5.5 蛋白质在食品加工和贮藏过程中的变化

5.5.1  蛋白质的变性

蛋白质分子在受到外界一些物理因素（如加热、紫外线照射等）或化学因素的影响时，其性质会有所改变，如溶解度降低或活性丧失等。这些变化并不涉及一级结构的变化，而是蛋白质分子空间结构改变的结果，蛋白质分子的这类变化称为变性作用。

引起蛋白质变性的因素有物理因素和化学因素两类，物理因素包括：加热、加压、脱水、搅拌、震荡、紫外线照射、超声波作用等。化学因素有：强碱、强酸、尿素、重金属盐、十二烷基磺酸钠（SDS）等。

蛋白质的可逆性变性：在温和条件下，蛋白质空间构象只是松弛而不混乱，当变性因素解除后，蛋白质可以恢复其天然构象。图5-8 核糖核酸酶的变性与复性：

多数蛋白质变性后都不能恢复其原有性质。一般认为，二级结构不破坏，仅仅涉及到三级和四级结构变化的蛋白质一般可以复性。

5.5.1.1 热变性

    热是使蛋白质变性的最普遍的物理因素。大多数蛋白质在45-50℃时已可察觉到变性，到55℃时变性进行得很快。在70-80℃以上，蛋白质二硫键受热而断裂。

   食品热加工的温度大多在100℃，物料的中心温度也要求在70℃以上，在这个温度下基本保证蛋白质发生变性，同时致病菌被灭活。

5.5.51.2辐射

  紫外辐射能导致蛋白质构象改变。如果能量水平非常高，则二硫键会断裂。

5.5.1.3酸和碱作用

   温和的酸碱条件下，变性可能是可逆的；在强酸或强碱条件下，变性是不可逆的。

5.5.1.4金属盐

   金属离子使蛋白质变性在于它们能与蛋白质分子中的某些基团结合形成难溶的复合物，同时破坏了蛋白质分子的立体结构而造成变性。

5.5.1.5有机溶剂

   大多数有机溶剂可用作蛋白质变性剂，除了减小溶剂（水）与蛋白质的作用外，改变有助于蛋白质稳定的静电作用力。

   尿素使蛋白质变性的原因也在于它破坏了蛋白质本身的氢键等次级键。

5.5.1.6冷冻

冻藏对肉制品质量的影响主要体现在蛋白质变性上，如持水能力下降，蛋白质聚集而使肉质发柴等。鱼肉蛋白在冻藏期间的变性主要是肌原纤维蛋白，主要是其中的肌球蛋白，肌动球蛋白变化很小。图5-10 蛋白质分子在冻藏过程中冷冻变性模型：

5.5.1.7  界面

   蛋白质大分子向界面扩散并开始变性，在这一过程中，蛋白质可能与界面高能水分子相互作用，许多蛋白质-蛋白质的氢键将同时遭到破坏，使结构发生“微伸展”。

    蛋白质分子在界面进一步伸展和扩展，亲水和疏水残基分别趋向在水相和非水相中取向，因此，界面吸附引起蛋白质变性。

吸附在界面上的蛋白质有助于乳状液和泡沫的形成和稳定。

5.5.1.8  高压和热结合处理

    压力和热结合处理在提高牛肉的嫩度和强化灭菌效果的同时，会使肌肉的构成发生变化，从而影响制品的功能特性。高温高压均会使蛋白质变性。

5.5.2  变性蛋白质的特性

① 蛋白质变性后，原来包埋在分子内部的疏水基暴露在分子表面，导致蛋白质溶解度显著下降。

② 蛋白质变性后失去了原来天然蛋白质的结晶能力。

③ 蛋白质变性后，空间结构变为无规则的散漫状态，增大了蛋白质黏度，使扩散系数下降。

④ 变性的蛋白质旋光性发生变化，等电点也有所提高。

⑤ 变形后的蛋白质易被酶水解，食品加热煮熟后更易被消化吸收。

⑥ 蛋白质变性后，蛋白质分子的侧链基团，如巯基、羟基等反应基团增加。

⑦ 蛋白质变性后，原有的生物活性往往减弱或丧失，这是蛋白质变性的主要特征。

提示：本节测试内容包括“5.4 蛋白质的营养及安全性” 和“5.5 蛋白质的变性”两部分！！！