生化与食化 1-4 - 蛋白质的功能性质

生化与食化 1-4 - 蛋白质的功能性质

这篇文章介绍了蛋白质的功能性质,包括水合、表面、结构、感官等性质及其相互联系,影响因素有蛋白质固有性质、环境条件和加工处理。详细阐述了水合性质(如持水力、溶解度)、黏度、胶凝(分类、过程、作用力)、组织化、面团形成、乳化性质(类型、稳定性、失稳)、发泡性质及与风味物质的结合等内容。

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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)

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

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(Na2+有利,Ca2+、Mg2+不利)

  • 离子强度(反比)

2.1 蛋白质的溶解度

笔者按:蛋白质溶解度的实质是 疏水相互作用离子相互作用

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

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

麦谷蛋白分子量比麦醇溶蛋白

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

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)

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