食品化学蛋白质化学课件

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凝胶化作用机制
溶胶状态----似凝胶状态-----有序的网络结构状 态
凝胶化的相互作用
静电相互作用 氢键、疏水相互作用 二硫键 金属离子的交联相互作用
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（一）胶凝过程
• 蛋白质分子构象的改变或部分伸展，发生变性
• 单个变性的蛋白质分子逐步聚集，有序地形成可以容纳水等物质 的网状结构
按蛋白质的溶解度分：清蛋白、 谷 蛋白、 球蛋白、 醇溶蛋白
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食品中蛋白质来源
动物中蛋白质: 如猪肉、鱼肉、 鸡肉、乳 植物中蛋白质：如大豆、谷物 微生物中蛋白质：酵母
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本章内容
• 第一节 蛋白质在食品中的功能性质 • 第二节 蛋白质在贮藏和加工过程中物理和
化学变化 • 第三节 食品中常见的蛋白质
3.根据凝胶对热的稳定性
• 热可逆凝胶－－重新加热后形成溶液，冷却后恢 复凝胶
• 非热可逆凝胶－－凝胶形成后加热处理不再变化
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（三）影响蛋白质凝胶化作用的因素
1.氨基酸残基的类型
高于3Байду номын сангаас.5%非极性AA—凝结块类型
低于31.5%非极性AA—透明类型
2.pH
pI—凝结块类凝胶 极端pH—弱凝胶，半透明 形成凝胶的最适pH约7～8
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影响蛋白质流体黏度特性因素：
蛋白质分子或颗粒的表观直径 表观直径 黏度
•蛋白质分子固有的特性。 •蛋白质-溶剂间的相互作用。 •蛋白质-蛋白质间的相互作用。
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四、蛋白质的胶凝作用
• 聚合或聚集反应：一般是指大的复合物的形成。
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聚合或聚集反应:
沉淀作用：是指由于蛋白质的溶解性完全或部分 丧失而引起的聚集反应。
絮凝：是指蛋白质未发生变性时的无规则聚集反 应，这常常是因为链间的静电排斥降低而发生的 一种现象。
凝结作用：发生变性的无规聚集反应和蛋白质-蛋 白质的相互作用大于蛋白质-溶剂的相互作用引起 的聚集反应，定义为凝结作用。
凝胶化作用：是指变性的蛋白质分子聚集并形成 有序的蛋白质网络结构过程。
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血
在加热后冷却时才能凝结成凝胶
清
形成有序的透明的凝胶网状结构
蛋
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白
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透明凝胶
不透明凝胶
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（二）凝胶类型
2.根据凝胶形成途径
• 热致凝胶－－通过加热形成
• 非热致凝胶－－通过调节pH值、加入二价金属离 子或部分水解蛋白质而形成
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（二）凝胶类型
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第一节 蛋白质在食品中的功能性质
功能性质：在食品加工、保藏、制备和消费
期间影响蛋白质在食品体系中的性能的那些蛋 白质的物理和化学性质。
水化性质、表面性质、结构性质、感观性质
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功能
食品
蛋白质类型
溶解性
饮料
乳清蛋白
粘度
汤、调味汁
明胶
持水性 香肠、蛋糕、 肌肉蛋白，鸡蛋蛋白
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影响因素
3.温度 0～40℃ ＞40℃
温度↑，溶解度↑ 温度↑，溶解度
一些高疏水性蛋白质，像β-酪蛋白和一些 谷类蛋白质的溶解度却和温度呈负相关 。
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影响因素
4.有机溶剂 导致蛋白质溶解度下降或沉淀
降低水介质的介电常数 提高静电作用力 静电斥力导致分子结构的展开 促进氢键的形成和反电荷间的静电吸引
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大豆蛋白质的胶凝过程示意图
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（二）凝胶类型
1.根据凝胶形成方式
➢凝结块（不透明）凝胶
大量非极性氨基酸残基 疏水性聚集，不溶性聚集体 不可逆凝胶
乳 清 蛋 白
聚集和网状结构的形成速度高于变性速度
➢透明凝胶
少量非极性氨基酸残基
变性时形成可溶性复合物
缔合速度低于变性速度
4.盐：盐溶效应与盐析效应。
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二、溶解度
蛋白质----蛋白质 +
溶剂---溶剂
蛋白质----溶剂
实 质
疏水相 互作用
+
离子相 互作用
蛋白质的溶解度大小
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影响因素
1.pH和溶解度
植物蛋白质提取: pH8～9高度溶解 pH4.5～4.8处采用
等电点沉淀。
2.离子强度
进一步水化
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氨基酸残基的水合能力
带电的氨基酸残基数目越大， 水合能力越大。
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影响蛋白质水合性质的环境因素
1.浓度：浓度 ，蛋白质总吸水量 2.pH ：pI，水合作用最低；pH 9~10时水合能力较强 3.温度：温度 ，蛋白质结合水的能力
（变性蛋白质结合水的能力比天然蛋白质高约10％）
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三、蛋白质溶液的黏度
• 理想溶液
• 蛋白质溶液
牛顿流体
假塑性或剪切变稀
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蛋白质切变稀释的原因：
• 分子朝着流动方向逐渐取向，使磨擦阻力减 少。
• 蛋白质的水合范围沿着流动方向形变。 • 氢键和其他弱键的断裂导致蛋白质聚集体或
网络结构的解离。
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《食品化学》
第五章
蛋白质化学
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蛋白质在食品加工中的意义
蛋白质是食品中三大营养素之一 蛋白质对食品的色、香、味及组织结构等具有 重要意义 一些蛋白质具有生物活性功能，是开发功能性 食品原料之一
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蛋白质的分类
按分子形状分：纤维状蛋白质、球 状蛋白质
按分子组成分：简单蛋白质、结合 蛋白质
如分散性、湿润性、溶解性、黏度、胶 凝作用、乳化和起泡性等，都取决于水-蛋 白质的相互作用。
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作用方式：
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结合过程
化合水和邻近水
A.非水合蛋白质 B.带电基团的最初水合 C.在接近极性和带电部位形成水簇
多分子层水 D.在极性表面完成水合
E.非极性小区域的水合完成单分子层覆盖 F.在与蛋白质缔合的水和体相水之间架桥 G.完成流体动力学水合
胶凝作用
肉和奶酪
肌肉蛋白和乳蛋白
粘结-粘合 肉、香肠、面条 肌肉蛋白，鸡蛋蛋白
弹性
肉和面包
肌肉蛋白，谷物蛋白
乳化
香肠、蛋糕 肌肉蛋白，鸡蛋蛋白
泡沫
冰淇淋、蛋糕 鸡蛋蛋白，乳清蛋白
脂肪和风味 的结合
油炸面圈
谷物蛋白
水化性质 结构性质食品化学蛋白表质化面学 性质
感观性质
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一、蛋白质的水合性质
蛋白质分子中带电基团、主链肽基团、Asn、 Gln的酰胺基、Ser、The和非极性残基团与水分 子相互结合的性质。
3.蛋白质的浓度 浓度越大，越易形成凝胶