第6章 蛋白质（10学时） 本章重点、难点： 重点:着重掌握蛋白质变性及 ...

第6章 蛋白质（10学时） 本章重点、难点： 重点:着重掌握蛋白质变性及 ... 第6章 蛋白质,10学时， 本章重点、难点: 重点:着重掌握蛋白质变性及其对食品品质的影响;蛋白质的功能性质及其在贮藏加工过程中的变化;以及加工条件对食品品质和营养性的影响;食品中蛋白质的营养特性及其评价。 难点:蛋白质的功能性质，蛋白质构象变化对其性质的影响。 , [本次授课内容] 第6章 蛋白质 6.1 蛋白质的组成、结构与分类 6.2 蛋白质的物化性质及其在食品中的应用 [基本要求] 掌握:1.构成蛋白质的元素，基本单元-氨基酸的结构与类型;蛋白质的种类、结构特点; 2. 蛋白质的重要性质及其在食品加工中的应用 重点:蛋白质的组成结构与分类特点，与食品有关的理化性质 第6章 蛋白质 概述 蛋白质是生物机体的重要组成成分～无论低等的微生物、还是高等的动植物～其组织细胞中都离不开蛋白质成分。细胞中蛋白质一般占活细胞干重的50,左右。当然～生物的种类不同、器官组织不同～其蛋白质的种类与含量也千差万别。 蛋白质对于细胞的结构和功能起着重要作用，这与蛋白质的化学组成和结构有关。许多种蛋白质已经从生物材料中分离提纯，其相对分子质量大约在5000到几百万道顿(Dalton)之间。 蛋白质也是食品的重要成分～对食品的营养价值和食品的色、香、味等都起着重要作用。 6,1 常见食物的蛋白质含量 食物 蛋白质含量(,) 食物 蛋白质含量(,) 食物 蛋白质含量(,) 13.3~18.5 13.4 25.8 猪肉 鸡蛋 花生 15.8~21.5 8.5 39.0 牛肉 稻米 大豆 14.3~18.7 12.4 1.8 羊肉 小麦 菠菜 21.5 9.4 1.4 鸡肉 小米 油菜 18~19 8.6 1.1 肝 玉米 大白菜 7~9 9.6 0.6 脑 高粱 白萝卜 18.1 11.0 0.9 鲤鱼 小麦粉 桔子 3.5 1.3 0.2 牛乳 红薯 苹果 《食品化学与营养》课程学习蛋白质一章～主要了解和掌握蛋白质在食品贮藏加工中的理化性质～蛋白质在食品加工中的功能特性及其利用～认识蛋白质的营养特性、膳食供给量及食物来源。首先～我们简要复习蛋白质的一般组成、结构与分类。 6.1 蛋白质的组成、结构与分类 6.1.1 蛋白质的元素组成 , ? 蛋白质主要由50%,55% C、6%,7% H、20%,23% O、12%,19% N、0.2%,3%S等元 素组成，有些蛋白质分子还含有Fe、I、P或Zn。 6.1.2 蛋白质的单体成分,氨基酸的特点 、-COOH、α-碳? 蛋白质完全水解的产物几乎都是α-氨基酸，分子中均包括:α-NH2 原子、H原子和R基团(侧链)。它们的侧链结构和性质各不相同，大多数蛋白质是由20种不 同α-氨基酸组成的生物大分子，包括羟脯氨酸在内有21种。 ? 自然界的AA主要为L,型AA。除蛋白质氨基酸外～自然界还有其它非蛋白质氨基酸～ 其构型、-NH的位臵不一定相同。 2 6.1.2.1 20种蛋白AA，根据R基的极性可分为以下四类: H a RCCOOH NH2 α,AA的非解离形式 α,AA的两性离子形式 (1) 非极性AA,8种,:包括Ala、Val、Leu、Ile、Met、Phe、Trp、Pro; (2) 无电荷的极性AA,7种,:包括Ser、Thr、Tyr、Cys、Asn、Gln、Gly; (3) PH7,生理条件下,带正电荷的极性AA,3种,:Lys、Arg、His(碱性AA，分别具有ε -NH、胍基和咪唑基); 2 (4) PH7,生理条件下,带负电荷的极性AA,2种,:Asp、Glu(酸性AA)。 表6-2 蛋白质中常见的α-氨基酸 简 写符 号 相对分 名 称 化学名称 结构式(中性pH) 3个字母 1个字子质量 母 丙氨酸 Ala A 89.1 α-氨基丙酸 Alanine 精氨酸 Arg R 174.2 α-氨基-σ-胍基 Arginine 戊酸 天冬酰胺 Asn N 132.1 天冬酸酰胺 Asparagine 天冬氨酸 Asp D 133.1 α-氨基琥珀酸 Aspartic acid , 半胱氨酸 Cys C 121.1 α-氨基-β-巯基 Cysteine 丙酸 谷氨酰胺 Gln Q 146.1 谷氨酸酰胺 Glutamine 谷氨酸 Glu E 147.1 α-氨基戊二酸 Glutamic acid 甘氨酸 Gly G 75.1 α-氨基乙酸 Glycine 组氨酸 His H 155.2 α-氨基-β-咪唑 Histidine 基丙酸 异亮氨酸 Ile I 131.2 α-氨基-β-甲基 Isoleucine 戊酸 亮氨酸 Leu L 131.1 α-氨基异己酸 Leucine 赖氨酸 Lys K 146.2 α-ε-二氨基己酸 Lysine 蛋氨酸 Met M 149.2 α-氨基-γ-甲硫 Methionine 醇基正丁酸 苯丙氨酸 Phe F 165.2 α-氨基-β-苯基 PHenylalanine 丙酸 脯氨酸 Pro P 115.1 吡咯烷-2-羧酸 Proline 丝氨酸 Ser S 105.1 α-氨基-β-羟基 Serine 丙酸 苏氨酸 Thr T 119.1 α-氨基-β-羟基 , Threonine 正丁酸 色氨酸 Trp W 204.2 α-氨基-β-3-吲 Trytophan 哚基丙酸 酪氨酸 Tyr Y 181.2 α-氨基-β-对羟 Tyrosine 苯基丙酸 缬氨酸 Val V 117.1 α-氨基异戊酸 Valine , ? 必需氨基酸EAA:机体不能自身合成或合成不足，而必需从食物中摄取补充的氨基酸 称为必需氨基酸(EAA)。 ——20种AA中，人体的必需氨基酸有Thr、 Val、Leu、Ile、Trp、Phe、Lys、Met 8 种，而对于婴儿EAA还包括His(称半必需AA)。EAA是食品蛋白质的营养价值评价指标之 一。 6.1.2.2 氨基酸的理化性质(Physicochemical Properties of Amino Acids)及其在食品中的应用 6.1.2.2.1主要物理性质 (1)溶解性 一般蛋白AA溶于水～难溶于乙醇、乙醚。但Tyr 仅在热水中溶解～Cys-Cys 不 溶于热、冷水～Pro 、OH,Pro可溶于乙醇 、乙醚。所有AA都溶于强酸、强碱溶液。 (2)AA的熔点均较高，一般为200,300?。 *～而具有旋光性。天然AA为L,构型。旋(3)光学性:20种AA除Gly外～都至少有1个C 光性也称氨基酸的立体化学。 6.1.2.2.2 主要化学性质 (1)AA的酸碱性与等电点PI AA分子中，,COOH、,NH及R基都有一定的PK值，其大小决定了PI的大小。2 一般PK的编号从最酸的解离基团依次开始为PK 、PK 、PK。 、123 ? 关于PI的计算方法 , 对于单,COOH、单,NH的AA来说，PI,1,2(PK ，PK ) 212 , 对于除了α,COOH、α,NH外，还有R解离时，PI,解离式中的两性离子两边的PK2 , 的平均值。具体为: ，PK )(即PK，PK ) , 酸性的氨基酸的PI,1,2(PK α,12COOHR , 碱性的氨基酸的PI,1,2(PK ，PK )(即PK，PK ) α,23NH2R , 一般单,COOH、单,NH的AA的PI都近于PH6; 2 , 应用:工业上利用PI时的AA的结晶性生产AA，如味精的生产。 (2)AA与甲醛的反应及其利用 先用HCHO与AA反应～将,NH封闭起来,减少其碱性～2 ，，，增加NH 的酸性～解离出H,～再用碱滴定AA上的所有H～根据碱消耗量计算AA的总3 量。反应式如下,沈上P93,: ? 应用:测定游离AA的含量。 (3)AA与亚硝酸反应 室温下～AA上的一个,NH与HNO反应～定量地产生一分子N～222据此可测定AA中的氨基氮的含量～此反应称为万斯赖,Van Slyke,反应。 (4)AA与水合茚三酮的反应 水合茚三酮与氨基酸溶液一起共热～生成蓝紫色化合物～同时放出CO 。大多数是蓝色或紫色～在570nm波长处有最大吸收值。仅脯氨酸和羟基脯氨2 酸生成黄色产物～λmax为440nm。由于不同AA与之反应后生成的颜色有差异～故一般不作定量方法～而用于定性反应。 ，，，，，22222(5)AA与金属离子的反应 一些重金属离子如Cu、Co、Mn、Fe、Zn等～可与AA中的,COOH、,NH、,SH等螯合。 2 (6)AA与荧光胺反应 此化合物和一级胺反应生成强荧光衍生物，因而，可用来快速定量测定氨基酸、肽和蛋 , 白质。此法灵敏度高，激发波长390nm，发射波长475nm。 (7)AA的紫外吸收 Trp、Tyr 、Phe分别在278、275和260nm处出现最大紫外吸收,胱氨酸在230nm处有弱吸收,所有蛋白质氨基酸均可在210 nm附近产生吸收,均无可见光吸收。 6.1.3 蛋白质的部分降解产物——肽 ,自学食化教P152-156, , 对于高蛋白饮料、高蛋白果冻类食品～以多肽代替蛋白～有何优势, , 服用氨基酸口服液与多肽口服液～哪种更有可能导致腹泻,为什么, , 谷胱甘肽是一种重要的生物活性肽～有哪些主要的生物功能, 6.1.4 蛋白质的结构 蛋白质的结构分为一级结构和空间结构。 一级结构 Primary Structure 二级结构 Secondary Structure 超二级结构 Supersecondary Structure 蛋白质结构层次 结构域 Domain 三级结构 Tertiary Structure 四级结构 Quaternary Structure 6.1.4.1 一级结构(化学结构) ? 一级结构 指蛋白质分子中的各氨基酸残基的排列顺序与连接方式。 目前所发现的生物世界蛋白质只有L型α-氨基酸才能构成～氨基酸残基之间通过肽键连 ,～由n个氨结,即一个氨基酸的α-氨基与另一个氨基的α-羧基结合失去一分子水～形成肽键基酸构成的蛋白质含有,n-1,个肽键。蛋白质的末端氨基酸与在肽链中的氨基酸不同～以游离的α-氨基存在的一端～称之为蛋白质的N-端～习惯上列在左侧,另一端是以游离的α-羧基存在～则称为C-端～习惯上在右侧。 6.1.4.2 空间结构,高级结构或称构象, ? 又分为二、三、四级，统称为“高级结构”。由简单到复杂～依靠一些相应的化学键得以稳定。 , ? 主要的化学键有: (1) 盐键:蛋白质分子中的侧链上可能带有正、负电荷～从而使之具有两性。同一分子的正、 (非PI时，王璋136,137)负电荷在一定的条件下能形成离子对,盐键。如:Lys、Arg等中的 ，侧链,NH和肽链末端的,NH的离子形式,NH与Asp、Glu等中的侧链,COOH或肽链末端的223 ,,COOH的离子形式,COO之间形成盐键。盐键的结合力较强～但易被酸、碱破坏。 (2) 氢键:主要由肽链上的羰基,CO,氧与亚氨基,NH,氢形成的O„H键，这是蛋白质分子中最稳定的因素，它存在于链内、链间，对二级结构α,螺旋、β,折叠的稳定起主要作用。此外～AA残基上的,OH上的H,如Tyr,也可与主链上,CO,上的O、侧链,COOH上的O,Glu,之间形成氢键～对稳定三、四级结构起作用。 (3) 二硫键:蛋白质分子中的2个Cys之间脱氢氧化结合而成,S,S,，对蛋白质的空间结构很重要～一旦破坏即导致生物活性丧失。链内、链间存在。 (4)范德华引力:存在于极性基团之间、偶极之间等的相互作用力，对稳定三、四级结构起作用。 (5)疏水键:指两个非极性基团为了避开水相而聚集在一起的作用力。在蛋白质分子中的许多疏水基团都有一种自然趋势,为避开水相而相互聚集藏在蛋白分子内部～形成一疏水区～它驱动蛋白质链的折叠～对稳定蛋白质的空间结构起作用。但加入非极性溶剂可破坏疏水键。 (6)酯键:AA残基上的,OH与二羧基氨基酸上的非α,COOH之间成酯。当发生水解时即被破坏。 此外，Ca、Mg等金属离子存在于某些蛋白分子中起稳定结构的作用～如牛奶清蛋白中的Ca离子。 A氢键;B偶极相 互作用;C疏水相 互作用;D二硫 键;E离子相互作 图6—1 决定蛋白质二级、三级结构的键和相互作用 用 ? 二级结构 典型的二级结构有α,螺旋、β,折叠和β,转角。它们主要依靠氢键得以稳定,生化中已详述～本处不再细讲,。如,肌红蛋白,Mb,中的α,螺旋所占比例达70,,胶元蛋白则是由三条多肽链相互缠绕在一起的螺旋～其中的每一条肽链本身是一条螺旋～但不同于α,螺旋～因为胶元蛋白分子中有25,的Pro和羟,Pro～主链上的,NH,不足以产生主链氢键来形成α,螺旋结构。 ? 三级结构 主要由盐键、氢键、和疏水键维系。如, 肌红蛋白,Mb,的紧密的椭圆形三级结构。 , ? 四级结构 各亚基在三级结构上缔合而成的结构。如, 血红蛋白,Hb,的4个亚基～每个类似于Mb的三级结构～4个缔合成正四面体,四级结构。 图6-2 α螺旋三维结构 图6-3 β折叠片结构 6.1.5 蛋白质的分类 6.1.5.1 按照化学组成与溶解度可分为 简单蛋白质:仅含有氨基酸的蛋白质, 结合蛋白质:由氨基酸和非蛋白质成分组成。结合蛋白质中的非蛋白质成分称为辅基。根 据辅基的不同可将结合蛋白质分为若干小类。 , 衍生蛋白质，指蛋白质的降解产物，如胨、肽等，溶于水，加热一般不凝聚。 清蛋白(白蛋白) 溶于水、稀酸(碱、盐)，含Trp多。 球蛋白 不溶于水，其它同上，植物类加热不凝，Arg多。 谷蛋白 只溶于稀碱(酸)，动物无，含Glu多。 单纯蛋白质 醇溶谷蛋白 可溶于乙醇中，加热不凝，非极侧链多。 组蛋白 溶于水及稀酸，含Arg、Lys多呈碱性，动物类。 精蛋白 溶于水及稀酸，含Arg、Lys、His多。 硬蛋白 角、发、骨等中，不溶于水、盐、稀酸(碱) 核蛋白 如核糖体蛋白～ 糖蛋白 如血浆粘蛋白 脂蛋白 如LDL、HDL等 结合蛋白质 磷蛋白 如乳中酪蛋白、卵黄磷蛋白 色蛋白 单纯蛋白与含金属色素结合而成～如叶绿蛋白、肌红蛋白、血红蛋白 金属蛋白:如醇脱氢酶。 , 6.1.5.2 按分子形状分为: 球蛋白等(溶菌酶,食品中的大部分蛋白～如大豆球蛋白) 纤维蛋白(角、毛发等):胶原蛋白、角蛋白、弹性蛋白、丝心蛋白,。 6.1.5.3 按功能，分为 结构蛋白 如膜蛋白～核糖体蛋白等 生物活性蛋白，如酶、激素、抗体等 食品蛋白 , 6.1.5.4 食品蛋白质与蛋白质在食品加工中的意义 ? 所有来自生物的蛋白质～理论上都可属于食品蛋白质。但强调～只有那些易于消化、 无毒、富有营养、在食品产品中显示功能性质和来源丰富的蛋白质，才称为食品蛋白质。所 以，要认识食品蛋白质，首先要认识蛋白质的理化性、营养性、功能性质、以及蛋白资源的 。 开发潜力 ? 蛋白质在食品加工中的重要意义在于: 1)三大营养素之一; 2)为食品提供色、香、味、形(组织结构); 3)具有生物活性功能的蛋白质作为开发功能性食品的基料 Proteins contain amino acids,sometimes referred to as building blocks of protein. Dietary protein is supplied from plant and animal sources. Proteins are needed to build and repair body tissue and for the metabolic functions of our bodies. Primary protein structure is sequence of a chain of amino acids. Secondary protein structure occurs when the sequence of amino acids are linked by hydrogen bonds. Tertiary protein structure occurs when certain attractions are present between alpha helices and pleated sheets. Quaternary protein structure is a protein consisting of more than one amino acid chain. Proteins are polymers of amino acids. The shape and thus the function of a protein is determined by the sequence of its amino acids.Proteins must be broken down (hydrolyzed) to amino acids before they can be used. Once absorbed, amino acids are utilized to make proteins,converted to energy, or stored as fat. About 20 percent of the human body is made of protein.Functions of proteins include: 1)Enzymes such as trypsin and pepsin; 2)Storage such as ovalbumin and ferritin; 3)Transport such as hemoglobin and lipoproteins; 4)Contractile such as actin and myosin; 5)Protective such as antibodies and thrombin; 6)hormones such as insulin and growth hormone; 7)Structural such as keratin,collagen,and elastin; ,, 8)Membranes ) and acid group (-COOH).There are twenty Amino acids contain an amino group (-NH2 amino acids that are found in proteins. Amino acids join by forming peptide bonds.A peptide bond is formed by the condensation of the amino group (-NH) of one amino acid with the acid group (-COOH) of another amino acid 2 resulting in the loss of water. Condensation reactions involve the removal of water and formation of a bond.The reversal of this is hydrolysis ,which involves the addition of water. Peptidebonds are not easily broken.Cooking would not normally result in the breaking of peptide bonds to yield amino acids from proteins. The amino acids form proteins due to the reaction between the amino group of one amino acid and the carboxyl group of another. The conformation of a protein molecule in the native state is determined by the primary structure,the secondary structure, and a tertiary structure. How the proteins contribute to the color,texture,and flavor of foods? Color. The role of protein in color of foods is not clear-cut.In most instances it may either play a role through its interaction or sa part of a complex molecule.One of the biggest roles is through the Maillard Reaction, a browning reaction between an amino group and a reducing group of a carbohydrate.The reactions between proteins and sugars is the most common of these browning reactions that occur in baked products and a number of other foods. Selected color pigments, such as chlorophyll,are bound in the chloroplasts in a protein-lipid matrix. Texture. Texture contributions of protein foods are not uncommon. For example,custards are protein gels where the gel strength is influenced by the ovalbumin denaturation. Another clear example is in the production of yogurt. In this particular case the texture of yogurt is influenced by the gelation of casein. Flavor. The contribution of flavor is not clear-cut.Some proteins and the amino acids may add flavor.Amino acids may contribute bitterness,sweetness,and other flavor.. Heat denaturation changes solubility and texture of foods;light oxidation of protein causes off flavors. Enzymatic degradation of protein can cause changes in body and texture and also bitter flavors.Freezing can alter protein conformation and solubility in some cases. 6.2 蛋白质的理化性质及其在食品中的应用 ? 蛋白质是大分子化合物～常以沉降离心法测定其分子量。由于水化作用～蛋白质分子带 有水化膜～分子体积大而具粘性～纤维状分子粘度大于球状分子～带电荷的分子因水膜加厚 而粘度增大。 ? 蛋白分子由氨基酸残基组成～许多化学性质来源于氨基酸。 ,, 6.2.1 蛋白质的两性解离与等电点 ? 利用不同蛋白的PI，可将不同的蛋白质分开。 6.2.2 胶体性质 蛋白质是亲水胶体，具有胶体的一般性质。可由溶胶向凝胶转变。生物内的蛋白质有凝胶和溶胶两种状态。如,肌肉中蛋白质的凝胶态使其具有持水能力。 ? 胶体性质涉及蛋白质的功能特性—持水性。 6.2.3 蛋白质的沉淀作用 因有水化作用和非PI时带同性电荷而使得蛋白质成为稳定的亲水胶体。如果破坏此稳定因素之一～则导致蛋白质聚集下沉、析出,即沉淀作用。 ? 用于蛋白质的沉淀分离。 ? 生产上常用的沉淀法有: 1) 盐析 2) 有机溶剂沉淀 3) 重金属盐沉淀 4) 生物碱试剂沉淀:鞣酸、三氯乙酸等试剂～其酸性PH,PI～蛋白质成正离子～与试剂的酸根负离子成溶解性小的盐。食品工业上用此原理除单宁类成分。 , 6.2.4 蛋白质的变性(denaturation) ? 蛋白质的变性:蛋白质变性实际上是指蛋白质构象的改变(即二级、三级或四级结构的较大变化)，但并不伴随一级结构中的肽键断裂。变性是一个复杂的现象～在此过程中还可出现新的构象～许多理化因素可使蛋白质变性、凝固～但不同种类蛋白质的变性的具体条件不 食化教P159-166 同。 ? 变性，涉及到蛋白质空间结构的变化，影响到蛋白质的结构和功能:生物活性下降或丧失、溶解性下降,疏水基团暴露,、功能性质相应发生变化,水合能力下降、粘度增大等,。 1)疏水基暴露，溶解度下降，水合能力降低，失去某些功能性质; 2)生物活性降低或丧失;3)酶水解容易; 4)黏度增大;5)不能结晶;6)热变性有利于食品蛋白质胶凝作用。 ? 天然蛋白质变性有可逆和非可逆的变性。 ,, ? 食品蛋白质在加工或贮藏中所发生的变性，有需宜性，如热变性钝化抗营养因子、热力杀菌等,有些变性则是非需宜性的，需要加以控制的～如变性会使溶解性下降失去某些功能性质等。 6.2.4.1 变性的物理因素 6.2.4.1.1 热变性 热处理是食品加工、贮藏中的常用方法～一般热处理都会使蛋白质产生不同程度的变性。如蛋清加热凝固。多数蛋白质在45-50?时即可觉察到变性，55?左右变性较快，一般只涉及到空间结构中的非共价键的变化～引起分子变形、伸展等～温度低、时间短时是可逆的,而 。 当温度达到70-80?以上时则会导致二硫键的断裂，是不可逆的 ? 蛋白质受热变性的机制:加热时肽键产生强烈热振荡，而使原来维持蛋白质空间结构的那些次级键被破坏，原来分子内部的一些疏水基团暴露，常会引起溶解度降低。 ? 蛋白质本身的性质、所处的环境因素影响到热变性的程度。如 水能加速热变性--干燥条件下,蛋白质耐热变性的能力强于含水蛋白质,浓蛋白热变性后复性更困难。 6.2.4.1.2 干燥 蛋白质大量脱水时，由于分子表面保护性水膜脱去，分子间相互作用导致变性 6.2.4.1.3 低温 一般认为～温度越低～蛋白质的稳定性越高。实际上并非如此。比如～溶菌酶的稳定性随温度下降而提高～而肌红蛋白在30?时显示最高稳定性～高于或低于30?的稳定性都下降。又如～鸡蛋、牛乳蛋白冷却或冷冻时会发生凝集和沉淀～而有些脂酶和氧化酶能耐受冷冻并保持活性,刘二/王144,。 某些食品蛋白质在低温下的变性为可逆的～如大豆球蛋白在2?保藏产生聚集沉淀 而温度回升至室温时再次溶解。 ? 有一种观点认为，蛋白质显示最高稳定性的温度，取决于分子中极性和非极性相互作用对蛋白质稳定性的贡献，当极性相互作用超过非极性相互作用时～在低温下稳定～如果稳定性主要依靠疏水作用～则在室温下比在低温、冻结时更稳定。 6.2.4.1.4 机械处理 ? 机械处理，也称剪切变性，例如，揉捏、振动或搅打等高速机械剪切，都能引起蛋白质变性。 ? 主要机理是:机械处理过程中气泡并入形成气液界面、蛋白质分子吸附至气液界面、分子定向变性、反复拉伸引起原有空间结构改变。另一方面～不考虑变性～蛋白质在界面上的性质有利于乳浊液和泡沫的形成与稳定。 6.2.4.1.5 液压(静水压) 如前所述蛋白质热变性发生的温度在40-80?～是指压力在0.1Mpa(常压～1个大气压约相当于100Kpa)下发生。 ? 当压力提高时则可在25?发生变性。多数蛋白质在400-800Mpa出现变性。 ? 压力诱导变性的原因与复性:蛋白质是柔和的和可压缩的～尤其是一些球状蛋白质 ,, 分子空穴的存在～导致蛋白质分子结构的可压缩性,压缩变性后体积减少。一定压力下的蛋白质变性是高度可逆的～当解除压力后一般能复性。 6.2.4.1.6 辐射 ? 电磁辐射对蛋白质的影响因波长和能量大小而异。 紫外辐射,当波长在紫外线时,～几种芳香族氨基酸(色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸)可吸收紫外辐射而导致蛋白质构象改变,能量高时可引起二硫键断裂。其它射线也能引起蛋白质变性～γ辐射和其他电离辐射能改变蛋白质的构象～同时还会氧化氨基酸残基、使共价键断裂、离子化、形成蛋白质自由基、重组、聚合～这些牛乳辐照反应大多通过水的辐解作用传递。许多研究表明～辐射一般不引起营养质量的明显改变～但时可能产生不良风味的含硫氨基酸～而引起风味变化。 6.2.4.2 化学因素 1 PH 6.2.4.2. 由于多数蛋白质的PI4,5～中性PH时,?7～而带负电荷,少数带正电荷,～属于稳定状态。极端PH则会引起某些基团的解离，破坏离子键(盐键)，分子内产生强烈的静电排斥作用而使多肽链伸展变性。一定范围内可逆。 表6-3 几种蛋白质的等电点(pI) 蛋白质 等电点 蛋白质 等电点 胃蛋白酶 1.0 血红蛋白 6.7 κ-酪蛋白B 4.1-4.5 α-糜蛋白酶 8.3 卵清蛋白 4.6 α-糜蛋白酶原 9.1 大豆球蛋白 4.6 核糖核酸酶 9.5 血清蛋白 4.7 细胞色素C 10.7 β-乳球蛋白 5.2 溶菌酶 11.0 β-酪蛋白A 5.3 6.2.4.2.2 金属离子 ? 过渡金属Cu、Fe、Hg、Ag等离子易同蛋白质作用，与-SH等形成稳定的络合物而引起变性，尤其是碱性条件下更易发生。但Ca、Mg、Fe、Cu是某些蛋白质的组成部分，除去这些离子时会降低蛋白质的稳定性。 6.2.4.2.3 有机溶剂 ? 与水互溶的有机溶剂，如乙醇、丙酮等～会改变水的介电常数，从而改变稳定蛋白质结构的静电作用力，静电吸引力增加、邻近分子相互作用所致使蛋白质不稳定; ? 非极性有机溶剂则通过进入蛋白质疏水区打断疏水作用导致变性。 6.2.4.2.4 有机化合物水溶液 ,, ? 某些有机化合物，如尿素和盐酸胍的高浓度(4,8mol/L)水溶液，加入至蛋白质溶液中，引起蛋白质变性。 ? 机制有二:一是与蛋白质分子内的主链竞争氢键，二是疏水性氨基酸残基在尿素液中增溶，导致蛋白质结构伸展变性。可部分逆转。 5 表面活性剂 6.2.4.2. ? 十二烷基硫酸钠SDS(sodium dodecyl sulfate)等表面活性剂，是蛋白质变性剂。SDS浓度在3，8m mol/L范围可引起大多数球状蛋白质变性。 ? 机理:由于这类化合物在蛋白质疏水区与亲水区间充当了媒介作用,乳化介质,～从而破坏了疏水作用力对蛋白质空间结构的稳定作用～促使天然蛋白质伸展～非极性基团暴露于水介质中～而引起变性。 6.2.4.2.6 促溶盐(chaotropic salts)和变性 ? 盐以两种不同的方式影响蛋白质的稳定性。 低浓度时，离子通过非特异性的静电相互作用与蛋白质作用～此类蛋白质的静电中和稳定蛋白质的结构～离子强度?0.2时～完全中和～与盐的性质无关;高浓度的盐总是对蛋白质 是强变性剂。阴离子的影响,阳离子～各种阴离子影响的结构稳定性不利。NaSCN和NaClO4 ------2--蛋白质,及DNA,结构稳定性的能力为:F,SO,Cl,Br,I,ClO,SCN,ClCCOO，443——促溶,chaotropic,系列～前三种是结构稳定剂～其它为去稳定剂。 6.2.4.2.7 其它因素 ? 还原剂(半胱氨酸、抗坏血酸、β-巯基乙醇、二硫苏糖醇)可以还原二硫交联键，因而能改变蛋白质的构象。 , ? 食品工业上广泛利用蛋白质的变性: 加热除杂蛋白以达到纯化目的; 罐头食品加热杀菌; 大豆蛋白的变性组织化，由球状变为纤维状,生产“人造肉”。 6.2.5 蛋白质的水解作用 ? 食品工业上广泛应用酶法水解蛋白质。如:生产大豆水解蛋白等。 , 6.2.6 蛋白质的氧化还原作用 ? 二硫键可因还原剂的存在而破坏。小麦面粉经放臵或添加氧化剂后因,SH被氧化,脱氢生成,,,,,,,而弹性加强～相反加还原剂则弹性下降。 ? 在形成面筋以及烘烤食品中起重要作用。 6.2.7 蛋白质的颜色反应 ? 主要有:黄色反应,苯环与浓硝酸反应生成黄色硝基苯类化合物,、双缩脲反应、茚三酮反应等。 ? 用于蛋白质的定性与定量。 ,,