题目

1.请阐述食品蛋白质加工中,高温处理对其产生的影响。浙江工业大学2015研]

题目解答

答案

解析

本题考查食品蛋白质加工中高温处理对蛋白质产生的影响这一知识点。解题思路是依据食品科学中关于蛋白质在高温环境下的特性变化相关知识，对高温处理给蛋白质带来的多方面影响进行详细阐述。

  1. 变性：
    • 蛋白质具有特定的空间结构，在某一特定温度下，其空间结构会发生剧烈变化，这个温度就是蛋白质的变性温度。
    • 从动力学角度来看，温度对蛋白质变性速度影响显著，温度每升高$10^{\circ}C$，变性速度将增加$600$倍。这是因为温度升高会增加分子的热运动，使维持蛋白质空间结构的次级键（如氢键、疏水相互作用等）更容易被破坏，从而导致蛋白质变性。
  2. 结合水能力下降：
    • 蛋白质结合水的能力主要依赖于其分子表面的极性基团与水分子之间形成的氢键。
    • 当温度升高时，分子的热运动加剧，破坏了蛋白质 - 水之间形成的氢键，降低了蛋白质与水之间的相互作用。
    • 同时，加热会使蛋白质发生变性和凝集，蛋白质分子聚集在一起，导致其表面积减小，并且极性氨基酸与水结合的有效性降低，进而使蛋白质结合水的能力下降。
  3. 溶解度降低：
    • 蛋白质在溶液中的溶解度与其分子表面的电荷分布和水化层有关。
    • 高温处理会使蛋白质变性，破坏其原有的空间结构，导致分子表面的电荷分布发生改变，水化层被破坏。
    • 变性后的蛋白质分子更容易相互聚集，形成较大的颗粒，从而使蛋白质在高温条件下的溶解度明显且不可逆地降低。
  4. 形成凝胶：
    • 蛋白质凝胶是由蛋白质分子通过相互作用形成的三维网状结构。
    • 一般情况下，热处理是蛋白质形成凝胶的必需条件。加热使蛋白质变性，肽链伸展，暴露出更多的相互作用位点，如疏水基团、氢键形成位点等。
    • 这些伸展的肽链之间可以通过疏水相互作用、氢键等相互连接，形成三维网状结构，从而使蛋白质溶液转变为凝胶状态。
  5. 形成蛋白薄膜：
    • 以大豆蛋白溶液为例，在$95^{\circ}C$保持几小时的过程中，一方面溶液表面的水分会蒸发，另一方面蛋白质会发生热凝结。
    • 蛋白质分子在表面聚集并相互连接，形成一层薄的蛋白膜。这种蛋白膜属于组织化蛋白，具有稳定的结构，在后续的加热处理中不会发生改变，并且具有正常的咀嚼性能。
  6. 发泡性降低：
    • 泡沫的形成需要蛋白质在气 - 液界面形成稳定的膜，以阻止气泡的合并和破裂。
    • 加热时，气体膨胀，溶液的黏度降低。黏度降低会使气泡更容易合并和破裂，同时加热也可能影响蛋白质在气 - 液界面的吸附和膜的形成能力，因此加热一般不利于泡沫的形成，会使蛋白质的发泡性降低。