蛋白质的改性 蛋白质改性修饰技术就是利用物理因素(如热、高频电场、微波、超声波、强烈震荡等)或化学因素(化 学试剂或生物因素酶,微生物等)使蛋白质分子中氨基酸残基侧链基团和多肽链发生某种变化,引起蛋白 质大分子空间结构和理化性质发生改变,在不影响其营养价值的基础上改善其加工功能特性。目前,用 改性修饰蛋白质的技术有三方面:物理改性,化学改性,生物改性。 1、蛋白质的物理改性 蛋白质的物理改性是指利用热、电、机械能、声能等物理作用形式,如采用蒸煮、挤压、搅打、纺丝 均属物理改性方法,它具有费用低,无毒无副作用,作用时间短,对产品营养性能影响较小等优点。例如, 利用高频电场对大豆蛋白质分子进行处理,大豆蛋白质分子正负电荷在高速交变的电场作用下,产生往复 极化,蛋白质分子受到强烈的拉伸、撞击、摩擦、挤压等作用并产生极化效应,使大豆蛋白质分子空间结 构改变,产生分子改性现象。利用高温均质对大豆浓缩蛋白进行改性处理,可使其溶解度、乳化性和起泡 性提高。溶解度由16%增至70%,乳化性由2%增至91%。高温浓缩使蛋白分子热变性并形成聚集体, 高速均质产生的剪切及搅拌作用,流体中任何一个很小的部分都相对于另一部分作高速运动,一SH和-S S一基团之间无法正确取向并形成二硫键,可防止聚集体的进一步聚合。 2、蛋白质的化学改性 动物蛋白营养价值高,但资源有限。植物蛋白资源广泛,生产成本低,且具有保健作用,然而其功能 性质较动物蛋白差,常需要对其功能性质进行改进,才能适合食品加工。 蛋白质化学改性(修饰)主要是通过蛋白质电荷特性的改变而实现其功能特性的改善。主要方法有:部 分降解、磷酸化、磺酸化、羧甲基化、酰基化和脱酰胺基等方法。 (1)部分水解可采用酸、碱或蛋白酶处理蛋白质,使之部分降解,以增加溶解性,从而提高持水性、 乳化性和起泡性等 么)脱酰胺基植物蛋白均含有大量的酰胺基团,部分水解脱除后,可显著地改善其功能性质。酸碱处 可脱去酰胺基团,但也会引起蛋白质的降解。 (3)磷酸化蛋白质分子中的一OH、一NH2、一COOH等基团可与POCl3反应,经水解后可将磷酸基团 引入肽链,从而增加蛋白质的水化能力,改善乳化性和发泡性。POCl3也可作为交联剂,使不同肽链或同 肽链的不同区段间产生交联,并同时改变蛋白质的电荷特性,改善蛋白质的凝胶特性,增加粘弹性等 2Pro-NH, Pro-OPO Pro-OH 3POCl3 Pro-NH- Pro+Po-CO-OPO3(Pro代表蛋白质或肽 Pro-COOH 蛋白质磷酸化后使蛋白质分子的负电荷增加,可用于核蛋白的脱核酸。也可利用磷酸化时的共价交联 作用将限制性氨基酸共价交联到蛋白质分子上,从而提高蛋白质的营养价值。 (4)磺酸化在适当条件下,将蛋白质分子中的一SH,一S一S一基氧化成磺酸基,可提高蛋白质的溶 解性、抗凝集性,増加粘稠性、乳化性和保脂性。 (5)羧甲基化蛋白质分子中的一OH基团可与 HCOCI反应而被羧甲基化,从而提高水溶性和抗菌性。 (6)酰基化蛋白质分子中的一OH、一NH2基团可与琥珀酸酐或乙酸酐作用而被酰基化修饰,可改善 蛋白质的溶解性、发泡性、吸水性、热稳定性,并可提高粘度 7)硫醇化由于二硫键和半胱氨酸的一SH的作用,小麦面筋蛋白和动物肌肉蛋白都具有良好的韧弹 性和组织感。如在大豆蛋白结构中引入一些含有一SH基、一S一S一基,就可提高韧弹性、粘弹性和组织 感。经酶催化后,可将N-乙酰基高半胱氨酸硫羟内酯(N-AHTL)和S-乙酰巯基琥珀酐(S-AMSA)分子中的巯 基引入到大豆蛋白的氨基上。大豆蛋白经硫醇化作用引入硫醇基后,使得大豆蛋白的韧性、粘弹性、凝胶 性、组织感有明显提高,具有类似面筋蛋白的效果。 (8)酰基化利用还原糖与蛋白质的氨基发生美拉德反应,提高蛋白质的溶解度、粘度和抗蛋白酶水解 性能。如天然β乳球蛋白经糖酰化后可提高溶解度。 330二、蛋白质的改性 蛋白质改性修饰技术就是利用物理因素(如热、高频电场、微波、超声波、强烈震荡等)或化学因素(化 学试剂)或生物因素(酶，微生物等)使蛋白质分子中氨基酸残基侧链基团和多肽链发生某种变化，引起蛋白 质大分子空间结构和理化性质发生改变，在不影响其营养价值的基础上改善其加工功能特性。目前，用于 改性修饰蛋白质的技术有三方面：物理改性，化学改性，生物改性。 1、蛋白质的物理改性 蛋白质的物理改性是指利用热、电、机械能、声能等物理作用形式，如采用蒸煮、挤压、搅打、纺丝 均属物理改性方法，它具有费用低，无毒无副作用，作用时间短，对产品营养性能影响较小等优点。例如， 利用高频电场对大豆蛋白质分子进行处理，大豆蛋白质分子正负电荷在高速交变的电场作用下，产生往复 极化，蛋白质分子受到强烈的拉伸、撞击、摩擦、挤压等作用并产生极化效应，使大豆蛋白质分子空间结 构改变，产生分子改性现象。利用高温均质对大豆浓缩蛋白进行改性处理，可使其溶解度、乳化性和起泡 性提高。溶解度由 16％增至 70％，乳化性由 2％增至 91％。高温浓缩使蛋白分子热变性并形成聚集体， 高速均质产生的剪切及搅拌作用，流体中任何一个很小的部分都相对于另一部分作高速运动，－SH 和－S －S－基团之间无法正确取向并形成二硫键，可防止聚集体的进一步聚合。 2、蛋白质的化学改性 动物蛋白营养价值高，但资源有限。植物蛋白资源广泛，生产成本低，且具有保健作用，然而其功能 性质较动物蛋白差，常需要对其功能性质进行改进，才能适合食品加工。 蛋白质化学改性(修饰)主要是通过蛋白质电荷特性的改变而实现其功能特性的改善。主要方法有：部 分降解、磷酸化、磺酸化、羧甲基化、酰基化和脱酰胺基等方法。 (1)部分水解 可采用酸、碱或蛋白酶处理蛋白质，使之部分降解，以增加溶解性，从而提高持水性、 乳化性和起泡性等。 (2)脱酰胺基 植物蛋白均含有大量的酰胺基团，部分水解脱除后，可显著地改善其功能性质。酸碱处 理均可脱去酰胺基团，但也会引起蛋白质的降解。 (3)磷酸化 蛋白质分子中的－OH、－NH2、－COOH等基团可与POCl3反应，经水解后可将磷酸基团 引入肽链，从而增加蛋白质的水化能力，改善乳化性和发泡性。POCl3也可作为交联剂，使不同肽链或同 一肽链的不同区段间产生交联，并同时改变蛋白质的电荷特性，改善蛋白质的凝胶特性，增加粘弹性等。 2Pro NH2 Pro OH Pro COOH 3POCl3 H2O Pro NH P O O N H Pro Pro OPO3 Pro CO OPO3 9HCl (Pro代表蛋白质或肽) 蛋白质磷酸化后使蛋白质分子的负电荷增加，可用于核蛋白的脱核酸。也可利用磷酸化时的共价交联 作用将限制性氨基酸共价交联到蛋白质分子上，从而提高蛋白质的营养价值。 (4)磺酸化 在适当条件下，将蛋白质分子中的－SH，－S－S－基氧化成磺酸基，可提高蛋白质的溶 解性、抗凝集性，增加粘稠性、乳化性和保脂性。 (5)羧甲基化 蛋白质分子中的－OH 基团可与 HCOCl 反应而被羧甲基化，从而提高水溶性和抗菌性。 (6)酰基化 蛋白质分子中的－OH、－NH2基团可与琥珀酸酐或乙酸酐作用而被酰基化修饰，可改善 蛋白质的溶解性、发泡性、吸水性、热稳定性，并可提高粘度。 (7) 硫醇化 由于二硫键和半胱氨酸的－SH 的作用，小麦面筋蛋白和动物肌肉蛋白都具有良好的韧弹 性和组织感。如在大豆蛋白结构中引入一些含有－SH 基、－S－S－基，就可提高韧弹性、粘弹性和组织 感。经酶催化后，可将 N-乙酰基高半胱氨酸硫羟内酯(N-AHTL)和 S-乙酰巯基琥珀酐(S-AMSA)分子中的巯 基引入到大豆蛋白的氨基上。大豆蛋白经硫醇化作用引入硫醇基后，使得大豆蛋白的韧性、粘弹性、凝胶 性、组织感有明显提高，具有类似面筋蛋白的效果。 (8)酰基化 利用还原糖与蛋白质的氨基发生美拉德反应，提高蛋白质的溶解度、粘度和抗蛋白酶水解 性能。如天然 β-乳球蛋白经糖酰化后可提高溶解度。 330