[第五章蛋白质2.ppt

5.5蛋白质的功能性质 概念：是指食品体系在加工、储蓄、制备和消费过程中蛋白质对食品产生需要特征作出贡献的那些物理、化学性质 食品蛋白质的功能性质分为四个方面： ①水化性质：取决于蛋白质与水的相互作用，包括水吸收和保留、湿润性、溶胀性、粘着性、分散性、溶解度和粘度等。通常与蛋白质的大小、形状和柔顺性有关 ②表面性质：与蛋白质的表面张力、乳化作用、起泡特性、成膜性以及风味结合等有关的性质 ③结构性质：与蛋白质的相互作用有关的性质，如产生弹性、沉淀、胶凝作用及形成其它结构（面团形成、纤维化等）的性质 ④感官性质：颜色、气味、适口性、咀嚼感、爽滑度、浑浊度等 食品体系中蛋白质的功能性质 食品的感官品质是由各种原料复杂的相互作用产生的。例如蛋糕的风味、质地、颜色和形态等性质，是由原料的热胶凝性，起泡、吸水作用、乳化作用、黏弹性和褐变等多种功能性组合的结果。一种蛋白质作为蛋糕或其他类似产品的配料使用时，必须具有多种功能特性的要求，如下表 动物蛋白，例如乳(酪蛋白)、蛋和肉蛋白等，是几种蛋白质的混合物，它们有着较宽范围的物理和化学性质，及多种功能特性；又如蛋清具有持水性、胶凝性、黏合性、乳化性、起泡性和热凝结等作用，这些功能来自复杂的蛋白质组成及它们之间的相互作用 植物蛋白和乳清蛋白等其他蛋白质，它们也是由多种类型的蛋白质组成，但是它们的功能特性不如动物蛋白 一、蛋白质的界面性质 概念：是指蛋白质能自发地适移至汽-水界面或油-水界面的性质。在界面上形成高黏弹性薄膜，其界面体系比由低分子量的表面活性剂形成的界面更稳定。(主要介绍乳化性和起泡性) 影响蛋白质界面性质的因素 内因有：氨基酸的组成、结构、立体构象、分子中极性和非极性残基的分布与比例、二硫键的数目与交联，以及分子的大小、形状和柔顺性 外因有：pH、温度、离子强度和盐的种类、界面的组成、蛋白质浓度、糖类和低分子量表面活性剂、能量的输入，甚至形成界面加工的容器和顺序等 一、蛋白质的界面性质 蛋白质作为理想的表面活性剂必须具有3个属性： ①快速吸附到界面的能力 ②在达到界面后迅速伸展和取向 ③一旦达到界面，即与邻近分子相互作用形成具有强内聚力和黏弹性的膜，能耐受热和机械的作用 由此可见，蛋白质分子疏水和亲水小区的分布模式及蛋白质的形状对蛋白质的界面性质有重要的影响，如下图 一、蛋白质的界面性质 由于Pr具有较大的体积和特定的结构,在界面上吸附时,疏水残基和亲水残基具有固定的分布模式,因而Pr在界面吸附必须有一定的取向,才有利于泡沫和乳状液的形成和稳定。通常Pr分子的大部分仍然保留在体相中,仅有一小部分固定在界面,如果Pr分子的构象有一定的柔顺性,则有利于Pr在界面的吸附和取向,如酪蛋白分子具有高度的柔顺性,一旦在界面吸附时,可迅速发生构象转变,以适合界面性质的需要。因此,有较多的肽段结合到界面。相反,刚性球状Pr(如溶菌酶和大豆蛋白)在界面上不能广泛地发生转变 在界面上柔顺性多肽链具有三种典型的构型(图5-9):列车形、环形和尾形。具有柔顺性的蛋白质可能以一种或多种构型同时在界面上存在。一般列车形是多肽链段直接与界面接触形成的;多肽链段悬浮在水相时呈环形;肽链的N一端和C-端位于水相时呈为尾形。其中列车形在界面上出现的概率较多,且与界面强烈结合,并呈现出较低的表面张力 蛋白质在界面的稳定性决定了它在界面所形成膜的机械强度,而膜的强度又与分子间的相互作用、静电吸引、氢链和疏水相互作用有关。二硫键的形成可以增加蛋白质膜的黏弹性。当界面膜中蛋白质的浓度达到约20%～25%(质量/体积)时,蛋白质则以凝胶状态存在。各种非共价键相互作用达到所需平衡时,才能使凝胶状膜稳定和具黏弹性。倘若疏水相互作用太强,则蛋白质会在表面絮凝、聚结甚至沉淀。当静电排斥力大大超过吸引力时,不易形成厚的内聚膜 1.乳化性 乳化的概念：是将一种液体分散到另一种不相溶的液体中去的过程。或是指一种液体在另一种液体中紧密分散形成乳状液的现象，它是两种液体的混合而并非相互溶解 评价乳化特性的方法有油滴大小和分布、乳化活力、乳化能力和乳化稳定性 ⑴乳化活力：主要是指乳状液的总界面面积。常用乳化活力指数(EAI)来表示(表5-8)，即单位质量的蛋白质所产生的界面面积，可根据乳状液的浊度(透光率T)与界面面积的关系，测得透光率后，再计算EAI T=2.303A/L(式中A为吸光度；L为光程) 根据光散射的Mie理论，乳状液的界面面积是它浊度的2倍。假设φ是分散相(油)的体积分数，ρ是每单位体积水相中蛋白质的量，那么可以根据下列式计算蛋白质的EAI EAI=2T/(1- φ)ρ 式中 (1- φ)ρ代表在单位体积乳状液中总的蛋白质量 ⑵乳化容量或乳化能力(EC)：是指乳状液发生相转变之前，每克蛋白质能够乳化油