蛋白質(zhì)(protein)存在于一切生物的原生質(zhì)內(nèi),是生物體系生命現(xiàn)象
(運(yùn)動、生長、繁殖、遺傳)的體現(xiàn)者。而生命現(xiàn)象的最基本的特征就是蛋白
質(zhì)的不斷自我更新,即通過攝食和排泄來實(shí)現(xiàn)的新陳代謝。
從食品科學(xué)的角度來看,蛋白質(zhì)除了保證食品的營養(yǎng)價(jià)值外,在決定食品
的色、香、味及質(zhì)構(gòu)等特征上也起著重要的作用。因此,了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和
性質(zhì),及其在食品保藏過程中所發(fā)生的變化,對冷凍冷藏方法的選擇和研究有
著重要的指導(dǎo)意義。
1.蛋白質(zhì)的組成蛋白質(zhì)是由氨基酸(amino acid)以肽鍵連接組成的高
分子化合物,分子質(zhì)量差別很大,結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜。構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本元素有
碳、氫、氮、氧、硫、磷等,有些蛋白質(zhì)還含有少量的鐵、銅、鋅等元素。主
要元素的含量:碳50.6%~54.5%,氫6.5%~7.3%,氮15.0%~17.6%,
氧21.5%~23.5%,硫0.3%~2.5%,磷約4.0%。
氨基酸是蛋白質(zhì)的基本單位,目前從各種生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的氨基酸已有180
多種,但是參與蛋白質(zhì)構(gòu)成的氨基酸主要有20種,人類必需的氨基酸有纈氨
酸(valine)、亮氨酸(leucine)、異亮氨酸(isoleucine)、蘇氨酸(threo-
nine)、賴氨酸(lysine)、蛋氨酸(methionine)、苯丙氨酸(phenylalanine)
和色氨酸(tryptophan)8種。
2.蛋白質(zhì)的分類根據(jù)蛋白質(zhì)的分子組成,蛋白質(zhì)可分為兩類:簡單蛋
白質(zhì)(simple protein),僅含有氨基酸的蛋白質(zhì);結(jié)合蛋白質(zhì)(conjugated
protein),由氨基酸和非蛋白質(zhì)成分組成。
結(jié)合蛋白質(zhì)中的非蛋白質(zhì)成分稱為輔基。根據(jù)輔基的不同可將結(jié)合蛋白質(zhì)
分為核蛋白(如核糖體蛋白)、脂蛋白(如高密度脂蛋白)、糖蛋白(如血漿黏
蛋白)、磷蛋白(如酪蛋白)、血紅素蛋白(如血紅蛋白)、金屬蛋白(如醇脫
氫酶)。
根據(jù)空間形狀,蛋白質(zhì)可分為兩類:纖維蛋白,如膠原蛋白、角蛋白、彈
性蛋白、絲心蛋白;球蛋白,如溶菌酶、混合蛋白、肌動蛋白等。
根據(jù)來源,蛋白質(zhì)可分為植物性和動物性蛋白。
根據(jù)功能性質(zhì),蛋白質(zhì)可分為結(jié)構(gòu)蛋白、生物活性蛋白和食品蛋白。
3.蛋白質(zhì)的性質(zhì)
(1)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)(isoelectric point,IEP):蛋白質(zhì)分子中有游離的氨
基和羧基,屬于兩性化合物。在酸性環(huán)境中,各堿性基團(tuán)與H+結(jié)合,使蛋白
質(zhì)帶正電荷;在堿性環(huán)境中,酸性基團(tuán)解離出H+,與環(huán)境中的OH-結(jié)合成
水,使蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷。當(dāng)溶液在某一特定的pH時,蛋白質(zhì)所帶的正電荷與
負(fù)電荷恰好相等,蛋白質(zhì)不顯電性,這時溶液的pH稱為該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。
蛋白質(zhì)處于等電點(diǎn)時,將失去膠體的穩(wěn)定性而發(fā)生沉淀現(xiàn)象。
(2)蛋白質(zhì)的膠凝性質(zhì)(gelling property):蛋白質(zhì)分子都很大,其顆粒
尺寸在膠體粒子范圍內(nèi),是親水化合物。在水溶液中,由于其表面帶有很多極
性基團(tuán),被具有極性的水分子所包圍,使蛋白質(zhì)顆粒分散在水溶液中呈溶膠狀
態(tài)。蛋白質(zhì)在食品中的另一種存在狀態(tài)是凝膠態(tài),它與蛋白質(zhì)溶液的溫度有
關(guān)。當(dāng)溫度下降時,可由溶膠態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z態(tài)。溶膠態(tài)可看做蛋白質(zhì)顆粒分散
在水中自分散體系;而凝膠態(tài)可看做水分散在蛋白質(zhì)中的一種膠體狀態(tài)。
(3)蛋白質(zhì)的熱變性(heat denaturation):當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)受不同溫度(加熱或
冷凍)和其他因素作用時,蛋白質(zhì)的構(gòu)象可發(fā)生變化,其物理和生物化學(xué)性質(zhì)
也隨之變化,這種蛋白質(zhì)稱為變性蛋白質(zhì)。變性蛋白質(zhì)在溶液中溶解度下降,
同時也失去了其生理活性功能。蛋清受熱凝固、肉類解凍后汁液流失都是蛋白
質(zhì)變性的表現(xiàn)。
4.酶(enzyme) 酶是一種具有催化作用(catalysis)的特殊蛋白質(zhì),是
極為重要的活性物質(zhì),在不同的pH環(huán)境下,其活性也不同,大多數(shù)酶的最適
宜pH在4.5~8.0范圍內(nèi),即在中性、弱酸、弱堿環(huán)境中能夠保持活性。
沒有酶的存在,生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)將是非常緩慢的,或者是需要在高溫
高壓等特殊條件下才能進(jìn)行。有酶的存在,化學(xué)反應(yīng)能在常溫常壓下以極高的
速度和很強(qiáng)的專一性進(jìn)行。酶可來自食品本身和微生物兩方面,酶促反應(yīng)是食
品腐敗變質(zhì)的重要原因之一。因此,抑制酶的活性(activity of enzyme)是食
品冷凍冷藏貯藏的重要內(nèi)容之一。