实验三蛋白质的功能性质[★]

第一篇：实验三蛋白质的功能性质

食品化学实验三蛋白质的功能性质

1.实验原理

各种蛋白质具有不同的功能性质，如牛奶中的酪蛋白具有凝乳性，在酸、热、酶（凝乳酶）的作用下会沉淀，用来制造奶酪。酪蛋白还能加强冷冻食品的稳定性，使冷冻食品在低温下不会变得酥脆。面粉中的谷蛋白（面筋）具有粘弹性，在面包、蛋糕发酵过程中，蛋白质形成立体的网状结构，能保住气体，使体积膨胀，在烘烤过程中蛋白质凝固是面包成型的因素之一。肌肉蛋白的持水性与味道、嫩度及颜色有密切的关系。鲜肉糜的重要功能特性是保水性，脂肪粘合性和乳化性。在食品的配制中。选择哪一种蛋白质，原则上是根据它们的功能性质。

通过本实验可以定性地了解上述几种蛋白质的功能性质。

2.试剂和仪器

⑴ 实验样品：面粉、牛奶、瘦肉。

⑵ 乳酸溶液。

⑶ 焦磷酸钠。

⑷ 铰肉机。

⑸ 100mL小烧杯。

⑹ 滴管。

⑺ 大号塑料碗。

⑻ 10mL移液管。

⑼ 5mL移液管。

⑽ 玻璃棒。

⑾ 蒸锅。

3.实验步骤

⑴ 酪蛋白的凝乳性

在小烧杯中加入15ml牛奶，遂滴滴加50%的乳酸溶液，观察酪蛋白沉淀的形成，当牛奶溶液达到pH=4.6时（酪蛋白的等电点），观察酪蛋白沉淀的量是否增多。⑵ 面粉中谷蛋白的粘弹性

分别将20g高筋面粉和低筋面粉加9ml水揉成面团，将面团不断在水中洗揉，直至没有淀粉洗出为止，观察面筋的粘弹性，并分别称重，比较高筋粉和低筋粉中湿面筋的含量。⑶ 肌肉蛋白质的持水性

将新鲜瘦猪肉在搅肉机中搅成肉糜，取10g肉糜三份，分别加入2ml水，4ml水以及4ml含有20mg焦磷酸钠（或三聚磷酸钠）的水溶液，顺一个方向搅拌2分钟，放置半小时以上，观察三份肉糜的持水性、粘着性。蒸熟后再观察其胶凝性。

4.思考题

⑴ 牛奶败坏为何出现沉淀？沉淀是什么？

⑵ 在面制品的加工中如何选择使用高筋粉和低筋粉？

⑶ 为什么加入焦磷酸钠会增加肉的持水性？

第二篇：蛋白质的功能性质的应用

二、食品加工中蛋白质功能性质的应用

各种蛋白质都有不同的功能性质，在食品加工过程发挥出不同的功能。根据其功能性 质的不同，选定适宜的蛋白质，确定用量，加入到食品中，使之与其它成分如糖、脂肪、水反应，可加工成理想的成品。

(一)以乳蛋白作为功能蛋白质

在生产冰淇淋和发泡奶油点心过程中，乳蛋白起着发泡剂和泡沫稳定剂的作用。乳蛋 白冰淇淋还有保香作用。在焙烤食品中加入脱脂乳粉，可以改善面团的吸水性，增大体 积，阻止水分的蒸发，控制气体的逸散速度，加强结构性。乳清中的蛋白质，具有较强的 耐搅打性，可用作西式点心的顶端配料，稳定泡沫，脱脂奶粉可以作为乳化剂添加到肉糜 中去，增强其保湿性。’

(二)以卵类蛋白作为功能蛋白质

卵类蛋白主要由蛋清蛋白和蛋黄蛋白组成。

蛋清蛋白的主要功能是促进食品的凝结、胶凝、发泡和成形。在搅打适当黏度的卵类 蛋白质的水分体系时，其中的蛋清蛋白的重叠的分子部分伸展开，捕捉并且滞留住气体，形成泡沫。卵类蛋白对泡沫有稳定作用。用鸡蛋作为揉制糕饼面团混合料时，蛋白质在 气一液界面上形成弹性膜，这时已有部分蛋白质凝结．把空气滞留在面团中，有利于发酵，防止气体逸散，面团体积增大，稳定蜂窝结构和外形。

蛋黄蛋白的主要功能是乳化及乳化稳定性。它常常吸附在油水界面上，促进产生并稳 定水包油乳状液。卵类蛋白能促进油脂在其它成分中的扩散，从而加强食品的黏稠度。

鸡蛋在调味汁和牛乳糊中不但起增稠作用，还可作为黏结剂和涂料，把易碎食品黏连 在一起，使它们在加工时不致散裂。

(三)以肌肉蛋白质作为功能蛋白质

肌肉蛋白的保水性是影响鲜肉滋味、嫩度和颜色的重要功能性质，也是影响肉类加工 质量的决定因素。肌肉中的水溶性肌浆蛋白和盐溶性肌纤蛋白的乳化性，对大批量肉类的 加工质量影响极大。肌肉蛋白的溶解性、溶胀性、黏着性和胶凝性，在食品加工中也很重 要。如胶凝性可以提高产品强度、韧性和组织性。蛋白的吸水、保水和保油性能，使食品 在加工时减少油水的流失量，阻止食品收缩；蛋白的黏着性有促进肉糜结合，免用黏着剂 的作用。

(四)以大豆蛋白质作为功能蛋白质

大豆蛋白质具有广泛的功能性质，如溶解性、吸水和保水性、黏着性、胶凝性、弹 性、乳化性和发泡性等。每一种性质都给食品加工带来特定的效果。如将大豆蛋白加入到 咖啡乳内，是利用其乳化性；涂在冰淇淋表面，是利用其发泡性；用于肉类加工，是利用 它的保水性、乳化性和胶凝性。加在富含脂肪的香肠、大红肠和午餐肉中，是利用它的乳 化性，提高肉糜问的黏性等等。因其价廉，故应用得非常广泛。

第三篇：蛋白质酶水解物的功能性质

蛋白质酶水解物的功能性质

在蛋白质水解过程中，蛋白质分子发生很大变化，即可离解的基团（-COOH、NH4+）数目的增多；亲水性及净电荷数的增加；分子内部的疏水性残基暴露；功能性质如溶解性、乳化作用、起泡性、胶凝性及风味等发生变化。蛋白质酶水解物在较大范围的pH、温度、氮浓度和离子强度条件下具有较好的溶解性能。蛋白质酶水解物的乳化性可通过控制水解度得以改善，但高度水解的蛋白质的乳化能力急剧下降，乳化稳定性差。蛋白质酶水解物的粘度和蛋白质比较明显下降，在受热情况下不发生胶凝变性，热稳定性好。但是蛋白质在水解达到一定程度时产生苦味肽。苦味肽都含有一些长链烷基侧链或芳香侧链，疏水性较强，通过控制水解度可以降低苦味肽的产生量。

1、溶解性质

蛋白质酶水解物最重要的性质之一是它在一定的pH、温度、氮浓度和离子强度情况下的溶解性，酶水解提高了高原蛋白质的溶解性。这种溶解性的增加的性质对低过敏性婴儿食品和含水解物营养食品的加工是非常重要的，常用于水果饮料（低pH）的蛋白质强化。富含蛋白水解物的营养食品在加工过程中要经过杀菌处理，这要求蛋白水解物受热不凝集、不沉淀，热稳定性好。同时，蛋白水解物营养食品经常要强化钙铁磷硫等矿质元素，故蛋白水解物应在一定离子强度下保持稳定。

2、乳化性质

蛋白水解物的乳化性质可通过水解度得以改善。许多研究表明，当蛋白质被酶水解后，在一定pH、离子强度和温度的条件下，水解物的分子量是决定乳化能力的主要因素。当水解度较低时，肽的分子量较大，能增加乳化力；但当水解度较高时，分子量的降低使肽分子不能像完整蛋白质分子一样在界面展开和定向，无法减小界面张力，因此乳化能力下降，通常认为具有20个以上氨基酸簇的肽类只有良好的乳化性，而小肽分子的乳化稳定性较差。

3、起泡性质

搅打蛋清蛋白质的水分散系，形成泡沫，卵黏蛋白对泡沫有稳定作用。当卵清蛋白被酶水解后，在水解度较低或中等情况下，蛋清蛋白水解物的起泡性将增加，但随着水解度的进一步升高，起泡性有所降低，且泡沫稳定性下降。

蛋白质酶水解物的消化吸收

肽是蛋白质水解的主要产物，人们对肽的理化性质和生理功能的研究颇为广泛和深入。传统的生物化学观点认为，蛋白质是在消化道中由各种蛋白酶作用分解为氨基酸，以氨基酸的形式吸收进入血液20世纪五六十年代，首先提出了肽的完整吸收理论，以后的营养试验和药理试验证实：在某些情况下，完整的肽是可以通过肽载体进入循环的。蛋白质进入消化道后，在消化道蛋白酶的作用下，13生成氨基酸，23生成小肽。游离氨基酸由氨基酸载体转运，进入肠细胞，为耗能的主动运输；小肽进入肠细胞方式与游离氨基酸吸收机制类似，但小肽吸收主要依靠氢离子浓度梯度而游离氨基酸主要依钠离子浓度梯度。小肽被肠细胞摄入后，在肠细胞内进一步水解，以游离氨基酸形式进入循环参与体内代谢，不被水解的小肽直接由肠细胞基底面进入血液循环。人体内有许多活性肽，它们起着激素、递质的作用。源于天然食品的蛋白质有些具有生物活性，如免疫球蛋白的调节作用等。也有一些蛋白质经适当酶、适度水解后生成某些小肽，提供潜在的生物活性。这些食品源性的活性肽均为小肽，一般含有2~7个氨基酸残基，由于其无毒副作用，引起了人们的极大关注。

第四篇：蛋白质序列、性质、功能和结构分析

蛋白质序列、性质、功能和结构分析

基于网络的蛋白质序列检索与核酸类似，从NCBI或利用SRS系统从EMBL检索。

1、疏水性

分

析

ExPASy的ProtScale

程

序（http:// PHDhtm: http:

EpitopeInfo: http://epitope-informatics.com/Links.htm

5、蛋白质功能预测 蛋白质序列分析的一般流程如下图。图1 蛋白质序列分析的一般流程（1）基于序列同源性分析的蛋白质功能预测 至少80个氨基酸长度范围内具有25%以上的序列一致性才提示可能的显著性意义。未知功能序列对库检索的一般分析策略如下： ①和运行Blastp程序的服务器（http://，将目的序列粘贴到输入框中，点击“search”即可。数据库PROSITE是由专家根据生物学知识审编的SWISS-PROT蛋白质序列中有生物学意义的位点（sites）、模式（patterns）和轮廓（profiles）的数据库，包括酶活性位点、辅因子结合位点、二硫键位点等。此库可以帮助确定新的蛋白质序列是否属已知的家族。其网址为： http://

PFAM: http://可用于对查询蛋白质序列相似性分析以确定其结构。

c、ISSD数据库

http://www.protein.bio.msu.su/issd/。d、HSSP数据库

http://www.sander.embl-heidelberg.de/hssp/。e、蛋白质结构分类数据库（SCOP）蛋白质结构分类数据库（structural classification of proteins，SCOP）http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/。f、Dali/FSSP数据库

http://www.embl-ebi.ac.uk/dali/。（2）蛋白质二级结构预测

蛋白质多重序列对齐结果进行蛋白质二级结构预测的PHD程序：

http://www.embl-heidelberg.de/predictprotein/predictprotein.html（3）蛋白质三级结构预测 a、与已知结构的序列比较

采用BlastP程序直接搜索NRL-3D、SCOP等数据库，如果在连续100个氨基酸范围内含有大于40%的一致性，那么在蛋白质结构上则具有较为显著的相似性。此种情况下，即预测中结果按照同源模建（homology modeling）方法能够提供详细而准确的结果。在25~40%之间则难以提供精确的结果。

如果无法在NRL-3D数据库找到匹配序列，下一步则是搜索HSSP数据库。最简单的方法是用BLAST或FASTA程序搜索蛋白质序列数据库（SWISS-PROT，Trembl，PIR）。序列检索系统（sequence retrieve system，SRS）能够提供大于25%的序列一致性。如果检出结果含有HSSP数据库的信息，那么在字段DR中会有注释。如果与HSSP数据库中的蛋白质含有超过25%的序列一致性，那么一般认为该蛋白质至少和HSSP数据库中的蛋白质具有相似的折叠模式。

b、同源模建

Swiss-Model服务器（http://www.expasy.ch/swissmod/SM_TOPPAGE.html）提供自动化财同源模建分析任务。c、穿针引线（threading）算法和折叠识别 有如下程序资源： TOPITS: http://www.embl-heidelberg.de/predictprotein/predictprotein.html frsvr

(fold

recognition

server): http://www.mbi.ucla.edu/people/frsvr/frsvr.html 123D: http://www-lmmb.ncifcrf.gov/~nicka/123D.html THEADER

and

THEADER2: http://globin.bio.warwick.ac.uk/~jones/threader.html http://globin.warwick.ac.uk/~jones/threader.html

7、蛋白质分子进化分析

同源蛋白质（homolog）进一步可分为直系同源（ortholog）和旁系同源（paralog）。前者指在不同物种中具有相同功能和共同起源和基因，后者则指在同一物种内具有不同功能、但也有共同起源的基因，例如同是起源于珠蛋白的α珠蛋白、β珠蛋白和肌红蛋白。

早期基于序列同源性来区分蛋白质家族的不同层次。由于在分子进化过程中，组成一个蛋白质序列的所有氨基酸并不具备同样的进化速率，具有重要功能位点的氨基酸显然进化较慢，因此单纯基于序列相似性并不合理。蛋白质进化过程中反映出重要氨基酸组群进化速率较慢而形成的保守性。这一结果体现在很多蛋白质家族成员之间蛋白质序列相似性可能只局限于某个序列区域或结构域中。因此，蛋白质超家族的概念已发展成为具有某种共同结构域的所有分子组成的分子集合。这一概念将蛋白质超家族进行了扩大。这一点也反映在PDB数据库的处理中，即PIR数据库不只依据序列的相似性，而且结合结构域的分析进行蛋白质家族和超家族分类。

蛋白质分类数据库（ProtoMap）：http://www.protomap.cs.huji.ac.il/。如果发现一个未知蛋白质序列和较多不同种属或同一种属的蛋白质序列具有较高的同源性（大于30%），那么提示待分析蛋白质序列可能是相应家族的成员，从而可从分子进化的角度对蛋白质序列进行综合分析。基本步骤包括：

①用待分析蛋白质序列检索蛋白质序列数据库，获取同源性较高的蛋白质序列。此过程可通过NCBI/Blastp程序分析。

②将所有相关序列组织成FASTA格式，作为后续进行Clustal W/X软件分析的输入数据。

③采用Clustal W/X算法对这些序列进行聚类分析，可联网到http://www.ebi.ac.uk/clustalw/或直接使用Clustal W/X软件进行。④根据蛋白质序列多重对齐结果绘制分子进化树。采用本地化软件MacVector、DANMAN、TreeView等进行。

第五篇：大学化学实验-糖、脂类、氨基酸和蛋白质的性质

实验二十六

糖、脂类、氨基酸和蛋白质的性质

【实验目的】

1.熟悉单糖、二糖和多糖的性质；

2.掌握主要糖类的鉴别；

3.掌握油脂的化学性质；

4.掌握氨基酸和蛋白质的化学性质及其鉴别方法。

【实验原理】

单糖均有还原性质，二糖分子中有半缩醛羟基者亦有还原性，所以能还原班乃德试剂等。还原糖与盐酸苯肼生成的糖脎是结晶，难溶于水，糖脎生成的速度和结晶形状以及熔点均因糖的不同而异，因此可利用糖脎的生成鉴别各种糖。糖类在浓硫酸或浓盐酸作用下，能与酚类化合物缩合成有色物质。如与α-萘酚作用产生紫红色，叫做莫利许试验。反应十分复杂，但可利用此法检出糖类。

果糖（酮糖）可与间苯二酚的盐酸溶液作用，溶液加热后很快变成鲜红色，称为西里瓦诺夫试验。多糖无还原性，但在酸存在下，加热水解后可产生多个分子的单糖，因而对班乃德试剂也起反应。随淀粉分子的逐步水解，溶液与碘液作用所呈颜色由蓝变紫到红。最后，溶液对碘液不再显色时为水解终点。

油脂一般不溶于水，但在胆盐的乳化作用下，油脂微粒能较为稳定地分散在水中形成乳浊液。油脂一般都是甘油与高级脂肪酸所呈的酯，油脂在碱性溶液中能水解成为甘油和高级脂肪酸的盐——肥皂，这一水解称为皂化。油脂皂化所得的甘油溶于水，而肥皂在水中则形成胶体溶液，但加入饱和食盐后，肥皂就被盐析而出，由此可以将甘油与肥皂分开。油脂的皂化液若用无机酸酸化则析出固体高级脂肪酸，若与钙、镁等金属盐类作用，则生成不溶于水的钙肥皂或镁肥皂。肥皂不适用于硬水就是这个原因。油脂的不饱和性可通过借溴的四氯化碳溶液来检出，这是时由于溴加成到组成油脂的不饱和脂肪酸的双键上而使其褪色。

α-氨基酸与茚三酮的水合物在水溶液中加热时，被氧化分解生成比原来α-氨基酸少一个碳原子的醛，并放出一分子二氧化碳和一分子氨，同时茚三酮被还原成仲醇，与所生产的氨生成具有蓝紫色的化合物。

蛋白质是含氮的极其复杂的生物高分子。在酸、碱或酶的作用下，单纯蛋白质发生水解，其最终产物是α-氨基酸。蛋白质中的某些氨基酸的特殊基团可以与某些化学试剂作用呈现出各种颜色反应，这种呈色反应可以作为蛋白质或氨基酸的定性和定量根据。

【仪器材料】

小试管10支、大试管1支、烧杯（150

mL）1个、烧杯（400

mL）2个、酒精灯1只，白瓷滴板1块、带有长玻璃管的软木塞1支。

【试剂药品】

2%葡萄糖、2%果糖、2%麦芽糖、2%蔗糖、2%淀粉、3mol/L硫酸、盐酸苯肼-醋酸钠溶液、10%碳酸钠、碘液、浓硫酸、班乃德试剂、红色石蕊试纸、西里瓦诺夫试剂、棉子油、40%氢氧化钠溶液、乙醇、饱和食盐水、0.1%苯酚溶液、蛋白质溶液、米伦试剂、10%盐酸溶液、10%三氯乙酸溶液、1%甘氨酸、0.2%茚三酮。

【实验步骤】

（一）糖的化学性质

1.糖的还原性：

取试管4支，各加入班乃德试剂[1]1

mL，再分别加入2%葡萄糖、2%果糖、2%麦芽糖和2%蔗糖[2]的溶液各2滴，在沸水浴中加热2~3

min，待溶液自行冷却后观察结果。

2.糖脎的生成试管2支，分别加入2%葡萄糖和2%果糖溶液各1

mL，再加入新配制的盐酸苯肼-醋酸钠[3]溶液1

mL，将2支试管摇匀后，置于沸水浴中加热30

min，取出所有的试管，让它们自行冷却（为什么？），此时就有黄色结晶生成[4]。取少量结晶在显微镜下观察糖脎结晶的形状。

3.颜色反应

（1）莫利许试验：取试管4支，分别加入2%葡萄糖、2%果糖、2%蔗糖、2%淀粉溶液各1

mL，然后加入新配制的莫利许试剂（α-萘酚的酒精溶液）2滴，混匀后，将每支试管倾斜，沿管壁徐徐加入浓硫酸0.5~1

mL。将试管静置，观察在两液界面间出现紫红色环。数分钟后，若如无紫色生成，可在水浴中温热后再进行观察。

（2）西里瓦诺夫试验：取试管4支，各加入西里瓦诺夫试剂（间苯二酚的盐酸溶液）1

mL，然后在三个试管中分别加入2%葡萄糖、2%果糖和2%蔗糖溶液各5滴，第四支试管留作对照，将4支试管摇匀后，同时放在水浴中加热2

min，比较各管出现颜色的顺序。

4.蔗糖的水解

取试管2支，各加入2%蔗糖溶液1

mL，然后于1支试管中加入3

mol/L硫酸2滴，将此试管放在沸水浴中加热5~10

min，冷却后，加入10%的Na2CO3至溶液呈碱性（红色石蕊试纸变蓝）。将两支试管各加班乃德试剂10滴，并放在沸水浴中加热3~4

min，观察两支试管的实验结果。

5.淀粉的性质

（1）与碘液作用：取1支试管加2%淀粉溶液10滴，加碘液1滴，显何色？将溶液直接在酒精灯上加热，有何现象？再放冷，又有什么变化？

（2）水解反应：取试管1支，加2%淀粉溶液2

mL，再加入浓硫酸3滴，在水浴中加热煮沸10~15

min，加热时，每隔1~2

min，用吸管吸出1滴反应液滴在白瓷滴板上，加碘液1滴，观察结果。待反应液与碘液不再显色时，再加热煮沸2~3

min，放冷，反应液用10%Na2CO3溶液中和后（用石蕊试纸检验），再加入班乃德试剂5~10滴，将试管放在水浴中煮沸2~3

min，观察结果。

（二）油脂的皂化

取棉子油5滴，置于大试管中，加入乙醇和40%氢氧化钠溶液各3

mL，然后在试管口塞上一个带有长玻璃管的软木塞，并将试管放入水浴中加热回流45

min。待试管稍冷后将已皂化完全[5]的溶液倒入盛有4

mL饱和食盐水的小烧杯中，边到边搅拌，此时有肥皂析出。如肥皂尚未析出，可将溶液冷却即凝结成肥皂。

（三）氨基酸的性质

在一试管中，加入1%甘氨酸20滴，再加入0.2%茚三酮5滴，摇匀，在废水中加热3~5

min，观察溶液颜色有何变化。

（四）蛋白质的性质

1.茚三酮反应[6]：

在1支试管中加入蛋白质溶液10滴，然后加0.2%茚三酮溶液3滴，在沸水浴中加热5~10

min，观察溶液颜色变化。

2.米伦反应[7]：

取2支试管，在1支试管中加入0.1%苯酚溶液3滴，在另一支试管中加入蛋白质溶液3滴，然后在两管中加入米伦试剂（汞或亚汞的硝酸盐和亚硝酸盐）3滴，此时在蛋白质溶液试管中有白色沉淀生成。将两支试管放在沸水中加热，注意两管中的有何颜色有何变化。

【思考题】

1.何谓还原糖和非还原糖？

2.区别下列化合物：果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉。

3.什么是油脂？自然界中的油脂主要含有什么成分？

4.写出三种含硫的α-氨基酸的结构式及其名称。

【附注】

[1]

班乃德（Benedict）试剂，简称班氏试剂，是经过改良的斐林试剂。它的主要成分为硫酸铜、柠檬酸钠和和碳酸钠。班氏试剂较斐林试剂稳定，与还原糖的作用极为灵敏。班乃德（Benedict）试剂，简称班氏试剂，是经过改良的斐林试剂。它的主要成分为硫酸铜、柠檬酸钠和和碳酸钠。班氏试剂较斐林试剂稳定，与还原糖的作用极为灵敏。

[2]

所用蔗糖必须非常纯净，否则如含有还原糖仍可与班乃德试剂反应。

[3]

苯肼难溶于水，而盐酸苯肼-醋酸钠的混合液可起复分解反应生成苯肼醋酸盐，结果溶解难度增大，有利于苯肼与糖生成糖脎的反应。再者，醋酸钠在此尚可起到缓冲的作用，调节pH=4~6，有利于糖脎的生成，因苯肼可溶于强酸。

[4]

如果在煮沸过程中溶液浓缩，则溶液将呈现淡红色而无结晶生成，须用水稀释后才生成结晶。

[5]

试验皂化是否完全，可取1滴反应液置于一小试管中，加4

mL热蒸馏水，如无油滴析出，则便是皂化已完全，可停止回流。反之，则需要继续回流，直至棉子油完全皂化为止。

[6]

蛋白质中α-氨基酸能够与茚三酮的水合物在水溶液中加热时即产生蓝色的化合物。此反应是所有α-氨基酸共有的反应，非常灵敏，即使α-氨基酸的水溶液稀释至1:1500000亦能呈现颜色。

[7]

米伦试剂是汞或亚汞的硝酸盐和亚硝酸盐，此外还含有过量的硝酸和少量的亚硝酸。它能与酚类化合物产生颜色反应。因为大多数蛋白质分子中均含有酪氨酸残基，而酪氨酸有酚的结构，因此也能与米伦试剂作用，先生成白色沉淀，加热时变红。