0　引　言 蛋白质是生物体细胞的重要组成成分，在细 胞的结构和功能中起着重要的作用；蛋白质具有 重要的营养特性，提供能量和必需氨基酸；蛋白质 也是食品中最重要的组成成分之一，对食品品质 产生重大影响[1] 。蛋白质所具有的多样化功能与它 们的化学组成有关。蛋白质是由 2 0 种氨基酸构成 的聚合物，这些构成单元通过取代的酰胺键连接，并且蛋白质分子中的酰胺键具有部分双键的性 质。通过改变氨基酸顺序、氨基酸种类和比例以 及多肽的链长能够合成无数的具有独特功能的 蛋白质。 蛋白质组成的复杂性以及以及结构的 多样化， 使其表现出多种不同的生物特性和食 品 功 能 。 所有由生物产生的蛋白质理论上都可作为食 品蛋白质而加以利用。然而，在实际上食品蛋白 质是那些易于消化、无毒、富有营养、在食品产 品中显示功能性质和来源丰富的蛋白质。乳、畜 禽、鱼、蛋、谷物、豆类等是食品蛋白质的主要 来源。 

1　蛋白质在食品中的重要性 蛋白质是食品的重要成分。它不但能提高食 品的营养价值，而且对食品的质量也起着重要的 作用。各种蛋白质都有不同的功能性质，在食品加 工过程中发挥出不同的功能，赋予产品引人注目 的商品特征。根据功能性质不同，选定适宜的蛋白 质，加入到食品中，使之与其它成分（碳水化合物、 脂肪和水）反应，加工的成品便具有很大的优点。 美国莫尔斯顿公司的普利拉蛋白产品，基本品种 只有 5 ～6 种，而通过功能性和配方特点生产的产 品多达几十种，其中一种保水性很好的大豆分离 蛋白，在火腿中添加 2 % ，不仅能保侍鲜肉的水分 和风味，而且由于蛋白质的吸水、油性很高，可以 增重 15～20%[2]。 将蛋白质的功能性质应用于食品的成分时， 它的大部分功能性质影响食品的色泽、风味、外 形、质构等食品品质，特别是结构特性，而且对食 品或食品成分在在加工及储藏的物理或化学性质 起着极为重要的作用。例如：焙烤食品的感官性质 与小麦面筋蛋白质的黏弹性和面团形成性质有关； 肉制品的质构和多汁性主要取决于肌肉蛋白质； 乳制品的质构特性和凝乳块形成性质取决于酪蛋 白胶束独特的胶体结构；蛋糕的结构以及甜食的 搅打起泡性质取决于蛋清蛋白的性质等。 食品蛋白质的功能性质指的是对人们所期望 的食品特征产生影响的那些物理化学性质，它对 于食品或食品成分在制造、加工或保藏中的理化 性质起重要的作用。例如：面粉的谷蛋白（面筋） 的粘弹性；牛奶的酪蛋白的凝乳性；鸡蛋的卵白蛋 白的发泡性和乳化性；肌肉蛋白的组织性；大豆蛋 白质的水溶性和乳化性。可以将食品蛋白质的功 能性质分为三个类别[3] : 1）水化性质（hydrationproperties），取决于蛋白质 - 水的相互性质，包括 溶解度、吸水与持水性、湿润性、粘着性、肿胀和 粘度；2 ）与蛋白质 - 蛋白质相互作用有关的性质， 这对产生凝胶作用、沉淀作用和组织化形成各种 其他结构（如面团）时具有重要意义；3 ）表面性 质（interfacial propertites），这与蛋白质的表面张 力、乳化性、风味结合和发泡性紧密相关。食品体 系的蛋白质所具有的代表性功能性质如表 1 所示。

2　食品蛋白质的功能性质 

2.1　水化性质 大多数食品是水化的固态体系，水的存在以 及水分活度（water activity）能明显影响食品中 蛋白质的物理化学和流变性质。蛋白质成分吸收 和保留水的能力对各种食品，尤其是肉制品和焙 烤食品以及其它凝胶类食品的结构起着重要的作 用。蛋白质吸收水而不溶解会导致膨胀，这会影响 到质构、粘度和粘着等性质。 不同条件下蛋白质的溶解度为其可应用性提 供了重要的指标。溶解度是影响蛋白质在食品加 工中利用程度的重要问题，不溶性蛋白质在食品 中的应用非常有限。乳清蛋白质、酪蛋白和其他蛋 白质必须具有相当高的最初溶解度才能在乳状液、 泡沫和凝胶中表现出良好的功能性质。蛋白质的 溶解度受到很多因素的影响，如溶液 p H 值、温度、 离子强度、蛋白质本身组成成分等。 一些液体和半固体型食品（如肉汁、饮料）的可接受性取决于产品的粘度。蛋白质体系的粘度 和稠度是流体食品如饮料、肉汤、汤汁、沙司和奶 油的主要功能性质[4] 。蛋白质分散体的主要功能性 质对于最适加工过程也同样具有实际意义，例如 在输送、混合、加热、冷却和喷雾干燥中都包括质 量或热的传递。 存在于小麦谷粒胚乳中的面筋蛋白质具有形 成粘弹性面团的特殊能力。面筋蛋白质富含谷氨 酰胺和羟基氨基酸，易形成氢键和疏水相互作用， 因此面筋蛋白质具有较强的二硫交联的能力[5] 。由 于面筋蛋白质的粘着性质，它也被作为结合剂应 用于各种肉制品。 

2.2　蛋白质作用的相关性质 蛋白质分子的表面存在很多亲水基团，溶于 水可形成较稳定的亲水胶体。而凝胶则可看成水 分散于蛋白质所形成的具有部分固体性质的胶体。 大多数蛋白质的凝胶，首先是蛋白分子变性，然后 变性蛋白分子互相作用，形成蛋白质的凝固态。凝 胶作用在许多食品的制备中起着至关重要的作用[6]。 例如乳品、凝结蛋白、加热和剁碎的肉和鱼产品、 大豆蛋白凝胶以及面包面团等。生鸡蛋蛋白溶液 受热凝固和牛奶变酸结成奶块，血清受热成为血 豆腐等现象都是典型的蛋白质凝胶。 凝胶中的水分蒸发后成为具有多孔结构的干 凝胶，吸水则变为柔软而富有弹性的凝胶，该过程 称为膨润。膨润在食品加工中是常见的过程，如谷 类和豆类的浸泡，面团的调制，泡发明胶、鱿鱼等 制品。低温干燥脱水蔬菜、喷雾干燥的奶粉，加水 后能接近新鲜品的状态。膨润过程受 p H 影响，在 等电点左右时由于水化作用弱，膨润程度差，使面 筋变得坚硬。而在远离等电点的 p H 下，面筋加速 膨润，变得易于拉长。中性盐减小水化作用，可使 面筋凝胶的韧性加强，若和面时加点食盐，则使面 团更富于弹性。 蛋白质具有胶体特性，其胶体稳定的原因主 要是蛋白质分子有水合膜和带有电荷。酸、醇、盐 或生物碱试剂等物质的存在破坏水合膜，除去胶 粒的电荷，因此蛋白质产生沉淀。豆浆点卤制成 豆腐的过程就是利用盐析作用（胶体溶液中加入 高浓度的中性盐）[7]：由于盐析而沉出的蛋白质，当 将盐的离子除去时（采取半透膜渗析）则又可形 成胶体。 蛋白质构成一些食品的结构和质地的基础， 例如肉和鱼中的肌纤维、面包、大豆凝胶、香肠乳 状液等；可溶性植物蛋白或乳蛋白质在经过组织 化的过程之后，产生具有咀嚼性和良好持水性的 膜状或纤维状产品；组织化蛋白质常被用作为肉 制品的填充料，也可以使动物蛋白质再组织化或 再形成。在 9 5 ℃下保持数个小时后豆奶的表面形 成了薄的蛋白质 - 脂膜，这正是由于蛋白质热凝结 和水的表面蒸发的结果。在人造肉制作时，加热前 加入结合剂，如谷蛋白、明胶或鸡蛋白等，滚筒间 纤维细束经切割、调集和压缩等处理之后产生了 类似于火腿或鱼肌肉的产品。 

2.3　表面性质 乳状液的形成使食品具有期望的口感，有助 于包含油溶性和水溶性的配料，同时能掩盖不理 想的风味，不断出现的新的低脂食品的可接受性 也取决于能否在加工中成功运用乳化技术。许多 传统食品，例如：奶油、冰淇淋、蛋黄酱等都是乳 状液，而许多新的加工食品，如非乳制品搅打浇 头，是含乳状液的多相体系[8-9]。 在加热条件下蛋白质吸油，并产生与油脂均 匀结合的功能性质。吸油性高的蛋白质在制作香 肠时，可使制品在热烹调时不发生油脂的过多流 失；吸油性低的蛋白质用于油炸食品的制作可以 减少对油的吸留量。对食品的风味来说，蛋白质的 吸油性是重要的功能特性，可以提高食品对脂肪 的吸收和保留能力，减少脂肪在加工过程中的损 失，进而改善食品的适口性和风味。 泡沫是有一个连续的水相和一个分散的气相 组成的。许多加工食品是泡沫类型产品，主要包括 搅打奶油、冰淇淋、蛋糕、面包等[10]。这些食品所 具有的独特质构和口感源于分散的微细空气泡， 其中的大部分食品均是重要的表面活性剂，有助 于分散气相的形成和稳定。 蛋白质本身风味很弱，但是它能够通过结合 或吸附风味成分而影响食品的风味。例如，合理利 用蛋白质作为风味的载体，经过组织化后能产生 肉的风味。风味化合物的化学性质、温度、食品蛋 白质的解离状态、结构及其加工状况决定着蛋白 质和食品风味物质之间相互作用程度[11]。牛奶变质 呈苦味是由于蛋白质水解产生了苦味的短链多肽 和氨基酸的缘故。 

3　食品蛋白质的功能性质与结构的相关性 蛋白质的功能性质反映出它在受到蛋白中其 他成分，如水、蛋白质、脂肪、糖和香味成分、 金 属离子和环境因素（温度、p H 和离子强度）的作 用下所具有的物理和化学性质（见表 2）[12]。蛋白质的结构决定其在食品体系中的功能性质。外界因 素改变蛋白质的天然结构，其功能也就发生变化， 有的会完全丧失。在食品加工过程中，合理利用结 构与功能的关系，可以保护蛋白质的天然结构，不 致遭到高温、极端 p H 、离子强度等因素的破坏，使 食品蛋白质发挥出功能性质。

3.1　食品中蛋白质的功能性质与结构的关系 蛋白质的功能结构主要包括：氨基酸组成、各 级结构（一级结构和高级结构）、分子的大小与形 状、电荷分布（表面电荷、疏水性 / 电极性）、分 子内与分子间的键（如二硫键）以及环境（p H 、氧 化还原、盐类、温度）对它们的作用。 可以将蛋白质的各种功能性质归结为蛋白质 两类分子性质的表现形式：1）流体动力学性质；2） 与蛋白质表面有关的性质。表 3 为食品蛋白质的功 能性质与结构的关系。3.2　食品加工对蛋白质的影响[3] [12-14] 食品加工主要涉及热处理、冷却、干燥和化学 处理等，这将引起蛋白质的物理、化学和营养变 化，从而改变食品蛋白质的功能性质，因此食品加 工过程中需要避免蛋白质发生不利的变化而促进蛋白 质发生有利的变化。 大多数蛋白质加热后营养价值得到提高；能 防止食品产生不理想的色泽，也可防止风味、质地 变化和维生素的损失；在热处理中易发生羰氨反 应，使产品带有焙烤色泽。但过度的加热如煎炸和 烧烤时，蛋白质可产生热分解，形成环状衍生物。 而低温冷冻可抑制酶活有利于食品的储藏，但易 导致蛋白质变性，如鱼肉在解冻后持水性下降。 食品经脱水干燥处理后水活度降低，稳定性 增加，有利于保藏，但对蛋白质品质会产生不利影 响。脱水干燥时，如果温度过高、时间过长， 蛋 白质中的结合水遭到破坏引起蛋白质变性，导致 食品的复水性降低、硬度增加、风味变差。研究发 现，正确的使用冷冻干燥技术不会损伤食品的蛋 白质质量。 含有还原性糖或羰基化合物的蛋白质食品， 在加工和贮藏过程中可能发生美拉德反应。例如 焙烤食品、炒花生和采用滚筒干燥的奶粉发生褐 变反应。美拉德反应及其反应产物与蛋白质作用 的结果是消化率下降，有效氨基酸损失。 食品加工中经常加入过氧化氢等作为灭菌剂 和漂白剂，可引起蛋白质发生氧化，导致蛋白质营 养价值下降并产生有害物质。腌腊肉制品（如培 根、火腿、香肠）中通常添加硝盐（NaNO2 / NaNO3） 作为发色剂，在一定温度下会与蛋白质分解产生 的胺类物质（主要是仲胺）反应形成亚硝胺（N - nitrosamines）[15-16]。如何控制并减少肉制品中亚硝 胺形成的可能性，已成为许多国家共同关注的食 品安全性问题。 

4　食品中的功能性蛋白质 在食品中起着功能作用的蛋白质，称作功能 蛋白质。例如：香肠的肌肉蛋白、蛋糕的卵蛋白、 豆腐的大豆蛋白。近年来，蛋白质的功能性质逐 渐应用到肉类、乳品和谷物食品加工过程中，新 型食品的开发取得显著进展。例如：用脱脂豆粕 生产组织化蛋白、浓缩蛋白、分离蛋白以及豆乳 饮料；利用廉价蛋白质去代替部分乳制品、肉类 食品和奶油产品；开发新型的胶凝剂、发泡剂、乳 化剂和醇溶蛋白质。各类食品中的主要功能性蛋 白质见表 4

4.1　肉类蛋白质[1][3] 食品中肉制品的原料主要取自肉禽类和鱼类 等肌肉，一般肌肉中含有 20% 左右的蛋白质。肌浆 蛋白含有大量糖解酶和其它酶，参与肌肉纤维的物 质代谢以及肌肉收缩；另外还含有肌红蛋白和血红 蛋白，这两种蛋白质影响肉的颜色。肌纤维蛋白含 有肌球蛋白和肌动蛋白，它们与肉和肉制品的物性 （凝胶、黏着性以及肌肉功能等）密切相关。基质 蛋白质主要包括胶原蛋白和弹性蛋白，形成肌肉的 结缔组织骨架。 肌肉蛋白的保水性是影响鲜肉味道、嫩度和 颜色的重要功能特性，也是肉类加工质量的决定性 因素。在进行肉的乳化时，肌肉蛋白的乳化性极为 重要。肌肉中具有乳化作用的功能蛋白质主要是水 溶性肌浆蛋白质和盐溶性肌纤蛋白。此外，肌肉蛋 白的溶解性、溶胀性、黏着性和凝胶性在食品加工 中也很重要，其具体功能见表 5 。

4.2　乳蛋白质 乳蛋白是乳中最重要的成分，主要包括酪蛋 白和乳清蛋白。利用酪蛋白的营养特性，在肉制 品、烘焙食品、人造奶饮料中可强化蛋白质。在冰 淇淋生产中，添加酪蛋白酸钠做稳定剂，利于提高 脂肪乳化、保温、改善粘度等作用，去磷酸根的酪 蛋白有良好的凝胶性，使干酪更有弹性[17]。在饮料 工业中，酪蛋白可以作为酒的澄清剂、苹果汁的脱 色剂使用。利用酪蛋白制品的乳化性能，可用来生 产含较高脂类的食品，如生产含 8 0 ％黄油的喷雾 干燥黄油粉。酪蛋白具有凝胶性，可提高肉制品的 质地口感，增加出品率，并可充分利用脂肪[18]。酸 奶凝胶的网络结构是由酪蛋白组成的，辅助添加 蛋白会增加总蛋白质含量，形成更密集的网状结 构；乳清浓缩蛋白（WPC ）有益于风味、改善质 地、减少乳清析出以及保持有益菌发酵剂。 乳清蛋白具有低脂、低胆固醇的优点，可以替 代焙烤食品中的鸡蛋白、脂肪，同时保证产品的色 泽、口感[19]。乳清蛋白的胶凝性质在干酪生产中具 有广泛的应用性。WPC 可以强化乳蛋白质，能缩 短干酪的成熟期、改善感官性能以及增加干酪的 出品率。在冰淇淋生产中，WPC 良好的乳化和滞 水作用能使冰淇淋水分的分布更加均匀并且有效 提高其抗融性。WPC 和乳清分离蛋白（WPI ）能 取代高达 50% 的脂肪，这给生产低脂低热量的冰 淇淋带来可能。乳清蛋白含有丰富的钙质和微量 元素，补充了大豆蛋白在肉制品应用中的不足，可 以作为增加蛋白质的肉类替代品[3]。乳清蛋白具有 黏着性，在香肠和午餐肉中作为结合剂有助于整 体的黏结。

 4.3　卵蛋白质 卵类蛋白质主要由蛋清蛋白质和蛋黄蛋白质 组成。蛋清蛋白质的主要功能是促进食品的凝结、 胶凝、发泡和成形。蛋黄蛋白的主要功能是乳化及 乳化稳定性。加工过程中，它是亲水性的胶体，常 常被吸附在油水界面上，促使产生并稳定水包油 乳化系。 鸡蛋清中存在溶菌酶等，能抑制微生物的生 长，这对鸡蛋的贮藏十分有利。鸡蛋清中的卵黏蛋 白和球蛋白分子具有良好的搅打起泡性，食品中 常用鲜蛋清来形成泡沫[12]。乳化性作为蛋黄蛋白最 重要的性质，对保持焙烤食品的网状结构具有重 要意义。卵黄中加入食盐和糖时，由于对脂磷蛋白 的盐溶效应，形成均匀乳化的乳化体系；但添加浓 度过大时，卵黄发生凝胶化，无法制成蛋黄酱。蛋黄蛋白质具有凝胶性质，这在煮蛋和煎蛋中最重 要。鸡蛋在调味汁和牛奶蛋糊中不但起增稠作用， 还可作为粘结剂和涂料，把易碎食品（如油炸丸 子）连结在一起使其在烹调时不至散裂。 

4.4　小麦蛋白质 小麦蛋白质的主体是面筋。小麦粉形成面筋 的优良机能特性，主要是麦胶蛋白和麦谷蛋白的 作用。麦胶蛋白表现出黏性、延伸性，得到一定的 面筋粘弹性；麦谷蛋白形成强有力的交联，保持有 弹性。小麦蛋白制品的特色在于它所具有的独特 粘弹性[20]。在焙烤面包时，影响面包膨胀的要素之 一是小麦粉中的面筋含量和品质。使用含大量优 质面筋的小麦粉是加工优质面包的重要因素。因 此，添加优质活性面筋作为面包改良剂是一种行 之有效的方法。在鱼糕中添加活性面筋时，活性面 筋吸水复原为富于延展性的水面筋，同时经过捏 和，面筋均匀地延伸混合到鱼肉中，其结果形成了 面筋的网状结构，通过加热，面筋不断吸水、热变 性，出现了强化鱼糕弹性的效果。在制作鱼肉香肠 时，通过向活性面筋中加水使之复原为水面筋，然 后填充到肠衣中，在经过高温杀菌后，凝胶强度仍 未下降。将小麦蛋白制成糊状、纤维状可用于取代 饺子和烧麦等食品中的肉糜．防止加热中的脂肪、 肉汁的流失以及改良产品品质[21]。

 4.5　大豆蛋白质 大豆蛋白质营养成分非常丰富，在食品加工 中可起到氨基酸互补作用，是一种优质的植物蛋 白质。在食品的加工中，大豆分离蛋白可以作乳化 剂使制品状态稳定。采用大豆分离蛋白制得的冰 淇淋，蛋白质能够均匀分布于整个体系中，增加了 蛋白含量，并且冰淇淋组织形态完整[22]。当大豆分 离蛋白加入肉制品中时，能形成乳状液和凝胶基 质，防止脂肪向表面移动，减少肉制品加工过程中 脂肪和汁液的损失，有助于维持外形的稳定[21]。英 国、西班牙等国将大豆分离蛋白添加到肉肠、肉糜 中，减少了脂质析出，组织风味得到改善。由于蛋 白质的胶凝作用使产品的组织结构加强，将大豆 分离蛋白用于各种肉制品中，不仅降低产品中的 脂肪含量而且提高产品外观。大豆分离蛋白也可 以起到控制脂肪吸收的作用，如能防止在煎炸时 过多的吸收油脂。在加工过程中大豆蛋白起到酥 松作用，利用大豆蛋白的泡沫稳定性，将其水解 后，可用作啤酒中的泡沫稳定剂。大豆蛋白用于饮 料，增加饮料蛋白质含量，例如人造乳、豆奶、豆 奶酪等饮料[23]。应用于面制食品中，大豆分离蛋白 可以增加面筋强度，改善面团的吸水性和提高产 品风味及营养成分。

 4.6　新型蛋白质资源 新的蛋白质资源是否适用于食品取决于它们 的成本和它们能否满足作为加工食品和家庭烧煮 食品的蛋白质配料所应具备的条件。目前已开发 新的蛋白质资源，包括单细胞蛋白、昆虫蛋白、叶 蛋白等[24]。 昆虫蛋白质中氨基酸组分比例与 FAO 制定的 蛋白质必需氨基酸比例模式非常接近，是一种高 品质的蛋白质资源。目前，国内外已大规模生产昆 虫蛋白系列食品，例如德国汉堡“康福林”昆虫联 合加工企业、我国“油炸金蝉罐头”等。单细胞蛋 白是一种浓缩的蛋白类产品，其中氨基酸组分齐 全，开发潜力很大。英国培养出镰刀霉菌属真菌， 而且加工成近似畜肉口感的食品。霉菌主要利用 于发酵食品，使产品具有特殊的质地及风味，也作 为大豆、小麦、鱼等的发酵菌种，能产生蛋白质丰 富的营养食品[25]。许多国家已有商业化叶蛋白浓缩 物生产。我国有丰富的叶蛋白资源，开发叶蛋白资 源具有极大的前景。茶叶蛋白质的吸油性、乳化性 稳定性较高，而吸水性、乳化性、发泡性稍低。茶 叶蛋白质应用于西式香肠中，在感观品质上与添 加大豆分离蛋白质的西式香肠相比没有明显区别， 是一种较好的功能性蛋白质资源[26]。