固体的性质。蛋白质凝胶具有一定的形状和弹性，具有半固体的性质。2、蛋白质的胶凝作用、蛋白质的胶凝作用 食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系按照引起蛋白凝胶形成条件的差异，将食品蛋白凝胶可按照引起蛋白凝胶形成条件的差异，将食品蛋白凝胶可以分作以下类型：以分作以下类型：加热后再冷却而形成的凝胶。这种凝胶多为热可加热后再冷却
32、而形成的凝胶。这种凝胶多为热可逆凝胶，如明胶凝胶；逆凝胶，如明胶凝胶；在加热下所形成的凝胶，这种凝胶很多不透明而在加热下所形成的凝胶，这种凝胶很多不透明而且是不可逆凝胶，如蛋清蛋白在加热中形成的凝胶；且是不可逆凝胶，如蛋清蛋白在加热中形成的凝胶；由钙盐等二价离子盐形成的凝胶，如豆腐；由钙盐等二价离子盐形成的凝胶，如豆腐；不加热而经部分水解或不加热而经部分水解或pH调整到等电点而形成的调整到等电点而形成的凝胶，如用凝乳酶制作干酪、乳酸发酵制作酸奶和皮蛋凝胶，如用凝乳酶制作干酪、乳酸发酵制作酸奶和皮蛋生产中碱对蛋清蛋白的部分水解等。生产中碱对蛋清蛋白的部分水解等。食品化学食品化学FOOD CHEM
33、ISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系 蛋白质的胶凝作用是蛋白质的一种非常重要的功能性蛋白质的胶凝作用是蛋白质的一种非常重要的功能性质，在许多食品，如皮冻、豆腐、碎肉制品和鱼制食品等质，在许多食品，如皮冻、豆腐、碎肉制品和鱼制食品等的制备中起着主要的作用。还可发挥增稠、提高吸水性、的制备中起着主要的作用。还可发挥增稠、提高吸水性、颗粒黏结和提高乳浊液或泡沫的稳定性。颗粒黏结和提高乳浊液或泡沫的稳定性。迄今为止，对于蛋白质凝胶的形成机制还不十分清楚，迄今为止，对于蛋白质凝胶的形成机制还不十分清楚，但一般认为蛋白质网络的形成是由于蛋白质蛋白质和蛋但一般认为
34、蛋白质网络的形成是由于蛋白质蛋白质和蛋白质溶剂（水）的相互作用以及邻近肽链之间的吸引力白质溶剂（水）的相互作用以及邻近肽链之间的吸引力和排斥力达到平衡的结果。和排斥力达到平衡的结果。影响蛋白凝胶形成的因素很多，掌握这些因素及影响影响蛋白凝胶形成的因素很多，掌握这些因素及影响的规律，可以有效的控制食品加工中蛋白凝胶形成的程度的规律，可以有效的控制食品加工中蛋白凝胶形成的程度和质量。和质量。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系食品乳状液食品乳状液 一般而言一般而言,蛋白质溶解度越蛋白质溶解度越高就越容易形成良好的乳状液。
35、高就越容易形成良好的乳状液。可溶性蛋白的乳化能力高于不可溶性蛋白的乳化能力高于不溶性蛋白的乳化能力。溶性蛋白的乳化能力。3、乳化性质、乳化性质 蛋白质可以促进乳浊液形成及稳定的性质，称为蛋白蛋白质可以促进乳浊液形成及稳定的性质，称为蛋白质的乳化性质；蛋白质具有乳化性质的原因是其具有两亲质的乳化性质；蛋白质具有乳化性质的原因是其具有两亲性，即既亲水也亲油的性质；其促进乳浊液形成并稳定的性，即既亲水也亲油的性质；其促进乳浊液形成并稳定的本质是在油水体系中，蛋白质能自发地迁移到油水界面本质是在油水体系中，蛋白质能自发地迁移到油水界面和气水界面，到达界面后，疏水基定向到油相和气相而亲和气水界面，到达界
36、面后，疏水基定向到油相和气相而亲水基定向到水相并广泛展开和扩散，在界面形成一种蛋白水基定向到水相并广泛展开和扩散，在界面形成一种蛋白质吸附层，从而起到稳定乳浊液的作用。质吸附层，从而起到稳定乳浊液的作用。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系影响蛋白质乳化作用的因素影响蛋白质乳化作用的因素 蛋白质的溶解度：正相关蛋白质的溶解度：正相关 pH值：值：pH=pI 溶解度小，降低其乳化作用；溶解度小，降低其乳化作用；pH远离远离pI 溶解度大，增加其乳化作用；溶解度大，增加其乳化作用；少数蛋白质少数蛋白质(血清清蛋白、明胶、
37、蛋清蛋白血清清蛋白、明胶、蛋清蛋白)在在pH=pI，具有较高的溶解度，乳化作用增加。，具有较高的溶解度，乳化作用增加。蛋白质疏水性：与蛋白质表面疏水性存在正相关。蛋白质疏水性：与蛋白质表面疏水性存在正相关。温度：适当热诱导蛋白质变性，可增强其乳化作用温度：适当热诱导蛋白质变性，可增强其乳化作用(冰淇淋中的酪蛋白和肉肠中的肌纤维蛋白的热凝胶作用冰淇淋中的酪蛋白和肉肠中的肌纤维蛋白的热凝胶作用)。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系、蛋白质的起泡性质、蛋白质的起泡性质 泡沫型食品是食品中的重要类型，如蛋糕、面包、冰泡沫型
38、食品是食品中的重要类型，如蛋糕、面包、冰激凌等，在这些食品的生产中往往要形成稳定而细腻的泡激凌等，在这些食品的生产中往往要形成稳定而细腻的泡沫；而在有些食品的生产中必须避免泡沫的形成或破坏已沫；而在有些食品的生产中必须避免泡沫的形成或破坏已经形成的泡沫。经形成的泡沫。泡沫通常指气泡分散在含有表面活性剂的连续液相或泡沫通常指气泡分散在含有表面活性剂的连续液相或半固相的分散体系。泡沫的基本单位是液膜包围的气泡，半固相的分散体系。泡沫的基本单位是液膜包围的气泡，气泡的直径从气泡的直径从1m到数到数cm不等。液膜和气泡间的界面上吸不等。液膜和气泡间的界面上吸附着表面活性剂，起着降低表面张力和稳定气泡的
39、作用。附着表面活性剂，起着降低表面张力和稳定气泡的作用。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系 蛋白质的食品生产中可以作为起泡剂使用。这是应为蛋白蛋白质的食品生产中可以作为起泡剂使用。这是应为蛋白质具有表面活性剂的性质和成膜性。例如鸡蛋清中的水溶性蛋质具有表面活性剂的性质和成膜性。例如鸡蛋清中的水溶性蛋白在鸡蛋液搅打时可被吸附到气泡表面来降低表面张力，又因白在鸡蛋液搅打时可被吸附到气泡表面来降低表面张力，又因为搅打过程中的变性，逐渐凝固在气液界面间形成有一定刚性为搅打过程中的变性，逐渐凝固在气液界面间形成有一定刚性和弹
40、性的薄膜，从而使泡沫稳定。和弹性的薄膜，从而使泡沫稳定。良好的食品泡沫应该具有以下特点：良好的食品泡沫应该具有以下特点：含有大量的气泡；含有大量的气泡；在气相和连续液相之间要有较大的表面积；在气相和连续液相之间要有较大的表面积；要有有刚性或半刚性并有弹性的膜或壁；要有有刚性或半刚性并有弹性的膜或壁；溶质的浓度在表面较高；溶质的浓度在表面较高；有可反射的光，看起来不透明。有可反射的光，看起来不透明。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系 蛋白泡沫的形成蛋白泡沫的形成 一种是将气体通过一个多孔分散器鼓入低浓度的蛋白一种是将
41、气体通过一个多孔分散器鼓入低浓度的蛋白溶液中；第二种是在大量气体存在的条件下，通过打擦或溶液中；第二种是在大量气体存在的条件下，通过打擦或振荡蛋白质溶液而产生泡沫；第三中方法是将一个预先给振荡蛋白质溶液而产生泡沫；第三中方法是将一个预先给加压的气体溶于蛋白质溶液中，突然减压，系统中的气体加压的气体溶于蛋白质溶液中，突然减压，系统中的气体则会膨胀而形成泡沫。则会膨胀而形成泡沫。由于泡沫是介稳的气体分散体系，因此借助于一些条由于泡沫是介稳的气体分散体系，因此借助于一些条件改变或施加作用，可以使泡沫破坏：件改变或施加作用，可以使泡沫破坏：在重力、气泡内外压力差和蒸发的作用下，通过液在重力、气泡内外压
42、力差和蒸发的作用下，通过液膜排水使泡沫破坏；膜排水使泡沫破坏；气泡从小泡向大泡扩散会导致泡沫破坏；气泡从小泡向大泡扩散会导致泡沫破坏；受机械剪切力、气泡碰撞力和超声振荡的作用，气受机械剪切力、气泡碰撞力和超声振荡的作用，气泡液膜也会破裂。泡液膜也会破裂。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系 蛋白质起泡性质的评价蛋白质起泡性质的评价 评价蛋白质起泡性质，可以用泡沫密度、泡沫强度、评价蛋白质起泡性质，可以用泡沫密度、泡沫强度、气泡平均直径和直径分布、起泡能力、泡沫稳定性等指标气泡平均直径和直径分布、起泡能力、泡沫稳定性等
43、指标表示。常用的是起泡力和泡沫稳定性。表示。常用的是起泡力和泡沫稳定性。测定蛋白质起泡力的方法：将一定浓度和体积的蛋白测定蛋白质起泡力的方法：将一定浓度和体积的蛋白质溶液加入带有刻度的容器内，用一定的方法使其起泡，质溶液加入带有刻度的容器内，用一定的方法使其起泡，测定泡沫的最大体积，分别计算泡沫的膨胀率测定泡沫的最大体积，分别计算泡沫的膨胀率(overrun)和和起泡力起泡力(foamability)。100-=原液体体积原液体体积总分散系体积泡沫膨胀率100=泡沫中液体的体积泡沫中气体的体积起泡力食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学
44、院食品与生物工程系 测定泡沫稳定性的方法测定泡沫稳定性的方法 在起泡完成后，迅速测定泡沫体积，然后在一定在起泡完成后，迅速测定泡沫体积，然后在一定条件下放置一段时间（通常为条件下放置一段时间（通常为30min）后再测定泡沫体）后再测定泡沫体积，计算泡沫稳定性：积，计算泡沫稳定性：测定液膜排水或测定液膜排水或1/2排水所需的时间。如果鼓泡形排水所需的时间。如果鼓泡形成泡沫，可在刻度玻璃仪器中直接起泡，然后观察排水成泡沫，可在刻度玻璃仪器中直接起泡，然后观察排水过程和测量过程和测量1/2排水所需时间；如果搅打起泡，测定应在排水所需时间；如果搅打起泡，测定应在特制的不锈钢仪器中进行，该仪器有专门的下
45、水装置收特制的不锈钢仪器中进行，该仪器有专门的下水装置收集排水，可连续测量排水过程和排水时间。集排水，可连续测量排水过程和排水时间。10030min=泡沫的初体积后的体积放置泡沫稳定性食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系 影响蛋白质起泡的因素影响蛋白质起泡的因素 a.蛋白质性质：具有良好起泡能力的蛋白质不具有稳定蛋白质性质：具有良好起泡能力的蛋白质不具有稳定泡沫的能力，而能产生稳定泡沫的蛋白质往往不具有良好泡沫的能力，而能产生稳定泡沫的蛋白质往往不具有良好的起泡力。的起泡力。b.蛋白溶液浓度：蛋白质要发挥起泡性，其在
46、溶液中必蛋白溶液浓度：蛋白质要发挥起泡性，其在溶液中必须有一定的浓度，一般这种浓度为须有一定的浓度，一般这种浓度为2%8%，由此浓度开，由此浓度开始增加则起泡能力增加，但浓度过大（一般超过始增加则起泡能力增加，但浓度过大（一般超过10%）则）则会由于蛋白质溶解度下降而导致气泡变小，泡沫变硬。会由于蛋白质溶解度下降而导致气泡变小，泡沫变硬。c.温度：气泡前适当加热可提高多数蛋白的起泡能力，温度：气泡前适当加热可提高多数蛋白的起泡能力，但当加热过度则会损害蛋白的起泡能力，起到破坏泡沫的但当加热过度则会损害蛋白的起泡能力，起到破坏泡沫的作用。作用。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第
47、一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系 d.pH值：溶液的值：溶液的pH硬性着蛋白质的荷电状态，因而改变硬性着蛋白质的荷电状态，因而改变其溶解度、相互作用力及持水力，也就改变了蛋白质的起其溶解度、相互作用力及持水力，也就改变了蛋白质的起泡性质和泡沫的稳定性。泡性质和泡沫的稳定性。e.盐类物质种类和浓度：盐类不仅影响蛋白质的溶解度、盐类物质种类和浓度：盐类不仅影响蛋白质的溶解度、黏度、伸展和聚集，也改变其起泡性质，这取决于盐的种黏度、伸展和聚集，也改变其起泡性质，这取决于盐的种类、浓度和蛋白质的性质。如食盐通常能增大泡沫膨胀力类、浓度和蛋白质的性质。如食盐通常能增大泡沫膨
48、胀力和降低泡沫稳定性；钙离子能与蛋白质的羧基形成桥键而和降低泡沫稳定性；钙离子能与蛋白质的羧基形成桥键而使泡沫稳定性提高等。使泡沫稳定性提高等。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系 f.糖类物质的存在：小分子糖可以提高泡沫的稳定性但却糖类物质的存在：小分子糖可以提高泡沫的稳定性但却降低蛋白质的起泡能力。降低蛋白质的起泡能力。g.脂类物质的存在：脂类物质，由其是磷脂类物质具有比脂类物质的存在：脂类物质，由其是磷脂类物质具有比蛋白质更大的表面活性，可以竞争的方式取代界面上的蛋蛋白质更大的表面活性，可以竞争的方式取代界面上
49、的蛋白质，于是减少了膜的厚度和黏合性并最终因膜的削弱而白质，于是减少了膜的厚度和黏合性并最终因膜的削弱而导致泡沫稳定性下降。导致泡沫稳定性下降。h.搅打：搅打或搅拌的时间和强度明显影响蛋白质的起泡搅打：搅打或搅拌的时间和强度明显影响蛋白质的起泡能力；但既要足够也要适当，过度搅打将破坏泡沫。能力；但既要足够也要适当，过度搅打将破坏泡沫。食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY第一章第一章 食品成分化学食品成分化学闽北职业技术学院食品与生物工程系四、蛋白质在加工储藏中的变化四、蛋白质在加工储藏中的变化1、热加工、热加工 蛋白质经过热处理会发生一系列的物理和化学变化，有蛋白质经过热处理会发生一系
50、列的物理和化学变化，有些对于食品品质和加工过程是有利的，有些会降低蛋白质的些对于食品品质和加工过程是有利的，有些会降低蛋白质的营养价值和加工性能。营养价值和加工性能。热处理的有利影响：热处理的有利影响：经过适当的热处理，绝大多数蛋白经过适当的热处理，绝大多数蛋白质的营养价值会得到提高。这是因为在适宜的加热条件下，质的营养价值会得到提高。这是因为在适宜的加热条件下，蛋白质发生变性以后，原有的卷曲甚至成球状的肽链受热、蛋白质发生变性以后，原有的卷曲甚至成球状的肽链受热、弱键断裂，使原来折叠部分的肽链松散，容易受消化酶的作弱键断裂，使原来折叠部分的肽链松散，容易受消化酶的作用，提高了消化率和必需氨基
