【正文】 CH2 COO R C H 2 S C H 3+C H2 C H 2 C O O H 三、重要的分析鑒定反應(yīng) （一）與茚三酮的反應(yīng)（略） （二）與鄰苯二甲醛的反應(yīng)：在 2巰基乙醇的存在下，氨基酸與鄰苯二 食品化學(xué) 第六章 食品中的氨基酸、多肽及蛋白質(zhì)類物質(zhì) 2022年 5月 27日 12時(shí) 48分 甲醛反應(yīng)生成高熒光的衍生物，在 380nm激發(fā)時(shí)，在 450nm具有最高熒光發(fā)射，用來(lái)定量分析氨基酸、肽和蛋白質(zhì)。 C H OC H O+ R C H 2 C HN H 2C O O HH S C H 2 C H 2 O HN C HRC O O HS C H 2 C H 2 O H異 吲 哚 衍 生 物 （三）與熒光胺的反應(yīng) 含有伯胺基的氨基酸、肽或蛋白質(zhì)與熒光胺反應(yīng)生成高熒光的衍生物，在 390nm時(shí)，在 475nm具有最高的熒光發(fā)射。此法可被用于氨基酸、肽或蛋白的定量分析。 OOO熒 光 胺+ R C H 2 C HN H 2C O O HONO+C HRC O O HH 2 O食品化學(xué) 第六章 食品中的氨基酸、多肽及蛋白質(zhì)類物質(zhì) 2022年 5月 27日 12時(shí) 48分 生物活性肽也稱作功能肽，是近年來(lái)非常活躍的研究領(lǐng)域，其應(yīng)用涉及到生物學(xué)、醫(yī)藥學(xué)、化學(xué)等多種學(xué)科，在食品科學(xué)研究及功能食品開發(fā)中也顯示出美好的前景。 功能肽按照獲得途徑的差異可以分作兩種類型，一類是由生物體特別是動(dòng)物體內(nèi)獲得的天然功能肽；另一類是利用動(dòng)植物蛋白，通過水解或酶解，再經(jīng)過活性篩選而獲得的外源性功能肽。 一 、 天然活性肽 目前，由自然界已經(jīng)獲得了種類多樣、功能各異的生物活性肽， 下頁(yè)列舉了一些這方面的例證。 昆蟲抗菌肽 ： 迄今為止，已有 150多種昆蟲抗菌肽被分離鑒定，許多抗菌肽的 cDNA已被克隆測(cè)序并進(jìn)行了初步的基因定位和表達(dá)調(diào)控機(jī)制研究。昆蟲抗菌肽已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，某些抗菌肽正在通過基因工程技術(shù)開始工業(yè)化生產(chǎn)并用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)和食品衛(wèi)生等多個(gè)領(lǐng)域。 食品化學(xué) 第六章 食品中的氨基酸、多肽及蛋白質(zhì)類物質(zhì) 2022年 5月 27日 12時(shí) 48分 活性類型 氨基酸數(shù) 生理活性 抗菌肽 枯草菌素 乳酸鏈球菌素 Lactocin S 橡膠素 神經(jīng)肽 腦啡肽 α 內(nèi)啡肽 強(qiáng)啡肽 韓蛙皮素 激素肽及激素調(diào)節(jié)肽 催產(chǎn)素 促腎上腺皮質(zhì)激素 加壓素 Amylin 免疫活性肽 α 干擾素 白細(xì)胞介素 2 抗癌多肽 腫瘤壞死因子 環(huán)己肽 未知 34 33 43 5 16 17 14 9 39 9 37 166172 133 157171 6 抑制革蘭氏陽(yáng)性菌 抑制革蘭氏陽(yáng)性菌和乳酸菌 抑制肉毒梭菌 、 李氏桿菌 、 金黃色葡萄球菌 抑制含幾丁質(zhì)的真菌 鴉片樣生物活性 神經(jīng)調(diào)節(jié) 神經(jīng)條件 神經(jīng)調(diào)節(jié) 平滑肌的收縮作用 甾類合成的刺激作用 血管肌的收縮作用 胰島素拮抗 抗病毒 、 調(diào)節(jié)機(jī)體免疫反應(yīng) T細(xì)胞激活 抗癌 抗癌 天然活性肽舉例 食品化學(xué) 第六章 食品中的氨基酸、多肽及蛋白質(zhì)類物質(zhì) 2022年 5月 27日 12時(shí) 48分 昆蟲抗菌肽是一類堿性多肽，具有分子量小、水溶性好、熱穩(wěn)定性強(qiáng)、無(wú)免疫原性，不易被水解等特性；同時(shí)還具有強(qiáng)而廣譜的抗菌、抗癌、抗病毒的能力，對(duì)高等動(dòng)物機(jī)體的正常細(xì)胞無(wú)損傷。根據(jù)氨基酸組成和結(jié)構(gòu)特征，可把昆蟲抗菌肽分為 4類：形成兩性分子 α 螺旋的抗菌肽類；有分子內(nèi)二硫橋的抗菌肽類；富含甘氨酸的抗菌肽類和富含脯氨酸的抗菌肽類。 關(guān)于抗菌肽的作用機(jī)理，現(xiàn)在人們比較一致的看法是，不同的抗菌肽在其殺菌方式上可能存在一些差異。有的通過在細(xì)菌膜上形成孔道，造成細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)泄漏進(jìn)而導(dǎo)致化學(xué)勢(shì)喪失而達(dá)到殺菌的效果；有的能夠干擾一定類型的外膜蛋白基因的轉(zhuǎn)錄，使相應(yīng)蛋白的合成量減少，從而導(dǎo)致細(xì)胞膜的通透性增加，使細(xì)菌生長(zhǎng)受到抑制。有些還可能抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的形成，使細(xì)菌不能維持正常的細(xì)胞形態(tài)而生長(zhǎng)受阻，等等。 感染性疾病曾一度是人類生存所面臨的最大威脅。隨著抗生素的發(fā)明和廣泛使用，感染性疾病得到了一定程度的控制，但仍然是人類死亡的一個(gè)重要原因。據(jù) WHO報(bào)告， 2022年全球死亡人數(shù) 5570萬(wàn)，其中 1440萬(wàn)由感染性疾病引起，占總死亡人數(shù)的 %。過去的幾十年里，耐藥性微生物的不斷產(chǎn)生和生物耐藥性問題的日益惡化，開發(fā)新的抗感染藥物已成為治療感染疾病的必由之路。昆蟲抗菌肽因其獨(dú)特的抗菌、殺菌效果和良好的應(yīng)用前景近來(lái)成為抗感染新藥開發(fā)的熱點(diǎn)。目前國(guó)外在抗菌肽臨床應(yīng)用方面進(jìn)展較快，在流行性腦脊髓炎、人幽門螺旋桿菌感染及抗真菌感染等方面的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段 。 食品化學(xué) 第六章 食品中的氨基酸、多肽及蛋白質(zhì)類物質(zhì) 2022年 5月 27日 12時(shí) 48分 二、外源性活性肽 以天然蛋白作為原料通過水解或酶解的方法 ， 獲得大量的肽類 ， 從中篩選活性肽 ， 目前已成為擴(kuò)大功能肽研究范圍 、 發(fā)現(xiàn)新型多肽的有效途徑 。 當(dāng)然化學(xué)合成也為功能肽的獲得提供了有效的途徑 ， 但化學(xué)合成往往需要一定的活性結(jié)構(gòu)做模型 。 目前已有實(shí)際應(yīng)用的外源性功能肽的制備方法有化學(xué)水解法 、 酶水解法 、 合成法等 。 化學(xué)水解法是以天然蛋白質(zhì)為原料 ， 在酸或堿的催化下進(jìn)行水解而獲得多肽 。一般用 6～ 10mol/L鹽酸或 4mol/L硫酸在 100～ 120℃ 條件下水解 12～ 24h；也可用6mol/LNaOH或 2mol/L的 Ba(OH)2水解 6h左右；然后經(jīng)活性炭脫色 ， 再通過 701型樹脂除去酸和鹽便可獲得混合多肽 。 此法工藝雖然簡(jiǎn)單但難以控制水解程度 ， 容易將肽鏈繼續(xù)水解為氨基酸 ， 并且水解過程中氨基酸的結(jié)構(gòu)容易受到影響而發(fā)生構(gòu)型甚至構(gòu)造上的變化 ， 影響肽的結(jié)構(gòu)和功能 。 此種影響在堿性條件下表現(xiàn)的尤為突出 。 利用酶解的方法由天然蛋白制備功能肽是目前常采用的方法 。 此方法的一般工藝流程為：原料蛋白 → 預(yù)處理 → 酶解 → 滅酶 → 脫苦味脫色 → 分離 → 干燥 → 成品 。 酶種類和水解條件的選擇是制備功能肽的關(guān)鍵 。 目前可以使用的酶種類較多 ， 如胰蛋白酶 、 胃蛋白酶 、 堿性蛋白酶等動(dòng)物蛋白酶及菠蘿蛋白酶 、 木瓜蛋白酶等植物蛋白酶 ， 而比較便宜易得的還有不同種類的微生物蛋白酶 。 到底選擇何種 ， 可根據(jù)酶的水解特性 、 原料蛋白的來(lái)源及欲得到的功能多肽類型來(lái)綜合考慮決定 。 食品化學(xué) 第六章 食品中的氨基酸、多肽及蛋白質(zhì)類物質(zhì) 2022年 5月 27日 12時(shí) 48分 三、活性肽在食品中的應(yīng)用 營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究證明，功能肽類在人體內(nèi)的消化吸收明顯優(yōu)于蛋白質(zhì)和單個(gè)氨基酸，對(duì)人體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成無(wú)任何不良影響，而且具有促進(jìn)鈣吸收、降血壓、提高免疫力等生理功能。此外，功能肽具有良好的水合性，使其溶解度增加，黏度降低、膠凝程度減小，發(fā)泡性喪失，具有優(yōu)良的加工性能。目前在食品中已經(jīng)應(yīng)用或出現(xiàn)了應(yīng)用苗頭的功能肽主要有以下種類。 一、肽的物理性質(zhì) A、肽的兩性：與氨基酸相似，肽類物質(zhì)也具有兩性和等電點(diǎn)。例如GlyAsp ； GlyGlyGly ；利用多肽的等電點(diǎn)，可以進(jìn)行肽類物質(zhì)的分離。 B、黏度與溶解度 天然蛋白的水溶液當(dāng)其濃度超過 13%時(shí)就會(huì)形成凝膠，不利于蛋白溶液的制備；而多肽即使在 50%的高濃度下和在較寬的 pH范圍內(nèi)仍能保持溶 食品化學(xué) 第六章 食品中的氨基酸、多肽及蛋白質(zhì)類物質(zhì) 2022年 5月 27日 12時(shí) 48分 解狀態(tài)，同時(shí)還具有較強(qiáng)的吸濕性和保濕性，這使無(wú)法實(shí)現(xiàn)的高蛋白飲料和高蛋白果凍的生產(chǎn)成為可能。 C、滲透壓和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的調(diào)節(jié)作用 當(dāng)一種液體的滲透壓比體液高時(shí)，易使人體周邊組織細(xì)胞中的水分向胃腸移動(dòng)而出現(xiàn)腹瀉。多肽溶液的滲透壓比氨基酸溶液要低，因此可以克服因氨基酸溶液滲透壓高而導(dǎo)致的問題。 多肽具有抑制蛋白質(zhì)形成凝膠的性能，可利用此性質(zhì)來(lái)調(diào)整食品的質(zhì)構(gòu)。如水產(chǎn)、肉、禽蛋白在加熱時(shí)因形成凝膠而變硬，適量加入大豆多肽，就會(huì)起到軟化的作用。 二、化學(xué)性質(zhì) 肽類物質(zhì)基本的化學(xué)性質(zhì)和氨基酸基本的化學(xué)性質(zhì)相同，都是由其特征性官能團(tuán)決定的。但肽和蛋白可以發(fā)生雙縮脲反應(yīng)而氨基酸則不能。 CN H 2ON H C u S O 4 K O H42C uH O O H+CN H 2O+ +CN H 2ON HCN H 2O CN H 2ON HCN H 2O++ K 2 S O 4食品化學(xué) 第六章 食品中的氨基酸、多肽及蛋白質(zhì)類物質(zhì) 2022年 5月 27日 12時(shí) 48分 一、蛋白質(zhì)變性的概念及監(jiān)測(cè)方法 A、定義：把蛋白質(zhì)二級(jí)及其以上的高級(jí)結(jié)構(gòu)在一定條件（加熱、酸、堿、有機(jī)溶劑、重金屬離子等）下遭到破壞而一級(jí)結(jié)構(gòu)并未發(fā)生變化的過程叫蛋白質(zhì)的變性。 B、蛋白質(zhì)變性所產(chǎn)生的影響： ①溶解度降低，原因是二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，疏水基團(tuán)暴露于分子表面；②與水的結(jié)合能力降低；③生物活性（功能）喪失；④容易被水解；⑤黏度變大；⑥難以結(jié)晶。 C、根據(jù)一系列物理性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、生物功能等的改變來(lái)監(jiān)測(cè)蛋白質(zhì)的變性。如超離心沉降特性、黏度、溶解度、電泳特性、旋光色散、圓二色性、 X射線衍射、紫外差示光譜、紅外光譜、熱力學(xué)性質(zhì)、免疫性質(zhì)等。 二、蛋白質(zhì)變性的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué) 下圖示意了單體球蛋白變性過程 中變性程度與變性因素變化之間的關(guān) 食品化學(xué) 第六章 食品中的氨基酸、多肽及蛋白質(zhì)類物質(zhì) 2022年 5月 27日 12時(shí) 48分 系： y狀態(tài)或性質(zhì)x變 性 劑 濃 度 、 溫 度 或 p HYNYDYN′YD′ 圖中 Y代表隨蛋白質(zhì)構(gòu)象變化而變化的任何可測(cè)定的物理或化學(xué)性質(zhì) , YN和 YD分別代表在天然或變性狀態(tài)下的 Y。 由圖可以看出，大多數(shù)蛋白質(zhì)當(dāng)變性條件逐漸劇烈時(shí)（濃度增加、溫度提高等）， Y在開始階段保持不變，但超過一個(gè)臨界點(diǎn)后，從 YN急劇變化至 YD；這表明蛋白質(zhì)變性是一個(gè)協(xié)同過程，球狀蛋白分子主要以天然態(tài)和變性態(tài)存在，而以中間態(tài)很少存在；此即所謂的“兩狀態(tài)轉(zhuǎn)變模型”。 食品化學(xué) 第六章 食品中的氨基酸、多肽及蛋白質(zhì)類物質(zhì) 2022年 5月 27日 12時(shí) 48分 兩狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化可用下式表示： 蛋 白 質(zhì) 天 然 態(tài) （ P N ） 蛋 白 質(zhì) 變 性 態(tài) （ P D ） 動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系中的表觀平衡常數(shù)為： KD=[PD]/[PN] 由此平衡常數(shù)即可求出一系列熱力學(xué)參數(shù)： △ G 0H0C0= R T l n K D△ = Rδ ( l n K D )δ ( 1 / T ) p△ = δ H0△δ TpS 0△ =H0△△ G 0T 公式中的 △ G0、△ H0、△ C0、△ S0分別為標(biāo)準(zhǔn)自由能變化、恒壓條件下的焓變、恒壓下熱容變化及熵的變化； R為氣體常數(shù)， T為絕對(duì)溫度。這些熱力學(xué)常數(shù)都可以通過熱力學(xué)計(jì)算得到。分別反映了變化過程的一些特征。一般情況下，蛋白質(zhì)變性時(shí)△ G0增加，表示天然態(tài)的穩(wěn)定性高于變性態(tài)；△ S0也增加，表示蛋白分子的有序性降低；等。 食品化學(xué) 第六章 食品中的氨基酸、多肽及蛋白質(zhì)類物質(zhì) 2022年 5月 27日 12時(shí) 48分 從動(dòng)力學(xué)角度分析，蛋白質(zhì)變性的速率為： 蛋 白 質(zhì) 天 然 態(tài) （ P N ） 蛋 白 質(zhì) 變 性 態(tài) （ P D ）K 1K 1 d [ P N ]d t [ P N ] [ P D ]= K 1 _ K 1 反應(yīng)過程的活化能 Ea為： δ(lnK )δTE aR T