大豆蛋白质材料汇总
(学生)大豆蛋白质的制取和加工201004
大豆蛋白质的制取和加工一、大豆的营养成分1. 蛋白质及氨基酸●大豆含有30~40%的蛋白质，其中80~88%可溶于水；●在水溶性蛋白中，含有94%球蛋白和6%白蛋白；●蛋白质等电点（pH值为4.3）；●大豆蛋白质的质量接近完全蛋白质，所含的赖氨酸含量较丰富。
2 .脂肪●大豆中含有17~20%的脂肪，属半干性油。
●大豆脂肪中含有大量亚油酸（51%）、油酸（23%）和亚麻酸（7%）等不饱和脂肪酸（80%以上）。
●大豆还含有 1.5%的磷脂，其中大部分卵磷脂。
卵磷脂有良好的保健作用，还是优良的乳化剂，对豆奶的营养价值、稳定性和口感有重要的作用。
3. 碳水化合物●大豆含有20~30%左右的碳水化合物;●其中的18%为粗纤维，18%为阿拉伯聚糖，21%为半乳聚糖，其余为蔗糖、棉子糖、水苏糖等。
4 .矿物质●大豆的矿物质含量为3%左右，以钾、磷含量最高。
●大豆的坚硬度与钙含量有关，钙含量高的大豆较坚硬。
5. 维生素大豆中含有较丰富的维生素，以B族维生素及维生素C为多，加工过程中维生素C一般都被破坏。
6 大豆异黄酮大豆中含有异黄酮具有苦味和收敛性，具有抗肿瘤活性。
还具有抗溶血、抗氧化、抑制真菌活性等作用。
二、大豆的酶类与抗营养因子1 .脂肪氧化酶大豆制品常具有豆腥味，主要来自大豆油脂中的不饱和脂肪酸（油酸、亚油酸、亚麻酸等）的氧化。
脂肪氧化酶可以催化氧化脂肪生成近百种氧化降解产物，其中正已醛、正乙醇是造成豆腥味的主要成分。
2．胰蛋白酶抑制因子是多种蛋白质的混合体。
胰蛋白酶抑制因子可以抑制胰脏分泌的胰蛋白酶的活性，影响消化吸收，降低蛋白质的营养价值。
它的耐热性强。
3.凝血素是一种糖蛋白质，有凝固动物体的红血球的作用。
该物质在蛋白水解酶的作用下容易失活，在加热条件下也容易受到破坏。
4. 大豆皂甙大豆中含有0.56 % 的皂甙(皂角素)。
它溶于水能生成胶体溶液，搅动时产生泡沫。
大豆皂甙有溶血作用，能溶解人体的血栓，用于治疗心血管病。
常用蛋白质原料
蛋白质饲料指干物质中粗纤维含量低于18%、粗蛋白含量高于20%的豆类、饼粹粕类及动物性饲料。
蛋白质饲料可分为动物性蛋白饲料和植物性蛋白饲料。
1．植物性蛋白饲料(l)豆粕（饼）：以大豆为原料取油后的副产品。
其过程为大豆压碎，在70～75℃下加热20-30秒，以滚筒压成薄片，而后在萃取机内用有机溶剂（一般为正己烷）萃取油脂，至大豆薄片含油脂量为1%为止，进入脱溶剂烘炉内110℃烘干，最后经滚筒干燥机冷却、破碎即得豆粕（饼）。
通常将用浸提法或经预压后再浸提取油后的副产品称为大豆粕；将用压榨法或夯榨法取油后的副产品称为大豆饼。
一般大豆的出粕率约为88%。
由于原料、加工过程中温度、压力、水分及作用时间很难统一，因此，饼（粕）的质量也干差万别。
如温度高、时间过长，赖氨酸会与碳水化合物发生梅拉德( Maillard)反应，蛋白质发生变性，引起蛋白质的营养价值降低。
反之，如果加温不足又难以消除大豆中的抗胰蛋白酶的活性，同样地影响大豆粕（饼）的蛋白质利用效率。
豆粕（饼）是很好的植物性蛋白饲料原料，在美国等发达国家，将其作为最重要的饲料蛋白来源。
一般的豆粕（饼）粗蛋白含量，在40%-45%，氨基酸的比例是常用饼粕原料中最好的，赖氨酸达2.5%- 2.8%，且赖氨酸与精氨酸比例好，约为1：1.3。
其他如组氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸等含量也都在畜禽营养需要量以上，所以大豆粕（饼）多年来一直作为平衡配合饲料氨基酸需要量的蛋白质饲料被广泛采用。
经济发达国家将其作为配合饲料中蛋白质饲料的当家品种。
但要注意豆粕（饼）中蛋氨酸含量较低。
现代榨油工艺上为了提高出油率，常在大豆榨油前将豆皮分离，这样生产出的豆粕为去皮豆粕。
由于豆皮约占大豆的4%，所以去皮豆粕与普通豆粕相比在蛋白质及氨基酸含量有所提高。
表18 -9是美国油籽加工协会(NOPA，1997)制定的普通豆粕和去皮豆粕的质量标准。
(2)全脂大豆：全脂大豆中约含35%的粗蛋白，17%-20%的粗脂肪，有效能值也较高，不仅是一种优质蛋白质饲料，同时在调配仔猪饲料时也可作为高能量饲料利用。
第五章-大豆蛋白质材料
H
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蛋白质的结构
蛋白质的结构
一级结构 ➢ 蛋白质的一级结构是指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺
序，包括二硫键的位置。其中最重要的是多肽链的氨基 酸顺序。 ➢ 一级结构是蛋白质分子结构的基础，它包含了决定蛋白 质分子所有结构层次构象的全部信息。蛋白质一级结构 研究的内容包括蛋白质的氨基酸组成、氨基酸排列顺序 和二硫键的位置、肽链数目、末端氨基酸的种类等。
甲壳素晶须增强大豆蛋白复合材料
甲壳素晶须增强聚合物纳米复合材料
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4. 天然大分子/大豆蛋白质材料
甲壳素晶须增强大豆蛋白复合材料
甲壳素晶须的加入能形成三维网络结构以及很强的分子间相互作用，
大幅提升大豆蛋白塑料的强度、模量与耐水性等。
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5. 无机物增强增韧大豆蛋白质材料
层状硅酸盐增强大豆蛋白复合材料
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4. 天然大分子/大豆蛋白质材料
海藻酸钠/大豆蛋白复合微球
海藻酸钠/大豆蛋白质由于分子间氢键作用，相容性好。复合微球
中海藻酸钠具有pH敏感性，可实现靶向治疗，而大豆蛋白质具有生
物活性，可降低药物对身体组织的刺激性。
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4. 天然大分子/大豆蛋白质材料
纤维素/大豆蛋白复合材料
纤维素的性能特点： ✓ 高强度 ✓ 可再生 ✓ 可降解 ✓ 无毒性 ✓ 可纺性
蛋白质的结构
二级结构描述其构象或形状，主要有两种形 式： •α - 螺旋结构：蛋白质分子的肽链不是伸直 展开的，而是盘绕曲折成为螺旋形。 •β - 片层结构：也称折叠结构，由相邻两条 肽链或一条肽链内两个氨基酸残基间的碳基 和亚氨基形成氢键所构成的结构。 •对于螺旋结构，氢键存在于单个分子链中， 而对于折叠结构氢键存在于相邻的链间。
大豆蛋白成分
大豆蛋白成分
大豆蛋白是一种重要的植物蛋白，它具有丰富的营养价值和广泛的应用领域。
本文将介绍大豆蛋白的成分以及其对人体的益处。
首先，大豆蛋白主要由多种氨基酸组成，包括人体所需的必需氨基酸和非必需氨基酸。
必需氨基酸是人体无法自行合成的，必须通过食物摄入。
而大豆蛋白恰好含有所有必需氨基酸，因此被视为完整的蛋白质来源。
此外，大豆蛋白中还富含谷氨酸、精氨酸、赖氨酸等氨基酸，这些氨基酸对维持人体健康至关重要。
其次，大豆蛋白含有丰富的植物性纤维和抗氧化物质。
纤维是人体消化道的“清道夫”，可以促进肠道蠕动和排便，预防便秘和结肠癌的发生。
抗氧化物质可以清除体内的自由基，减缓衰老过程，并降低慢性疾病的风险。
此外，大豆蛋白还含有丰富的大豆异黄酮。
大豆异黄酮是一种天然的植物雌激素，可以缓解更年期症状，保护心血管健康，并有助于预防某些癌症的发生。
对于素食者来说，大豆蛋白是一种重要的蛋白质来源。
它不仅可以提供丰富的营养，还能满足人体对蛋白质的需求。
此外，大豆蛋白还被广泛应用于食品工业，如豆奶、豆腐、豆浆等产品中，为人们提供了健康、营养的食品选择。
总结起来，大豆蛋白是一种具有丰富营养价值的植物蛋白。
它的成分包含多种氨基酸、纤维、抗氧化物质和大豆异黄酮等。
大豆蛋白对人体健康有益，可以提供必需氨基酸、促进消化道健康、降低慢性疾病风险，并有助于保护心血管健康和减轻更年期症状。
无论是素食者还是非素食者，都可以从大豆蛋白中获得健康和营养。
大豆浓缩蛋白（SPC）
大豆浓缩蛋白（SPC）大豆浓缩蛋白（SPC）是大豆进一步加工的产物，它与普通豆粕相比，粗蛋白含量约高出30%左右，自20世纪五十年代SPC工业化生产以来，广泛应用于食品和饲料工业。
1、定义大豆浓缩蛋白(Soy protein concentrate，简称SPC)，是指以大豆为原料，经过粉碎、去皮、浸提、分离、洗涤、干燥等加工工艺，除去了大豆中的油脂、低分子可溶性非蛋白组分(主要是可溶性糖、灰分、醇溶蛋白和各种气味物质等)后，所制得的含有70%(干基)以上蛋白质的大豆蛋白产品。
2、加工工艺流程浸提后豆粕以低温脱溶粕为佳，也可用高温浸出粕，但得率低、质量较差。
目前生产浓缩蛋白的方法有湿热浸提法、稀酸浸提法、酒精洗涤法、超滤法及膜分离法。
1）、湿热浸提法湿热浸提法由于提取出的大豆浓缩蛋白风味、色泽和功能性质差而被淘汰。
2）、稀酸沉淀法利用豆粕粉浸出液在等电点（pH4.3～4.5）状态，蛋白质溶解度最低的原理，用离心法将不溶性蛋白质、多糖与可溶性碳水化物、低分子蛋白质分开，然后中和浓缩并进行干燥脱水，即得浓缩蛋白粉。
此法可同时除去大豆的腥味。
稀酸沉淀法生产浓缩蛋白粉，蛋白质水溶性较好（PDI值高），但酸碱耗量较大、蛋白质得率较低、综合效益差。
同时排出大量含糖废水，造成后处理困难，产品的风味也不如酒精法。
3）、酒精洗涤法利用酒精浓度为60％～65％时可溶性蛋白质溶解度最低的原理，将酒精液与低温脱溶粕混合，洗涤粕中的可溶性糖类、灰分和醇溶蛋白质等。
再过滤分离出醇溶液，并回收酒精和糖，浆液经干燥后得到浓缩蛋白粉。
此法生产的蛋白粉，色泽与风味较好，蛋白质损失少。
但由于蛋白质变性和产品中仍含有0.25％～1％的酒精，其食用价值受到一定的限制。
4）、超滤法超滤法是一种刚开始探索的新方法，其生产的大豆浓缩蛋白产品功能特性好，蛋白质得率较高，但产品无法干燥处理。
5）、膜分离法膜分离法是用超滤膜脱糖获得浓缩蛋白，反渗透膜脱水回收水溶性低分子蛋白质与糖类，生产中不需要废水处理工程，产品氮溶指数（NS）高。
大豆分离蛋白的制备
质量控制点与措施
原料控制
选用优质非转基因大豆，严格控制水分、杂质等质量指标 。
生产过程控制
定期对生产设备进行清洗消毒，确保生产环境卫生；严格 控制生产工艺参数，如温度、时间、pH值等。
产品储存与运输控制
确保产品储存于阴凉干燥处，避免阳光直射和高温；运输 过程中注意防潮、防震，确保产品质量稳定。
浓缩与干燥过程中要控制好温 度、压力、时间等参数，确保 产品的质量和稳定性。
设备选型与配置
01
02
03
04
破碎机
选用高效、节能的破碎机，确 保大豆破碎效果好，提高后续
工艺效率。
离心机
选用性能稳定、分离效果好的 离心机，确保油脂、纤维等成
分被有效分离出去。
压榨机
选用压榨效果好、操作简便的 压榨机，提高分离效率。
大豆分离蛋白的制 备
汇报人： 2023-11-26
目录
• 引言 • 大豆分离蛋白的原料与辅助材料 • 大豆分离蛋白的制备工艺 • 大豆分离蛋白的质量检测与控制 • 大豆分离蛋白的生产成本分析 • 大豆分离蛋白的市场前景与拓展方向
01
原料选择
大豆品种
选择高蛋白质含量、低脂肪的大 豆品种，如黄豆、黑豆等。
，促进动物生长发育。
制备大豆分离蛋白的意义
提高大豆附加值
通过制备大豆分离蛋白，可将大豆加工成高 附加值的产品，提高大豆的经济效益和社会 效益。
满足市场需求
随着人们对健康饮食和功能性食品的需求不断增加 ，大豆分离蛋白的市场需求也在不断扩大。
促进大豆产业提高我国大豆产业的国际竞争力。
干燥与包装
干燥处理
日常生活中的蛋白质材料
在材料领域中正在研究与开发的蛋白质 主要包括大豆蛋白质、玉米蛋白质、角蛋白
质、绿豆蛋白质等。其中，大豆蛋白质来源
最丰富。价格低廉、应用潜力大，被誉为 “生长着的黄金”。大豆蛋白质与其他多糖 类天然高分子不同，它可在不需要任何改性 的条件下，加入一定量的小分子增塑剂后共 有良好的加工性能、力学性能和生物降解性。 这使大豆蛋白塑料的生产和加工不需要对传 统的高分子加工成型设备进行过多的改造。 同时，大豆蛋白质分子具有众多的活性基团， 可通过化学、物理和生物的方法进行改性，
制备出一系列具有优良性能和功能的新材料。
02
Part Two 大豆蛋白质的基本类型及基本性质
2-1 基本类型
基于蛋白超离心作用后馏分的相对沉淀率 ，大豆蛋白分为2S,7S,11S和15S。大豆 粉（SF）、大豆浓缩蛋白（SPC）、大 豆分离蛋白（SPI）在国内外已经能够产 业化作为商品流通。大豆分离蛋白是以低 变性脱脂豆粕为原料，采用现代加工技术 制取的一种蛋白质含量较高的功能性食品 添加剂或食品原料。其主要组成元素为C 、H、O、N、S、和P,还有少量的Zn、
Damodaran认为在特定条件下蛋白质溶解性的制约因素是蛋白质与蛋白质以及蛋白质与 水之间相互作用的平衡。影响大豆蛋白溶解度主要包括内在因素和外在因素两方面：内在因 素包括疏水作用、氢键作用等：外在因素则包括pH、盐的种类和离子强度等。例如，随着离 子强度从0增加到0.1M，大豆蛋白的溶解性不断下降；但当离子浓度高宇0.1M是溶解性又会 有所上升。pH值会影响大豆蛋白中的各组分溶解度，如果缓冲体系中离子强度低于0.03M，
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03
Part Three 大豆蛋白质在材料领域的应用
3-1 膜材料领域
大豆分离蛋白
大豆分离蛋白目录一、产品概述 (2)1.1 大豆分离蛋白定义 (3)1.2 大豆分离蛋白的来源与特点 (3)二、生产工艺 (4)2.1 原料选择与处理 (5)2.2 蛋白提取与分离 (7)2.3 分离蛋白的干燥与包装 (8)三、营养成分 (9)3.1 大豆分离蛋白的营养成分 (10)3.2 大豆分离蛋白的营养价值与应用 (10)四、应用领域 (12)4.1 食品工业中的应用 (12)4.2 医药保健领域的应用 (13)4.3 环保材料领域的应用 (14)五、市场分析 (15)5.1 国内外市场现状与发展趋势 (16)5.2 市场竞争格局与主要参与者 (18)六、政策法规 (19)6.1 国家相关政策支持 (20)6.2 行业标准与监管要求 (21)七、技术进展 (22)7.1 新技术在分离蛋白生产中的应用 (24)7.2 技术创新对市场的影响 (25)八、投资分析 (27)8.1 行业投资前景与机会 (28)8.2 投资风险及应对策略 (29)九、结论与展望 (31)9.1 大豆分离蛋白产业的发展总结 (32)9.2 对未来发展的展望与建议 (33)一、产品概述大豆分离蛋白（Soybean Protein Isolate，简称SPI）是一种从大豆中提取的高纯度蛋白质，是大豆加工行业的重要副产品。
SPI 的主要成分是80左右的蛋白质，同时还含有少量的碳水化合物、纤维素、矿物质和维生素等。
由于其高蛋白质含量且不含胆固醇，SPI 被认为是一种营养丰富的食品原料，广泛应用于食品、保健品和化妆品等领域。
SPI的生产过程主要包括脱脂、脱糖、中和和水解等步骤。
将大豆进行脱脂处理，去除其中的脂肪；然后进行脱糖处理，以降低酸价；接着进行中和处理，调整pH值至适宜范围；最后进行水解处理，将大豆蛋白质分解为小分子肽和氨基酸。
通过这些步骤，SPI的蛋白质含量得到显著提高，同时降低了不良风味和抗原性。
SPI具有许多优点，如高蛋白质含量、易消化吸收、低脂肪、低胆固醇、无乳糖等。
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（4）四级结构——几条多肽键在三级结构的基础上缔合 在一起形成的结构。
维持蛋白质四级结构的力：疏水作用和范德华力。
外界物化条件：pH值、温度、剪切力等 大豆蛋白质的二级、三级、四级结构发生不同程度的变
化，使原本包藏在球形结构内部的作用基团，即亲水基团、 疏水基团等暴露出来，从而改变蛋白质的性质，有利于材料 的加工、成型和性能的改善。
2 聚集和解聚
影响因素：酸碱度、离子强度、温度、加热时间、共存物 及超声波处理
制备改性蛋白质材料——不希望其聚集 解聚剂：含巯基乙醇、半胱氨酸、亚硫酸钠、盐酸胍、尿
素、十二烷基磺酸钠
[盐析实验]操作：取鸡蛋清加入(NH4)2SO4 溶液或者Na2SO4 溶液，观察沉淀的析出。把液体倒入盛有蒸馏水的试管，观 察沉淀是否溶解。 现象：蛋白质凝集，后又溶解了。 用途：分离，提纯蛋白质。
三、大豆蛋白质的物化性能
1、溶解性
大豆蛋白质溶解度——指在特定环境下100 g大豆蛋白质中 能溶解于特定溶剂中的最大克数。 氮溶解度指数NSI=水溶氮/总氮 分散度指数PDI=水分散蛋白质/总蛋白质
溶解度与其加工工艺、溶液酸碱性、离子强度、共存物等有关。 如对SPI：
pH>9，NSI≈100 %； pH=4.64， NSI≈10 %；
大豆蛋白质水溶液的热致凝胶——蛋白质的变性、缔合-解 离以及聚集等过程。
分子束凝胶
无规聚集体凝胶
透明
不透明
无相分离
相分离凝胶
形成与蛋白质分子 形成取决于蛋白质 的变性行为相关 聚集体形成的因素
两种形式： (a)分子束凝胶——缔合蛋白质分子束形成的有序程度较高的凝胶 (b)无规聚集体凝胶
四、大豆蛋白质的物理和化学改性
[变性实验］操作：两支装有鸡蛋清的试管，一支加热，另一 支加入乙酸铅溶液；分别把凝结的蛋白质倒入到蒸馏水中。 现象：均凝结了；但是不再溶解。
4 吸水和保水性
对水的亲合性——键合水和非键合水 测定方法：平衡水蒸气吸收法和液体水吸收法 测定参数：水活性、水吸收容量和露点
5 凝胶行为
蛋白质凝胶的形成条件——蛋白质分子、分子束或者聚集 体之间和蛋白质和水分子之间的相互作用使体系形成三维网 络结构—伴随着蛋白质的变性。
10 %大豆分离蛋白
再 5 %H2SO4 生
共混膜
2 化学改性
——化学基团：氨基、羧基的化学反应 （1）酰化
如蛋白质+琥珀酸酐或乙酸酐——蛋白质塑料
（2）磷酸酯化 环状磷酸三钠、三聚磷酸钠和三氯氧磷 作用：改交联 —NH2、—SH、—COOH
交联剂：甲醛、乙醛、戊二醛、甘油醛——醛亚胺 可溶性铜盐、铬盐、锌盐或脂肪族环氧化合物
膜蛋白质
胰岛素蛋白
DNA
3、蛋白质结构单元
分子质量大，一万到几千万。是一种天然的高分子。 结构单元—氨基酸
氨基酸的结构特点： 一个氨基（碱性） 一个羧基（酸性） 一个氢原子 一个其他的基团结合
4、大豆成分和大豆蛋白质的提取
大豆主要组分：油脂、蛋白质、碳水化合物、粗纤维、水分 大豆油脂—豆油 碳水化合物—多糖（蔗糖、阿拉伯半乳糖） 蛋白质—主要组分 根据生理功能：储藏蛋白和生物活性蛋白 根据加工过程和蛋白质组分含量：大豆粉（SF）、大豆浓缩 蛋白（SPC）、大豆分离蛋白（SPI）、大豆渣（SD）
目的：提高耐水性、内聚力、刚性等 如双醛淀粉交联蛋白质塑料；
（4）接枝共聚改性
乙烯基单体
SPI + 过硫酸铵
接枝共聚物
3 酶法改性
——通过酶部分降解蛋白质，或增加其分子内或分子间交联， 或连接特殊功能基团，改变蛋白质的性能。
优点：反应条件温和、反应速率高和专一性
如胰蛋白酶改性SPI → 黏结剂
第6章 大豆蛋白质材料
Chapter 6 Soy Protein Materials
一、蛋白质的存在和组成
1、存在
主要存在于生物体内，肌肉、发、皮肤、酶、激素、抗体、 病毒；
在植物中也很丰富，比如大豆，花生，谷物。
蛋白质是生命体的组成部分，存在形式多种多样。
2、蛋白质组成元素
C—50~55 % H—6~8 % O—20~23 % N—15~18 % S —0~4 %等
3 变性
蛋白质的变性——蛋白质所处的微环境发生变化时，其分 子原有的特殊构象发生转变，导致蛋白质的物理、化学和生物 学特性发生变化。
物理因素：加热、冷冻、高压、辐射、搅拌、超声 化学因素：酸、碱、尿素、硫脲、酒精、丙酮、表面活性 剂和重金属盐 主要研究：热变性、冷冻变性、化学因素变性 变 化：一级结构不变，二、三、四级结构发生变化
α-螺旋
β-折叠
大豆蛋白质二级结构—相对较稳定，但容易受热、酸、碱 作用而发生变化；
（3）三级结构——蛋白质分子或构成蛋白质分子的亚甲基内 所有原子之间相互作用使得蛋白质中多肽键折叠、盘曲成内有 袋形的空穴的空间结构。
大豆蛋白质三级结构起稳定作用的 次级键： 疏水基相互作用—主要 二硫键 离子型相互作用 氢键 偶极-偶极相互作用
蛋白质的含量：SPI > SPC > SF > SD
二、大豆蛋白质的基本性质和结构
1、基本性质
（1）两性性离子：
甘氨酸
pH值变化：
2、结构
（1）一级结构——多肽键 ——蛋白质由氨基酸以共价键结合
两个氨基酸结合失去一个H2O 分子，得到一个肽键（ -CO-NH），成为一个二肽分子。
这样由于可以结合无数氨基酸 分子，所以蛋白质分子很大。
1 物理改性
——加热、冷冻、高压、剪切、辐射、搅拌、超声波处 理、共混
质构化——即将大豆蛋白质经水等溶剂溶胀、膨化后在 一定温度下经过强剪切作用（挤压、螺杆挤出）改性的过 程。 作用：降低蛋白质的密度、提高其吸水率和保水率 应用：食品的加工等。
共混改性
如纤维素+NaOH/硫脲→纤维素浓溶液
流延制膜
蛋白质的普通特征：至少一个氨基酸长链是由多肽键结合
蛋白质分子既可能含有一种多肽键，也可能含其他多种键。 这些键可能是结合两个分开的链，或是在同一链的两个部分被 这些键合着。
如，最简单的共价交联结合的胱氨酸中的二硫桥。
（2）二级结构——蛋白质的大分子和分子中多肽键主链骨架 的空间构象
氢键
大豆蛋白质二级结构—两种分子构象