奶酪
肉、香肠、面 条、焙烤食品
肌肉蛋白，鸡蛋蛋白 和牛奶蛋白
肌肉蛋白，鸡蛋蛋白 的乳清蛋白
作
用
弹性
疏水键，二硫交
肉和面包
肌肉蛋白，谷物蛋白
联键
乳化
泡沫
脂肪 和风 味的 结合
界面吸附和膜的 形成
界面吸附和膜的 形成
疏水键，截面
香肠、大红肠、 汤、蛋糕、甜
食
搅打顶端配料， 冰淇淋、蛋糕、
甜食 低脂肪焙烤食 品，油炸面圈
6 食品蛋白质的功能特性 （Functional Properties of Protein）
• 蛋白质的功能性质：在食品加工，保藏，制备和消费期间影响蛋白质在食品 体系中的性能的那些蛋白质的物理和化学性质
• 溶解性 • 粘度 • 水结合 • 胶凝作用 • 成膜性 • 弹性 • 乳化
• 起泡 •
功能
肌肉蛋白，鸡蛋蛋白， 乳清蛋白
鸡蛋蛋白，乳清蛋白
牛奶蛋白，鸡蛋蛋白， 谷物蛋白
食品
功能性
饮料、汤、沙司
不同pH时的溶解性、热稳定性、粘度、乳化作 用、持水性
各
种 食
形成的面团焙烤产品 （面包、蛋糕等）
成型和形成粘弹性膜，内聚力，热性变和胶凝 作用，吸水作用，乳化作用，起泡，褐变
品
对
蛋
乳制品（精制干酪、 乳化作用，对脂肪的保留、粘度、起泡、胶凝
• 蛋白质的功能性质（增稠，起泡，乳化，胶凝）均受到蛋白质溶解度的影响。
影响因素
• 影响蛋白质溶解性的主要相互作用：疏水，离子相互作用
• 疏水相互作用促进蛋白质-蛋白质相互作用，使蛋白质溶解度下降 • 离子相互作用促进蛋白质-水相互作用，使蛋白质溶解度上升
pH和溶解度
• 在低于和高于pI的pH时，蛋白质分别带有净的正电荷和净负电荷，则带电氨 基酸残基的静电推斥和水合作用促进了蛋白质的溶解。
作用机制
食品
Hale Waihona Puke 蛋白质类型溶解亲水性
饮料
乳清蛋白
食
性
品
粘度
持水性，流体动
汤、调味汁、
明胶
体 系 中 蛋
持水 性
力学的大小和形 状
氢键、离子水合
色拉调味汁、 甜食
香肠、蛋糕、 面包
肌肉蛋白，鸡蛋蛋白
白 的 功 能
胶凝 作用
粘结粘合
水的截留和不流 动性，网络的形
成
疏水作用，离子 键和氢键
肉、凝胶、蛋 糕焙烤食品和
• 蛋白质水结合能力 部分地与AA组成有关，带电AA 残基数越多，水合能力越大
• 含带电基团的AA残基结合实际 6mol/mol残基； • 不带电的极性残基结合2 mol/mol残基 • 非极性残基结合1 mol/mol残基
• 计算水全能力的经验公式 • a=fc+0.4fP+0.2fN • a:水合能力 g水/g蛋白质 • fc fP fN分别代表蛋白质分子中带电，极性的，
• 而高于或低于pI，由于净电荷和推斥力的增加， 使蛋白质溶胀，可以结合较多水。
• 大多数蛋白质结合水能力在pH=9~10比任何pH来的 大。
离子强度：
• 低浓度（<0.2mol/L）盐能提高蛋白质的水合力 • 高浓度，更多的水与盐离子结合，导致蛋白质脱水
温度
• 随着温度的上升，由于氢键作用和离子基团的水合作用减弱，蛋白质结合实 际水的能力一般随之下降。
• 变性蛋白质，结合水能力 一般比天然蛋白质高约10%
持水能力
• 指蛋白质吸收水并将水保留（对抗重力）在蛋白质组织（例如牛肉，鱼肌肉） 中的能力。
• 被保留的水是指：结合水，流体动力学水和物理截留水的总和。 • 研究表明，持水力与结合水能力正相关。
蛋白质的溶解性
• 蛋白质的溶解性是在蛋白质-蛋白质和蛋白质-溶剂相互作用之间平衡的热力 学表现形式。
白
冰 淇 淋 、 甜 点 心 作用、凝结作用
质
等）
功
能
鸡蛋代用品
起泡、胶凝作用
特
性
的
肉制品（香肠等）
乳化作用、胶凝作用、内聚力、对水和脂肪的
要
吸收与保持
求
肉制品增量剂（植物 组织蛋白）
对水和脂肪的吸收与保持、不溶性、硬度、咀 嚼性、内聚力、热变性
食品涂膜
内聚力、粘合
糖果制品（牛奶巧克 力）
分散性、乳化作用
温度和溶解度
• 在恒定pH和离子强度，大多数蛋白质溶解度在 0~40℃范围内随T↑而↑
• 当T>40℃，其溶解度与T呈负相关性 • 因为热动能↑导致蛋白质结构展开（变性），于
是原先埋藏在蛋白质结构内部的非极性基团暴露， 促进了聚集和沉淀作用，蛋白质 溶解度↓ 。如β酪蛋白和一些谷类蛋白质
• 乳化性质 • 起泡性质
• 若蛋白质含有高比例的非极性区域，则电荷屏蔽 效应使之溶解度下降，反之，溶解度上升。
• 当离子强度>1.0时，盐对蛋白质溶解度有特异的离子效应。 • 阴离子提高蛋白质溶解能力顺序：
• SO42－＜F－＜Cl－＜Br－＜I－＜Cl4－＜SCN－ • 阳离子降低蛋白质溶解度能力顺序：
• NH4+＜K＋＜Na＋＜Li＋＜Mg2＋＜Ca2＋
非极性的残基所占的分数
• 因为亚基与亚基界面蛋白质表面部分的埋藏 ；低 聚蛋白质情况，计算值一般高于实际值
影响蛋白质结合水能力的外在因素
• pH,离子强度，盐的种类，温度，蛋白质构象
pH
• 蛋白质在等电点时，由于蛋白质-蛋白质相互作用 于得到增强而导致最弱的蛋白质与水相互作用， 所以蛋白质水合力最低，
蛋白质的界面性质
• 理想的表面活性蛋白质具有3个性能 • ① 能快速地吸附至界面
• ② 能快速地展开并在界面上再定向
• ③ 一旦到达界面，能与邻近分子相互作用于形成具有强粘结性和粘弹性的 膜，能经受热和机械运动。
影响蛋白质表面性质的因素
• 内在因素 • AA组成 • 非极性AA与极性AA之比
• 蛋白质在pI附近，由于缺乏静电推斥作用，因而疏水相互作用于导致蛋白质， 聚集和沉淀，溶解度最低
离子强度和溶解度
• 离子强度 μ＝0.5∑Ci Zi2 • 在低离子强度（<0.5）时，盐的离子中和蛋白质
表面电荷，从而产生电荷屏蔽效应。
• 此效应以两种不同方式影响蛋白质的溶解度，这 取决于蛋白质表面的性质。
蛋白质的水合 作用
• 水对蛋白质的作用 • ① 水能改变蛋白质的物理化学性质 • ② 蛋白质的许多功能 取决于水—蛋白质相互作用（分散性润湿性，肿胀，
溶解性，增稠，粘度，持水能力，胶凝作用，凝结，乳化，起泡） • ③ 水能同蛋白质分子的一些基团相结合
蛋白质结合水能力与影响因素
• 当于蛋白质粉与相对湿度为90~95%水蒸气达到平 衡时，每克蛋白质所结合的水的克数。