文档介绍：第三章蛋白质(Proteins)
氨基酸
蛋白质
蛋白质的变性
蛋白质的功能性质
新蛋白质资源
食品加工对蛋白质功能性质和
营养价值的影响
概况:
蛋白质由碳、氢、氧、氮、硫、磷以及某些金属元素锌、铁等组成的复杂大分子,它是生命细胞的主要成分(占干重50%以上)。
作用:*是维持生命活动和生长所必需的物质;*部分蛋白质还可以作为生物催化剂(酶和激素)控制机体的生长、消化、代谢、分泌及能量转移等化学变化;*蛋白质是机体内生物免疫作用所必需的物质,可以形成抗体以防止机体感染;*在食品中蛋白质对食品的质地、色、香、味等方面还起着重要的作用。
化学组成:蛋白质虽然是复杂大分子,但从其化学组成上来看,它们都含有基本结构单元
~~氨基酸,蛋白质就是由不同的氨基酸由酰胺键连接而成的,不同蛋白质分子之间的区别就在于其氨基酸组成及排布次序的不同。蛋白质一般可分为三大类:
①单纯蛋白:仅由氨基酸组成的蛋白质;
②结合蛋白:由氨基酸和非蛋白质化合物组成;
③衍生蛋白:由酶或化学方法处理蛋白质后得
到的相应化合物。
为了满足人类对蛋白质的需要,不仅要充分利用现有的蛋白质资源,研究影响蛋白质结构、性质的加工处理因素,改进蛋白质的性质,尤其是蛋白质的营养价值和功能性质,而且还应寻找新的蛋白质资源和开发蛋白质利用新技术。
氨基酸(Aminoacids) 氨基酸为组成蛋白质的基本单元,天然蛋白质中一般含有20种氨基酸,另外还有一些其它较少见的氨基酸存在于自然界中并具有特殊的生物功能。一、结构与分类: 结构:除脯氨酸外,所有的氨基酸都是α-氨基酸,即在α-碳上有一个氨基,并且多以L-构型存在,某些微生物中有D-型氨基酸。
分类:根据氨基酸侧链R的极性不同可将其分为四组,它们分别是:
1. 碱性氨基酸:侧链上带正电荷,它们是赖氨
酸、精氨酸、组氨酸,侧链含有氨基或亚氨基。
2. 酸性氨基酸:侧链上带负电荷,它们是谷氨酸和天冬氨酸,侧链上均含一个羧基。
3. 不带电荷的极性氨基酸:此种Aa侧链含有极性基团,可以形成氢键,溶解度比非极性氨基酸增大。共有7种:丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺及甘氨酸。半胱氨酸在蛋白质中通常以胱氨酸的形式存在,而天冬酰胺、谷氨酰胺在酸、碱存在时水解转化为天冬氨酸和谷氨酸。
:具有一个疏水性侧链,在水中的溶解度比极性氨基酸低。共有8种:丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、脯氨酸、色氨酸、苯丙氨酸和甲硫氨酸(蛋氨酸),脯氨酸是α一亚氨基酸。
此外,还有存在于胶原蛋白中的羟脯氨酸、羟赖氨酸;存在于肌肉中的甲基组氨酸和ε—N一甲基赖氨酸。
一些其它氨基酸从蛋白水解物中发现,如
二、氨基酸的物理性质
1. 旋光性:除甘氨酸外,氨基酸的碳原子均是手性碳原子,所以具有旋光性。旋光方向和大小取决于其R基性质,也与水溶液的pH有关。
2. 紫外吸收:20种Aa在可见区内无吸收,但在紫外光区酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸有吸收,其最大吸收波λman分别为278nm、279nm和259nm,故此利用此性质对这三种氨基酸进行测定。酪氨酸、色氨酸残基同样在280nm处有最大的吸收,可用紫外分光光度法定量分析蛋白质。
3. 离解:在中性溶液中氨基酸是以偶极离子或两性离子的形式存在:
在不同的PH条件下既可作为碱接受质子:
又可作为酸离解出一质子:
所以一个单氨基单羧基氨基酸全部质子化以后可以看作一个二元酸,因而有两个离解常数:
当氨基酸呈电中性(即净电荷为零)时,所处环境的pH值即为该氨基酸的等电点(pI),pI和pKaI、pKa2有以下的关系:
三、氨基酸的化学性质氨基酸上的各个官能团可进行多种反应,在这里介绍氨基、羧基及侧链的一些主要反应:1. 氨基的反应(4个):(1)α-Aa 能与亚硝酸定量作用,产生氨气和羟基酸;测定N2的体积就可以计算氨基酸含量。ε—NH2与HNO2反应较慢,脯氨酸、精氨酸、组氨酸、色氨酸中的环结合氮不与HNO2作用。
。
(2)与醛类化合物反应:氨基与醛类化合物反应生成Schiff碱,Schiff碱,是美拉德反应中间产物,与褐变反应有关
(3)酰基化反应:例如氨基可与苄氧基甲酰氯在弱碱性条件下反应:
(4)烃基化反应:Aa-氨基可以与二硝基氟苯反应
生成稳定的黄色化合物:
该反应可用于对肽的N一末端氨基酸来进行分析。
在合成肽的过程中可利用此反应保护氨基。