介绍谷物蛋白质

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 谷物蛋白质,蛋白质分子的组成,蛋白质的元素组成,蛋白质的基本组成单位（氨基酸,）,氨基酸的不同结构，肽键的基本形式,氨基酸的分类,（,根据R基团的结构不同分类,；,根据极性不同分类,）,蛋白质的多级结构,蛋白质的理化性质,蛋白质的胶体性质,蛋白质的两性电离和等电点,蛋白质的变性,蛋白质的沉淀,蛋白质的呈色反应,谷物蛋白质概述,蛋白质是生物体的主要组成部分，植物体内的蛋白质虽然比动物体的要少，但也是植物细胞的重要成分。,谷物中的蛋白质含量会因种类、品种、土壤、气候及栽培条件等的不同而呈现差异。,一些常见谷物的蛋白质含量,蛋白质来源,蛋白质含量（%）,蛋白质来源,蛋白质含量（%）,普通硬麦,1213,燕麦,1112,普通软麦,7.510,高粱,1012,硬粒小麦,13.515,大麦,1213,大米,79,玉米（马齿种）,910,黑麦,1112,谷物蛋白质常用分类方法,传统的奥斯本-门德尔（Osborne-Mendel）分离法,清蛋白类（albumins）,：溶于水，加热凝固，为强碱、金属盐类或有机溶剂所沉淀，能被饱和硫酸铵盐析。,球蛋白类（glubulins）,：不溶于水，溶于中性盐稀溶液，加热凝固，为有机溶剂所沉淀，添加硫酸铵至半饱和状态时则沉淀析出。,醇溶蛋白类（prolamins）,：不溶于水及中性盐溶液，可溶于7090%的乙醇溶液，也可溶于稀酸及稀碱溶液，加热凝固。该类蛋白质仅存在于谷物中，如小麦醇溶蛋白。,谷蛋白类（glutelin）,：不溶于水、中性盐溶液及乙醇溶液中、但溶于稀酸及稀碱溶液，加热凝固。该蛋白也仅存在于谷类籽粒中，常常是与醇溶谷蛋白分布在一起，典型的例子是小麦谷蛋白。,一、小麦蛋白质,小麦中含有小麦面筋蛋白质，约占面筋干重的85以上，其中主要是麦胶蛋白（醇溶蛋白）和麦谷蛋白（谷蛋白）。麦胶蛋白的含量约比麦谷蛋白少10%。,这两种蛋白质分离方便，在稀酸中溶解面筋，添加乙醇配成70%的乙醇溶液，然后添加足够的碱以中和酸，在4下放置一夜，麦谷蛋白沉淀，溶液中剩下麦胶蛋白。,当面粉加水和成面团的时候，麦胶蛋白和麦谷蛋白按一定规律相结合，构成像海绵一样的网络结构，组成面筋的骨架，其他成分如脂肪、糖类、淀粉和水都包藏在面筋骨架的网络之中，这就使得面筋具有弹性和可塑性。,麦胶蛋白和麦谷蛋白都是高分子亲水性化合物，核心部分由疏水性基团构成，外壳由亲水性化合物构成。,当水分子与蛋白质的亲水基团互相作用时就形成水化物：湿面筋。水化作用由表及里逐步进行，表面作用阶段体积增大，吸水量较少。当吸水胀润进一步进行时，水分子进一步扩散到蛋白质分子中去，蛋白质胶粒犹如一个渗透袋，使吸水量大增。,吸水后的湿面筋保持了原有的自然活性及天然物理状态，具有粘性、弹性、延伸性、薄膜成型性和乳化性等功能性质,。,麦胶蛋白是一类具有类似特性的蛋白质，其平均分子量约为40,000，单链，水合时胶粘性极大，这类蛋白质的抗延伸性小或无，这可以认为是造成面团粘合性的主要原因。,麦谷蛋白是一类不同组分的蛋白质，多链，分子量变化于100,000至数百万之间，平均分子量为3,000,000，有弹性但无粘性，麦谷蛋白使面团具有抗延伸性。,面筋蛋白质的质量评价,一般通过面团流变学特性测定（粉质曲线、拉伸曲线、吹泡示功曲线）来进行。,粉质曲线：,在定量的小麦粉中加入水，在恒定温度下将小麦粉揉成面团。根据揉制面团过程中混合搅拌刀所受到的阻力，由仪器自动绘出一条粉质曲线，从粉质曲线上可以得到吸水率、面团形成时间、稳定性、衰减度等参数。,A.面团最大稠度,B.面团形成时间(min),C.面团稳定时间(min),D.面团坚韧性指数,E.面团弱化程度（衰减度）,(12min,Bu),粉质曲线（farinogram）,拉伸曲线：,将通过粉质仪制备好的面团揉搓成粗短的面条，将面条两端固定，中间用钩向下拉，直到拉断为止，抗拉阻力以曲线的形式自动记录下来。,可以反映麦谷蛋白赋予面团的强度的抗延伸阻力，以及麦醇溶蛋白提供的易流动性和延伸性所需要的粘合力。,Rs:延伸阻力（50mm）,Rs:校正阻力,Rm:最大阻力,E:延伸性（mm）,拉伸曲线（extensogram）,吹泡示功曲线：,测定原理与拉伸曲线类似，都是根据面团变形所用比功、抗拉伸阻力和延伸性来测定面团的性质。不同的是，它用吹泡的方式使面团变形。,从吹泡示功曲线得到抗变形阻力（张力）和延伸性的数值，曲线下所包括的面积可以换算成1g面团变形直至破裂所需要的比功。,P：吹泡过程中所需最大压力（mm）,W：吹泡所用的功（mJ）,L：破裂点的平均最大横坐标（mm）,吹泡示功曲线（alveogram）,面筋、麦胶蛋白、麦谷蛋白的氨基酸组成（mol/10,5,g蛋白质）,氨基酸,面筋,麦胶蛋白,麦谷蛋白,精氨酸,20,15,20,组氨酸,15,15,13,赖氨酸,9,5,13,苏氨酸,21,18,26,丝氨酸,40,38,50,天冬氨酸,22,20,23,谷氨酸,290,317,278,甘氨酸,47,25,78,丙氨酸,30,25,34,缬氨酸,45,43,41,亮氨酸,59,62,57,异亮氨酸,33,37,28,脯氨酸,137,148,114,酪氨酸,20,16,25,苯丙氨酸,32,38,27,色氨酸,6,5,8,胱氨酸/2,14,10,10,蛋氨酸,12,12,12,谷氨酸含量达总氨基酸的,33%,，是生产味精的原料。,小麦中谷氨酰胺水平高引起氮含量高，小麦蛋白质的含量估计是其含氮量的,5.7,倍。,小麦蛋白质,的氨基酸组,成不平衡，,第一限制性,氨基酸是赖,氨酸，第二,限制性氨基,酸是苏氨酸。,二、玉米蛋白质,玉米籽粒中蛋白质含量一般在10左右，其中80在玉米胚乳中，而另外20在玉籽粒的玉米胚中。玉米籽粒中的胚乳同时有玻璃质和不透明部分，是由于蛋白质的分配不同导致。,玉米蛋白质以离散的蛋白质体和间质蛋白质存在于胚乳中，玉米籽粒中粗蛋白的4050是人畜体内不能吸收利用的醇溶蛋白（亦称为胶蛋白）。约28%的谷蛋白和约17%是采用传统的奥斯本-门德尔分离法未发现的部分（以二硫键交联的醇溶蛋白）。,从营养学的角度讲，玉米的蛋白质品质比起水稻和小麦籽粒中的蛋白质就要差得多，消化率也低，蛋白质的利用率只有57左右。,玉米胚乳蛋白质的氨基酸组成（蛋白质）,氨基酸,玉米胚乳,赖氨酸,2.0,组氨酸,2.8,精氨酸,3.8,天冬氨酸,6.2,谷氨酸,21.3,色氨酸,0.6,苏氨酸,3.5,丝氨酸,5.2,脯氨酸,9.7,甘氨酸,3.2,丙氨酸,8.1,缬氨酸,4.7,胱氨酸,1.8,蛋氨酸,2.8,异亮氨酸,3.8,亮氨酸,14.3,酪氨酸,5.3,苯丙氨酸,5.3,玉米蛋白质有高水平的谷氨酸，氨基氮水平低表明谷氨酸是以酸而不是以酰胺的形式存在的。,高水平亮氨酸含量，被认为与糙皮病的发生有连带关系,(,影响色氨酸代谢而诱发维生素,p,缺乏,),。,玉米蛋白质的氨基酸组成（蛋白质）,氨基酸,清蛋白和球蛋白,玉米醇溶蛋白,交链玉米醇溶蛋白,谷蛋白,赖氨酸,4.18,0.46,0.57,4.38,组氨酸,2.38,1.28,6.77,2.52,精氨酸,7.35,2.16,3.46,4.49,天冬氨酸,10.06,5.12,1.73,7.90,苏氨酸,4.60,2.93,3.86,4.04,丝氨酸,5.23,5.11,4.03,5.15,谷氨酸,14.70,22.18,23.61,16.70,脯氨酸,5.06,9.84,17.83,6.95,甘氨酸,6.69,2.02,4.72,4.12,丙氨酸,7.10,9.01,4.92,7.49,半胱氨酸/2,3.73,2.27,0.87,0.64,缬氨酸,5.28,3.43,6.07,5.27,蛋氨酸,1.73,0.94,1.63,2.86,异亮氨酸,4.25,3.53,2.23,3.97,亮氨酸,6.50,17.49,10.23,12.09,酪氨酸,3.25,4.54,2.52,4.72,苯丙氨酸,3.57,6.11,2.56,5.31,三、大米蛋白质,大米含蛋白质78，主要是碱溶性的谷蛋白。,大米蛋白质大部分分布在糊粉层中，大米加工精度越高，碾去的糊粉层就越多，蛋白质损失也就越多。,稻谷中蛋白质的量为N5.95。,大米蛋白含量与小麦和玉米相比虽然偏低，但却具有优良的营养品质。这主要表现在四个方面。,1、与一般禾谷类蛋白质相比，大米蛋白含赖氨酸、苯丙氨酸等必需氨基酸较多，含Lys高的谷蛋白占大米蛋白的80%以上，而品质差的醇溶蛋白含量低。,2、大米蛋白的氨基酸组成配比比较合理，大米蛋白的必需氨基酸组成比小麦蛋白、玉米蛋白的必需氨基酸组成更加接近于WHO认定的蛋白氨基酸最佳配比模式。,3、蛋白的利用率高，大米蛋白与其它谷物蛋白相比，生物价（BV值）和蛋白质效用比率（PER值）高。,4、低过敏性（与大豆蛋白、乳清蛋白相比），可以作为婴幼儿食品的配料。,大米蛋白、小麦蛋白、玉米蛋白的必需氨基酸组成,必需氨基酸,大米蛋白,小麦蛋白,玉米蛋白,WHO模式,赖氨酸,4.00.1,2.52,2.00,7.0,胱氨酸,21.70.2,2.24,1.70,5.5,蛋氨酸,2.20.3,2.11,1.30,4.0,异亮氨酸,4.10.1,3.59,4.20,4.0,亮氨酸,8.20.3,6.79,14.6,1.0,苯丙氨酸,5.10.3,4.75,3.20,5.0,酪氨酸,5.20.3,3.20,5.20,色氨酸,1.70.3,1.32,0.60,缬氨酸,5.80.4,4.22,5.70,苏氨酸,3.50.2,2.87,4.10,几种蛋白质的,生物价（Biological Value，BV值）和,蛋白质效用比率（Protein efficiency ratio，PER值）,谷物,BV,PER,大米,77,1.36-2.56,小麦,67,1.0,玉米,60,1.2,大豆,58,0.7-1.8,鸡蛋,-,4.0,棉籽,-,1.3-2.1,蛋白质的生,物价：,氮贮留量/氮吸收量,蛋白质效用比率：,幼小动物增加体重/摄入蛋白质量,谷物籽粒中蛋白的主要组成和Lys含量,谷物,清蛋白（%）,球蛋白（%）,醇溶蛋白（%）,谷蛋白（%）,赖氨酸（%）,小麦,5-10,5-10,40-50,30-45,2.3,大米,2-5,2-10,1-5,75-90,3.8,玉米,2-10,2-20,50-55,30-45,2.5,大麦,3-10,10-20,35-50,25-45,3.2,燕麦,5-10,50-60,10-16,5-20,4.0,高粱,5-10,5-10,55-70,30-40,2.7,黑麦,20-30,5-10,20-30,30-40,3.7,四、燕麦蛋白质,从营养的观点看，燕麦的氨基酸平衡非常好（与联合国粮农组织规定的标准蛋白质相比），在谷物中是独一无二的。,脱壳燕麦的蛋白质含量通常比其他谷物高得多。即便在蛋白质含量较高时，其良好的氨基酸平衡也是稳定的，而其他谷物往往不是如此。,燕麦中蛋白质的分配不同于其他谷物，醇溶谷蛋白（avenins）仅占总蛋白的1015%，占优势的是球蛋白（55%），谷蛋白约占2025%。,燕麦及其组成部分的氨基酸组成（%蛋白质）,氨基酸,整粒燕麦,去壳燕麦,胚乳,FAO评分模式,赖氨酸,4.2,4.2,3.7,5.5,组氨酸,2.4,2.2,2.2,-,精氨酸,6.4,6.9,6.6,-,天冬氨酸,9.2,8.9,8.5,-,苏氨酸,3.3,3.3,3.3,-,丝氨酸,4.0,4.2,4.6,-,谷氨酸,21.6,23.9,23.6,-,半胱氨酸,1.7,1.6,2.2,-,蛋氨酸,2.3,2.5,2.4,3.5,甘氨酸,5.1,4.9,4.7,-,丙氨酸,5.1,5.0,4.5,-,缬氨酸,5.8,5.3,5.5,5.0,脯氨酸,5.7,4.7,4.6,-,异亮氨酸,4.2,3.9,4.2,4.0,亮氨