食品加工和贮藏对蛋白质的影响

更新于 2026年10月12日 版权声明
三、食品加工和贮藏对蛋白质的影响

(一)热处理

热处理是对蛋白质影响较大的处理方法,影响的程度取决于热处理的时间、温度、湿度以及有无氧化还原性物质存在等因素。热处理可能会使蛋白质发生变性、分解、氨基酸氧化、氨基酸键之间的交换、氨基酸新键的形成等反应,对食品品质产生不同影响。

一般地,蛋白质经过温和热处理所产生的变化在营养学上是有利的。许多蛋白质例如大豆球蛋白、胶原蛋白和卵清蛋白经适度热处理后更易消化,其原因是蛋白质伸展,被掩蔽的氨基酸残基暴露,因而使专一性蛋白酶能更迅速地与蛋白质底物发生作用。

加热可使食品中天然存在的大多数蛋白质毒素或抗营养因子变性和钝化。例如微生物污染所产生的大多数蛋白质毒素,其中肉毒杆菌毒素在100℃钝化;大豆、花生、菜豆、蚕豆、豌豆和苜蓿等豆科植物的种子或叶中所含有的能抑制或结合人体蛋白质水解酶的蛋白质蛋白酶抑制剂、植物血球凝集素(或外源凝集素),它们都可以通过加热被钝化。

热烫或蒸煮能使食品原料中的脂酶、脂肪氧合酶、蛋白酶、多酚氧化酶和酵解酶等酶失活,从而防止食品产生不应有的颜色,也可防止风味和质地的变化及维生素的损失。例如,菜籽经过热处理可使黑芥子硫苷酸酶(myrosinase)失活,因而阻止内源硫葡萄糖苷形成致甲状腺肿大的化合物,即5-乙烯基-2-硫唑烷酮。

除了发生蛋白质变性,在不添加其他物质的情况下,蛋白质或蛋白质食品在加工过程中,常常会引起氨基酸脱硫、脱酰胺和异构化等化学变化,有些变化可能对食品品质是有益的,但有时会伴随有毒化合物产生,这主要取决于热处理条件。

蛋白质在超过100℃时加热,会发生脱酰胺反应,释放出的氨主要来自谷酰胺和天冬酰胺的酰胺基,这些反应并不损害蛋白质的营养价值。在115℃灭菌,会使半胱氨酸和胱氨酸部分破坏,生成硫化氢、二甲基酰化物和磺基丙氨酸,这些挥发性化合物能使加热食品产生风味。

经剧烈热处理的蛋白质可生成环状衍生物,其中有些具有强致突变作用。

在热处理过程中,蛋白质还容易与食品中的其他成分如糖类、脂类、污染物和食品添加剂等反应,产生各种有利的和不利的变化。例如,赖氨酸、精氨酸、色氨酸、苏氨酸和组氨酸等在热处理中很容易与还原性物质如葡萄糖、果糖、乳糖发生美拉德反应,使产品带金黄色至棕褐色。如小麦团粉中虽然清蛋白仅占6%~12%,但清蛋白中色氨酸含量较高,它对面粉焙烤呈色起较大的作用。脂类在热处理过程中发生氧化生成氢过氧化物,蛋白质与过氧化脂类发生共价结合或发生脂类诱导的蛋白质聚合反应。一般地,脂类—蛋白质作用是有害的反应,使蛋白质功效比和生理价值降低。

(二)碱处理

蛋白质的浓缩、分离、起泡、乳化或使溶液中的蛋白质纤维化,通常需要碱处理。蛋白质经过碱处理后,可形成氨基丙烯酸残基,它与赖氨酸、半胱氨酸或鸟氨酸等残基发生缩合反应生成新的氨基酸,即:赖氨丙氨酸、羊毛硫氨酸、鸟氨丙氨酸等。氨基丙烯酸残基与组氨酸、苏氨酸、丝氨酸、酪氨酸和色氨酸等残基通过缩合反应也可以生成不常见的衍生物。在碱处理过程中,还可以使精氨酸、胱氨酸、色氨酸、丝氨酸和赖氨酸发生构型变化,包括β-消去反应和形成碳负离子,碳负离子经质子化可随机形成L-、D-氨基酸的外消旋混合物。由于大多数D-氨基酸不具有营养价值,因此,必需氨基酸残基发生外消旋反应,使营养价值降低约50%。此外,D-异构体的存在可降低蛋白质消化率。

(三)脱水处理

干燥条件对粉末颗粒的大小以及内部和表面孔率的影响,将会改变蛋白质的可湿润性、吸水性、分散性和溶解度,应该注意干燥处理对蛋白质功能性质的影响。(https://www.daowen.com)

不同的脱水方法对蛋白质影响程度也不相同,如:

传统的脱水方法:用自然的温热空气干燥脱水,脱水后的畜禽肉、鱼肉会变得坚硬、萎缩且回复性差,烹调后口感坚韧,风味较差。

真空干燥:在减压下干燥,因减压,脱水温度较低,可减少非酶褐变及其他化学反应;因无氧气,所以氧化反应较慢,所以较传统脱水法对肉的品质损害较小。

喷雾干燥:乳的脱水常用此法。喷雾干燥对蛋白质损害较小。

冷冻干燥:在减压条件下,冰晶经升华而除去食品中水分的一种干燥方法。干燥的食品可保持原形及大小,具有多孔性,有较好的回复性,是肉类脱水干燥的最好方法。

(四)辐照处理

以辐照方法来保存食品已被许多国家采用,不同辐照目的和不同食品需要不同的辐照剂量。按规定,凡是在辐照剂量低于10 kGy时,不需要进行毒理学试验。γ辐射还可以引起低水分食品中的多肽链断裂,在H2O2和过氧化氢酶存在时,酪氨酸残基发生氧化性交联,生成二酪氨基酸残基。

(五)机械处理

机械处理对食品中的蛋白质有较大的影响,经充分干磨的蛋白质粉或浓缩物易形成小的颗粒和大的表面积,与未磨细的对应物相比,吸水性、溶解性、对脂肪的吸收和起泡性大大地提高。机械力同样对蛋白质织构化过程起重要作用,例如面团受挤压加工时,剪切力能促使蛋白质改变分子的定向排列,二硫键交换和蛋白质网络的形成。在强剪切力例如牛乳均质的作用下,蛋白质悬浊液或溶液体系中蛋白质聚集体如胶束碎裂成亚单位,这种处理一般可提高蛋白质的乳化能力。在空气—水界面施加剪切力,通常会引起蛋白质变性和聚集,而部分蛋白质变性可以使泡沫变得更稳定;而过度地搅打鸡蛋蛋白时会发生蛋白质聚集,使形成泡沫的能力和泡沫稳定性降低。

(六)低温贮藏

食品的低温贮藏分为冷藏和冻藏。冷藏是将温度控制在稍高于冻结温度的条件下,蛋白质较稳定,微生物生长也受到抑制;冻藏是将温度控制在低于冻结温度的条件下(一般为-18℃),贮藏期较长,但对蛋白质的品质有一定影响。

冷冻时,随着温度下降,冰晶逐渐形成,使蛋白质分子中的水化膜减弱甚至消失,蛋白质侧链暴露出来;同时加上冰晶的挤压,使蛋白质质点互相靠近而结合,致使蛋白质质点凝集沉淀,蛋白质发生变性,持水力下降,感官品质不佳。如鱼肉经冷冻后肌肉变硬,持水性降低,解冻后的肉变得干而强韧。蛋白质冷冻变性作用主要与冻结速度有关,冻结速度越快,冰晶越小,挤压作用也越小,变性程度就越小。食品工业根据这一原理常采用快速冷冻法以避免蛋白质变性,保持食品原有的风味。

关注公众号获取验证码
复制内容需要验证码(7.99元/天)
✍AI写作