烹饪化学蛋白质ppt课件

化学工业出版社化学工业出版社 学学习目目标1.掌握蛋白掌握蛋白质的化学的化学组成及成及结构。构。2.了解了解维持蛋白持蛋白质结构的主要作用力。构的主要作用力。3.理解蛋白理解蛋白质变性的原因以及在烹性的原因以及在烹饪中的中的应用。用。4.掌握食品蛋白掌握食品蛋白质的两性性的两性性质、吸水性和、吸水性和持水性、溶持水性、溶胀、粘、粘结性、性、发泡性和泡性和稳泡性泡性以及在烹以及在烹饪中的中的应用。用。5.了解食品中蛋白了解食品中蛋白质在在储存和烹存和烹饪加工中加工中的的变化和控制。化和控制。学习目标1.掌握蛋白质的化学组成及结构。1化学工业出版社化学工业出版社 第一第一节 蛋白蛋白质概述概述 几乎没有一种生命活动能离开蛋白质，没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。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。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。值优于植物蛋白质。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2化学工业出版社化学工业出版社 常见烹饪原料的蛋白质含量常见烹饪原料的蛋白质含量原原 料料蛋白质蛋白质含量含量原原 料料蛋白质蛋白质含量含量原原 料料蛋白质蛋白质含量含量猪肉猪肝牛肉带鱼对虾13.219.318.117.718.6鸡蛋牛奶豆腐豆浆黄豆12.73.05.01.835.1四季豆胡萝卜马铃薯菜花花生仁2.01.02.02.125.0单位：单位：(质量分数质量分数)常见烹饪原料的蛋白质含量原 料蛋白质含量原 料蛋白质含量原3化学工业出版社化学工业出版社 一、蛋白一、蛋白质的化学的化学组成成（一）蛋白一）蛋白质的元素的元素组成成 C H O N 5055 67 1924 1519 有些有些还含有含有S、P、Cu、Fe、Zn等元素等元素 特征元素：特征元素：N 6.25称称为蛋白蛋白质系数系数粗蛋白质粗蛋白质=N6.25 一、蛋白质的化学组成（一）蛋白质的元素组成粗蛋白质=N4化学工业出版社化学工业出版社 （二）蛋白（二）蛋白质结构的基本构的基本单位位氨基酸氨基酸是蛋白是蛋白质结构的基本构的基本单位位1.氨基酸的氨基酸的结构构R代表氨基酸的侧链基团，各种氨基酸的区别就在于侧代表氨基酸的侧链基团，各种氨基酸的区别就在于侧链链R基的不同基的不同。（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R代表5化学工业出版社化学工业出版社 -氨基酸有D-型和L-型两种异构体 绝大多数构成蛋白质的氨基酸都属于L-型结构-氨基酸有D-型和L-型两种异构体 绝大多数构成蛋白质的氨6化学工业出版社化学工业出版社 2.氨基酸的分氨基酸的分类（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2.氨基酸的分类（1）按氨基酸侧链R基的化学结构分(2)7化学工业出版社化学工业出版社 必需氨基酸的概念必需氨基酸的概念 -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？必需氨基酸的概念 -在体内不能合成或合成速度过慢8化学工业出版社化学工业出版社 3.氨基酸的性氨基酸的性质（1）溶解性）溶解性无色无色结晶体晶体含极性基含极性基团：氨基（：氨基（NH2）和）和羧基（基（COOH），溶于水，不溶或微溶于有机溶），溶于水，不溶或微溶于有机溶剂。运用：富含蛋白运用：富含蛋白质氨基酸的原料制氨基酸的原料制鲜汤。3.氨基酸的性质（1）溶解性9化学工业出版社化学工业出版社 （2 2）熔点）熔点氨基酸属于高熔点化合物，其熔点可氨基酸属于高熔点化合物，其熔点可高达高达200300。氨基酸在尚未达到或接近熔点氨基酸在尚未达到或接近熔点时，会，会发生分解或其他反生分解或其他反应而遭破坏。而遭破坏。在烹在烹饪加工中，加工中，应注意加工温度和注意加工温度和处理理时间。（。（举例例:谷氨酸谷氨酸钠受受热分解分解）（2）熔点氨基酸属于高熔点化合物，其熔点可高达20030010化学工业出版社化学工业出版社 谷氨酸谷氨酸钠(味精味精)受受热分解分解HOOC-CH2CH2CH(NH2)-COONa谷氨酸钠（鲜味）-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。谷氨酸钠(味精)受热分解HOOC-CH2CH2CH(NH2)11化学工业出版社化学工业出版社 （3）味）味觉大多数氨基酸及其衍生物都具有呈味大多数氨基酸及其衍生物都具有呈味的功能的功能。氨基酸的味。氨基酸的味觉与其立体构型与其立体构型有关。有关。D-型氨基酸多数型氨基酸多数带有甜味，而有甜味，而L-型氨型氨基酸依其基酸依其侧链R基不同而有甜、苦、基不同而有甜、苦、鲜、酸四种不同的味感。、酸四种不同的味感。（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12化学工业出版社化学工业出版社 （4）两性）两性电离离氨基酸是两性离子氨基酸是两性离子酸性溶液中的酸性溶液中的AA AA 水溶液中的水溶液中的AA AA 碱性溶液中的碱性溶液中的AAAA（4）两性电离氨基酸是两性离子酸性溶液中的AA 水溶液中13化学工业出版社化学工业出版社 （5）脱）脱羧和脱氨和脱氨氨基酸属于典型的多官能氨基酸属于典型的多官能团化合物化合物，分子中有，分子中有氨基（氨基（NH2）、）、羧基（基（COOH）、支）、支链基基团（R）和）和氢原子（原子（H）。氨基酸的反。氨基酸的反应是指是指它的氨基和它的氨基和羧基以及基以及侧链上的官能上的官能团所参与的那所参与的那些反些反应。在食品中常在食品中常见的是脱的是脱羧反反应与脱氨反与脱氨反应。（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14化学工业出版社化学工业出版社 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。大部分是生成了腐胺和尸胺。是蛋白类原料质量下降的是蛋白类原料质量下降的重要指标重要指标。脱羧反应脱羧反应胺类胺类 氨基酸氨基酸 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中毒或者死亡 。黄鳝、甲鱼、螃蟹、金枪鱼这些原料在黄鳝、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。自然状态下一经死亡最好就不要食用，以防组胺中毒。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15化学工业出版社化学工业出版社 脱氨反应脱氨反应氨基酸氨基酸羧酸羧酸 氨基酸在氧化酶的作用下容易脱去氨基（氨基酸在氧化酶的作用下容易脱去氨基（NH2NH2），放），放出氨气，使食品原料具有一种刺激性味道出氨气，使食品原料具有一种刺激性味道 。氨气氨气脱氨反应氨基酸羧酸 氨基酸在氧化酶的作用下容易脱去氨基（16化学工业出版社化学工业出版社 （6）羰氨反氨反应羰氨反氨反应-氨基酸中的氨基与氨基酸中的氨基与还原糖中的原糖中的羰基在一定的条件下基在一定的条件下发生生缩合反合反应，脱去，脱去一分子的水，同一分子的水，同时伴有伴有产香、香、产色和色和质感感的一些的一些变化。化。这个反个反应是食品中的重要呈色、呈味反是食品中的重要呈色、呈味反应。这个反个反应也会造成氨基酸尤其是必需氨基也会造成氨基酸尤其是必需氨基酸酸赖氨酸的破坏及不期望的色氨酸的破坏及不期望的色泽和气和气味。味。（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17化学工业出版社化学工业出版社 （7）热分解分解氨基酸在加氨基酸在加热的的过程中，容易程中，容易发生分子生分子间共价共价键的断裂而生成小分子的化合物，如的断裂而生成小分子的化合物，如醇、醇、酮、酸、酸、杂环化合物、含硫化合物化合物、含硫化合物 。在烹在烹饪加工中，加工中，应注意加注意加热引起的氨基酸引起的氨基酸的的热分解作用。分解作用。过度加度加热不不仅使食物有一定的异味，而且使食物有一定的异味，而且还可能可能产生一些有毒有害的物生一些有毒有害的物质。（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18化学工业出版社化学工业出版社 （8）螯合作用）螯合作用氨基酸中的氨基酸中的NH2、COOH、SH在一在一定的条件下容易与一些金属离子如定的条件下容易与一些金属离子如Ca2+、Fe2+、Zn2+、Cu2+等等发生螯合反生螯合反应生成氨生成氨基酸金属离子螯合物基酸金属离子螯合物。如半胱氨酸易与如半胱氨酸易与铁螯合、螯合、苏氨酸易与氨酸易与钙螯螯合、谷氨酸易与合、谷氨酸易与铜螯合，螯合，这些螯合物可以些螯合物可以随同氨基酸一起被小随同氨基酸一起被小肠吸收吸收。提高了人体。提高了人体对某些金属离子如某些金属离子如钙、铁、锌的消化吸收。的消化吸收。合理搭配，荤素搭配合理搭配，荤素搭配（8）螯合作用氨基酸中的NH2、COOH、SH在一定的19化学工业出版社化学工业出版社 二、蛋白二、蛋白质的分子的分子结构构蛋白质结构层次蛋白质结构层次一级结构一级结构 基本结构基本结构二级结构二级结构三级结构三级结构四级结构四级结构空间结构空间结构 二、蛋白质的分子结构蛋白质结构层次一级结构 基本20化学工业出版社化学工业出版社 （一）蛋白（一）蛋白质的一的一级结构构蛋白蛋白质的一的一级结构，即蛋白构，即蛋白质的基本的基本结构，是指构，是指蛋白蛋白质中各种氨基酸按一定中各种氨基酸按一定顺序排列构成的蛋白序排列构成的蛋白质肽链骨架。骨架。-H2ONH2CHR1COHONH2CHR2COHO+NH2CHCR1OCOHONHCHR2肽键肽键氨基酸通过氨基酸通过肽键肽键(-CO-NH-)(-CO-NH-)相连而形成的化合物称为相连而形成的化合物称为肽肽。一般由十个以下的氨基酸缩合成的肽统称为寡肽，由十一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。个以上氨基酸形成的肽被称为多肽或多肽链。（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，21化学工业出版社化学工业出版社 维持蛋白持蛋白质一一级结构的作用力构的作用力是是肽键和二硫和二硫键化学化学键属属强相互作用，所以蛋白相互作用，所以蛋白质的一的一级结构非常构非常稳定，定，不易被破坏。不易被破坏。二硫二硫键的形成的形成:两个半胱氨酸中的两个半胱氨酸中的-SH-SH脱脱氢作用作用:稳定蛋白定蛋白质结构构 与生物活性有关与生物活性有关SH +HS SS维持蛋白质一级结构的作用力是肽键和二硫键化学键SH 22化学工业出版社化学工业出版社 (二二)空空间结构构1.二二级结构构 蛋白蛋白质的二的二级结构是指多构是指多肽链中主中主链原子在各局部空原子在各局部空间的排列分布状况，的排列分布状况，而不涉及各而不涉及各R侧链的空的空间排布。排布。已已测定的蛋白定的蛋白质中二中二级结构的主要形构的主要形式包括式包括-螺旋、螺旋、-折叠等。折叠等。(二)空间结构1.二级结构 23化学工业出版社化学工业出版社 （1）-螺旋螺旋多多肽链骨架沿中心骨架沿中心轴如螺旋如螺旋样盘曲上曲上升，每旋升，每旋转一圈一圈为3.6个氨基酸残基。个氨基酸残基。每个氨基酸残基升每个氨基酸残基升高高0.15nm，螺旋上，螺旋上升一圈的高度升一圈的高度为0.54nm。主要是右手螺旋。主要是右手螺旋。氢键是是稳定定-螺旋螺旋的主要次的主要次级键。（1）-螺旋多肽链骨架沿中心轴如螺旋样盘曲上升，每旋转一圈24化学工业出版社化学工业出版社 （2）-折叠折叠结构构-折叠折叠为种比种比较伸展、呈手伸展、呈手风琴状折叠的琴状折叠的肽链结构。构。稳定定-折叠的作用力：折叠的作用力：链间氢键（2）-折叠结构-折叠为种比较伸展、呈手风琴状折叠的25化学工业出版社化学工业出版社 2.三三级结构构蛋白蛋白质的多的多肽链在各种二在各种二级结构的基构的基础上再上再进一步一步盘曲曲或折叠形成具有一定或折叠形成具有一定规律的三律的三维空空间结构，称构，称为蛋白蛋白质的三的三级结构。构。蛋白蛋白质三三级结构的构的稳定主要有：定主要有：氢键、疏水、疏水键、盐键以以及范德及范德华力等。力等。三三级结构主要指氨基酸残基的构主要指氨基酸残基的侧链间的的结合。合。2.三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26化学工业出版社化学工业出版社 3.四四级结构构由两条以上具有由两条以上具有独立三独立三级结构构的多的多肽链通通过非共价非共价键相互相互结合而成一定空合而成一定空间结构的构的聚合体，称聚合体，称为蛋白蛋白质的四的四级结构。构。亚基基：其中的每一条多：其中的每一条多肽链称称为亚基。基。亚基基单独存在无生物活性只有聚合成四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。构才具有完整的生物活性。举例：血例：血红蛋白的四蛋白的四级结构构 3.四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27化学工业出版社化学工业出版社 实例例血血红蛋白蛋白血血红蛋白蛋白A由由两个两个亚基和基和两个两个亚基基组成，常以成，常以22表示。表示。亚基基间的聚合的聚合力依力依赖于于盐键、氢键、疏水、疏水键作用和范德作用和范德华力。力。实例血红蛋白血红蛋白A由两个亚基和两个亚基组成，常以28化学工业出版社化学工业出版社 三、蛋白三、蛋白质的分的分类 1.按分子形状分按分子形状分球状蛋白球状蛋白纤维状蛋白纤维状蛋白2.2.根据化学组成分根据化学组成分单纯蛋白单纯蛋白 结合蛋白结合蛋白 3.3.根据溶解度分根据溶解度分 可溶性蛋白可溶性蛋白 醇溶性蛋白醇溶性蛋白 不溶性蛋白不溶性蛋白 4.4.根据蛋白质的营养价值分根据蛋白质的营养价值分 完全蛋白完全蛋白 半完全蛋白半完全蛋白 不完全蛋白不完全蛋白 三、蛋白质的分类 1.按分子形状分球状蛋白纤维状蛋白229化学工业出版社化学工业出版社 第二节第二节 蛋白质的理化性质蛋白质的理化性质及其在烹饪中的应用及其在烹饪中的应用 第二节 蛋白质的理化性质及其在烹饪中的应用 30化学工业出版社化学工业出版社 一、蛋白一、蛋白质的的变性性（一）概念（一）概念当蛋白当蛋白质受到受到热或受到其它物理及化学作用或受到其它物理及化学作用时，其特有的空其特有的空间结构会构会发生生变化，使其性化，使其性质也随之也随之发生改生改变，如溶解度降低，如溶解度降低，对酶水解的敏感度提水解的敏感度提高，失去生理活性等，高，失去生理活性等，这种种现象称象称为变性作用。性作用。（不包括一（不包括一级结构上构上肽键的断裂）的断裂）一、蛋白质的变性（一）概念31化学工业出版社化学工业出版社 （一）蛋白（一）蛋白质变性的物理因素性的物理因素1.加加热 加加热是引起蛋白是引起蛋白质变性最常性最常见的物理因素，的物理因素，几乎所有的蛋白几乎所有的蛋白质在加在加热时都都发生生变性。性。变性温度：性温度：45458080变性的机制性的机制：加加热导致致维持蛋白持蛋白质空空间结构的构的那些次那些次级键特特别是是氢键迅速断裂，引起天然构象迅速断裂，引起天然构象解体而解体而变性。性。应用：高用：高压锅。（一）蛋白质变性的物理因素1.加热32化学工业出版社化学工业出版社 2.2.低温低温低温低温处理可理可导致某些蛋白致某些蛋白质冻结变性。性。原因主要有以下几个方面：原因主要有以下几个方面：（1）由于肌肉中的水）由于肌肉中的水冻结成冰成冰对肌肉肌肉组织产生膨生膨压。（2）水）水冻结后，更有利于失去水膜保后，更有利于失去水膜保护的蛋白的蛋白质与蛋白与蛋白质分子分子间相互聚集、凝沉而相互聚集、凝沉而变性。性。（3）Ca2、Mg2及脂肪及脂肪对蛋白蛋白质的低温的低温变性有性有促促进作用。作用。应用：用：磷酸磷酸盐、糖、甘油、糖、甘油等能减少蛋白等能减少蛋白质冻结变性率。性率。2.低温低温处理可导致某些蛋白质冻结变性。33化学工业出版社化学工业出版社 3.3.干燥干燥由于蛋白由于蛋白质脱去保脱去保护性水化膜，蛋白性水化膜，蛋白质分子互相靠近，分子互相靠近，由于分子由于分子间的相互作用而的相互作用而导致蛋白致蛋白质变性。性。4.4.机械机械处理理 由振由振动、捏合、打擦、捏合、打擦产生的机械运生的机械运动会破坏蛋白会破坏蛋白质分子分子的的结构，从而使蛋白构，从而使蛋白质变性。性。运用：运用：面面团的揉制的揉制5.5.界面界面 在水和空气、水和非水溶液或固相等界面吸附的蛋白在水和空气、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，会分子，由于受到不平衡力的作用，会发生生变性。性。运用：运用：蛋清糊菜肴的制作蛋清糊菜肴的制作3.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34化学工业出版社化学工业出版社 （二）蛋白（二）蛋白质变性的化学因素性的化学因素1.酸碱作用酸碱作用 大多数在特定的大多数在特定的pHpH值范范围内是内是稳定的，但在极定的，但在极端端pHpH条件下，蛋白条件下，蛋白质分子内部的可离解基分子内部的可离解基团受受强烈的静烈的静电排斥作用而使分子伸展、排斥作用而使分子伸展、变性。性。应用：用：酸奶酸奶饮料和奶酪的生料和奶酪的生产，松花蛋的制作，松花蛋的制作（二）蛋白质变性的化学因素1.酸碱作用35化学工业出版社化学工业出版社 2.2.有机溶剂作用有机溶剂作用 在蛋白在蛋白质溶液中，有机溶溶液中，有机溶剂能能够夺取蛋白取蛋白质颗粒上的水膜；粒上的水膜；同同时，有机溶，有机溶剂能能够降低溶液的介降低溶液的介电常数，加常数，加强了同一了同一个或相个或相邻蛋白蛋白质分子中相反分子中相反电荷之荷之间的吸引力，使蛋白的吸引力，使蛋白质分子分子趋于凝聚、沉淀。于凝聚、沉淀。应用用：“醉蟹醉蟹”、“酒醉泥螺酒醉泥螺”、“平湖糟蛋平湖糟蛋”的制作的制作3.重金属重金属盐作用作用 过渡金属如渡金属如PbPb、HgHg、CrCr、AgAg等能与蛋白等能与蛋白质的的羧基相互作用，基相互作用，生成不溶性沉淀物。生成不溶性沉淀物。CuCu、FeFe、HgHg、AgAg等等还易与蛋白易与蛋白质分分子中的子中的-SH-SH形成形成稳定的化合物，而降低蛋白定的化合物，而降低蛋白质的的稳定性。定性。应用：用：牛奶、生牛奶、生鸡蛋清等解毒蛋清等解毒2.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36化学工业出版社化学工业出版社 （三）蛋白（三）蛋白质变性在烹性在烹饪中的中的应用用蛋白蛋白质热变性的性的应用用 举例例1：在烹在烹饪中采用爆、炒、涮等方法，中采用爆、炒、涮等方法，进行快速高温行快速高温加加热，加快了蛋白，加快了蛋白质变性的速度，原料表面因性的速度，原料表面因变性凝固、性凝固、细胞孔隙胞孔隙闭合，合，导致原料内部的致原料内部的营养素和水分不会外流，养素和水分不会外流，从而达到菜肴口感从而达到菜肴口感鲜嫩的的目的，并且能保持嫩的的目的，并且能保持较多的多的营养成分不受养成分不受损失。失。举例例2：蛋白：蛋白质因加因加热引起的引起的变性，性，还可增可增强大豆食品的大豆食品的适口性。适口性。举例例3：蛋品的烹：蛋品的烹调和糕点的加工，也是和糕点的加工，也是应用了卵蛋白的用了卵蛋白的热变性凝固的性性凝固的性质。（三）蛋白质变性在烹饪中的应用蛋白质热变性的应用 37化学工业出版社化学工业出版社 二、两性性二、两性性质和等和等电点点蛋白蛋白质是两性是两性电解解质，在不同在不同pHpH溶液中呈阳离子、阴离溶液中呈阳离子、阴离子或两性离子。子或两性离子。蛋白质的等电点（蛋白质的等电点（pIpI）：当蛋白质颗粒为两性离子时，）：当蛋白质颗粒为两性离子时，即所带净电荷为即所带净电荷为0 0时的时的pHpH。在在pHpHpIpI时，分子净电荷为零；时，分子净电荷为零；在在pHpIpHpI时，酸式离解强于碱式离解，分子带上负电；时，酸式离解强于碱式离解，分子带上负电；在在pHpIpHpI时，碱式离解强于酸式离解，分子带上正电。时，碱式离解强于酸式离解，分子带上正电。二、两性性质和等电点蛋白质是两性电解质，在不同pH溶液中呈阳38化学工业出版社化学工业出版社 两性性质和等电点的应用两性性质和等电点的应用由由于于溶溶液液的的pHpH值改改变对蛋蛋白白质分分子子的的带电状状况况有有直直接接影影响响，从从而而对蛋蛋白白质的的变性性、胶胶体体性性等等有有直直接影响。接影响。在在等等电点点时，蛋蛋白白质净电荷荷为零零，对水水的的吸吸引引力力小小；而而且且因因分分子子内内各各部部分分之之间电斥斥力力最最弱弱，分分子子能能更更趋紧凑凑，与与水水的的接接触触面面小小，所所以以水水化化作作用用弱弱，因因此此溶溶解解度度、溶溶胀能能力力、粘粘度度都都降降到到最最低低点点。在在等等电点点时，蛋蛋白白质可可能能会会沉沉淀淀下下来来，这叫叫等等电沉淀沉淀。例如例如，牛奶中加酸立刻会看到絮状沉淀。，牛奶中加酸立刻会看到絮状沉淀。两性性质和等电点的应用由于溶液的pH值改变对蛋白质分子的带电39化学工业出版社化学工业出版社 三、吸水性和持水性三、吸水性和持水性（一）蛋白（一）蛋白质的吸水性的吸水性1.吸水理吸水理论 由于蛋白由于蛋白质分子表面分布着各种不同的分子表面分布着各种不同的亲水基，如氨基、水基，如氨基、羧基及氨基酸的基及氨基酸的侧链等，等，能通能通过氢键、静、静电引力、疏水作用等形式引力、疏水作用等形式与水分子相互与水分子相互结合，合，蛋白蛋白质表面被一表面被一层水水分子分子紧紧包包围。蛋白。蛋白质的的这种能力称种能力称为蛋蛋白白质的的水化作用水化作用。吸附在蛋白。吸附在蛋白质分子表面分子表面水水层中的水，它不再具有溶解其他溶中的水，它不再具有溶解其他溶质的的性性质，这一部分水称一部分水称为结合水合水。三、吸水性和持水性（一）蛋白质的吸水性40化学工业出版社化学工业出版社 2.2.吸水过程吸水过程干燥蛋白质干燥蛋白质单分子水层单分子水层多分子水层多分子水层体相水（表面、微毛细管吸附）体相水（表面、微毛细管吸附）蛋白质溶胀蛋白质溶胀形成不溶的团块形成不溶的团块 溶剂水分散（蛋白质溶液）溶剂水分散（蛋白质溶液）2.吸水过程干燥蛋白质单分子水层多分子水层体相水（表面、微毛41化学工业出版社化学工业出版社 3.3.影响蛋白质吸水性的因素影响蛋白质吸水性的因素（1）蛋白）蛋白质的的结构构（2）浓度度（3）pH值（4）温度）温度（5）离子）离子强度度 3.影响蛋白质吸水性的因素（1）蛋白质的结构 42化学工业出版社化学工业出版社 （二）蛋白质的持水性（二）蛋白质的持水性 概念：蛋白概念：蛋白质的持水性是指的持水性是指水化了的蛋白水化了的蛋白质胶体胶体牢固束牢固束缚住水并使其不住水并使其不丢失的能力。失的能力。包括了包括了结合合水和自由水。食品的持水性更水和自由水。食品的持水性更应该在控制自由水在控制自由水方面。方面。蛋白蛋白质的的凝胶凝胶结构构是食品高持水性的是食品高持水性的结构基构基础。高水化作用是高持水性的高水化作用是高持水性的前提前提。影响水化作用的。影响水化作用的因素也会影响持水性。因素也会影响持水性。食品在烹食品在烹饪中持水性或保留水的能力与保中持水性或保留水的能力与保证肉肉类菜肴的菜肴的鲜嫩口感与嫩口感与质量有重要关系。量有重要关系。（二）蛋白质的持水性 概念：蛋白质的持水性是指水化了的蛋白质43化学工业出版社化学工业出版社 （一）溶胀现象（一）溶胀现象 概念：概念：由于小分子物质钻到蛋白质大分子化合由于小分子物质钻到蛋白质大分子化合物分子间的空隙中去，导致蛋白质体积胀大的物分子间的空隙中去，导致蛋白质体积胀大的现象称为蛋白质的溶胀现象。现象称为蛋白质的溶胀现象。四、溶四、溶胀现象象有限溶胀（蛋白质的膨润）有限溶胀（蛋白质的膨润）溶胀有两种形式溶胀有两种形式：无限溶胀（蛋白质的溶解）无限溶胀（蛋白质的溶解）溶胀所形成的体系叫溶胀所形成的体系叫凝胶凝胶（一）溶胀现象四、溶胀现象有限溶胀（蛋白质的膨润）溶胀有两44化学工业出版社化学工业出版社 （二）膨润理论（二）膨润理论 干凝胶的膨润程度可以用干凝胶的膨润程度可以用膨润度膨润度表示：表示：膨润度膨润度是指是指1g干凝胶膨润时吸进的干凝胶膨润时吸进的液态的质量。液态的质量。（二）膨润理论 干凝胶的膨润程度可以用膨润度表示：膨润度是指45化学工业出版社化学工业出版社 （三）影响膨润的因素（三）影响膨润的因素 1.1.蛋白蛋白质的的变性程度性程度 2.2.介介质的的pHpH值 3.3.温度温度 （三）影响膨润的因素 1.蛋白质的变性程度46化学工业出版社化学工业出版社 pHpH值对于蛋白于蛋白质溶溶涨及膨及膨润度的影响非常大度的影响非常大应用：用：干干货的碱的碱发 pH值对于蛋白质溶涨及膨润度的影响非常大47化学工业出版社化学工业出版社 五、粘五、粘结性性概述：概述：蛋白蛋白质溶液是溶液是稳定的胶体溶液。具有高粘定的胶体溶液。具有高粘度，易沉淀、胶凝等胶粘特性。度，易沉淀、胶凝等胶粘特性。（一）粘度（一）粘度 蛋白蛋白质溶液的粘度溶液的粘度反映出它流反映出它流动的阻力。的阻力。蛋白蛋白质分子的固有特性，例如分子的固有特性，例如分子大小分子大小、体体积、形状形状、电荷数荷数及及浓度度的大小等影响蛋白的大小等影响蛋白质溶液的粘度溶液的粘度；了解蛋白了解蛋白质溶液的粘度溶液的粘度对制作液制作液态、膏状、膏状、酱状和糊状状和糊状食品食品(例如例如饮料、肉料、肉汤、汤汁、汁、炼乳、酸奶、沙司和稀奶乳、酸奶、沙司和稀奶油等油等)过程中确定最佳加工工程中确定最佳加工工艺具有具有实际意意义。五、粘结性概述：蛋白质溶液是稳定的胶体溶液。具有高粘度，易沉48化学工业出版社化学工业出版社 （二）沉淀（二）沉淀 1.概念：蛋白概念：蛋白质分子凝聚并从溶液中析出的分子凝聚并从溶液中析出的现象象称称为蛋白蛋白质沉淀。沉淀。2.蛋白蛋白质沉淀的影响因素沉淀的影响因素 pH值和和电解解质的影响：的影响：盐溶作用溶作用、盐析作用析作用 有机溶有机溶剂的影响的影响重金属离子，生物碱重金属离子，生物碱试剂的影响的影响温度温度的影响的影响（二）沉淀 1.概念：蛋白质分子凝聚并从溶液中析出的现象称49化学工业出版社化学工业出版社 亲水亲水 憎水憎水 PHPIPHPI去水化层去水化层 去水化层去水化层 发生沉淀发生沉淀 (水化作用小水化作用小)发生凝集、胶凝等作用发生凝集、胶凝等作用(水化作用小水化作用小,而分子间疏水吸引力大而分子间疏水吸引力大)注：大椭圆圈表示水化层，小椭圆圈为蛋白质分子，阴影部分为疏水区域注：大椭圆圈表示水化层，小椭圆圈为蛋白质分子，阴影部分为疏水区域 蛋白质去水化，沉淀和凝集蛋白质去水化，沉淀和凝集:亲水 憎水 PHPI PH=PI 50化学工业出版社化学工业出版社 （三）胶凝（三）胶凝 胶凝胶凝：指溶胶在一定条件下：指溶胶在一定条件下转变成凝胶的成凝胶的现象。象。如肉如肉汤冷后成冷后成为肉肉冻、豆、豆浆中加入中加入钙镁盐后凝成后凝成豆腐等。豆腐等。蛋白蛋白质的胶凝作用与蛋白的胶凝作用与蛋白质溶液的沉淀凝集、和溶液的沉淀凝集、和凝固凝固)不同。不同。（三）胶凝 胶凝：指溶胶在一定条件下转变成凝胶的现象。51化学工业出版社化学工业出版社 形成凝胶的条件形成凝胶的条件:(1(1）在在多多数数情情况况下下热处理理是是凝凝胶胶形形成成的的必必需需条条件件，然然后后再再冷冷却却。有有时加加入入少少量量的的酸酸或或CaCa2+2+盐可可提提高高胶胶凝凝速速度度和和胶凝胶凝强度；度；（2 2）有有时不不需需要要加加热也也可可以以形形成成凝凝胶胶，如如有有些些蛋蛋白白质只只需需要要加加入入CaCa2+2+盐，或或适适当当的的酶解解，或或加加入入碱碱使使之之碱碱化化后再后再调PHPH值至等至等电点，就可点，就可发生胶凝作用。生胶凝作用。形成凝胶的条件:(1）在多数情况下热处理是凝胶形成的必52化学工业出版社化学工业出版社 蛋白质的胶凝作用在烹饪加工中的应用蛋白质的胶凝作用在烹饪加工中的应用 如蛋如蛋类制品中的：制品中的：“水煮蛋水煮蛋”、“咸蛋咸蛋”、“皮蛋皮蛋”乳制品中的乳制品中的“干酪干酪”豆豆类产品中的品中的“豆腐豆腐”、“豆皮豆皮”等等水水产制品中的制品中的“鱼丸丸”、“鱼糕糕”等等肉肉类制品中的制品中的“肉皮肉皮冻”、“水晶肉水晶肉”、“芙蓉菜芙蓉菜”等等 蛋白质的胶凝作用在烹饪加工中的应用 如蛋类制品中的：“水煮蛋53化学工业出版社化学工业出版社 六、起泡性和六、起泡性和稳定性定性（一）泡沫的形成（一）泡沫的形成食品泡沫食品泡沫是指气泡是指气泡(空气、二氧化碳气体空气、二氧化碳气体)分散在分散在含有可溶性表面活性含有可溶性表面活性剂的的连续液液态或半固体相中或半固体相中的分散体系的分散体系。常常见的食品泡沫有：蛋糕、蛋泡、蛋糖霜、蛋糕的食品泡沫有：蛋糕、蛋泡、蛋糖霜、蛋糕的其它的其它饰料、冰淇淋、啤酒泡沫、面包及烹料、冰淇淋、啤酒泡沫、面包及烹饪加加热奶、豆奶、豆浆和肉和肉类的泡沫的泡沫热凝物等。凝物等。形成蛋白形成蛋白质泡沫的方法主要有：泡沫的方法主要有：鼓泡法鼓泡法、打擦起打擦起泡法泡法和和减减压起泡法起泡法等。等。六、起泡性和稳定性（一）泡沫的形成54化学工业出版社化学工业出版社 AB CDE 液体液体 气体分散液气体分散液 泡沫泡沫A原液体体积原液体体积 B 掺入气体体积掺入气体体积 C 气体分散液总体积气体分散液总体积D泡沫中的液体体积泡沫中的液体体积（=EB）E 泡沫体积泡沫体积泡沫体积泡沫体积=100E/A 膨胀量膨胀量=100B/A=100（CA）/A发泡力发泡力=100B/D 泡沫相体积泡沫相体积=100B/E鼓泡法形成泡沫图解鼓泡法形成泡沫图解AB CDE 液体 55化学工业出版社化学工业出版社 （二）起泡性和（二）起泡性和稳定性定性起泡能力起泡能力是指液体在外界条件下，生成泡沫的是指液体在外界条件下，生成泡沫的难易程度。易程度。泡沫的泡沫的稳定性定性是指泡沫生成后的持久性。是指泡沫生成后的持久性。蛋白蛋白质不不仅是很好的起泡是很好的起泡剂，更重要的是，更重要的是还有有稳泡性。泡性。蛋白蛋白质能降低表面能降低表面张力，形成具有一力，形成具有一层粘粘结、富有、富有弹性而不透气的蛋白性而不透气的蛋白质膜，能膜，能较长时间保持泡沫不破保持泡沫不破灭。另外，蛋白。另外，蛋白质在液膜中的存在在液膜中的存在大大提高了液体的粘度，液体的流大大提高了液体的粘度，液体的流动减小，减小，这对泡沫的泡沫的稳定也有益。定也有益。（二）起泡性和稳定性起泡能力是指液体在外界条件下，生成泡沫的56化学工业出版社化学工业出版社 （三）影响起泡和（三）影响起泡和稳泡的因素及泡的因素及应用用 蛋白质种类蛋白质种类PH值值粘度粘度温度温度消泡剂消泡剂（三）影响起泡和稳泡的因素及应用 蛋白质种类57化学工业出版社化学工业出版社 起泡和起泡和稳泡的影响因素及泡的影响因素及应用用 提高泡沫中主体液相的粘度，一方面有利于气泡提高泡沫中主体液相的粘度，一方面有利于气泡的的稳定，但同定，但同时也会抑制气泡的膨也会抑制气泡的膨胀。所以，在。所以，在打蛋泡打蛋泡时，糖糖可考可考虑在打擦起泡后加入。在打擦起泡后加入。脂脂类会会损害蛋白害蛋白质的起泡性，在打蛋白的起泡性，在打蛋白发泡泡时，应避免含脂高的蛋黄。避免含脂高的蛋黄。消泡消泡剂的影响：的影响：高高级醇、脂肪酸及醇、脂肪酸及酯、酸、酸、钙或或镁盐、磷脂、磷脂等。等。起泡和稳泡的影响因素及应用 提高泡沫中主体液相的粘度，一方面58化学工业出版社化学工业出版社 七、蛋白七、蛋白质的水解的水解 蛋蛋白白质经过酸酸、碱碱或或酶催催化化水水解解后后，经过一一系系列列中中间产物物，最最后后生生成成氨氨基基酸酸，中中间产物物主主要要是是蛋白蛋白胨和各种和各种肽类。蛋白。蛋白质水解水解过程：程：蛋白蛋白蛋白蛋白质质 蛋白蛋白蛋白蛋白胨胨 多多多多肽肽 二二二二肽肽 氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸七、蛋白质的水解 蛋白质经过酸、碱或酶催化水解后，经过一系59化学工业出版社化学工业出版社 蛋白蛋白质的水解的水解类型及特点：型及特点：（一）完全水解（一）完全水解（产物是各种物是各种氨基酸氨基酸）碱水解碱水解：可以使胱氨酸、半胱氨酸、精氨酸破坏，并引起可以使胱氨酸、半胱氨酸、精氨酸破坏，并引起 氨基酸的外消旋化；氨基酸的外消旋化；酸水解酸水解：可破坏色氨酸；可破坏色氨酸；（二）不完全水解（二）不完全水解（产物是各种大小不等的物是各种大小不等的肽段段和和氨基酸氨基酸）：酶水水解解：它它的的反反应条条件件温温和和，副副反反应少少，对氨氨基基酸酸破破坏坏少少，缺点是缺点是酶水解水解时间较长且水解也且水解也难彻底，中底，中间产物多。物多。蛋白质的水解类型及特点：（一）完全水解（产物是各种氨基酸 60化学工业出版社化学工业出版社 蛋白蛋白质水解在烹水解在烹饪中的中的应用用 富含蛋白富含蛋白质和脂肪的原料，采用和脂肪的原料，采用烧、煮、炖、煨、煮、炖、煨、焖等等烹烹调技技术，使蛋白，使蛋白质水解水解产生生氨基酸和低聚氨基酸和低聚肽，原料中，原料中的的呈味物呈味物质就不断溶于就不断溶于汤中，不但使菜肴酥中，不但使菜肴酥烂，而且汁，而且汁浓味厚。味厚。发酵食品中的酵食品中的豆豆酱、酱油油是利用大豆蛋白是利用大豆蛋白为原料原料经酶水水解制成，含有呈解制成，含有呈鲜味的味的谷氨酸谷氨酸钠外，外，还含有以天含有以天门冬氨冬氨酸、谷氨酸和亮氨酸构成的低聚酸、谷氨酸和亮氨酸构成的低聚肽，从而，从而赋予予这类食品食品鲜香的味道。香的味道。含有含有蹄筋、肉皮蹄筋、肉皮等等结缔组织的原料中含有的原料中含有较多的多的胶元蛋胶元蛋白白，胶元蛋白是很，胶元蛋白是很难被人体利用的。需要被人体利用的。需要长时间的加的加热，尽可能地使胶元蛋白水解尽可能地使胶元蛋白水解为明胶明胶，使烹制出来的菜肴柔，使烹制出来的菜肴柔软、爽滑，便于人体吸收。、爽滑，便于人体吸收。蛋白质水解在烹饪中的应用 富含蛋白质和脂肪的原料，采用烧、煮61化学工业出版社化学工业出版社 羰氨反氨反应（美拉德反（美拉德反应）八、加八、加热对氨基酸的影响氨基酸的影响氨基酸裂解反应和异构化氨基酸裂解反应和异构化其它反应其它反应 羰氨反应（美拉德反应）八、加热对氨基酸的影响62化学工业出版社化学工业出版社 （一）（一）羰氨反氨反应（美拉德反（美拉德反应）羰氨反氨反应指含有指含有氨基氨基的化合物和含有的化合物和含有羰基基的化的化合物之合物之间经缩合、聚合合、聚合而生成而生成类黑精的反黑精的反应。此反此反应最初是由法国化学家最初是由法国化学家美拉德美拉德于于19121912年在年在将甘氨酸与葡萄糖混合共将甘氨酸与葡萄糖混合共热时发现的的,故又称故又称为美拉德反美拉德反应。反反应物中物中羰基基化合物包括化合物包括醛、酮、还原糖原糖，氨氨基基化合物包括化合物包括氨基酸、蛋白氨基酸、蛋白质、胺、胺、肽等。等。羰氨反氨反应可以可以给食品与菜肴的食品与菜肴的色色泽、风味、味、营养价养价值等品等品质带来深刻的影响。来深刻的影响。（一）羰氨反应（美拉德反应）羰氨反应指含有氨基的化合物和含有63化学工业出版社化学工业出版社 1.美拉德反美拉德反应与食品色与食品色泽*美拉德反应赋予食品一定的深颜色，比如面美拉德反应赋予食品一定的深颜色，比如面包、咖啡、红茶、啤酒、糕点、酱油，对于这包、咖啡、红茶、啤酒、糕点、酱油，对于这些食品颜色的产生都是我们期望得的。但有些些食品颜色的产生都是我们期望得的。但有些食品会因羰氨褐变带来品质下降食品会因羰氨褐变带来品质下降 ，比如乳品，比如乳品加工过程中，如果杀菌温度控制的不好，乳中加工过程中，如果杀菌温度控制的不好，乳中的乳糖和酪蛋白发生美拉德反应会使乳呈现褐的乳糖和酪蛋白发生美拉德反应会使乳呈现褐色，影响了乳品的品质。色，影响了乳品的品质。1.美拉德反应与食品色泽*美拉德反应赋予食品一定的深颜色，64化学工业出版社化学工业出版社 2.美拉德反美拉德反应与食品与食品风味味通通过美拉德反美拉德反应，可制，可制备各种不同各种不同风味、味、香味的物香味的物质。举例：核糖分例：核糖分别与半胱氨酸及谷胱甘与半胱氨酸及谷胱甘肽反反应后会分后会分别产生烤猪肉香味和烤牛肉香味。生烤猪肉香味和烤牛肉香味。酱香型白酒的香型白酒的风味味 生生产肉肉类香精香精 2.美拉德反应与食品风味通过美拉德反应，可制备各种不同风味65化学工业出版社化学工业出版社 （二）氨基酸裂解反（二）氨基酸裂解反应和异构化和异构化蛋白蛋白蛋白蛋白质质中的氨基酸残基和游离氨基酸在中的氨基酸残基和游离氨基酸在中的氨基酸残基和游离氨基酸在中的氨基酸残基和游离氨基酸在100100以上以上以上以上强热强热，或在或在或在或在强强氧化氧化氧化氧化剂剂、强强碱下，都会碱下，都会碱下，都会碱下，都会发发生裂解反生裂解反生裂解反生裂解反应应。如：。如：。如：。如：-NH2、羧基分基分别脱去，脱去，产生生CO2、NH3、胺、胺、醛和和酮酸。酸。巯基以基以H2S方式脱去，或方式脱去，或产生其它含硫有机物（硫醇和生其它含硫有机物（硫醇和硫硫醚），或氧化），或氧化为亚砜、砜、次磺酸、次磺酸、亚磺酸和磺酸。磺酸和磺酸。烹烹饪中的中的煸、爆、烤等、爆、烤等强热加工。加工。（二）氨基酸裂解反应和异构化蛋白质中的氨基酸残基和游离氨基酸66化学工业出版社化学工业出版社 （三）其他反（三）其他反应蛋白蛋白质在在强热过程中，分子中程中，分子中赖氨酸氨酸残基残基的的NH2，容易与，容易与天天门冬氨酸冬氨酸或或谷氨酸谷氨酸的的羧基基发生反生反应，形成，形成酰胺胺键，导致蛋白致蛋白质很很难被蛋白被蛋白酶水解，蛋白水解，蛋白质的的营养价养价值降低降低。（三）其他反应蛋白质在强热过程中，分子中赖氨酸残基的NH67化学工业出版社化学工业出版社 思考思考题 1.指出蛋白指出蛋白质的元素的元素组成及基本构成成及基本构成单位。位。2.为什么什么说氨基酸、蛋白氨基酸、蛋白质都是两性物都是两性物质?3.等等电点点时蛋白蛋白质的物理性的物理性质有何有何变化？有何化？有何应用用?4.什么是蛋白什么是蛋白质的一的一级结构和高构和高级结构构?并指出并指出维系其系其结构构稳定性的化学定性的化学键。5.说明影响蛋白明影响蛋白质变性的因素以及性的因素以及变性性对烹烹饪和食和食品加工的意品加工的意义。6.怎怎样使蛋白使蛋白质发生沉淀和凝聚生沉淀和凝聚?为什么大多数蛋白什么大多数蛋白溶液加溶液加热、加酸、加有机溶、加酸、加有机溶剂会沉淀会沉淀?7.蛋白蛋白质水化作用是怎水化作用是怎样产生的生的?8.什么是凝胶和溶胶什么是凝胶和溶胶?简述凝胶的形成与述凝胶的形成与结构。构。思考题 1.指出蛋白质的元素组成及基本构成单位。68化学工业出版社化学工业出版社 9.什么是膨什么是膨润和膨和膨润度度?简述膨述膨润理理论。10.干干货原料的原料的涨发通常采用什么方法通常采用什么方法?各依据什么各依据什么原理原理?11.为什么蛋白什么蛋白质具起泡性、具起泡性、稳泡性泡性?解解释搅打蛋清打蛋清液或加液或加热煮牛奶、肉煮牛奶、肉类会会产生大量泡沫的原理。生大量泡沫的原理。12.简述豆腐制作述豆腐制作过程中蛋白程中蛋白质的有关的有关变化，化，为什么什么制作制作时需加需加热和加和加盐卤？13.烹烹饪加工中蛋白加工中蛋白质可可发生哪些化学反生哪些化学反应?14.蛋白蛋白质水解水解过程及程及产物怎物怎样?有何有何应用？用？15.说明加明加热氨基酸会有什么氨基酸会有什么变化以及化以及对烹烹饪和食品和食品加工的意加工的意义。16.名名词解解释：蛋白：蛋白质系数、等系数、等电点、必需氨基酸、点、必需氨基酸、蛋白蛋白质变性、性、盐析、溶析、溶胀现象、胶凝作用、蛋白象、胶凝作用、蛋白质水解水解 9.什么是膨润和膨润度?简述膨润理论。69