第五章食品中的蛋白質(zhì)

第五章食品中的蛋白質(zhì)第1頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)概述

一、蛋白質(zhì)作用綜述蛋白質(zhì)是構(gòu)成機(jī)體和生命的重要物質(zhì)基礎(chǔ)：人體的所有組織器官都有蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)約占人體全部質(zhì)量的18％，最重要的作用還是其與生命現(xiàn)象有關(guān)。

1．催化作用

2．調(diào)節(jié)生理機(jī)能

3．氧的運(yùn)輸

4．肌肉收縮

5．支架作用

6．免疫作用

7．遺傳調(diào)控第2頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建造新組織和修補(bǔ)更新組織

食物蛋白質(zhì)最重要的作用是供給人體合成蛋白質(zhì)所需要的氨基酸；蛋白質(zhì)是人體中惟一的氮的來(lái)源；蛋白質(zhì)必須經(jīng)過(guò)消化、分解成氨基酸后方能被吸收、利用。人體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成與分解之間存在著動(dòng)態(tài)平衡。體內(nèi)蛋白質(zhì)在不斷地分解與合成，組織細(xì)胞在不斷更新。但是，蛋白質(zhì)的總量卻維持動(dòng)態(tài)平衡。兒童和青少年正處在生長(zhǎng)、發(fā)育時(shí)期，對(duì)蛋白質(zhì)的需要量較大，蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)換率也相對(duì)較高。第3頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一供能

蛋白質(zhì)在體內(nèi)的主要功能并非供給能量，但它也是一種能源物質(zhì)。特別在碳水化合物和脂肪供給量不足時(shí)，每克蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化供能4kcal(17kj)。它與碳水化合物和脂肪所供給的能量一樣，都可用以促進(jìn)機(jī)體的生物合成，維持體溫和生理活動(dòng)。賦予食品重要的功能特性第4頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、食品中蛋白質(zhì)的定義及化學(xué)組成

1.蛋白質(zhì)的定義蛋白質(zhì)是由不同氨基酸以肽鍵相連所組成的具有一定空間結(jié)構(gòu)的生物大分子物質(zhì)，在生物體中廣泛存在，是構(gòu)成生物體最重要的高分子有機(jī)含氮化合物，是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。2.蛋白質(zhì)的化學(xué)組成（1）蛋白質(zhì)的元素組成

C、H、O、N、S

有些蛋白質(zhì)含有Cu、Fe、Mn、Mo、Zn、Mg、Ca等礦物質(zhì)元素。第5頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

氮元素含量與蛋白質(zhì)含量的關(guān)系：粗蛋白（%）=氮元素含量×6.25（2）蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位——氨基酸

組成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸。參與人體蛋白質(zhì)組成的氨基酸僅有20余種，且其化學(xué)結(jié)構(gòu)均屬于L-α-氨基酸（甘氨酸除外）。

第6頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、食品中蛋白質(zhì)的特性及分類(lèi)

1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特性

（1）一級(jí)結(jié)構(gòu)：肽鏈中的氨基酸順序

氨基酸依次通過(guò)肽鍵連接形成鏈狀結(jié)構(gòu)，這種鏈狀結(jié)構(gòu)稱(chēng)為多肽鏈。多肽鏈就是蛋白質(zhì)分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)形式。除肽鍵連接之外，還有二硫鍵，它對(duì)穩(wěn)定蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)起著重要作用。

第7頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（2）二級(jí)結(jié)構(gòu)

二級(jí)結(jié)構(gòu)是指肽鏈主鏈有規(guī)則的盤(pán)曲折疊所形成的構(gòu)象。二級(jí)結(jié)構(gòu)僅僅是主鏈構(gòu)象。二級(jí)結(jié)構(gòu)中，肽鏈中的＞C＝O與位置合適的＞NH間形成氫鍵，從而使肽鏈不是完全伸展的直鏈，而是盤(pán)曲折疊成多種形狀。二級(jí)結(jié)構(gòu)類(lèi)型有：α–螺旋、β–折疊、Ω環(huán)、無(wú)規(guī)則卷曲等形式。其中α–螺旋、β–折疊比較常見(jiàn)。第8頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一α–螺旋第9頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一β–折疊第10頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（3）三級(jí)結(jié)構(gòu)

是整條肽鏈完整的構(gòu)象，是在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步盤(pán)曲折疊而形成的結(jié)構(gòu)，近似球形。此球形是“親水表面，疏水核”。側(cè)鏈一R基團(tuán)形成的幾種副鍵維持其穩(wěn)定性如疏水相互作用、二硫鍵、靜電作用、氫鍵、范德華力等。

第11頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（4）四級(jí)結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)分子中，肽鏈間以副鍵締合在一起，形成一個(gè)非常穩(wěn)定的構(gòu)象，稱(chēng)為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。組成四級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈稱(chēng)為蛋白質(zhì)的亞基，各亞基間的結(jié)合力主要是疏水作用，另外，氫鍵和離子鍵也參與維持四級(jí)結(jié)構(gòu)。第12頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2.蛋白質(zhì)的分類(lèi)

（1）完全蛋白質(zhì)優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)；它們所含的必需氨基酸種類(lèi)齊全，數(shù)量充足，彼此比例適當(dāng)。

（2）半完全蛋白質(zhì)所含氨基酸種類(lèi)雖然齊全，但其中某些氨基酸的數(shù)量不能滿足人體的需要。它們可以維持生命，但不能促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育。

（3）不完全蛋白質(zhì)不能提供人體所需的全部必需氨基酸，單純靠它們既不能促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，也不能維持生命。

第13頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)食品中的氨基酸一、氨基酸的組成、結(jié)構(gòu)及分類(lèi)

結(jié)構(gòu)通式

構(gòu)型：蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的20種α－氨基酸用D／L標(biāo)記法，均屬L—構(gòu)型第14頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一分類(lèi)和命名氨基酸英文氨基酸英文必需氨基酸異亮氨酸亮氨酸賴(lài)氨酸蛋氨酸苯丙氨酸蘇氨酸色氨酸纈氨酸組氨酸*非必需氨基酸丙氨酸精氨酸

Isoleucine(Ile)Leucine(Leu)Lysine(Lys)Methionine(Met)Phenylalanine(Phe)Threonine(Thr)Tryptophan(Trp)Valine(Val)Histidine(His)

Alanine(Ala)Arginine(Arg)天門(mén)冬氨酸天門(mén)冬酰胺谷氨酸谷氨酰胺甘氨酸脯氨酸絲氨酸條件必需氨基酸半胱氨酸酪氨酸Asparticacid(Asp)Asparagine(Asn)Glutamicacid(Glu)Glutamine(Gln)Glycine(Gly)Proline(Pro)Serine(Ser)

Cysteine(Cys)Tyrosine(Tyr)組氨酸為嬰兒必需氨基酸，成人需要量可能較少。第15頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第16頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、食品中氨基酸的物理性質(zhì)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強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的溶液中。2．熔點(diǎn)氨基酸屬于高熔點(diǎn)化合物，一般超過(guò)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屬于L–型氨基酸。4．味感氨基酸的味感與其立體構(gòu)型有關(guān)。D–型氨基酸多數(shù)帶有甜味；L–型氨基酸有甜、苦、鮮、酸等四種不同味感。

第17頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、食品中氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1．氨基酸的兩性和等電點(diǎn)

當(dāng)調(diào)整溶液的pH，使氨基酸的酸性與堿性電離相同，此時(shí)氨基酸以偶極離子形式存在，凈電荷為零，把此時(shí)氨基酸溶液的pH稱(chēng)為氨基酸的等電點(diǎn)，用pI表示。第18頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

氨基酸的等電點(diǎn)決定于其結(jié)構(gòu)，中性氨基酸的pI一般在5～6．5之間；酸性氨基酸的pI較小，在2．5～3．5之間；而堿性氨基酸的pI較大，在9～

11之間。氨基酸在等電點(diǎn)狀態(tài)下熔點(diǎn)最高，溶解度最低。

肽鍵是肽及蛋白質(zhì)分子中的主鍵2．脫水成肽反應(yīng)第19頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3．與金屬離子的螯合作用4．脫氨基反應(yīng)5．脫羧基反應(yīng)氨基酸經(jīng)高溫或細(xì)菌作用發(fā)生脫羧反應(yīng)而生成胺，賦于食物不良的氣味和毒性。6．褐變反應(yīng)第20頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一7．與茚三酮反應(yīng)：常用于氨基酸的比色測(cè)定第21頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)各類(lèi)食品中的蛋白質(zhì)

一、動(dòng)物來(lái)源食品中的蛋白質(zhì)1．肌肉蛋白質(zhì)2．膠元和明膠3．乳蛋白質(zhì)（1）酪蛋白（2）乳清蛋白（3）脂肪球膜蛋白質(zhì)4．卵類(lèi)蛋白質(zhì)

第22頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

二、植物來(lái)源食品中的蛋白質(zhì)1.谷物蛋白質(zhì)面粉蛋白質(zhì)分為四類(lèi)：醇溶谷蛋白、谷蛋白、清蛋白和球蛋白。2.油料種子蛋白質(zhì)油料種子蛋白質(zhì)中最主要的成分是球蛋白類(lèi)

三、可食用的蛋白質(zhì)新資源單細(xì)胞蛋白質(zhì)——來(lái)源于微生物第23頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)食品中蛋白質(zhì)的性質(zhì)

一、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)

1.蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)具有膠體溶液的特性蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的兩個(gè)重要因素：水化膜和帶有同種電荷

2.沉淀作用（1）鹽析機(jī)理：破壞水化膜

（2）有機(jī)溶劑沉淀（3）重金屬鹽沉淀第24頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（4）某些酸類(lèi)沉淀（5）其它

3.蛋白質(zhì)的變性

(1)概念蛋白質(zhì)由于受些些物理因素，如加熱、高壓、攪拌、振蕩、紫外線、X射線和超聲波等；化學(xué)因素，如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、尿素、重金屬鹽、有機(jī)溶劑等的影響，可改變或破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)改變或失去生物活性，這種現(xiàn)象稱(chēng)為蛋白質(zhì)的變性。

（2）變性對(duì)蛋白質(zhì)的影響

①失去生物活性②溶解度就減?、廴菀妆幻杆庀?5頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

（3）變性的機(jī)理（4）變性的分類(lèi)

可逆變性：不可逆變性

4.蛋白質(zhì)的水解和分解

蛋白質(zhì)能在酸、堿、或酶(蛋白酶)的作用下發(fā)生水解作用，水解生成的低肽和氨基酸增加了食品的風(fēng)味，同時(shí)肽和氨基酸與食物中其它成分反應(yīng)，進(jìn)一步形成各種風(fēng)味物質(zhì)。蛋白質(zhì)在高溫下變性后易水解，也易發(fā)生分解，形成一定的風(fēng)味物質(zhì)。蛋白質(zhì)還能在腐敗菌作用下發(fā)生分解。

第26頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一5.蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)

茚三酮反應(yīng)縮二脲反