食品中蛋白质的功能特性综述

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1、食品中蛋白质的功能特性综述食品中蛋白质的功能特性综述王盼盼 （西南大学食品科学学院,重庆 400716） 摘要:蛋白质的功能性质是指食品体系在加工 ,贮藏,制备和消费期间影响蛋白质 在食品体系 中性能的那些物理和化学性质了解蛋白质的功能特性,有助于在食品加工业中正确 使用蛋 白质，也利于食品营养成分的保持和利用，本文系统地介绍了蛋白质的结构，蛋白质功能性质 的定义，分类彫响因素与蛋白质的功能特性在加工中的变化及食品中常见的蛋白质资源.关 键词：蛋白质；功能特性 FunctionalityofFoodProtein WANGPanpan （CollegeofFoodScience,Southwe

2、stUniversity,Chongqing400715,China） AbstractzFunctionalityoffoodproteinreferstothatfoodproteinisaffectedbyphysicalandeh emical propertesduringtheprocessing,storage,preparationandconsumption.Proteinfunetionalp roperties arestudiedisnotonlyadvantagetouseproteinintheproperwaybutalsoisadvantagetomaintai

3、 nand utilizenutritionoffbod.Thispapersummarizedthestructureoffbodproteinandcommonprot ein.The definition,classification,impactfactorsandchangesintheprocessingarealsosummarized Keywords:protein;functionality主要内容蛋白质的四个功能特性:蛋白质的水合性质，蛋白质的表面性质，与蛋白质分子 之间的 相互作用有关的性 质及蛋白质的感官性质（2）蛋白质的结构:一级结构，二级结构，三级结构, 四级结构

4、（3）影响蛋白质功能特性的内在因素,物理因素和化学因素（4）蛋白质在热处理，低温 处理，脱水处理，辐照处理,碱处理，氧化处理，机械处理，酶处理等作用下蛋白质功能特性的变 化 常见的食品蛋白质及蛋白质新资源（6）肉制品中蛋白质的功能特性前言蛋白质是一种复杂的生物大分子,构成单位为氨 基酸,是由碳，氢，氧，氮，硫等元素构 成,某些蛋白质分子还含有铁，碘，磷，锌等蛋白质是生物体 细胞的重要组成成分，在细胞的结 构和功能中蛋白质也 起着重要的作用;蛋白质还是食品的主要成分，给机体 提供必需氨基酸, 蛋白质还是一类重要的产能营养素.蛋白质会对食品的质构，风味和加工性状产生重 大影响, 这主要是因为蛋白质

5、具有不同的功能性质 蛋白质的功能性质是指食品体系在加工 ,贮藏,制 备和消费期间影响蛋白质在食品体系中性能的那些物理和化 学性质如蛋白质的凝胶作用, 溶解性，泡沫，乳化作用和黏度等在食品中发挥重要作用的诸多性质.1 蛋白质的功能特性 蛋白质的功能性质影响食品的感官性质 ,也对食 品和食品成分在 制备,加工或贮藏过程中的物理特性 起主要的作用.根据蛋白质所发挥作用的特点 ,可以 将蛋 白质功能特性分为以下几类:1.1 蛋白质的水合性质 蛋白质的水合是通过蛋白质的德肽键和氨基酸侧 链与水分子间 的相互作用而实现的食品中蛋白质及 其它成分的物理性质，化学性质及流变学性质，不仅 受 体系中水分的影响,

6、而且还受水分活度的影响.干的浓缩蛋白质或离析物在应用时必须水合, 食品的流变性质和质构性质也取决于水与其他食品组分,尤其像蛋白质与多糖等大分子的相 互作用，水能改变蛋白质的物理化学性质此外，蛋白质的许多功 能性质，如分散性,湿润性，溶 解性，持水能力，凝胶作用，增稠，黏度，凝结，乳化和气泡等,都取决于水一蛋白质的相互作用因 此了解食品蛋白质的水 合性质和复水性质在食品加工中有重要的意义在食品加工和保藏 过程中，蛋白质的持水能力比 其结合水的能力更为重要，持水能力是指蛋白质吸水 并将水分 保留在蛋白质组织中的能力，蛋白质的持水 能力与结合水的能力正相关，蛋白质截留睡的能力 与绞肉制品的多汁性和嫩

7、度有关,也与焙烤食品合其他 凝胶类食品的质构相关.1.1.1溶解性 蛋白质的溶解度是蛋白质一蛋白质和蛋白质一 溶剂相互作用达到平衡的 热力学表现形式蛋白质的溶解性，可以用水溶性蛋白质(WSP)冰可分散性 蛋白质(WDP),蛋 白质分散性指标(PDI),氮溶解性指标(NSI)来评价蛋白质溶解度的大小与pH值，离子强度, 温度和蛋白质浓度有关蛋白质在水中形成的实际是胶体分散体，作为有 机大分子化合物，蛋 白质在水中以胶体态存在，并不是真正化学意义上的溶解态，所以蛋白质在水中形成 的是胶 体分散系,只是习惯上将它称为溶液.蛋白质的溶解度影响其功能性质，包括增稠，气泡，乳化 和凝胶作用，起始溶解性较大

8、的蛋白质，能使蛋白质分子迅速地在体系中扩散，也有利于蛋白 质分 子向空气或油水界面扩散,有利于蛋白质其他功能性质 的提高蛋白质溶解度大小在实 际应用中非常重要，蛋白质溶解也是判断蛋白质潜在应用价值的一个指标，此外，蛋白质的溶 解性也与其在饮料中的应用直接相关.1.1.2黏度溶液的黏度反映了它对流动的阻力，黏度不仅可以稳定食品中的被分散成分, 同时也直接提供良好的口感，或间接改善口感，例如控制食品中一些成分结 晶，限制冰晶的成 长等.影响蛋白质黏度的主要因素 是溶液中蛋白质分子或颗粒的表观直径，表观直径主 要取 决于蛋白质分子固有的特性 ,蛋白质一溶剂间的 相互作用,蛋白质一蛋白质间的相互作用

9、在 常见的 加工处理中如高温杀菌,蛋白质水解,无机离子的存 在等因素也均会严重影响蛋白质 溶液的黏度.1.2蛋白质的表面性质 蛋白质是两性分子，它ffi自发地迁移至气一水 界面或油一水 界面,所有的蛋白质都是两亲的,但是 它们在表面性质上存在显着的差别,因为蛋白质的界 面 性质非常复杂,目前关于它的了解还不是很充分.1.2.1 蛋白质的乳化特性 乳化性是指两种以上的互不相溶的液体,例如 油和水,经机械搅 拌或添加乳化液,形成乳浊液的性能一些天然加工食品，如牛奶，蛋黄，椰奶，豆奶，奶油，人造奶 油,色拉酱，冷冻甜食，法兰克福 香肠，香肠和蛋糕，都是乳状液类型产品.蛋白质是天然的两亲 物质，既能同

10、水相互作用，又能同脂质作用在油冰体系中，蛋白质能自发地迁移至 油一水界 面和气一水界面，到达界面上以后，疏水基定向 到油相和气相，而亲水基定向到水相并广泛展 开和散步，在界面形成蛋白质吸附层，从而起到稳定乳状液的作用.很多因素影响着蛋白质的 乳化性质，包括内在因素厂1pH,离子强度,温度，低分子量的表面活性剂，糖,油相体积分数，蛋 白质类型和使用的油的 熔点等;外在因素，如制备乳状液的设备类,几何形 状,能量输入强度 和剪切速度等.测定蛋白质乳化性质的常用的方法有乳化能力，乳化活性指数和乳状液的稳 定性.1.2.2蛋白质的起泡性质 泡沫通常是指气泡分散在含有表面活性剂的连续 液相或半固 体的分

11、散体系许多加工食品是泡沫型产品，如搅打奶油，蛋糕，蛋白甜饼，面包，蛋奶酥，冰激淋, 啤酒等蛋白质能作为起泡剂主要取决于 蛋白质的表面活性和成膜性，例如鸡蛋清中的水溶 性蛋白质在鸡蛋液搅打时可被吸附到气泡表面来降低表面张力，又因为搅打过程中的变性，逐 渐凝固在气液界面问形成有一定刚性和弹性的薄膜,从而使泡沫稳定.形成泡沫通常采用的 方法有:一是将气体通过一个多孔分配器鼓入低浓度的蛋白质溶液中产生泡沫；二是在有大 量气体存在的条件下，通过打擦或振荡蛋 白质溶液而产生泡沫;三是将一个预先被加压的气 体溶于要生成泡沫的蛋白质溶液中，突然减压,系统中的气体则会膨胀而形成泡沫.蛋白质 起泡性的评价指标主要

12、有：泡沫的密度,泡沫强度,气泡的平均直径和直径分布，蛋白质气泡 能力和泡沫的稳定性，最常使用的蛋白质起泡力合泡 沫的稳定性.1.3与蛋白质分子之问的相互作用有关的性质 与蛋白质分子之间的相互作用有关的性 质主要有 凝胶作用,织构化，面团的形成等.1.3.1 蛋白质的织构化 蛋白质是许多食物质地或结构的构成基础,但 是自然界中的一些 蛋白质,不具备相应的组织结构和 咀嚼性,如从植物组织中分离出的植物蛋白或从牛乳 中得 fU-L 蛋白,因此在食品中应用时就会存在一些限 制.通过一些加工处理可以使它们形成咀 嚼性能和良 好的持水性能的薄膜或者纤维状的制品 ,仿造出肉或 其代用品,这就是蛋白质的 组织

13、化.此外,织构化加 工方法还可用于一些动物蛋白重组织化或重 整.蛋白质的织构化 是在开发利用植物蛋白和新蛋 白质中特别强调的一种功能性质. 常见的蛋白质织构化方式 有三种:热凝固和形成 薄膜;热塑性挤压;纤维的形成.目前用于植物蛋白 质织构化的主要方 法是热塑性挤压,挤压较为经济, 工艺也较为简单,原料要求比较宽松.采用这种方法 得到干燥 的纤维状多孔颗粒或小块，等复水时具有咀嚼质地，蛋白质含量较低的原料如脱脂大豆粉可以 进 行热塑性挤压组织化加工,蛋白质含量为90%以上的分离蛋白也可以作为加工原料.1.3.2 面团的形成小麦，大麦，燕麦等谷物食品具有一个共同的特 性，就是胚乳中面筋蛋白质在与

14、水 一起混合和揉搓后 形成粘稠,有弹性和可塑的面团，其中小麦粉的这种 能力最强，这是小麦面 粉转化为面团，并经发酵烘烤 形成面包的基础.面筋蛋白主要是由麦谷蛋白和麦醇溶蛋白组 成，在面粉中占总蛋白量的80%,面团的特性与它们的性 质直接有关首先，这些蛋白质的可 以离解氨基酸含量低，在中性水中不溶解淇次，面筋蛋白含有大量的谷氨酸酰胺和羟基氨基 酸,所以易形成分子间氢键，使面筋具有强吸水能力和黏聚性质；最后，面筋蛋白含有巯基，能 形成双硫键,增强疏水作用，使面筋蛋白转化形成立体结构，形成网状结构.焙烤不会再引起面 筋蛋白的变形，因为面筋蛋白在面粉中已经部分伸展，在揉搓面团时进一步伸展,在正常温度

15、下焙烤面包时面筋蛋白不会再伸展当焙 烤温度高于80C时，面筋蛋白释放出来的水分能被 部分糊化的淀粉粒吸收，因此即使在焙烤时，面筋蛋白质也能使面包柔软和保持水分,但是焙 烤能使面粉中可溶性蛋白质变形和凝集，这种部分胶凝作用有利于面包心的形成.1.3.3蛋白质的胶凝作用 变性的蛋白质分子聚集并形成有序的蛋白质网络 结构过程称 为胶凝作用胶凝作用是蛋白质非常重要 的功能性质，在食品制备中起着重要的作用,主要包 括各种乳品，呆冻，凝结蛋白，明胶凝胶，各种加热的碎肉或鱼制品，大豆蛋白质凝胶，膨化或膨丝 的组织化植物蛋白和面包面团的制作，豆腐的制作等.食品蛋白凝胶大致可以分为:加热后再 冷却形成的凝胶;在

16、加热下形成的凝胶;与金属盐形成的凝胶;不加热而经部分水解或pH调 整形成的凝胶等食品蛋白质 胶凝作用不仅可以形成固态弹性凝胶,而且还能增稠，提高吸水 性，颗粒粘结,乳浊液或者泡沫的稳定性.迄今为止，对蛋白质凝胶的形成机制和相互作用 还不 十分清楚，但一般认为，蛋白质网络的形成是由于蛋白质一蛋白质和蛋白质一溶剂的相互作用 以及邻 近肽链之问的吸引力和排斥力达到平衡的结果.1.4 蛋白质的感官性质 涉及蛋白质在食品体系中的感官性质有颜色,气 味,口味,适口性, 咀嚼度,爽滑感和混浊度等.1.4.1 风味物质结合 食品中存在着醛,酮,酸,酚和氧化脂肪的分解 产物,可以产生相应的 异味,这些物质与蛋白质或其 他物质产生结合,在加工过程中或食用时释放出来 , 被食用者所 察觉,从而影响食品的感官质量.蛋白质 与风味物质的结合包括物理吸附和化学吸附 .物理吸 附抓哟是通过范德华力和毛细血管作用吸附 ;化学吸 附主要是静电吸附 ,氢键的结合和共价 键的结合等. 蛋