《食品化学》-专题练习-蛋白质及脂质.doc

2013-2014学年度第一学期 韶关学院
英东食品科学与工程学院《食品化学》专题练习-II
蛋白质及脂质
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一、 维持蛋白质的空间结构的作用力有哪几种？各级结构的作用力主要有哪几种？
松花皮蛋的松花是如何形成的？
维持蛋白质空间结构的作用力主要是氢键、离子键、疏水键和范德华力等非共价键，又称次级键。此外，在某些蛋白质中还有二硫键，二硫键在维持蛋白质构象方面也起着重要作用.
蛋白质的结构可划分为4个层次，即一级结构、二级结构、三级结构、四级结构。其中，一级结构即基本结构，二级、三级、四级属于空间结构。
一级：主要是肽键，还有二硫键；二级：是氢键 ；三级：是次级键，包括：二硫键、氢键、盐键、范德华力、疏水作用（主要）；四级：是非共价键，包括：氢键、盐键、范德华力、疏水作用.
蛋白的主要化学成分是一种蛋白质.禽蛋放置的时间一长,蛋白中的部分蛋白质会分解成氨基酸.其化学结构中有一个碱性的氨基-NH2和一个酸性的羧基-COOH,因此它既能跟酸性物质作用又能跟碱性物质作用.所以人们在制造松花蛋设计,特意在泥巴里假如了一些碱性的物质,如石灰、碳酸钾、碳酸钠等。它们会穿过蛋壳上的细孔，与氨基酸化合，生成氨基酸盐。这些氨基酸盐不溶于蛋白，于是就以一定几何形状结晶出来，就形成了漂亮的松花。

二、 举例说明植物性蛋白和动物性蛋白通常在哪些食品产品中得到应用，此类产品突出的是相应蛋白的哪种功能性质，试阐述其功能性质形成的原理？
植物性蛋白：饮料，此类产品里包含的蛋白质主要是乳清蛋白，它突出了蛋白质的溶解度，作用机理为亲水性，其溶解性的原理为：蛋白质作为有机大分子分子化合物，在水中以分散态（胶体态）存在，因此，蛋白质在水中无严格意义上的溶解度只是将蛋白质在水中的分散量或分散水平相应的称为蛋白质的溶解度（solubility）。蛋白质溶解度的大小在实际应用中非常重要，因为溶解度特性数据在确定天然蛋白质的提取、分离和纯化时是非常有用的，蛋白质变性的程度也可以通过蛋白质的溶解行为的变化作为评价指标，此外，蛋白质在饮料中的应用也与其溶解性能有直接的关系。蛋白质溶解度的常用表示方法为蛋白质分散指数（protein dispersibility index，PDI）、氮溶解指数（nitrogen solubility index，NSI）、水可溶性氮（water soluble nitrogen，WSN）。其中：PDI=水分散蛋白/总蛋白；NSI=水溶解氮/总氮；WSN=可溶性氮的质量/样品的质量。
动物性蛋白：香肠，此类产品里包含的蛋白质主要是肌肉蛋白，鸡蛋蛋白，它突出了蛋白质的持水性和乳化性，作用机理分别如下：氢健，离子水合；界面吸附和膜的形成。蛋白质持水性指：蛋白质上的羧基，氨基都具有亲水性，是亲水基团，羧基易与氢氧根离子结合，氨基易与氢离子结合，固有亲水性。蛋白质乳化性指：乳化是一种液体以极微小液滴均匀地分散在互不相溶的另一种液体中的作用。乳化是液-液界面现象，两种不相溶的液体，如油与水，在容器中分成两层，密度小的油在上层，密度大的水在下层。若加入适当的表面活性剂在强烈的搅拌下，油被分散在水中，形成乳状液，该过程叫乳化。蛋白质在稳定这些乳化液体体系时起重要作用，它在分散的油滴和持续的水相的界面上吸附，能使液滴产生抗凝集性的物理学，流变学性质，如静电斥力和粘度等。

三． 牛奶中水和脂肪两种不溶性成分共存而为何不会分层？试阐述其食品化学本质。
牛奶是悬浊液 而悬浊液的本质就是油脂和水的混合体，而它不分离的原因则是牛奶中含有大量的天然乳化剂，许多食品属于乳胶体（牛奶、乳脂、冰淇淋、豆奶、黄油、干酪、蛋黄酱和肉馅），蛋白质成分在稳定这些胶态体系中通常起着重要的作用。天然乳胶体靠脂肪球“这种“膜”由三酰甘油、磷脂、不溶性脂蛋白和可溶性蛋白的连续吸附层所构成。蛋白质一般对水/油（W/O型乳胶液的稳定性较差。这可能是因为大多数蛋白质的强亲水性使大量被吸附的蛋白质分子位于界面的水相一侧。
蛋白质的表面活性不仅与蛋白质中氨基酸的组成、结构、立体构象、分子中极性和非极性残基的分布与比例，二硫键的数目与交联，以及分子的大小、形状和柔顺性等内在因素有关，而且与外界因素，甚至加工操作有关。凡是能影响蛋白质构象和亲水性与疏水性的环境因素，诸如pH、温度、离子强度和盐的种类、界面的组成、蛋白质浓度、糖类和低分子量表面活性剂，能量的输入，甚至形成界面加工的容器和操作顺序等，都将影响蛋白质的表面活性。蛋白质在搅打和均质时形成泡沫和乳状液的关键在于蛋白质能自发和快速的吸附在新形成的界面（空气水或油-水）上。

四，巧克力起白霜的原因为何？应如何进行防止？
巧克力发白分两种,如只是气温高才发白那是正常的油霜.那是因为里面的糖晶体加热后溶解在巧克力液中冷却后在表面结晶析出，或是牛奶中的蛋白质如储存的位置比较潮湿,那样的出现的是水霜。巧克力结霜与无定型成分玻璃化转变（分子流动性）有关。
防止：1、采用适当的调温过程及贮藏温度
巧克力生产过程应该采取合适的调温方法，并保证储藏巧克力制品的环境温度尽量稳定。通过恰当调温，增加稳定晶型存在的比例，更多晶粒以规则的排列形成晶格结构，由相邻晶粒以相反的位置堆积形成晶格分布于整个脂肪系统，被假设形成了一个网络结构，作为一个阻碍去抑制晶粒的迁移和再结晶，对延缓起霜花有一定作用。巧克力制品贮藏温度过高或者波动较大，巧克力液体脂肪易迁移到制品表面形成霜花，如果制品表面破损或有指印，在高温情况下更易起霜。 调温工艺优化对于生产品质优良的巧克力非常重要，是很普遍的做法，但存在不足。首先是调温工艺优化并不很容易进行，受巧克力原料和配方及生产设备性能影响。其次调温工艺只对生产过程中的巧克力品质有较大影响，对控制巧克力在储存中品质变化（尤其是起霜）作用较小；即使巧克力经过完全调温，当巧克力暴露在高温或温度波动较大时，也很难防止起霜和表面失去光泽。因此在巧克力生产中，往往要添加具有抗霜或改善脱模性物质，并对调温工艺进行优化。
2、 利用甘油三酸酯抗霜
利用甘油三酸酯抗霜也是解决巧克力起霜常用的方法之一。可可脂是天然的植物硬脂，是生产巧克力的主要原料，具有非常理想的脂肪酸组成，其中约含18.2％的1，3－二棕榈酸－2－油酸甘油醇（POP）、41％的1－棕桐酸－2－油酸－3－硬脂酸甘油酯（POS）和28％的1，3－二硬脂酸－2－油酸甘油酯（SOS）。由于世界上可可脂产量有限，特别是它价格昂贵，19世纪末、20世纪初人们开始在巧克力配方中加入植物脂肪（非可可脂）。虽然这在一定程度上降低了成本，但影响了巧克力制品的质量，特别对巧克力起霜的影响更显著
3、天然抗霜物质
在巧克力制品中添加天然物作为抗霜剂，不仅能有抗霜的效果，还顺应了当前营养功能食品的发展趋势。与添加甘油三酯等乳化剂相比，使用天然抗霜物具有营养、安全等优点，酯类的乳化剂很多都是经人工合成的半天然产品，在氢化或精炼等加工过程中，由于酯的一些特性，其中所含的顺式双键会转变成反式双键，而有研究证明高反式脂肪酸对人体有害，天然物质就不存在此类问题。作为天然的抗霜物质必须具备一定的性质，加入巧克力中才能起到抗霜作用。例如水合牛乳脂肪、水合卵磷脂是用“反胶束”技术形成稳定油包水乳液，然后直接加入到调和的巧克力中，提高巧克力耐热性（高于35℃不软化），减少高温下的起霜；二羧酸的强极性羧基可与甘油三酯的极性区域形成极性键，将分子彼此连在一起，因而加强了网络结构和层状结构，从而促进不稳定结晶向稳定结晶转化，控制低熔点晶型组份的液化、流动。

五．油脂氧化的分类及各自机理？
（1） 自动氧化：是化合物和空气中的氧在室温下，未经任何直接光照，未加任何催化剂等条件下的完全自发的氧化反应，随反应进行，其中间状态及初级产物又能加快其反应速度，故又称自动催化氧化。脂类的自动氧化是自由基的连锁反应，其酸败过程可以分为诱导期、传播期、终止期和二次产物的形成四个阶段。饲料中常常存在变价金属（Fe、Cu、Zn等）或由光氧化所形成的自由基和酶等物质（Waters,W.A，1971；Schaich,K.W，1980），这些物质成为饲料氧化酸败启动的诱发剂，脂类物质和氧气在这些诱发剂的作用下反应，生成氢过氧化物和新的自由基，又诱发自动氧化反应，如此循环，最后由游离基碰撞生成的聚合物形成了低分子产物醛、酮、酸和醇等物质。
（2）光氧化：
光敏物（如叶绿素、血红素、肌红蛋白等）在光能激发下可将吸收的能量传递给空气中的氧分子使它激活后能和脂肪酸或酯发生反应，形成氢过氧化物，这种反应叫光敏反应 。（简单说：光敏氧化即是不饱和油脂与单线态氧直接发生的氧化反应）
光敏氧化生成的氢过氧化物极易分解为各种自由基，特别是在金属或遇热的情况下，这些自由基作为自动氧化反应诱导期的诱发剂，从而启动或诱发自动氧化反应。
（3）酶促氧化：
由脂肪氧合酶催化脂肪氧化形成氢过氧化物。酶促氧化生成的ROOH可分解产生自由基，诱发或启动自动氧化反应。
紫外线、射线和热不仅能促进光敏氧化和酶促氧化产生的氢过氧化物的分解，还能引发游离基（ R‧）

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