第五章氨基酸、蛋白质提取工艺特性
氨基酸的制作方法
氨基酸的制作方法引言氨基酸是构成蛋白质的基本单元之一，对生命体的生长与发育具有重要作用。
氨基酸的制作方法多种多样，下面将介绍几种常见的氨基酸制作方法。
1. 天然氨基酸的提取方法1.1 动物源氨基酸的提取从动物源中提取氨基酸的方法较为复杂，常见的提取方法有以下几种：1.非水溶性酸解法：将动物组织经过酸解提取，然后通过酸碱中和、稀释等步骤得到氨基酸溶液，最后通过蒸馏或干燥得到氨基酸。
2.酶解法：使用特定的酶将动物组织中的蛋白质酶解成氨基酸，然后通过滤液分离氨基酸溶液。
3.蒸馏法：将动物组织经过蒸馏提取，得到氨基酸的蒸馏液，通过蒸馏纯化得到氨基酸。
1.2 植物源氨基酸的提取提取植物源氨基酸的方法相对简单，常见的提取方法有以下几种：1.水浸法：将植物材料浸泡在水中，经过高温或超声波处理，使氨基酸溶解在水中，然后通过过滤得到氨基酸溶液。
2.酶解法：使用特定的酶将植物材料中的蛋白质酶解成氨基酸，然后通过滤液分离氨基酸溶液。
3.离子交换法：使用离子交换树脂吸附植物材料中的氨基酸，然后通过洗脱得到氨基酸溶液。
2. 合成氨基酸的方法除了通过提取自然来源的氨基酸外，还可以通过化学合成的方法获得氨基酸。
常见的合成方法有以下几种：1.羧酸的亲核取代反应：通过羧酸与亲核试剂反应，将羧基替换为氨基，从而得到氨基酸。
2.氨基的烷基化反应：通过氨基和烷基化试剂反应，将氨基烷基化，得到氨基酸。
3.氨基的酰化反应：通过氨基与酰化试剂反应，将氨基酰化，从而得到氨基酸。
3. 发酵法制备氨基酸发酵法是一种常见的制备氨基酸的方法，该方法利用微生物代谢产物中的氨基酸。
常见的发酵法制备氨基酸的步骤如下：1.选取合适的产生目标氨基酸的微生物菌株。
2.培养微生物菌株，提供适当的营养物质和培养条件。
通常包括碳源、氮源、矿物质等。
3.控制培养环境，如温度、酸碱度、氧气供应等。
4.在合适的时间点，收集发酵液。
5.通过纯化和结晶等方法，得到目标氨基酸。
发酵法制备氨基酸的优点是可以大规模生产，并且可以通过调整培养条件和菌株来获得多种不同的氨基酸。
《蛋白质的提取和分离》 讲义
《蛋白质的提取和分离》讲义一、蛋白质提取和分离的意义蛋白质是生命活动的主要承担者，对于生物体的结构、功能和代谢都起着至关重要的作用。
在科学研究、医学诊断、生物技术以及食品工业等众多领域，蛋白质的提取和分离都是一项关键的技术。
通过提取和分离特定的蛋白质，我们能够深入了解其结构和功能，从而揭示生命活动的奥秘。
在医学领域，对疾病相关蛋白质的提取和分离有助于疾病的诊断和治疗，例如肿瘤标志物的检测。
在生物技术中，获得高纯度的蛋白质可以用于生产生物制品，如胰岛素、抗体等。
此外，在食品工业中，提取和分离蛋白质可以改善食品的品质和营养价值。
二、蛋白质提取和分离的基本原理蛋白质的提取和分离基于其物理、化学和生物学特性。
常见的原理包括：1、溶解度差异不同的蛋白质在不同的溶剂中溶解度不同。
通过改变溶剂的性质，如 pH 值、离子强度、温度等，可以使目标蛋白质溶解或沉淀，从而实现分离。
2、分子大小和形状利用超滤、透析、凝胶过滤等方法，根据蛋白质分子的大小和形状进行分离。
大分子蛋白质无法通过特定孔径的滤膜或凝胶颗粒，而小分子蛋白质则可以通过。
3、电荷差异蛋白质具有不同的等电点（pI），即在特定 pH 值下蛋白质所带净电荷为零。
通过调节溶液的 pH 值，使蛋白质带上正电荷或负电荷，然后利用电泳或离子交换层析等方法进行分离。
4、亲和力差异某些蛋白质与特定的配体（如抗体、金属离子、染料等）具有特异性的亲和力。
利用这种亲和力，可以将目标蛋白质与其他蛋白质分离开来。
三、蛋白质提取的方法1、机械破碎法对于细胞或组织，使用匀浆器、研钵、超声波破碎仪等设备将其破碎，释放出其中的蛋白质。
2、化学渗透法使用一些化学试剂，如表面活性剂、有机溶剂等，改变细胞膜的通透性，使蛋白质释放出来。
3、酶解法利用蛋白酶将细胞间质或细胞壁分解，从而释放蛋白质。
在提取过程中，为了防止蛋白质的变性和降解，通常需要添加一些保护剂，如蛋白酶抑制剂、还原剂等。
四、蛋白质分离的方法1、盐析法向蛋白质溶液中加入中性盐（如硫酸铵、氯化钠等），随着盐浓度的增加，蛋白质的溶解度逐渐降低而沉淀析出。
第五章 蛋白质
主讲:汤务霞
主要内容
概述 氨基酸 蛋白质和肽 蛋白质的变性作用 蛋白质的功能性质 常见食品蛋白质与新蛋白质资源 食品蛋白质在加工和贮藏中的变化
第一节 概述
1、食品中蛋白质的定义
食品中蛋白质是指人类从食品中摄取的对人体 无毒副作用、易消化吸收且能满足人体生长、 发育及生命活动过程中所需求的蛋白质。
蛋白质有以下特征： ①蛋白质是一种复杂而且变化很大的复杂巨型分子，
是组成细胞的基础物质。 ②作为食品，蛋白质的营养功能主要是为人体提供
所必需的氨基酸。在正常情况下，食品提供的总热 量中的11％～13％是由蛋白质提供的。
③部分蛋白质可作为生物催化剂，即酶和激 素，以控制机体的生长、消化、代谢、分泌 及能量转移等化学变化。
多肽具有抑制蛋白质形成凝胶的性能，因 此可利用这种性质来调整食品的质构。
如水产品和肉禽蛋白质以及大豆蛋白质， 在加热时会形成凝胶使其质构变硬，这时 添加百分之几的大豆肽，就会起到软化凝 胶的作用。
而多肽即使在50%高浓度下和较宽的pH值 范围内仍能保持溶解状态，同时还具有较 强的吸湿性和保湿性；
2、纤维状蛋白：对称性差，分子类似细棒或纤 维，又可分为：
可溶性纤维蛋白质，如肌球蛋白、血纤维蛋白 原等；
不溶性纤维状蛋白质，包括胶原、弹性蛋白、 角蛋白以及丝心蛋白等。
(五)根据食品中蛋白质的功能性质分类
1、酶:胰蛋白酶，乙醇脱氢酶； 2、调节蛋白：胰岛素，促生长素； 3、转运蛋白（血清清蛋白、铁传递蛋白、血红蛋白，
一般为L-构型。 根据氨基酸侧链R基团的极性不同，分为：
非极性氨基酸、侧链不带电荷的极性氨基 酸、碱性氨基酸和酸性氨基酸。 营养学上分为：必需氨基酸和非必需氨基 酸。
氨基酸处理工艺
氨基酸处理工艺一、引言氨基酸是构成蛋白质的基本单元，对于人体健康至关重要。
随着人们对健康的重视和对功能食品的需求增加，氨基酸的生产和处理工艺也变得越来越重要。
本文将探讨氨基酸处理工艺的相关内容。
二、氨基酸的生产氨基酸的生产可以通过化学合成或发酵两种方式实现。
化学合成是指通过化学反应将某些原料转化为氨基酸。
发酵则是利用微生物（如大肠杆菌、酵母菌等）对废弃物或廉价原料进行代谢，产生氨基酸。
三、氨基酸的提取氨基酸的提取是指从原料中分离出目标氨基酸的过程。
常见的提取方法包括膜分离、离子交换、溶剂萃取等。
其中，膜分离是一种利用半透膜使溶液中的氨基酸分离的方法。
离子交换是通过树脂吸附和洗脱的方式提取氨基酸。
溶剂萃取则是利用溶剂将氨基酸从溶液中分离出来。
四、氨基酸的纯化氨基酸的纯化是指将提取得到的氨基酸进一步纯化，去除杂质，提高纯度。
常用的纯化方法有晶体分离、色谱技术等。
晶体分离是通过溶液中氨基酸的结晶过程，将氨基酸与杂质分离。
色谱技术则是利用分子在固定相上的不同吸附特性进行分离。
五、氨基酸的精制氨基酸的精制是指对纯化得到的氨基酸进行进一步处理，除去残余杂质，使氨基酸达到食品或医药级别的纯度要求。
精制工艺包括再结晶、凝胶过滤、逆渗透等。
再结晶是通过溶解、结晶和干燥的过程，将氨基酸纯化至高纯度。
凝胶过滤则是利用凝胶过滤材料对氨基酸溶液进行过滤，去除微小颗粒和杂质。
逆渗透是一种利用半透膜对氨基酸溶液进行逆渗透，去除溶液中的无机盐和有机物质的方法。
六、氨基酸的干燥氨基酸的干燥是将精制得到的氨基酸溶液去除水分，得到干燥的氨基酸产品。
常见的干燥方法有喷雾干燥、真空干燥等。
喷雾干燥是通过将氨基酸溶液喷雾成细小液滴，并在热气流中快速干燥，使水分蒸发。
真空干燥则是将氨基酸溶液置于真空环境中，利用低压下水的沸点降低，使水分快速蒸发。
七、氨基酸的包装与储存氨基酸经过干燥后，需要进行包装和储存。
常见的包装方式有铝箔袋、塑料瓶等。
对于氨基酸的储存，应避免阳光直射和高温环境，防止氨基酸的氧化和降解。
氨基酸提取工艺流程
氨基酸提取工艺流程
氨基酸是构成蛋白质的基本化学成分之一，可以通过提取天然蛋白质物质得到。
氨基酸是一种重要的营养素，常用于制造肥料、食品、保健品和药品等。
氨基酸的提取工艺流程通常包括以下几个步骤：
1. 蛋白质的预处理
首先，需要将天然蛋白质物质进行预处理，以提高氨基酸提取的效率。
这一步可以通过加热、酸碱处理、酶解等方式进行。
例如，可以用酶类将蛋白质酶解成小分子肽或氨基酸。
2. 提取
提取是氨基酸制备的关键步骤。
常用方法有溶出法、水解法和离子交换法等。
其中，水解法是一种常见的方法，即将预处理后的蛋白质物质与酸或酵母菌一起加热，使其水解成小分子肽或氨基酸，再用离心机将其分离。
3. 纯化
提取得到的氨基酸液可能含有一些杂质，需要进行纯化。
一般使用离子交换、凝胶过滤或逆渗透等方式进行纯化。
4. 干燥
纯化后的氨基酸需要进行干燥，干燥后可得到氨基酸的粉末或颗粒，以便进行包装和储存，以避免湿度、氧化和细菌感染等问题。
总之，氨基酸的提取工艺流程并不复杂，根据不同的原料质量和需要，可能需要进行适当的调整。
氨基酸的提取技术已经得到广泛的应用，有助于提高人们的健康生活和农业生产水平。
第五章 氨基酸,肽和蛋白质
第三节蛋白质的结构（３）静电相互作用蛋白质可看成是多聚电解质，因为氨基酸的侧链（例如天冬氨酸、谷氨酸、酪氨酸、赖氨酸、组氨酸、精氨酸、半胱氨酸）以及碳和氮末端氨基酸的可解离基团均参与酸碱平衡，肽键中的α氨基和α羧基在蛋白质的离子性中只占很小的一部分。
由于蛋白质氨基酸中可解离侧链基团很多（占残基总数的30％～50％）。
在中性pH，天冬氨酸和甘氨酸残基带负电荷，而赖氨酸、精氨酸和组氨酸带正电荷；在碱性pH，半胱氨酸和酪氨酸残基带负电荷。
在中性pH，蛋白质带净负电荷或净正电荷，取决于蛋白质分子中所带负电荷和正电荷残基的相对数目。
蛋白质分子净电荷为零时的pH 值定义为蛋白质的等电点pI。
等电点pH 不同于等离子点（isoionic point），等离子点是指不存在电解质时蛋白质溶液的pH值。
蛋白质分子中大部分可解离基团，也就是说，除少数例外，几乎所有带电荷的基团都是位于蛋白质分子表面。
在中性pH，蛋白质分子带有净正电荷或净负电荷，因此可以预料，蛋白质分子中带有同种电荷的基团,会因静电排斥作用而导致蛋白质结构的不稳定性。
同样也有理由认为，蛋白质分子中在某一特定关键部位上，带异种电荷的基团之间，由于相互的静电吸引作用，将对蛋白质结构的稳定性有着重要的贡献。
事实上，在水溶液中，由于水有很高的介电常数，蛋白质的排斥力和吸引力强度已降低到了最小值，其静电相互作用能仅为±5.8～±3.5KJ/mol。
因此，处在蛋白质分子表面的带电基团对蛋白质结构的稳定性没有显著的影响。
蛋白质的可解离基团的电离情况和局部环境的pH 值有很大的关系，也和局部环境的介电性质有关。
部分埋藏在蛋白质内部的带电荷基团，由于处在比水的介电常数低的环境中，通常能形成具有强相互作用能的盐桥。
一般蛋白质的静电相互作用能在±3.5～±460KJ/mol 范围。
尽管静电相互作用不能作为蛋白质折叠的主要作用力，然而在水溶液介质中,带电荷基团仍然是暴露在蛋白质的表面,因此它们也确实影响蛋白质的折叠模式。
第五章 蛋白质理化性质的分析
蛋白质的定量分析
方法
凯氏定氮法 福林福林-酚试剂法 双缩脲法
原理
蛋白质具有恒定的含氮量 在碱性条件下蛋白质与铜生产复合物， 在碱性条件下蛋白质与铜生产复合物，还原 磷钼酸磷钼酸-磷钨酸试剂生产蓝色化合物 在碱性条件下， 在碱性条件下，蛋白质分子中的肽键与铜可生 产紫红色的络合物 在碱性溶液中， 在碱性溶液中，蛋白质将二价铜还原为一价铜 再与BCA 二羧酸-而喹啉钠） BCA（ 再与BCA（二羧酸-而喹啉钠）生产紫色复合物
细分级（ fractionation)：一般使用层析法 包括凝胶过滤、 层析法。 细分级（fine fractionation)：一般使用层析法。包括凝胶过滤、
离子交换、 离子交换、吸附和亲和层析等及电泳法
（二）蛋白质混合物的分离方法
1、根据分子大小的分离
（1）透析（dialysis)和超过滤(ultrafiltration)：玻璃纸、火棉纸和其它 透析（dialysis)和超过滤(ultrafiltration)：玻璃纸、 和超过滤(ultrafiltration) 合成材料 （2）密度梯度（区带）离心：蔗糖梯度、聚蔗糖梯度 密度梯度（区带）离心：蔗糖梯度、 （3）凝胶过滤：交联葡聚糖、聚丙烯酰胺凝胶和琼脂糖等 凝胶过滤：交联葡聚糖、
氨基酸在水中溶解度各异， 氨基酸在水中溶解度各异，易溶于酸和碱 分配层析、纸层析、 分配层析、纸层析、薄层层析
蛋白质的两性电离性质： 蛋白质的两性电离性质：
离子交换层析、 离子交换层析、电泳
（流动相） 流动相） （固定相） 固定相）
分配系数有差异 分配系数大的物质有较快的移动速度
点样、展 点样、 显色、 层、显色、 定性 定量） （定量）
• 分子筛层析法：球形蛋白质 分子筛层析法：
第五章蛋白质-(1)
第二节 氨基酸的物理化学性质
一、氨基酸的一般性质
（一）一般结构和分类
蛋白质含有碳、氢、氧和氮等元素，有些含有
硫或磷 元素，少数还含有 锌、铁、铜、锰 等
元素。不同的蛋白质其组成和结构也不同。
各种蛋白质的含氮量很接近，其平均值为16%。
组成蛋白质的氨基酸除了脯氨酸和羟脯氨酸外都 是α－氨基酸。 都是L-型的α-氨基酸。
蛋白质的功能性质（Functional Properties）
定义与分类 水化性质 组织化 乳化性质 起泡作用
溶解度与粘度、凝胶作用 热凝结和形成、纤维的形成 热塑挤压、面团 乳化能力与乳化稳定性
起泡性与泡沫稳定性
蛋白质的营养特性（Nutritional properties） 蛋白质的开发利用（Utilization）
（二）氨基酸的立体化学
除甘氨酸外都具有旋光性。 在植物或动物组织的蛋白质水解物中，仅发现Ｌ－型异 构体。
ILE和THR的-碳原子也是不对称的，因 此他们都有4个对映体。
（三）氨基酸的酸碱性质：离子化
在中性 pH 范围，α- 氨基和羧基都处在离子化状态， 此时是偶极离子或两性离子。两性电解质。 偶极离子以电中性状态存在时的pH被称为等电点 （pI）。
当—COO-和—COOH的浓度相等时的pH被称为pKa1（即离解常数a1的 负对数）。 当—NH3+和—NH2浓度相等时的pH被称为pKa2。
蛋白质等离子点:在没有其他盐类存在(纯水)时,蛋白质中质子供体解离 出的质子数与质子受体结合的质子数相等时的pH,也即蛋白质在纯水中的 等离子点为等电点。