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1、6.3蛋白质的食品加工学特性蛋白质在热处理中的变化 蛋白质经过热处理会发生一系列的物理和化学变化，有些对于食品品质和加工过程是有利的，有些会降低蛋白质的营养价值和加工性能。热处理的有利影响：经过适当的热处理，绝大多数蛋白质的营养价值会得到提高。这是因为在适宜的加热条件下，蛋白质发生变性以后，原有的卷曲甚至成球状的肽链受热、弱键断裂，使原来折叠部分的肽链松散，容易受消化酶的作用，提高了消化率和必需氨基酸的生物利用率和生物有效性。适度的热处理也能使食品中的大多数酶由于变性而失活，保证食品在贮藏期间不发生酸败、变色或质构变化。还有，豆类和油料种子中常含有一些消化酶（如胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等）的抑制
2、剂，这些抑制剂通过对消化酶的作用而降低食物蛋白的吸收率；也含有一些外源凝集素，能导致血红细胞凝集；加热处理可以使这些物质失活，使它们不会发生不利于营养物质消化吸收或其它不利的作用。热处理的不利影响：热处理的不利影响主要表现在氨基酸结构（残基）发生变化，导致营养价值降低。,氨基酸结构的变化随着加热温度的不同而不同，如下边的例子：在115下加热27h，将有50%60%的半胱氨酸被破坏并产生H2S气体：,这种反应对于蛋白的营养价值没有多大伤害，但释放出的氨会导致蛋白质荷电性和功能性质的改变。在强烈加热（150以上）过程中，赖氨酸的末端氨基容易与天冬氨酸或谷氨酸之间发生反应，形成新的酰胺键，该反应既可
3、以在同一肽链中发生，也可以在邻近的肽链中发生，新的酰胺键产生则不但影响赖氨酸和谷氨酸等的吸收利用，还会干扰邻近肽链上的氨基酸的消化性和利用性，新的肽链本身还有毒性之嫌。,天门冬酰胺和谷氨酰胺还会发生脱氨反应：,在剧烈加热下，蛋白质多肽链还可发生环化反应而形成杂环衍生物，这些物质中的一些已经证明具有强的致突变作用。如果在200以上加热，会导致氨基酸的异构化，从L-氨基酸变为D-氨基酸。由于大多数D-氨基酸不具有营养价值，因此该变化使营养价值降低约50%。另外，某些D-氨基酸还具有毒性。另外，在加热的条件下，蛋白质还可以与食品中的其它成分如糖类、脂类、食品添加剂等物质发生反应，产生各种有利和不利的
4、反应。低温处理下的变化 一般食品中的蛋白类物质在冷藏或冷冻（-18)条件下不会发生大的变化，但如经历冷冻、解冻的过程，则蛋白的质地及口感会发生一些变化。当肉类食品经冷冻、解冻后，细胞及细胞膜被破坏，酶被释放出来，随着温度的升高，酶活性的增强，可导致蛋白质降解。而且蛋白质蛋白质之间的不可逆结合，代替了水和蛋白质间的结合，使蛋白质的质地发生变化，保水性降低，但对蛋白质的营养价值影响很小。鱼蛋白质很不稳定，,经冷冻和冷藏后，肌球蛋白变性，然后与肌动蛋白反应，使肌肉变硬，持水性降低，因此解冻后鱼肉变得干而强韧，而且鱼中的脂肪在冻藏期间仍会进行自动氧化反应，生产过氧化物和自由基，再与肌肉蛋白作用使蛋白聚
5、合，氨基酸破坏。蛋黄能冷冻并贮于-6，解冻后呈胶状结构，黏度也增大，若在冷冻前加10%的糖或盐则可防止此现象。碱处理下的变化 对蛋白质来说，碱性是一种比较苛刻、敏感的条件。在碱的存在下，蛋白质可以发生多种变化，导致氨基酸种类、构型发生变化。导致氨基酸种类发生变化的碱处理反应首先由于半胱氨酸或磷酸丝氨酸经消化反应形成丙烯酸（DHA)残基而引发：,丙烯酸残基是一种非常活跃的中间产物，能够与末端带氨基或巯基的氨,基酸发生反应，如：,这种反应的本质是亲核加成反应。反应的结果不仅是赖氨酸、半胱氨酸的结构发生了变化，而且也使原先彼此没有关系的蛋白多肽链发生交联而,结合到了一起。除了赖氨酸、半胱氨酸残基外，
6、其它氨基酸残基也可与DHA发生反应，如精氨酸、组氨酸、苏氨酸、丝氨酸、酪氨酸、色氨酸等残基可通过缩合反应生成不常见的衍生物。在碱性处理下，蛋白质中的氨基酸也容易发生构型的转化，营养价值降低。6.3.4 氧化剂处理下的变化 食品加工贮藏中常见的氧化条件：1.漂白、杀菌中使用的氧化剂，如过氧化氢、过氧乙酸、过氧化苯甲酰等；2.食品中脂类或其它物质氧化的中间产物，如脂氧化中间产物氢过氧化物、过氧自由基及活性羰基类化合物等；多酚氧化得到的醌类等；3.热加工中的氧气。存在于蛋白质中或游离的氨基酸其种类不同，被氧化的活性不同：容易被氧化的主要是含硫氨基酸和芳香族氨基酸；其氧化的容易程度为蛋氨酸半胱氨酸胱氨
7、酸、色氨酸。如：,6.3.5 脱水处理下的变化 脱水处理是食品加工技术中的重要类型，包括传统脱水、真空干燥、冷冻干燥、喷雾干燥、鼓膜干燥等方法；脱水处理的目的是降低水分含量、提高食品稳定性、延长保质期、减轻重量等。从食品化学的角度考虑，脱水方法中的真空干燥、冷冻干燥、喷雾干燥对蛋白质品质影响最小；而传统干燥、鼓膜干燥均会导致蛋白溶解性能降低，持水能力下降等问题。,6.3.6 辐射处理下的变化 辐射保藏食品是用电离辐射照射的方法延长食品保藏时间，提高食品质量的新技术。通过辐射杀虫、灭菌、抑制发芽、抑制成熟等途径减少食品在贮存和运输中的耗损，增加供应量，延长供应期，提高食品的卫生品质；辐射加工是一
8、种“冷加工”，不需要加入添加剂，能保持食品原有的风味与鲜度，有的还可提高食品的工艺质量；辐照食品中没有药剂残留，也不污染环境，不会感生放射性；电离辐射穿透能力强，可对预先包装好的或烹调好的食品进行均匀、彻底的处理，消费者食用方便，节省时间；辐照能彻底杀虫、灭菌，可作为一种有效的检疫措施；辐射加工耗能量少，有些加工还可取消冷藏，是一种理想的节约能源的方法；辐射操作容易控制，适于进行大规模，连续加工。据FAO、IAEA、WHO1995年9月25日公布，世界上38个国家已批准的辐照食品有538种，包括我国批准的18种：苹果、生杏仁、稻谷、扒鸡、熟肉制品、果脯、大蒜、荔枝、蜜桔、蘑菇、洋葱、花生、猪肉
9、、马铃薯、中国香肠、薯干酒、番茄、花粉。其中生杏仁和果脯辐射杀虫是我所94年完成的“七.五”攻关项目的子课题。主要是用60Co辐射源做的工作。辐射也是一种能量，当食品接受辐射处理时，其中多种类型（包括水、脂、蛋白、维生素等）的分子会接受能量变为受激分子及离子，受激分子或离子降解或与邻近分子反应引起化学键断裂而产生自由基，自由基可以相互结合或扩散到介质中去与其它分子反应，导致复杂的化学过程的发生，生产各种各样的辐射产物。当这些辐射产物容易挥发时，还会产生“辐射味”。,食品中蛋白质在辐射作用下主要发生两种形式的变化：(1)交联：受射线作用时，主要从氨基酸残基的-C开始变化。,(2)分解：比较容易受辐射影响而发生分解的是多肽链中的含硫氨基酸和芳香族氨基酸；也能使多肽链发生断裂分解。,
