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化学工业出版社学习目标1.掌握蛋白质的化学组成及结构。2.了解维持蛋白质结构的主要作用力。3.理解蛋白质变性的原因以及在烹饪中的应用。4.掌握食品蛋白质的两性性质、吸水性和持水性、溶胀、粘结性、发泡性和稳泡性以及在烹饪中的应用。5.了解食品中蛋白质在储存和烹饪加工中的变化和控制。化学工业出版社第一节蛋白质概述几乎没有一种生命活动能离开蛋白质，没有蛋白质就没有生命。蛋白质具有三大基础生理功能：构成和修复组织；调解生理功能和供给能量。蛋白质的食物来源可分为植物性蛋白质和动物性蛋白质两大类。肌肉蛋白质营养价值优于植物蛋白质。化学工业出版社单位：％(质量分数)化学工业出版社一、蛋白质的化学组成（一）蛋白质的元素组成CHON50～55％6～7％19～24％15～19％有些还含有S、P、Cu、Fe、Zn等元素特征元素：N6.25称为蛋白质系数粗蛋白质％=N％×6.25化学工业出版社（二）蛋白质结构的基本单位氨基酸是蛋白质结构的基本单位1.氨基酸的结构CCOOHRHNH2—碳原子—氢羧基—氨基侧链基团R代表氨基酸的侧链基团，各种氨基酸的区别就在于侧链R基的不同。化学工业出版社2.氨基酸的分类杂环族芳香族脂肪族（1）按氨基酸侧链R基的化学结构分(2)按氨基酸生理作用分类非必需氨基酸必需氨基酸杂环族芳香族脂肪族化学工业出版社必需氨基酸的概念-----在体内不能合成或合成速度过慢，不能满足人体生长发育的需要，必需依靠食物获得的氨基酸称为必需氨基酸。对人体来说，共有八种氨基酸为必需氨基酸，它们是：亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、苏氨酸和缬氨酸。对婴儿来说，组氨酸也是必需氨基酸。思考：其他氨基酸对机体重要吗？化学工业出版社氨基酸的性质（1）溶解性无色结晶体含极性基团：氨基（—NH2）和羧基（—COOH），溶于水，不溶或微溶于有机溶剂。运用：富含蛋白质氨基酸的原料制鲜汤。化学工业出版社（2）熔点氨基酸属于高熔点化合物，其熔点可高达200~300℃。氨基酸在尚未达到或接近熔点时，会发生分解或其他反应而遭破坏。在烹饪加工中，应注意加工温度和处理时间。（举例:谷氨酸钠受热分解）化学工业出版社谷氨酸钠(味精)受热分解HOOC-CH2CH2CH(NH2)-COONa谷氨酸钠（鲜味）℃℃～140135-H2O焦谷氨酸钠（无味）焦谷氨酸钠无味。所以在烹调过程中，要注意味精加入时间，应在菜烧好后出锅前加入，这样可以避免味精被破坏。化学工业出版社（3）味觉大多数氨基酸及其衍生物都具有呈味的功能。氨基酸的味觉与其立体构型有关。D-型氨基酸多数带有甜味，而L-型氨基酸依其侧链R基不同而有甜、苦、鲜、酸四种不同的味感。化学工业出版社（4）两性电离氨基酸是两性离子H3NCCOOHRH+H+OH_H+OH_H3NCCOORH+_H2NCRHCOO_+H2O酸性溶液中的AA水溶液中的AA碱性溶液中的AA化学工业出版社（5）脱羧和脱氨氨基酸属于典型的多官能团化合物，分子中有氨基（—NH2）、羧基（—COOH）、支链基团（—R）和氢原子（—H）。氨基酸的反应是指它的氨基和羧基以及侧链上的官能团所参与的那些反应。在食品中常见的是脱羧反应与脱氨反应。化学工业出版社食品原料在保藏时，氨基酸在细菌分泌的脱羧酶作用下发生分解，生成胺类而使原料带有浓郁的臭味，其中绝大部分是生成了腐胺和尸胺。是蛋白类原料质量下降的重要指标。RCHCOOHNH2脱羧酶RCH2NH2+CO2脱羧反应胺类氨基酸组氨酸在脱羧酶的作用下能生成组胺，导致人体食物中毒或者死亡。黄鳝、甲鱼、螃蟹、金枪鱼这些原料在自然状态下一经死亡最好就不要食用，以防组胺中毒。化学工业出版社[O]氨基酸羧酸氨基酸在氧化酶的作用下容易脱去氨基（—NH2），放出氨气，使食品原料具有一种刺激性味道。氨气化学工业出版社（6）羰氨反应羰氨反应---氨基酸中的氨基与还原糖中的羰基在一定的条件下发生缩合反应，脱去一分子的水，同时伴有产香、产色和质感的一些变化。这个反应是食品中的重要呈色、呈味反应。这个反应也会造成氨基酸尤其是必需氨基酸——赖氨酸的破坏及不期望的色泽和气味。化学工业出版社（7）热分解氨基酸在加热的过程中，容易发生分子间共价键的断裂而生成小分子的化合物，如醇、酮、酸、杂环化合物、含硫化合物。在烹饪加工中，应注意加热引起的氨基酸的热分解作用。过度加热不仅使食物有一定的异味，而且还可能产生一些有毒有害的物质。化学工业出版社（8）螯合作用氨基酸中的—NH2、—COOH、—SH在一定的条件下容易与一些金属离子如Ca2+、Fe2+、Zn2+、Cu2+等发生螯合反应生成氨基酸金属离子螯合物。如半胱氨酸易与铁螯合、苏氨酸易与钙螯合、谷氨酸易与铜螯合，这些螯合物可以随同氨基酸一起被小肠吸收。提高了人体对某些金属离子如钙、铁、锌的消化吸收。合理搭配，荤素搭配化学工业出版社二、蛋白质的分子结构蛋白质结构层次一级结构基本结构二级结构三级结构四级结构空间结构化学工业出版社（一）蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构，即蛋白质的基本结构，是指蛋白质中各种氨基酸按一定顺序排列构成的蛋白质肽链骨架。-H2ONH2CHR1COHONH2CHR2COHO+NH2CHCR1OCOHONHCHR2肽键氨基酸通过肽键(-CO-NH-)相连而形成的化合物称为肽。一般由十个以下的氨基酸缩合成的肽统称为寡肽，由十个以上氨基酸形成的肽被称为多肽或多肽链。化学工业出版社维持蛋白质一级结构的作用力是肽键和二硫键——化学键属强相互作用，所以蛋白质的一级结构非常稳定，不易被破坏。二硫键的形成:两个半胱氨酸中的-SH脱氢作用:稳定蛋白质结构与生物活性有关H2—SH+HS——S—S—化学工业出版社(二)空间结构1.二级结构蛋白质的二级结构是指多肽链中主链原子在各局部空间的排列分布状况，而不涉及各R侧链的空间排布。已测定的蛋白质中二级结构的主要形式包括α-螺旋、β-折叠等。化学工业出版社（1）α-螺旋多肽链骨架沿中心轴如螺旋样盘曲上升，每旋转一圈为3.6个氨基酸残基。每个氨基酸残基升高0.15nm，螺旋上升一圈的高度为0.54nm。主要是右手螺旋。氢键是稳定α-螺旋的主要次级键。化学工业出版社（2）β-折叠结构β-折叠为—种比较伸展、呈手风琴状折叠的肽链结构。稳定β-折叠的作用力：链间氢键化学工业出版社三级结构蛋白质的多肽链在各种二级结构的基础上再进一步盘曲或折叠形成具有一定规律的三维空间结构，称为蛋白质的三级结构。蛋白质三级结构的稳定主要有：氢键、疏水键、盐键以及范德华力等。三级结构主要指氨基酸残基的侧链间的结合。化学工业出版社四级结构由两条以上具有独立三级结构的多肽链通过非共价键相互结合而成一定空间结构的聚合体，称为蛋白质的四级结构。亚基：其中的每一条多肽链称为亚基。亚基单独存在无生物活性只有聚合成四级结构才具有完整的生物活性。举例：血红蛋白的四级结构化学工业出版社实例——血红蛋白血红蛋白A由两个α亚基和两个β亚基组成，常以α2β2表示。亚基间的聚合力依赖于盐键、氢键、疏水键作用和范德华力。化学工业出版社三、蛋白质的分类1.按分子形状分球状蛋白纤维状蛋白2.根据化学组成分单纯蛋白结合蛋白3.根据溶解度分可溶性蛋白醇溶性蛋白不溶性蛋白4.根据蛋白质的营养价值分完全蛋白半完全蛋白不完全蛋白化学工业出版社一、蛋白质的变性（一）概念当蛋白质受到热或受到其它物理及化学作用时，其特有的空间结构会发生变化，使其性质也随之发生改变，如溶解度降低，对酶水解的敏感度提高，失去生理活性等，这种现象称为变性作用。（不包括一级结构上肽键的断裂）化学工业出版社（一）蛋白质变性的物理因素1.加热加热是引起蛋白质变性最常见的物理因素，几乎所有的蛋白质在加热时都发生变性。变性温度：45～80℃变性的机制：加热导致维持蛋白质空间结构的那些次级键特别是氢键迅速断裂，引起天然构象解体而变性。应用：高压锅。化学工业出版社低温低温处理可导致某些蛋白质冻结变性。原因主要有以下几个方面：（1）由于肌肉中的水冻结成冰对肌肉组织产生膨压。（2）水冻结后，更有利于失去水膜保护的蛋白质与蛋白质分子间相互聚集、凝沉而变性。（3）Ca2＋、Mg2＋及脂肪对蛋白质的低温变性有促进作用。应用：磷酸盐、糖、甘油等能减少蛋白质冻结变性率。化学工业出版社干燥由于蛋白质脱去保护性水化膜，蛋白质分子互相靠近，由于分子间的相互作用而导致蛋白质变性。4.机械处理由振动、捏合、打擦产生的机械运动会破坏蛋白质分子的结构，从而使蛋白质变性。运用：面团的揉制5.界面在水和空气、水和非水溶液或固相等界面吸附的蛋白质分子，由于受到不平衡力的作用，会发生变性。运用：蛋清糊菜肴的制作化学工业出版社（二）蛋白质变性的化学因素1.酸碱作用大多数在特定的pH值范围内是稳定的，但在极端pH条件下，蛋白质分子内部的可离解基团受强烈的静电排斥作用而使分子伸展、变性。应用：酸奶饮料和奶酪的生产，松花蛋的制作化学工业出版社有机溶剂作用在蛋白质溶液中，有机溶剂能够夺取蛋白质颗粒上的水膜；同时，有机溶剂能够降低溶液的介电常数，加强了同一个或相邻蛋白质分子中相反电荷之间的吸引力，使蛋白质分子趋于凝聚、沉淀。应用：“醉蟹”、“酒醉泥螺”、“平湖糟蛋”的制作3.重金属盐作用过渡金属如Pb、Hg、Cr、Ag等能与蛋白质的羧基相互作用，生成不溶性沉淀物。Cu、Fe、Hg、Ag等还易与蛋白质分子中的-SH形成稳定的化合物，而降低蛋白质的稳定性。应用：牛奶、生鸡蛋清等解毒化学工业出版社（三）蛋白质变性在烹饪中的应用蛋白质热变性的应用举例1：在烹饪中采用爆、炒、涮等方法，进行快速高温加热，加快了蛋白质变性的速度，原料表面因变性凝固、细胞孔隙闭合，导致原料内部的营养素和水分不会外流，从而达到菜肴口感鲜嫩的的目的，并且能保持较多的营养成分不受损失。举例2：蛋白质因加热引起的变性，还可增强大豆食品的适口性。举例3：蛋品的烹调和糕点的加工，也是应用了卵蛋白的热变性凝固的性质。化学工业出版社