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#生物化学 #蛋白质 #结构 #功能性质

1. 蛋白质功能性质概述

蛋白质的功能性质：除营养价值外那些对食品加工有利的蛋白质的物理、化学性质

1.1 分类

1. 水合性质：蛋白质与水的作用
2. 表面性质：蛋白质在极性不同的两相之间所产生的作用
3. 结构性质：蛋白质分子之间相互作用有关的性质
4. 感官性质：（字面意思）

TIP

蛋白质的功能性质不是独立的，而是相互联系的

1.2 影响因素

• 蛋白质本身固有的性质
• 环境条件变化
• 食品所经历的加工处理

2. 蛋白质的水合性质

NOTE

蛋白质结合水的能力： 干蛋白粉与相对湿度 90% ~ 93% 的水蒸气达到平衡时每克蛋白质所结合水的克数。

衡量标准

• 持水力
• 保湿性

影响因素

• 蛋白质浓度（正比）
• 温度（反比）
• pH（具体看 pI）
• 盐的种类（Na ${}^{2+}$ 有利，Ca ${}^{2+}$ 、Mg ${}^{2+}$ 不利）
• 离子强度（反比）

2.1 蛋白质的溶解度

TIP

笔者按：蛋白质溶解度的实质是 疏水相互作用 和 离子相互作用

衡量标准

• 蛋白质分散指数 PDI
• 氮溶解指数 NSI
• 水合可溶氮 WSN

蛋白质溶解度的影响因素

• 蛋白质的溶解度与氨基酸残基的平均疏水性和电荷频率有关
• pH = pI 时，蛋白质溶解度最小

2.2 盐析与盐溶

• 盐析：中性盐浓度 ∈ （0.1, 1） mol/L 时，增大了蛋白质的溶解度
• 盐溶：中性盐浓度 ∈ （1, +∞）mol/L 时，减小了蛋白质的溶解度

3. 蛋白质的黏度

影响蛋白质黏度的因素

1. 蛋白质的固有性质
2. 蛋白质和溶剂分子间的相互作用
3. 蛋白质和蛋白质分子间的相互作用

NOTE

剪切稀释: 蛋白质溶液的黏度系数会随着其流速的增加而降低

4. 蛋白质的胶凝

蛋白质的胶凝：是指在特定条件下，蛋白质分子聚集形成网状结构，从而失去流动性并转变为半固体状态的过程。

• 凝胶：蛋白质胶凝后形成的产物

4.1 蛋白质胶凝的分类

1. 缔合
2. 聚合
3. 沉淀
4. 絮凝（蛋白质未变性）
5. 凝结（蛋白质变性）
6. 胶凝（蛋白质变性）

4.2 胶凝的过程、途径与热稳定性

过程

1. 变性（不可逆）
2. 有序排列的重组（可逆）

途径

• 热致凝胶
• 非热致凝胶，调 pH / 加二价金属离子

热稳定性

• 热可逆凝胶，如：明胶
• 非热可逆凝胶，如：大豆蛋白

4.3 胶凝的作用力

• 蛋白质-蛋白质之间的相互作用
• 蛋白质-水之间的相互作用
• 领近肽链之间的吸收力和排斥力

5. 蛋白质的组织化（质构化）

• 组织化的蛋白质可作为肉的代用品
• 组织化使可溶的植物蛋白质或乳蛋白具有咀嚼性和良好的持水性

蛋白质组织化的常见方法

• 热凝固和薄膜形成， 如：腐竹
• 热塑性挤压， 如：肉丸、汉堡肉饼用的肉糜

6. 面团的形成

• 面筋蛋白主要由麦谷蛋白和麦醇溶蛋白组成
  • 麦谷蛋白决定面团的弹性、黏合性、强度
  • 麦醇溶蛋白决定面团的流动性、伸展性、膨胀性

TIP

麦谷蛋白分子量比麦醇溶蛋白大

影响面团形成的因素

1. 麦谷蛋白与麦醇溶蛋白的平衡（比例）
2. 加入极性脂类、变性球蛋白有利于麦谷蛋白和麦醇溶蛋白的相互作用
3. 揉捏过强，二硫键断裂，面团强度下降；揉捏不足，面团的三维网状结构无法形成，面团强度不足

7. 蛋白质的乳化性质

• 分散系
  • 油包水型 W/O ：奶油、人造奶油
  • 水包油型 O/W ：冰激淋、肉馅、蛋黄酱

NOTE

蛋白质乳浊液体系稳定性： 蛋白质疏水性越大，界面吸附的蛋白质浓度越高，表面张力越小，乳浊液体系越稳定。

蛋白质帮助形成乳化体系及其稳定乳化体系大小的衡量指标

• 乳化活性指数
• 乳化容量
• 乳化稳定性

乳化体系的失稳

• 聚结
• 絮凝
• 分层

蛋白质乳化的影响因素

• 溶解度
• 温度
• 表面活性剂
• pH

8. 蛋白质的发泡性质

发泡：蛋白质在气-液界面形成坚韧的薄膜并使大量气体进入、稳定

蛋白质发泡举例

• 啤酒
• 蛋糕
• 奶油

影响蛋白质发泡性质的评价指标

• 发泡力 FP
• 发泡稳定性 FS

9. 蛋白质与风味物质的结合

• 物理结合力 < 化学结合力
• 多在 R 基团上结合（疏水区域）