【文章內(nèi)容簡介】 濕性、溶脹、增稠、粘度、持水能力、凝膠作用、凝結(jié)、乳化和起泡，取決于蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)。 一般來講， 1g蛋白質(zhì)約有 白質(zhì)結(jié)合的比較牢固，還有 結(jié)合的較松散。氨基酸組成不同的水結(jié)合能力不同。極性氨基酸、離子化的氨基酸、蛋白質(zhì)的鹽由于極性基團對水有更強的結(jié)合能力，所以它們的結(jié)合水量相應(yīng)較大。 表 氨基酸殘基的水合能力（ mol水 /mol殘基） 氨基酸殘基 水結(jié)合能力 氨基酸殘基 水結(jié)合能力 極 性 殘 基 Asn 2 離 子 化 殘 基 Asp 6 Gln 2 Glu 7 Pro 3 Tyr 7 Ser, The 2 Arg 3 Trp 2 His 4 Asp (非離解 ) 2 Lys 4 Glu (非離解 ) 2 疏 水 性 殘 基 Ala 1 Tyr 3 Gly 1 Arg (非離解 ) 4 Phe 0 Lys (非離解 ) 4 Val, Ile, Leu, Met 1 影響蛋白水合能力的因素 ? 濃度、 pH值、溫度、離子強度、其它成分的存在等。 ? 例如，動物被屠宰后，僵直期內(nèi)肌肉組織的持水力最差，就是由于肌肉的 pH從 下降到 （接近等電點），肉的嫩度下降，肉的品質(zhì)不佳。蛋白質(zhì)結(jié)合水能力一般隨溫度的升高而降低（見圖） 肌肉蛋白的水結(jié)合能力與溫度、 pH值的關(guān)系 ? 蛋白質(zhì)吸附水、結(jié)合水的能力對各類食品，尤其是肉制品和面團等的質(zhì)地起重要的作用，蛋白質(zhì)的其它的功能性質(zhì)如膠凝、乳化作用也與蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)有著十分重要的關(guān)系。蛋白質(zhì)的持水力與結(jié)合水能力有關(guān)，可影響食品的嫩度、多汁性、柔軟性，所以持水力對食品品質(zhì)具有更重要的實際意義。 蛋白質(zhì)的溶解度 P170 ? 蛋白質(zhì)溶解度的大小在實際應(yīng)用中非常重要，因為溶解度特性數(shù)據(jù)對在確定天然蛋白質(zhì)的提取、提純和分離時是非常有用的，蛋白質(zhì)變性的程度也可以通過蛋白質(zhì)的溶解行為的變化作為評價指標，此外蛋白質(zhì)在飲料中的應(yīng)用也與其溶解性能有直接的關(guān)系。 ? 蛋白質(zhì)分子表面疏水性小區(qū)域越少和電荷頻率越大，溶解度越大。 ? 影響蛋白質(zhì)溶解度的因素： （ 1） pH值； （ 2）離子強度； （ 3）溫度； （ 4）蛋白質(zhì)濃度。 pH值 ? 等電點時通常最低 ,不同蛋白質(zhì)有差異， ? 溶解性隨 pH變化大的蛋白質(zhì)，可通過改變介質(zhì)的酸堿度對其進行提取、分離。 鹽產(chǎn)生不同的影響 ? 當中性鹽低濃度時可增大溶解度（鹽溶）， ? 蛋白質(zhì)的溶解性與離子強度有關(guān)；在高濃度時，可降低蛋白質(zhì)在水中的溶解度甚至產(chǎn)生沉淀（鹽析），降低了蛋白質(zhì)的溶解度。 有機溶劑可以降低蛋白質(zhì)的溶解度。 ? 一些有機溶劑如丙酮、乙醇等由于降低了蛋白質(zhì)溶液中的介電常數(shù)，使得蛋白質(zhì)分子之間的靜電斥力減弱，蛋白質(zhì)分子間的作用相對增加，從而使蛋白質(zhì)發(fā)生聚集和甚至產(chǎn)生沉淀。 熱處理使溶解度明顯地不可逆降低 ? 例如商品的脫脂大豆粉、大豆?jié)饪s蛋白、分離蛋白的氮溶解指數(shù)就因為加工時的處理不同而在 10%~90%之間。一般來講在其它條件固定時，蛋白質(zhì)的溶解度在0℃ ~40℃ 范圍內(nèi)是隨溫度的升高而增加的，隨著溫度的進一步升高，蛋白質(zhì)分子發(fā)生伸展、變性，蛋白質(zhì)的溶解性最終下降。 如：大豆分離蛋白加工后的溶解度變化 處理 溶解度 天然 100 100℃ , 15s 100 100℃ , 30s 92 100℃ , 60s 54 100℃ , 120s 15 蛋白質(zhì)溶液的黏度 P171 ? 蛋白質(zhì)溶液的黏度系數(shù)隨流動速度的增加而降低，影響蛋白質(zhì)流體黏度特性的主要因素是分散的蛋白分子或顆粒的表觀直徑； ? 隨蛋白質(zhì)溶液濃度的增加粘度系數(shù)呈指數(shù)增加； ? 隨蛋白質(zhì)分子的形狀和表面狀態(tài)而異： 球狀分子低于纖維狀分子；帶電高于不帶電 蛋白質(zhì)溶液的粘度是液態(tài)、醬狀食品（飲料、肉湯、湯汁、稀奶油等）的主要功能性質(zhì)。對于優(yōu)化確定加工工藝有實際意義，例如泵傳送、混合、加熱、噴霧干燥等。 蛋白質(zhì)的膠凝作用 P172 ? 膠凝作用 (gelation):變性的蛋白質(zhì)分子聚集并形成有序的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的過程。 ? 膠凝條件：加熱后再冷卻，如明膠；加熱，如蛋清；加二價離子，如豆腐；部分水解或調(diào)整 pH，如發(fā)酵酸奶、干酪。 蛋白質(zhì)的織構(gòu)化 P174 ? 織構(gòu)化（ texturization）：使蛋白質(zhì)變?yōu)榫哂芯捉佬院土己贸炙缘钠瑺罨蚶w維狀產(chǎn)品的過程。 ? 織構(gòu)化方法：熱凝結(jié)和形成薄膜，如腐竹；纖維的形成，如人造肉制品；熱塑性擠壓，如用于制作肉糜制品原料的組織蛋白。 熱塑性擠壓 大豆組織蛋白的結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的乳化性質(zhì) ? 蛋白質(zhì)是天然的兩親物質(zhì)，從而具有乳化性質(zhì)（ emulsifying properties） ? 影響因素： pH、離子強度、溫度、低分子量的表面活性劑、糖、油相體積分數(shù)、蛋白質(zhì)類型和使用的油的熔點等以及乳化外力。 ? 具有乳狀液的蛋白食品如牛乳、蛋黃醬、冰激凌等。 蛋白質(zhì)的起泡性質(zhì) ? 泡沫是氣泡分散在含有表面活性劑的連續(xù)液相或半固相中的分散體系。 ? 許多加工食品是泡沫型產(chǎn)品，如奶油、蛋糕、面包、冰激凌、啤酒等。 ? 蛋白質(zhì)能作為起泡劑主要決定于蛋白質(zhì)的表面活性和成膜性。 影響泡沫形成和穩(wěn)定性的因素 1. 蛋白質(zhì)的分子性質(zhì)。應(yīng)具有： ? 快速分散至氣－水界面，易于在界面上展開和重排 。取決于蛋白質(zhì)分子的疏水性、在界面的柔性、水溶性、缺乏二級和三級結(jié)構(gòu)等。 ? 通過分子間相互作用能形成剛性膜。需要分子質(zhì)量較大、分子間較易發(fā)生相互結(jié)合或黏合的蛋白。 ? 穩(wěn)定性取決于蛋白質(zhì)膜的流變性質(zhì)。 。 2%~8%有利。 適當加熱可提高起泡性。 接近等電點，有利于起泡和穩(wěn)定。 不同鹽作用各異。起泡性：蛋白被鹽析時較好，被鹽溶時則較差。 不利起泡，但改進穩(wěn)定性。 使泡沫穩(wěn)定性下降。 適當攪打可提高起泡性，過度則不利。 牛血清白蛋白 (BSA)和雞蛋白蛋白 (albumin) ? 當變性溫度超過 60℃ 時，溶液中 BSA分子表面 SH含量隨變性溫度的升高而明顯降低。因為分子中巰基的氧化或與二硫化物交換形成了新的二硫鍵，在溶液中形成了分子聚集體。 ? albumin分子表面 SH含量隨變性溫度的增加而顯著增加，熱變性使分子充分伸展， 使很多內(nèi)埋的疏水基團暴露，大大提高了該蛋白質(zhì)的表面疏水性 , 在泡沫膜吸附層中分子間以疏水形式相互作用的機會增大， 這在一定程度上提高了蛋白的起泡性能． 蛋白質(zhì)與風味物質(zhì)的結(jié)合 ? 風味物質(zhì)能夠部分被吸附或結(jié)合在蛋白質(zhì)中，對于食品有正（如肉香）反（如豆腥味）兩面作用。 ? 蛋白質(zhì)與風味物質(zhì)結(jié)合物質(zhì)通過各種化學鍵和物理吸附力。 ? 影響因素：水促進極性揮發(fā)物的結(jié)合而對非極性化合物沒有影響。堿性比在酸性更能促進與風味物質(zhì)的結(jié)合。蛋白變性提高結(jié)合風味能力。 食品蛋白質(zhì)在食品中的功能作用 功能 機制 食品 蛋白質(zhì)種類 溶解性 親水性 飲料 乳清蛋白 粘度 水結(jié)合，流體動力學分子大小和形狀 湯、肉汁、色拉調(diào)味料和甜食 明膠 水結(jié)合 氫鍵、離子水合 肉、香腸、蛋糕和面包 肌肉和雞蛋蛋白質(zhì) 膠凝作用 水截留和固定、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成 肉、凝膠、蛋糕、焙烤食品和奶酪 肌肉、雞蛋和乳蛋白質(zhì) 粘結(jié)粘合 疏水結(jié)合、離子結(jié)合和氫鍵 肉、香腸和烘焙食品 肌肉和谷物蛋白質(zhì) 功能 機制 食品 蛋白質(zhì)種類 彈性 疏水結(jié)合和二硫交聯(lián) 肉和焙烤食品 肌肉和谷物蛋白質(zhì) 乳化 在界面上吸附和形成膜 香腸、大紅腸、腸、蛋糕和調(diào)味料 肌肉雞蛋和乳蛋白質(zhì) 起泡 界面吸附和形成膜 攪打起泡的澆頭，冰淇淋、蛋糕等 雞蛋和乳蛋白質(zhì) 脂肪和風味物的結(jié)合 疏水結(jié)合和截留 低脂烘焙食品和油炸面包圈 乳、雞蛋和谷物蛋白質(zhì) 食品蛋白質(zhì)在食品中的功能作用 ? 蛋白質(zhì)的這些功能性質(zhì)不是相互獨立、完全不同的性質(zhì)，它們之間也存在著相互聯(lián)系，例如蛋白質(zhì)的膠凝作用既涉及了蛋白質(zhì)分子之間的相互作用（形成空間三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)），又涉及到蛋白質(zhì)分子同水分子之間的作用（水的保留）；而黏度、溶解度均涉及蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的作用、蛋白質(zhì)與水之間的作用。 ? 一般來講，蛋白質(zhì)的一個功能性質(zhì)不只是某一個物理化學性質(zhì)產(chǎn)生的結(jié)果，因此很難說明蛋白質(zhì)的物理化學性質(zhì)在功能性質(zhì)中所起的作用有多大。不過，對于蛋白質(zhì)的通常幾個重要功能性質(zhì)，蛋白質(zhì)的一些理化常數(shù)還是與其存在一定的相關(guān)性。 蛋白質(zhì)的疏水性、電荷密度和結(jié)構(gòu) 對功能性質(zhì)的貢獻 功能性質(zhì) 疏水性 電荷密度 結(jié)構(gòu) 溶解度 無貢獻 有貢獻 無貢獻 乳化作用 表面疏水性有貢獻 一般無貢獻 有貢獻 發(fā)泡作用 總疏水性有貢獻 無貢獻