食品化学-第四章 蛋白质

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1、第4章蛋白质蛋白质（protein）是生物体细胞的重要组成成分，在生物体系中起着核心作用；蛋白质也是一种重要的产能营养素，并提供人体所需的必需氨基酸；蛋白质还对食品的质构、风味和加工产生重大影响。蛋白质是由多种不同的α—氨基酸通过肽链相互连接而成的，并具有多种多样的二级和三级结构。不同的蛋白质具有不同的氨基酸组成，因此也具有不同的理化特性。蛋白质在生物具有多种生物功能，可归类如下：酶催化、结构蛋白、收缩蛋白（肌球蛋白、肌动蛋白、微管蛋白）、激素（胰岛素、生长激素）、传递蛋白（血清蛋白、铁传递蛋白、血红蛋白）、抗体蛋白（免疫球蛋白）、储藏蛋白（蛋

2、清蛋白、种子蛋白）和保护蛋白（毒素和过敏素）等。4.1概述4.1.1蛋白质的化学组成一般蛋白质的相对分子量在1万至几百万之间。根据元素分析，蛋白质主要含有C、H、O、N等元素，有些蛋白质还含有P、S等，少数蛋白质含有Fe、Zn、Mg、Mn、Co、Cu等。多数蛋白质的元素组成如下：C约为50%～56%，H为6%～7%，O为20%～30%，N为14%～19%，平均含量为16%；S为0.2%～3%；P为0～3%。4.1.2组成蛋白质的基本单位—氨基酸蛋白质在酸、碱或酶的作用下，完全水解的最终产物是性质各不相同的一类特殊的氨基酸，即L—α—氨基酸。L—

3、α—氨基酸是组成蛋白质的基本单位，其通式如图4—1。图4—1L—α—氨基酸4.2氨基酸和蛋白质的分类和结构4.2.1氨基酸的分类和结构自然界氨基酸种类很多，但组成蛋白质的氨基酸仅20余种。根据氨基酸通式中R基团极性的不同，可将氨基酸分为3类：①非极性或疏水的氨基酸；②极性但不带电荷的氨基酸；③在介质中性条件下带电荷的氨基酸；见表4—1。表中由于脯氨酸的结构不符合通式，所以给出了它的全结构式；第一类氨基酸的水溶性低于后两类，这类氨基酸的疏水性随着R侧链的碳数增加而增加；第二类氨基酸含极性但不带电荷的侧链，它们能和水分子形成氢键，其中半胱氨酸和酪氨

4、酸侧链的极性最高，甘氨酸的最小；第三类氨基酸的侧链在pH接近7时带有电荷。随着pH变化这些侧链电荷可以通过质子的得失而得失，这是蛋白质具有两性和等电点的基础。表4—1组成蛋白质的主要氨基酸分类名称常用缩写符号R基结构三字符号单字符号R非极性丙氨酸AlaA缬氨酸ValV亮氨酸LeuL异亮氨酸IleI蛋氨酸MetM脯氨酸ProP苯丙氨酸PheF色氨酸TrpWR不带电荷具极性甘氨酸GlyG-H丝氨酸SerS苏氨酸ThrT半胱氨酸CysC酪氨酸TryY天冬酰胺AsnN谷氨酰胺GlnQ介质近中性时R带电荷赖氨酸LysK精氨酸ArgR组氨酸HisH天冬氨酸

5、AspD谷氨酸GluE4.2.2蛋白质的分类和结构按照化学组成，蛋白质通常可以分为简单蛋白质和结合蛋白质。简单蛋白质是水解后只产生氨基酸的蛋白质；结合蛋白质是水解后不仅产生氨基酸，还产生其他有机或无机化合物（如碳水化合物、脂质、核酸、金属离子等）的蛋白质。结合蛋白质的非氨基酸部分称为辅基。简单蛋白质（simpleproteins）可分为：①清蛋白（albumins）：溶于水及稀盐、稀酸或稀碱溶液，能被饱和硫酸铵所沉淀，加热可凝固。广泛存在于生物体内，如血清蛋白、乳清蛋白、蛋清蛋白等。②球蛋白（globulins）：不溶于水而溶于稀盐、稀酸和稀碱

6、溶液，能被半饱和硫酸铵所沉淀。普遍存在于生物体内，如血清球蛋白、肌球蛋白和植物种子球蛋白等。③谷蛋白（glutelins）：不溶于水、乙醇及中性盐溶液，但易溶于稀酸或稀碱。如米谷蛋白和麦谷蛋白等。④醇溶谷蛋白（prolamines）：不溶于水及无水乙醇，但溶于70％～80％乙醇、稀酸和稀碱。分子中脯氨酸和酰胺较多，非极性侧链远较极性侧链多。这类蛋白质主要存在于谷物种子中，如玉米醇溶蛋白、麦醇溶蛋白等。⑤组蛋白（histones）：溶于水及稀酸，但为稀氨水所沉淀。分子中组氨酸、赖氨酸较多，分子呈碱性，如小牛胸腺组蛋白等。⑥鱼精蛋白（protami

7、nes）：溶于水及稀酸，不溶于氨水。分子中碱性氨基酸（精氨酸和赖氨酸）特别多，因此呈碱性，如鲑精蛋白等。⑦硬蛋白（scleroprotein）：不溶于水、盐、稀酸或稀碱。这类蛋白质是动物体内作为结缔组织及保护功能的蛋白质，如角蛋白、胶原、网硬蛋白和弹性蛋白等。根据辅基的不同，结合蛋白质（conjugatedproteins）可分为：①核蛋白（nucleoproteins）：辅基是核酸，如脱氧核糖核蛋白、核糖体、烟草花叶病毒等。②脂蛋白（1ipoproteins）：与脂质结合的蛋白质。脂质成分有磷脂、固醇和中性脂等，如血液中的β1—脂蛋白、卵黄球

8、蛋白等。③糖蛋白和黏蛋白（glycoproteins）：辅基成分为半乳糖、甘露糖、己糖胺、己糖醛酸、唾液酸、硫酸或磷酸等中的一种或多种。糖蛋白可溶于碱