(一)水合性质
蛋白质的许多功能性质,如分散性、润湿性、肿胀、溶解性、增稠、黏度、持水能力、胶凝作用、凝结、乳化和起泡,取决于水—蛋白质的相互作用。在低水分和中等水分食品(例如,焙烤食品和绞碎肉制品)中,蛋白质结合水的能力是决定这些食品的可接受性的关键因素。蛋白质结合水的能力定义为,当干蛋白质粉与相对湿度为90%~95%的水蒸气达到平衡时,每克蛋白质所结合的水的克数。蛋白质的水合能力部分地与它的氨基酸组成有关,带电的氨基酸残基数目愈多,水合能力愈大。
在食品加工和保藏过程中,蛋白质的持水能力比其结合水的能力更为重要。持水能力是指蛋白质吸收水并将水保留(对抗重力)在蛋白质组织(例如蛋白质凝胶)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。物理截留水对持水能力的贡献远大于结合水和流体动力学水。
(二)表面╱界面性质
理想的表面活性蛋白质具有3个性能:①能快速吸附至界面;②能快速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形成具有强黏合和黏弹性的膜,该膜能经受热和机械运动。
蛋白质溶于水时,一部分柔性的蛋白分子扩散至界面或表面,和气体或脂肪相接触时,其非极性氨基酸残基定向到非水相,极性氨基酸残基伸向水相,使体系自由能下降,表面或界面张力相应降低。当蛋白质分子存在于表面或界面时,会发生表面变性。大多数蛋白质结构展开,通过疏水相互作用吸附在脂肪液滴表面,形成有一定黏弹性的蛋白质膜。蛋白质膜在界面上的机械强度取决于黏合的分子间相互作用,它们包括静电相互作用、氢键和疏水相互作用。
高分子质量蛋白质的表面吸附速率很慢,因此新配制的蛋白质溶液的表面张力常随时间而渐减。蛋白质疏水性愈强,在界面的蛋白质浓度愈高,界面张力或表面张力愈低,乳状液愈稳定。
(三)凝胶性质(www.xing528.com)
当适当变性的蛋白分子聚集,以形成一个有规则的蛋白质网状结构,此过程被称为凝胶作用。凝胶作用是蛋白质溶液分散性下降的现象之一,蛋白质的凝胶过程认为是聚合体与溶剂间相互作用而形成的聚集现象,最终由于吸引力与排斥力之间达到平衡而形成空间有序的网状结构。凝胶作用的实质是蛋白质胶体溶液及蛋白质沉淀的中间状态,蛋白凝胶也可看成是水分散在蛋白质中的一种胶体状态。由于蛋白质分子相互结合以各种方式交联在一起,形成一个高度有组织的空间网状结构的毛细管作用,使得凝胶能保持大量水分,甚至含水量可高达99%以上。
蛋白质的凝胶组织特征如下:
(1)蛋白凝胶具有一定的形状和弹性,有半固体的性质,如肌肉组织具有弹性,并能保持大量水分,最高能含水98%。
(2)蛋白凝胶的特征是强度、可塑性、弹性、保水性均较高,如从高浓度豆浆制成豆腐,就是用钙来诱导加热过的蛋白质分散体凝结而成的胶体凝乳。
(3)胶凝作用可提高蛋白质新产品的强度、韧性和组织性,而这些功能和其蛋白质含量密切相关。如采用大豆分离蛋白可制成结实、强韧、有弹性的硬质凝胶,而采用蛋白质含量小于70%的大豆制品只能制成软质脆弱的凝胶如豆腐,当蛋白质含量低于8%就难以发生胶凝作用。
(4)蛋白质组成不同,其凝胶效果也不相同。大豆蛋白中11S球蛋白制成的凝胶比7S球蛋白制得的凝胶坚实,采用11S球蛋白制得的豆腐具有最大的膨胀性,并具有柔和的弹性结构,豆腐的韧性和口感均佳。11S球蛋白形成凝胶主要靠静电和二硫键的作用。而用7S制成的豆腐膨胀性小,形成一种硬性无弹力的凝胶,7S球蛋白形成凝胶主要靠分子间的氢链作用。因此,可对大豆种子品质改良上加以指导,筛选11S球蛋白组成含量高的品种可做“豆腐豆”用。
(5)蛋白质形成凝胶后不但是水的载体,而且述是风味物、糖分及其他配合物的载体。蛋白质的网状结构截留了相当于每克蛋白质10g以上的水和各种不同的其他食品组分。这种特征对于食品加工很为有利,常用于肉类、凝乳、奶酪、豆制品及明胶制品、果冻、糖果等食品中。
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