食品化学——蛋白质

这是一篇关于食品化学——蛋白质的思维导图. 食品化学-蛋白质.pdf,第五章 氨基酸与蛋 白质 Chapter 5 Proteins 标准化学院 本章主要内容 一、概述 结构与性质 二、氨基酸 风味及功能 结构 三、蛋白质 变性--原因、结果及影响

蛋白质

• 氨基酸
  • 结构与分类
    • 非极性氨基酸8
      • 丙氨酸
      • 亮氨酸
      • 异亮氨酸
      • 缬氨酸
      • 苯丙氨酸
      • 甲硫氨酸
      • 色氨酸
      • 脯氨酸
        • 亚氨基酸
    • 不带电的极性氨基酸7
      • 丝氨酸
        • 侧链亲水
      • 苏氨酸
      • 酪氨酸
      • 半胱氨酸
      • 天冬酰胺
      • 谷氨酰胺
        • 侧链亲水
      • 甘氨酸
    • 酸性氨基酸2
      • 天冬氨酸
      • 谷氨酸
    • 碱性氨基酸3
      • 精氨酸
      • 赖氨酸
      • 组氨酸
  • 性质
    • 旋光性
      • 除甘氨酸外，其余天然氨基酸均为左旋
    • 紫外吸收和荧光
      • 紫外吸收
        • 羧基210nm
        • 苯环280nm
      • 含苯环的可发射荧光
    • 离解
      • 两性离子（偶极离子）
      • 一般为二元酸，有两个解离常数
      • 碱性&酸性有三个
    • 疏水性
      • 把氨基酸从水中移入乙醇中所需要的自由能
  • 化学性质
    • 氨基
      • 与亚硝酸
        • 取代为羟基
        • 产生氮气
          • 定量检测
        • 侧链氨基反应较慢，非游离氨基不作用
      • 酰基化
        • 用于肽的合成
        • 类似于成肽键
      • 与醛类反映——美拉德
      • 羟基化反映
        • 二硝基氟苯
        • 黄色化合物
        • 氨基酸、蛋白质末端氨基酸分析
    • 羧基
      • 酯化
      • 脱羧
        • 大肠杆菌谷氨酸脱羧酶
    • 氨基与羧基
      • 肽键
      • 与茚三酮反应
        • 定性/定量检测
        • 蓝紫色化合物
        • 脯氨酸：黄色化合物
    • 侧链
      • 二硫键
• 蛋白质和肽
  • 蛋白质结构
    • 一级结构
      • 肽链中的氨基酸分子的排列顺序
      • 肽键
    • 二级结构
      • 肽链通过链内氢键盘曲折叠形成具有一定周期的构象
      • 氢键
      • 种类
        • α-螺旋
          • 脯氨酸、甘氨酸的存在会导致螺旋无法形成
          • 最常见、最紧密
        • β-折叠
          • 平行的片层结构
          • 种类
            • 平行
            • 反平行
        • β-转角
          • 较强的柔性
          • 脯氨酸、甘氨酸很适合
    • 三级结构
      • 肽链间借助各种作用力进一步盘曲折叠形成的球状结构
      • 二硫键、疏水作用、氢键、离子键、范德华力
    • 四级结构
      • 两条及以上的肽链之间通过特殊方式结合，形成具有生物活性的蛋白质
      • 每条肽链叫做一个亚基
      • 氢键、疏水相互作用
  • 稳定蛋白质的作用力
    • 共价键：二硫键
    • 氢键
      • 冷却增强
    • 疏水相互作用
      • 加热增强
    • 静电作用
    • 范德华力
  • 分类
    • 基础
      • 简单蛋白
      • 结合蛋白
      • 衍生蛋白
        • 一次衍生物
          • 蛋白质的初始变性产物
        • 二次衍生物
          • 蛋白质的分解产物
  • 物理化学性质
    • 酸碱性质
    • 水解
    • 颜色反应
    • 疏水性
  • 肽
    • 分子量小于蛋白质的氨基酸聚合物
    • 种类
      • 寡肽：10个氨基酸及以内
      • 多肽：10+
    • 性质
      • 离解
        • 同蛋白质
      • 溶解性、粘度、渗透压
        • 溶解度较好
        • 粘度较低，无胶凝作用
        • 渗透压低，易吸收
    • 生物活性肽
      • 促进矿物质吸收
      • 降低血压
      • 促进免疫功能
      • 抑菌作用
• 蛋白质变性
  • 概述
    • 蛋白质二级结构及以上的结构发生改变
      • 不涉及一级结构
    • 结果6
      • 疏水性基团暴露，溶解度降低（等电点改变
      • 生物活性丧失
      • 肽键暴露，易被蛋白酶水解
      • 结合水的能力降低
      • 粘度改变
      • 结晶能力丧失
    • 复性
      • 温和条件下可复性
      • 二硫键被破坏则不易复性
  • 物理变性
    • 加热
      • 变性温度
      • 分子构象舒展
      • 受其他因素影响
        • 疏水性氨基酸多的蛋白质较稳定
        • 干燥条件下较稳定
      • 瞬时高温灭菌
    • 冷冻
      • 可能破坏水合环境，影响构象
      • 破坏水化层
    • 机械处理
      • 揉捏、挤压、搅打——剪切力
      • 破坏α-螺旋
      • 沙拉酱、冰淇淋
    • 静高压
      • 分子内部存在空穴，具有一定柔性和可挤压性
      • 部分蛋白质高压解除后可复性
      • 肉类嫩化
    • 电磁辐射
    • 界面作用
      • 两相界面上，疏水基团自发朝向非极性一相
      • 空间结构改变
  • 化学变性
    • pH
      • 部分可复性
      • 等电点时最稳定
      • 4-10
    • 盐类
      • 阳离子
        • 碱土金属：钙离子、镁离子降低蛋白质对热、酶的稳定性
        • 重金属：铜离子、铁离子、铅离子，结合-SH，形成稳定化合物/破坏二硫键
        • 汞离子、铅离子：结合组氨酸、色氨酸残基
    • 有机溶剂
      • 低浓度效果不明显
      • 原因
        • 降低介电常数，蛋白质内静电力增加
        • 破坏、增加蛋白质氢键
        • 进入蛋白质疏水区域，影响疏水作用
    • 有机化合物
      • 高浓度脲、胍盐，破坏氢键
      • 表面活性剂：破坏疏水区域，促使分子伸展
    • 还原剂
      • 破坏二硫键
• 蛋白质的功能性质
• 蛋白质在加工和储藏中的变化
  • 化学改性
    • 水解反应
      • 将侧链酰胺基改为羧酸基
      • 增加溶解性能，改善发泡能力、乳化性质
    • 酯化
      • 长链脂肪酸酯化，改善乳化性质
    • 烷基化
      • 蛋白质+糖，还原烷基化处理，具有很好的泡沫性质
    • 酰化
      • 添加非极性侧链，降低溶解度
    • 磷酸化、羧酸化
      • 增加静电斥力，导致分子伸展，改变溶解度
      • 增加对钙离子的敏感性
  • 酶法改性
    • 不对氨基酸的化学结构产生改变，副反应少
    • 种类
      • 限制性酶水解
      • 类蛋白反应
      • 交联反应