【正文】 本章提要 重點： 蛋白質的變性及其對食品品質的影響；蛋白質的功能性質及其在貯藏加工過程中的變化，以及食品加工條件對食品品質和營養(yǎng)性的影響；食品中蛋白質及氨基酸的測定。 難點： 蛋白質功能性質、蛋白質構象變化對其性質的影響。 Contents . Introduction . Physicochemical properties of amino acids . Protein structure Protein denatutation Functional properties of proteins Nutritional properties of proteins Processinginduced physical chemical and nutritional changes in proteins Measurement of protein New source of Proteins . 概述 Introduction ? 營養(yǎng)功能 ? 感觀品質 ? 生物活性 ? 食品安全 蛋白質是食品中三大營養(yǎng)素之一。 蛋白質對食品的色、香、味及組織結構等具有重要意義。 一些蛋白質具有生物活性功能，是開發(fā)功能性食品原料之一。 一些蛋白質及短肽具有有害性，對食品安全的影響。 分子量： 一萬到幾百萬道爾頓（ Dalton)之間或更大。 測定方法 : ? 滲透壓法 ? 超離心法 ? 凝膠過濾法 ? 聚丙烯酰胺凝膠電泳法 3. 蛋白質的元素組成 The elements of protein C： 5055% H： 67% O： 2023% S： % N： 1219% 微量元素： P、 Fe、 Zn、 Cu、 I 等。 4. 蛋白質的分類 The classification of protein 纖維狀蛋白質 球狀蛋白質 簡單蛋白質： 只有 AA組成 結合蛋白質： 輔基 /配基 酶 運輸蛋白質 營養(yǎng)和貯存蛋白質 收縮蛋白質或運動蛋白質 結構蛋白質 防御蛋白質 按分子形狀分 按分子組成分 根據生物功能分 清蛋白（溶于水、稀鹽、稀酸、稀堿） 球蛋白（不溶于水、溶于稀鹽、稀酸、稀堿） 谷蛋白（不溶于水、鹽、溶于稀酸、稀堿） 醇溶蛋白（溶于 7080％乙醇、稀酸、稀堿） 組蛋白（溶于水、稀酸、稀氨水沉淀） 魚精蛋白（溶于水、稀酸、氨水沉淀） 硬蛋白（不溶于水、稀鹽、稀酸、稀堿） 簡單蛋白質 按蛋白質溶解度分 a 完全蛋白質 b 不完全蛋白質 c 半完全蛋白質 根據營養(yǎng)價值分 The source of protein in food ?動物蛋白質 : 如豬肉、魚肉、雞肉、乳 ?植物蛋白質：如大豆、谷物 ?微生物蛋白質：酵母 ? 蛋白質經過多種消化酶的作用，分解為多肽和低分子的氨基酸，然后被肝臟處理，一部分隨血液循環(huán)到各個組織器官；一部分參與代謝形成糖或脂類；一部分分解成二氧化碳和水；還有一部分合成一些激素或酶。 氨基酸的一般性質 General Properties of Amino Acids CCC H 2 O HHH OHOCCC H 2 O HO HHHOD － 甘 油 醛 L － 甘 油 醛CCC H 2 O HHH OHOCCC H 2 O HO HHHOD － 甘 油 醛 L － 甘 油 醛NH2 NH2 R R D氨基酸 L－氨基酸 氨基酸的 D、 L構型是跟據甘油醛的構型命名的，而不是根據旋光性。大多數 L氨基酸是右旋的。 (2)分類 classification ?營養(yǎng)學上將氨基酸分為必需氨基酸和非必需氨基酸兩類。 ?必需氨基酸 指的是人體自身不能合成或合成速度不能滿足人體需要，必須從食物中攝取的氨基酸。對成人來說，這類氨基酸有 8種，包括 賴氨酸 、 蛋氨酸 、 亮氨酸 、 異亮氨酸 、蘇氨酸 、 纈氨酸 、 色氨酸 、 苯丙氨酸 。對嬰兒來說， 組氨酸和 精氨酸 也是必需氨基酸。 ?非必需氨基酸 并不是說人體不需要這些氨基酸，而是說人體可以自身合成或由其它氨基酸轉化而得到，不一定非從食物直接攝取不可。這類氨基酸包括 谷氨酸 、 丙氨酸 、 甘氨酸 、天門冬氨酸 、 胱氨酸 、 脯氨酸 、 絲氨酸 和 酪氨酸 等。 (2)分類 classification 非極性氨基酸： Ala,Ile,Leu,Phe,Met, Trp（色） ,Val,Pro 極性氨基酸 無電荷側鏈氨基酸 : Ser（絲） ,Thr（蘇） ,Tyr（酪） , Asn,Gln,Cys（半胱） ,Gly（甘） 帶正電荷側鏈氨基酸 : Lys,Arg,His 帶負電荷側鏈氨基酸 : Asp,Glu 天然蛋白質中含有 20種氨基酸，僅含 L－氨基酸。 R 是側鏈基團。 按R的極性分類 Asparagine asn N Neutral Polar Aspartic Acid asp D Acidic Polar Cysteine cys C Neutral Slightly Polar Glutamic Acid glu E Acidic Polar Glutamine gln Q Neutral Polar Glycine gly G Neutral Non polar 半胱氨酸 Histidine his H Basic Polar Isoleucine ile I N eutral Non polar Leucine leu L Neutral Non polar Lysine lys K Basic Polar Methionine met M Neutral Non polar Phenyl alanine phe F Neutral Non polar Proline pro P Neutral Non polar Serine ser S N eutral Polar Threonine thr T Neutral Polar Trypto phan trp W Neutral Slightly polar Tyrosine tyr Y Neutral Polar Valine Val V Neutral Non polar 酪氨酸 蘇氨酸 色氨酸 (3)氨基酸在水中的溶解度及旋光性 天然氨基酸中，只有甘氨酸（ Gly）無旋光性 (4)氨基酸的酸堿性質 Acidbase properties of amino acids 氨基酸為兩性電解質，既表現出酸性，又表現出堿的性質。 氨基酸在 pH=7時水中存在形式 : 氨基酸是酸 氨基酸是堿 氨基酸的等電點（ pI of amino acids）： 定義：指氨基酸在溶液中凈電荷為零時的 pH值。 提供質子， 可釋放質子 提供電子對，可接受質子 甘氨酸： 氨基酸的等電點（ pI of amino acids）的估算： 指氨基酸在溶液中凈電荷為零時的 pH值。 當用酸滴定時： (5)氨基酸的疏水性 Hydrophobic properties of Amino Acids 疏水性概念： 在相同的條件下，一種溶于水中的溶質的自由能與其溶于有機溶劑的自由能的差值。 氨基酸的疏水性 是指氨基酸從乙醇轉移至水 中的自由能變化△ G。 △ G0 = RTlnS乙醇 /S水 S乙醇 氨基酸在乙醇中的溶解度 S水 氨基酸在水中的溶解度 R：氣體常數； T：熱力學溫度 具有正的 △ G0 的氨基酸側鏈是疏水性， 具有負的 △ G0 的氨基 酸側鏈是親水性。 (6)氨基酸的光學性質及光譜 Optical properties of amino acids ? 氨基酸具有 旋光性 （除甘氨酸 ) ? 立體異構體： L、 D型，天然只存在 L型異構體 ? 芳香族氨基酸 Trp、 Tyr和 Phe在紫外區(qū) (250～ 300nm)吸光。此外， Trp和 Tyr在紫外區(qū)還顯示熒光。 ? 利用氨基酸光學性質的變化來考察蛋白質的構象變化及含量的測定。 氨基酸 吸收的 λm ax/nm 摩爾消光系數 / （ cm 1 m o l 1） 熒光的 λm ax/nm 苯丙氨酸 260 190 282 色氨酸 278 5500 348 酪氨酸 275 1340 304 (7)氨基酸的化學反應 Chemical reactions of amino acids ? 羧酸性質： 成鹽、成酯、成酰胺、脫羧、酰氯化 ? 氨基性質 ：與 HCl結合、脫氨、與 HNO3作用 ?其他性質： a）與茚三酮反應 440nm時呈黃色，測定 脯氨酸和羥脯氨酸 ； 570nm時呈藍色或紫色，測定 其它氨基酸 。 b） 與熒光胺反應 異吲哚衍生物 強熒光 此化合物和一級胺反應生成強熒光衍生物 ， 因而 ，可用來快速定量測定氨基酸 、 肽和蛋白質 。 此法靈敏度高 ， 激發(fā)波長 390nm， 發(fā)射波長 475nm。 c） 與鄰苯二甲醛反應 生成強熒光異吲哚衍生物，激發(fā)波長 380nm，發(fā)射波長 450nm?？捎糜诎被帷㈦暮偷鞍踪|的定量分析。 肽 ?一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基脫水形成一個取代的酰胺鍵，這個鍵稱為肽鍵。形成的這個化合物稱為肽。 肽的物理化學性質 ? 肽的酸堿性質 肽的酸堿性質取決于肽鏈兩端游離的氨基和游離的羧基。 ? 粘度與溶解度 多肽的溶解度以及吸濕性和保濕性都高于蛋白質。 ? 滲透壓和調節(jié)產品的結構 多肽的滲透壓遠比氨基酸小，而大于蛋白質的。當一種 液體的滲透壓比液體高時，溶易使周圍細胞中的水分向胃腸 移動而出現腹瀉。因此多肽作為口服的腸道蛋白源要好與氨 基酸。 多肽具有抑制蛋白質形成凝膠的性能，可以調整食品的結構 ? 肽的雙縮脲反應： 定性鑒定蛋白質和多肽。 活性肽 ? 生物體內存在著許多的活性肽，它們是新陳代謝的產物，在生命活動中有著重要的功能 。 ? 研究發(fā)現 :人類攝食蛋白質經消化道的酶作用后 ,大多是以小肽形式消化吸收 ,以游離氨基酸形式吸收的比例很小 ,進一步的試驗又揭示了小肽的吸收比游離氨基酸的吸收更為迅速。肽營養(yǎng)作用的另一新認識是 ,蛋白質在酶解過程中可以產生一些具有特殊生理調節(jié)功能的生物活性肽。 ? 食物蛋白源生物活性肽是現代營養(yǎng)學及食品學研究的熱點和極具發(fā)展前景的功能因子 ,近年來受到廣泛重視。目前已從各種食物蛋白的不同酶解產物中分離鑒定出阿片肽、血管緊張素轉化酶抑制肽 (降壓肽 )、免疫調節(jié)肽、抗菌肽、抗血栓肽、礦物元素吸收促進肽、降膽固醇