第三章蛋白质ja

烹饪化学 第三章 黄刚平教案2005-7-04 1 第三章 蛋白质 学习重点 1.蛋白质的两性性质在烹饪中应用； 2.蛋白质变性在烹饪中应用； 3.蛋白质胶体性在烹饪中应用； 4.肉蛋白和面粉蛋白在加工中的变化和功能性质。 ☆ 重点 ◇ 难点 * 选学 10学时 学习内容 第一节 蛋白质的化学基础知识（2学时） 一、蛋白质的化学组成（氨基酸及其分类） 二、蛋白质的分子结构 三、蛋白质的分类☆ 第二节 蛋白质的性质及在烹饪中的应用（4学时） 一、蛋白质性质概述 二、氨基酸和蛋白质的两性性质及应用☆ 三、蛋白质的变性及应用☆ 四、蛋白质的胶体性及应用☆◇ 五、蛋白质的界面性质及应用 第三节 烹饪加工中蛋白质的化学变化*（1学时） 一、蛋白质水解 二、蛋白质分子交联 三、氨基酸裂解和异构化 第四节 常见食品的蛋白质（3学时） 一、动物肉类蛋白☆ 二、乳蛋白质 三、卵类蛋白 四、谷类蛋白质☆ 五、大豆蛋白

第一节 蛋白质的化学基础知识 教材p32-41 一、蛋白质的化学组成 (一)蛋白质的元素组成 C、H、O、N、S、P等蛋白质的主要元素组成。氮的含量几乎是恒定的。一般来说，蛋白质的平均含氮量为16％，l克N与l00／16＝6.25克蛋白质相当，因此在实际中，只要测出样品的含N量，就可以用6.25来计算其蛋白质的量，所以6.25称为蛋白质系数。 烹饪化学 第三章 黄刚平教案2005-7-04 2 （二）蛋白质的构成单元——氨基酸 蛋白质分子是由C、H、O、N等先构成一种有机小分子，以它为结构单元，再构成高分子量的蛋白质分子。这个结构单元叫氨基酸。

1.氨基酸概念和通式 氨基酸是含有氨基的羧酸。除甘氨酸外，天然存在的氨基酸都是L型的α-氨基酸，其通式如下：

CCOOHRHNH2

—碳原子—氢羧基—氨基

侧链基团 通式中的R是叫侧链基团，不同的氨基酸其R不同。 2、氨基酸分类和种类 氨基酸具体种类及其特点见教材表3-1。 二、蛋白质的分子结构◇ 因蛋白质分子结构很复杂，可分为一级结构和高级结构。 （一）蛋白质分子的一级结构 蛋白质分子的一级结构就是指各种氨基酸如何连接成蛋白质分子，也叫初级结构。氨基酸与氨基酸分子可以发生如下反应，这种反应叫酰胺型缩合（也叫成肽反应），其它部分连接起来形成新物质—肽，此时的酰胺键实际上就是把氨基酸Aal和Aa2连接起来，称之为肽键(见箭头所指部分)。

+H2ONH2CHR1COHONH2CHR2COHO+NH2CHCR1OCOH

ONHCHR2

肽键 氨基酸在形成肽链时，其顺序非常重要。 （二）蛋白质分子的高级结构* 蛋白质多肽链的空间结构（立体结构）十分复杂，概括起来看，高级结构分为二、三、四级结构。

二级结构是指分子中除侧链基团的多肽链骨架（也称多肽链主链，指多肽链中由重复的-C-C-N-连接的骨架）在空间中的排列方式。

三级结构是指肽链在二级结构基础上，包括其侧链上的基团空间伸展的整体空间结构。整体空间结构大致分为球状和纤维状。球状蛋白质分子构象近似球状或椭球状，疏水基团相对集中在分子 烹饪化学 第三章 黄刚平教案2005-7-04 3 内部，亲水基团相对集中在球外部，形成所谓“亲水表面疏水核”。 许多蛋白质，都具多根肽链，这时称单根链为亚基，称整个蛋白质分子为寡聚蛋白体。蛋白质分子的四级结构就是指寡聚蛋白质分子中亚基与亚基间的立体排布及相互作用关系。

（三）蛋白质分子的空间结构的维持力 蛋白质分子间或分子内不同部分存在相互作用力，正是它们维持着蛋白质分子的空间结构。这些维持力有氢键、静电引力、疏水作用等非共价化学键，另外维持力中还有二硫键、酰胺键等共价键。图3-1是蛋白质空间结构维持力的示意图。

HOOCN

SHONH4COOS氢键二硫键疏水作用离子相互作用OHH

偶极相互作用

图3-1 蛋白质空间结构维持力 三、蛋白质的分类☆ 有些蛋白质完全由氨基酸构成，称为简单蛋白质。而另一些蛋白质除了蛋白质部分外，还有比较耐热的水溶性非蛋白低分子成分。这种成分称为辅基或配基，这类蛋白质称为结合蛋白质。具体分类可见表3-1。

表3-1 蛋白质的分类 类别 分类标准（溶解性） 特性 存在及例子

简 清蛋白 （白蛋白） 溶于水，但加硫酸铵至饱和后沉淀 加热凝固，可结晶，多为功能蛋白或球状蛋白 所有生物中存在，如卵清蛋白、乳清

蛋白、豆清蛋白、麦清蛋白等

球蛋白 不溶于水和饱和硫酸铵溶液，但溶于稀盐溶液 可结晶，动物球蛋白加热可凝固，植物球蛋白不易凝固 所有生物中存在，如大豆球蛋白、乳

清球蛋白、肌球蛋白、血清球蛋白、麦球蛋白等

谷蛋白 水、醇和盐溶液不溶，但溶于稀酸、稀碱 加热可凝固，贮存蛋白，谷氨酸含量高 仅存在于谷禾植物种子中，如米谷蛋

白、麦谷蛋白、玉米谷蛋白等

醇溶谷蛋白 （胶蛋白） 水、盐溶液不溶，但溶于稀酸、稀碱和70%乙醇 加热可凝固，贮存蛋白，无水乙醇不溶 仅存在于谷禾植物种子中，如米胶蛋

白、麦胶蛋白、玉米醇溶谷蛋白等

精蛋白 水、稀酸可溶，氨水中不溶 加热不凝固，碱性蛋白，含大量精氨酸 细胞中与核酸结合，如鱼、蛙精子和

卵子存在，其它食品含量很少 烹饪化学 第三章 黄刚平教案2005-7-04 4 单 蛋 白 组蛋白 水、稀酸中可溶，但稀氨水中不溶 加热不凝固，碱性蛋白 细胞中与核酸结合，例如动物胸腺存

在，其它食品含量很少

硬蛋白 不溶于水、盐溶液、稀酸和稀碱 不溶蛋白，多为纤维状蛋白，动物的支持材料 动物结缔组织或分泌物中存在，如胶

原蛋白、弹性蛋白、角蛋白、网硬蛋白、丝蛋白

结 合 蛋 白

类别 分类标准（辅基） 特性 存在及例子 核蛋白 核酸 组蛋白与核酸结合 广泛存在，但含量少，如染色体、核

糖体

脂蛋白 脂肪和类脂 一般作为脂肪的运输方式或乳化方式 广泛存在，如血浆脂蛋白、卵黄脂蛋

白、牛奶脂肪球蛋白等

糖蛋白 糖类 许多功能蛋白，有些种类粘度大 广泛存在，如卵粘蛋白、卵类粘蛋白、

血清类粘蛋白等

磷蛋白 磷酸 磷酸酯形式，加热难凝固 广泛存在，如酪蛋白、卵黄磷蛋白、

胃蛋白酶等

色蛋白 色素 多为酶等功能蛋白 如血红蛋白、肌红蛋白、叶绿蛋白、

细胞色素等

金属蛋白 与金属直接结合 多为酶或运输功能的蛋白 广泛存在，如运铁蛋白、乙醇脱氢酶

第二节 蛋白质的性质及在烹饪中的应用 一、蛋白质性质概述 功能性质是除营养卫生特点以外食品或食品成分的理化性质在加工、贮存中的应用特性。例如，肌肉在烹饪加工中，最明显的变化是变性和凝固、收缩和脱水，面粉的主要应用特性是其面筋形成及变化，因此研究它们的功能性质就是研究这些加工特性。

在烹饪加工中，蛋白质的功能性质主要集中在蛋白质的两性性质、变性、胶体性、界面特性和可能发生的化学反应等这几方面。

二、氨基酸和蛋白质的两性性质及应用☆ 教材p42-44 （一）两性性质和等电点 ◇ 氨基酸和蛋白质都含有酸性和碱性基团，同时表现出酸和碱的性质来，这叫两性性质。在水中，氨基酸（或蛋白质）的酸碱性可表示如图3-2： 烹饪化学 第三章 黄刚平教案2005-7-04

5 RCHCOOHNH3

RCHCOONH3RCHCOONH2

pHpIpHpIpH=pI

正离子偶极离子负离子

酸式解离碱式解离

带正电荷状态等电状态

（净电荷为零）带负电荷状态

HHHH

氨基酸（或蛋白质）的两性离解图3-2 从上式可看出，只有溶液达到某一定酸碱度时，氨基酸分子才处于正负电荷相等的电中性，这时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点，用pI表示。

氨基酸及蛋白质在pH＝pI时，分子净电荷为零；在pH>pI时(即环境比之更碱性时)酸式离解强于碱式离解，分子带上负电（溶液中负离子多）；在pH正电（溶液中正离子多）。溶液pH与氨基酸或蛋白质的带电状况的关系，实际上可用图3-3曲线来表示。

例如，酪蛋白等电点pI为4.6，则在中性溶液pH＝7时，酪蛋白分子带负电荷。

-++

-0pHpI

图3-3 蛋白质和氨基酸 分子所带电荷与pH的关系 （pI 等电点） （二）两性性质和等电点的应用 由于溶液的pH值改变对蛋白质分子的带电状况有直接影响，从而对蛋白质的其他性质，如变性、胶体性等性质有直接影响。

在等电点时，蛋白质净电荷为零，与水的吸引力小；而且因分子内各部分之间电斥力最弱，分子能更趋紧凑，与水的接触面小，所以水化作用弱，因此溶解度、溶胀能力、粘度都降到最低点。在等电点时，蛋白质可能会沉淀下来，这叫等电沉淀。

例如，牛奶中加酸立刻会看到絮状沉淀。