糧油食品加工

1、二、 植物蛋白,蛋白質(zhì)定義 是一切生物體中普遍存在的，由天然氨基酸通過肽鍵連接而成的生物大分子。英文稱protein，意為“最原初的，第一重要的”。蛋白質(zhì)的特點(diǎn) 種類繁多；各具有一定的相對(duì)分子質(zhì)量，復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)和特定的生物功能；是表達(dá)生物遺傳性狀的一類主要物質(zhì)。,第一節(jié) 蛋白質(zhì)的性質(zhì),蛋白質(zhì)的功能,是人體組織的構(gòu)成成分 構(gòu)成和修補(bǔ)人體組織 蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞、組織和器官的主要材料。 嬰幼兒、兒童

2、和青少年的生長(zhǎng)發(fā)育都離不開蛋白質(zhì)。即使成年人的身體組織也在不斷地分解和合成進(jìn)行更新，例如，小腸黏膜細(xì)胞每1~2天即更新一次，血液紅細(xì)胞每120天更新一次，頭發(fā)和指甲也在不斷推陳出新。身體受傷后的修復(fù)也需要依靠蛋白質(zhì)的補(bǔ)充。,,構(gòu)成體內(nèi)各種重要物質(zhì),調(diào)節(jié)身體功能 體內(nèi)新陳代謝過程中起催化作用的酶，調(diào)節(jié)生長(zhǎng)、代謝的各種激素以及有免疫功能的抗體都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的。 此外，蛋白質(zhì)對(duì)維持體內(nèi)酸堿平衡和水分的正常分布也都有重要作用。,提

3、供能量,雖然蛋白質(zhì)的主要功能不是供給能量，但當(dāng)食物中蛋白質(zhì)的氨基酸組成和比例不符合人體的需要，或攝入蛋白質(zhì)過多，超過身體合成蛋白質(zhì)的需要時(shí)，多余的食物蛋白質(zhì)就會(huì)被當(dāng)作能量來源氧化分解放出熱能。 在正常代謝過程中，陳舊破損的組織和細(xì)胞中的蛋白質(zhì)也會(huì)分解釋放出能量。 每克蛋白質(zhì)可產(chǎn)生.16.7千焦耳（4千卡）熱能。,1.1 蛋白質(zhì)在食品應(yīng)用中的性質(zhì),食品體系中，蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)是指在食品的加工、儲(chǔ)存和消費(fèi)過程中，蛋白質(zhì)和其他

4、食品組分相互作用時(shí)表現(xiàn)出的物理化學(xué)性質(zhì)的總和。決定蛋白質(zhì)功能性的因素有蛋白質(zhì)本身的性質(zhì)（蛋白質(zhì)分子的大小、形狀、氨基酸組成和序列、電荷分布和凈電荷、表面疏水性、空間結(jié)構(gòu)、分子的柔性和剛性）、所處體系的性質(zhì)（溫度、pH值、離子強(qiáng)度和離子對(duì)種類、脂類和糖類、食品添加劑等）以及蛋白質(zhì)分子內(nèi)和分子間的相互作用。,,從分子水平上看，蛋白質(zhì)的功能性是蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)和與蛋白表面性質(zhì)有關(guān)的性質(zhì)。蛋白質(zhì)的功能性也可以看成是蛋白質(zhì)-水的相互作用、蛋白

5、質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用、蛋白質(zhì)-空氣的相互作用，體現(xiàn)了蛋白質(zhì)的流體力學(xué)性質(zhì)和界面性質(zhì)。,蛋白應(yīng)用,(1) 溶解性（Solubility）,蛋白質(zhì)的溶解性是蛋白質(zhì)的基本物理性質(zhì)之一，會(huì)影響蛋白質(zhì)的其他功能性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值 一般地，一種蛋白質(zhì)要有較好的功能性，它必須有較好的溶解性。 目前，溶解性差的蛋白質(zhì)在食品中幾乎沒有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 蛋白質(zhì)在水中的溶解性是蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、水-水和蛋白質(zhì)-水相互作用的綜合作用的結(jié)果，熱力學(xué)

6、上說是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。,,,蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì) ＋ 水-水 蛋白質(zhì)-水,影響蛋白質(zhì)溶解性的因素 蛋白質(zhì)的表面疏水性和表面親水性 pH值 溫度 離子強(qiáng)度和種類,(2) 乳化性（Emulsifying）,乳化是指將兩種以上不相溶的物質(zhì)，其中一種液體以微粒的形式分散到另一種液體里形成均勻分散體系的性能。蛋白質(zhì)乳化性是指蛋白質(zhì)能使油與水形成穩(wěn)定的乳化液而起乳化

7、劑的作用，主要包括乳化能力（EC，emulsifying capacity）和乳化穩(wěn)定性（ES，emulsifying stability）。蛋白質(zhì)是由一系列氨基酸通過肽鍵結(jié)合而成的高分子化合物。組成蛋白質(zhì)的氨基酸有親水氨基酸和疏水氨基酸，因此決定了蛋白質(zhì)有兩親性。,乳化性測(cè)定,（3）起泡性（Foaming）,,發(fā)泡性是指大豆蛋白質(zhì)在加工中體積的增加率，可起到的酥松作用。形成起泡的方法有三種，振蕩法、鼓泡法和攪打法，攪打法是最常用的

8、方法。蛋白質(zhì)濃度、溶解性、pH值、離子強(qiáng)度等會(huì)影響蛋白質(zhì)溶液的起泡性。蛋白質(zhì)的發(fā)泡性，可以賦予食品以疏松的結(jié)構(gòu)和良好的口感。,（4）粘度（viscosity）,指液體流動(dòng)時(shí)表現(xiàn)出來的內(nèi)摩擦，又稱流動(dòng)性，它是調(diào)整食品的物性方面的重要參數(shù)。 蛋白質(zhì)溶液的粘度受蛋白質(zhì)的分子量，形狀、軸比、水合度或摩擦比等條件的影響，溫度、pH值、離子強(qiáng)度、處理?xiàng)l件等，可改變蛋白質(zhì)分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、締結(jié)狀態(tài)、水合度及膨潤(rùn)性(度)。,(5) 凝膠性（gela

9、tion）,當(dāng)變性的蛋白質(zhì)分子聚集形成一個(gè)有規(guī)則的蛋白質(zhì)網(wǎng)時(shí)，此過程稱為凝膠作用。食用蛋白質(zhì)凝膠大致可以分成兩類，加熱凝膠和鈣鹽等二價(jià)金屬凝膠。凝膠性可以賦予食品良好的質(zhì)構(gòu)特性。,蛋白凝膠,,凝膠性測(cè)定,（6）水合能力（hydration capacity）,蛋白質(zhì)的水合作用是通過蛋白質(zhì)多肽鏈的極性部分與水分子間的相互作用來實(shí)現(xiàn)的。水合作用是一個(gè)漸進(jìn)的過程，與水活度關(guān)系密切。 蛋白質(zhì)濃度、pH值、溫度、離子強(qiáng)度及離子對(duì)種類、食品體

10、系中的其它成分都會(huì)影響水合能力。,（7）吸油性（Oil-Absorption Capability）,吸油性就是指蛋白質(zhì)促進(jìn)脂肪吸收的作用，是另一種形式的乳化作用。例如，分離蛋白加入肉制品中，能形成乳狀液和凝膠基質(zhì)，防止脂肪向表面移動(dòng)，因而起著促進(jìn)脂肪吸收或脂肪結(jié)合的作用，可以減少肉制品加工過程中脂肪和汁液的損失，有助于維持外形的穩(wěn)定。,（8）成膜性（film forming ability ）,成膜性是指蛋白與水形成面團(tuán)后，經(jīng)高壓蒸

11、煮，其表面能形成一層薄膜。這層薄膜是水與含水劑的一個(gè)屏障，這是蛋白適合腸類加工需要的一個(gè)特征。當(dāng)肉切碎后，用分離蛋白與雞蛋蛋白的混合物涂在其纖維表面形成薄膜，易于干燥，可以防止氣味散失，有利于再水化過程，并對(duì)再水化產(chǎn)品提供合理的結(jié)構(gòu)。,腐竹（Yuba）,,1.2 蛋白質(zhì)的改性方法,蛋白質(zhì)改性是人為地對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，從而改善產(chǎn)品的相容性和功能性。目前常用的蛋白質(zhì)改性方法包括物理法、化學(xué)法、酶法和基因工程方法等。,,（1）物理改

12、性,物理改性是利用加熱、機(jī)械作用、聲波等方式改變蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)和分子間的聚集方式，一般不涉及蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。如熱、高頻電場(chǎng)、微波、超聲波、強(qiáng)烈震蕩等。實(shí)際上，物理改性就是在控制條件下的蛋白質(zhì)定向變性。,優(yōu)點(diǎn),物理改性具有費(fèi)用低，無毒無副作用，作用時(shí)間短，對(duì)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)性影響較小等優(yōu)點(diǎn)。例如利用高頻電場(chǎng)對(duì)大豆蛋白質(zhì)分子進(jìn)行處理，大豆蛋白質(zhì)分子正負(fù)電荷在高速交變的電場(chǎng)作用下，產(chǎn)生往復(fù)極化、蛋白質(zhì)分子受到強(qiáng)烈的位伸、撞擊、摩擦、擠壓等作

13、用并產(chǎn)生極化效應(yīng)，使大豆蛋白質(zhì)分子部分降低作用或空間結(jié)構(gòu)改變，產(chǎn)生分子改性現(xiàn)象，NSI值明顯提高。高壓均質(zhì)對(duì)醇法大豆?jié)饪s蛋白進(jìn)行改性處理，可使其溶解度、乳化性和起泡性提高 。,(2) 化學(xué)改性,化學(xué)改性是用化學(xué)方法（化學(xué)試劑）使蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基的側(cè)鏈基團(tuán)或多肽鏈發(fā)生發(fā)生斷裂、聚合或引入新的基團(tuán)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)的理化物質(zhì)和功能性發(fā)生改變。如在蛋白質(zhì)分子中引入帶負(fù)電荷基團(tuán)、親水、親油基團(tuán)、疏基等，可生產(chǎn)出多種具有特

14、殊功能特的蛋白產(chǎn)品。,化學(xué)改性后蛋白質(zhì)的功能特性,（3）酶法改性,酶法改性通常是蛋白酶的有限水解。酶法改性的程度取決于所用的酶、處理的時(shí)間以及人們所需要的功能性質(zhì)。大豆分離蛋白經(jīng)酶解后，其功能性質(zhì)的變化十分顯著。據(jù)研究，酶解大豆分離蛋白具有較高的應(yīng)用價(jià)值，如酶解大豆分離蛋白的pH溶解度范圍很寬，可應(yīng)用于透明型酸性飲料補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)成分;其次，酶解大豆分離蛋白水結(jié)合能力的提高可改進(jìn)中等水分含量食品的質(zhì)構(gòu)和儲(chǔ)藏期間的穩(wěn)定性;此外，酶解產(chǎn)物抗氧

15、化能力的增強(qiáng)可提高脂類和含脂食品的穩(wěn)定性。,優(yōu)點(diǎn),酶解過程十分溫和，很少或沒有不受歡迎的副反應(yīng)或副產(chǎn)品；最終水解產(chǎn)物，經(jīng)平衡后，含鹽極少且最終產(chǎn)品的功能性質(zhì)可通過選擇特定的酶和反應(yīng)因素加以控制；蛋白水解物可直接為消化不良者提供營(yíng)養(yǎng)。,外源酶在食品蛋白改性中的作用,酶聚合,在轉(zhuǎn)谷氨酰氨酶（TGase）催化下，蛋白質(zhì)分子發(fā)生聚合反應(yīng)，得到分子量更大的分子聚合體。改性后，蛋白質(zhì)的凝膠性、持水性增強(qiáng)。轉(zhuǎn)谷氨酰氨酶催化蛋白質(zhì)聚合是酶改性蛋白質(zhì)