0　引　言 蛋白質是生物體細胞的重要組成成分，在細 胞的結構和功能中起著重要的作用；蛋白質具有 重要的營養特性，提供能量和必需氨基酸；蛋白質 也是食品中最重要的組成成分之一，對食品品質 產生重大影響[1] 。蛋白質所具有的多樣化功能與它 們的化學組成有關。蛋白質是由 2 0 種氨基酸構成 的聚合物，這些構成單元通過取代的酰胺鍵連接，并且蛋白質分子中的酰胺鍵具有部分雙鍵的性 質。通過改變氨基酸順序、氨基酸種類和比例以 及多肽的鏈長能夠合成無數的具有獨特功能的 蛋白質。 蛋白質組成的復雜性以及以及結構的 多樣化， 使其表現出多種不同的生物特性和食 品 功 能 。 所有由生物產生的蛋白質理論上都可作為食 品蛋白質而加以利用。然而，在實際上食品蛋白 質是那些易于消化、無毒、富有營養、在食品產 品中顯示功能性質和來源豐富的蛋白質。乳、畜 禽、魚、蛋、谷物、豆類等是食品蛋白質的主要 來源。 

1　蛋白質在食品中的重要性 蛋白質是食品的重要成分。它不但能提高食 品的營養價值，而且對食品的質量也起著重要的 作用。各種蛋白質都有不同的功能性質，在食品加 工過程中發揮出不同的功能，賦予產品引人注目 的商品特征。根據功能性質不同，選定適宜的蛋白 質，加入到食品中，使之與其它成分（碳水化合物、 脂肪和水）反應，加工的成品便具有很大的優點。 美國莫爾斯頓公司的普利拉蛋白產品，基本品種 只有 5 ～6 種，而通過功能性和配方特點生產的產 品多達幾十種，其中一種保水性很好的大豆分離 蛋白，在火腿中添加 2 % ，不僅能保侍鮮肉的水分 和風味，而且由于蛋白質的吸水、油性很高，可以 增重 15～20%[2]。 將蛋白質的功能性質應用于食品的成分時， 它的大部分功能性質影響食品的色澤、風味、外 形、質構等食品品質，特別是結構特性，而且對食 品或食品成分在在加工及儲藏的物理或化學性質 起著極為重要的作用。例如：焙烤食品的感官性質 與小麥面筋蛋白質的黏彈性和面團形成性質有關； 肉制品的質構和多汁性主要取決于肌肉蛋白質； 乳制品的質構特性和凝乳塊形成性質取決于酪蛋 白膠束獨特的膠體結構；蛋糕的結構以及甜食的 攪打起泡性質取決于蛋清蛋白的性質等。 食品蛋白質的功能性質指的是對人們所期望 的食品特征產生影響的那些物理化學性質，它對 于食品或食品成分在制造、加工或保藏中的理化 性質起重要的作用。例如：面粉的谷蛋白（面筋） 的粘彈性；牛奶的酪蛋白的凝乳性；雞蛋的卵白蛋 白的發泡性和乳化性；肌肉蛋白的組織性；大豆蛋 白質的水溶性和乳化性。可以將食品蛋白質的功 能性質分為三個類別[3] : 1）水化性質（hydrationproperties），取決于蛋白質 - 水的相互性質，包括 溶解度、吸水與持水性、濕潤性、粘著性、腫脹和 粘度；2 ）與蛋白質 - 蛋白質相互作用有關的性質， 這對產生凝膠作用、沉淀作用和組織化形成各種 其他結構（如面團）時具有重要意義；3 ）表面性 質（interfacial propertites），這與蛋白質的表面張 力、乳化性、風味結合和發泡性緊密相關。食品體 系的蛋白質所具有的代表性功能性質如表 1 所示。

2　食品蛋白質的功能性質 

2.1　水化性質 大多數食品是水化的固態體系，水的存在以 及水分活度（water activity）能明顯影響食品中 蛋白質的物理化學和流變性質。蛋白質成分吸收 和保留水的能力對各種食品，尤其是肉制品和焙 烤食品以及其它凝膠類食品的結構起著重要的作 用。蛋白質吸收水而不溶解會導致膨脹，這會影響 到質構、粘度和粘著等性質。 不同條件下蛋白質的溶解度為其可應用性提 供了重要的指標。溶解度是影響蛋白質在食品加 工中利用程度的重要問題，不溶性蛋白質在食品 中的應用非常有限。乳清蛋白質、酪蛋白和其他蛋 白質必須具有相當高的最初溶解度才能在乳狀液、 泡沫和凝膠中表現出良好的功能性質。蛋白質的 溶解度受到很多因素的影響，如溶液 p H 值、溫度、 離子強度、蛋白質本身組成成分等。 一些液體和半固體型食品（如肉汁、飲料）的可接受性取決于產品的粘度。蛋白質體系的粘度 和稠度是流體食品如飲料、肉湯、湯汁、沙司和奶 油的主要功能性質[4] 。蛋白質分散體的主要功能性 質對于最適加工過程也同樣具有實際意義，例如 在輸送、混合、加熱、冷卻和噴霧干燥中都包括質 量或熱的傳遞。 存在于小麥谷粒胚乳中的面筋蛋白質具有形 成粘彈性面團的特殊能力。面筋蛋白質富含谷氨 酰胺和羥基氨基酸，易形成氫鍵和疏水相互作用， 因此面筋蛋白質具有較強的二硫交聯的能力[5] 。由 于面筋蛋白質的粘著性質，它也被作為結合劑應 用于各種肉制品。 

2.2　蛋白質作用的相關性質 蛋白質分子的表面存在很多親水基團，溶于 水可形成較穩定的親水膠體。而凝膠則可看成水 分散于蛋白質所形成的具有部分固體性質的膠體。 大多數蛋白質的凝膠，首先是蛋白分子變性，然后 變性蛋白分子互相作用，形成蛋白質的凝固態。凝 膠作用在許多食品的制備中起著至關重要的作用[6]。 例如乳品、凝結蛋白、加熱和剁碎的肉和魚產品、 大豆蛋白凝膠以及面包面團等。生雞蛋蛋白溶液 受熱凝固和牛奶變酸結成奶塊，血清受熱成為血 豆腐等現象都是典型的蛋白質凝膠。 凝膠中的水分蒸發后成為具有多孔結構的干 凝膠，吸水則變為柔軟而富有彈性的凝膠，該過程 稱為膨潤。膨潤在食品加工中是常見的過程，如谷 類和豆類的浸泡，面團的調制，泡發明膠、魷魚等 制品。低溫干燥脫水蔬菜、噴霧干燥的奶粉，加水 后能接近新鮮品的狀態。膨潤過程受 p H 影響，在 等電點左右時由于水化作用弱，膨潤程度差，使面 筋變得堅硬。而在遠離等電點的 p H 下，面筋加速 膨潤，變得易于拉長。中性鹽減小水化作用，可使 面筋凝膠的韌性加強，若和面時加點食鹽，則使面 團更富于彈性。 蛋白質具有膠體特性，其膠體穩定的原因主 要是蛋白質分子有水合膜和帶有電荷。酸、醇、鹽 或生物堿試劑等物質的存在破壞水合膜，除去膠 粒的電荷，因此蛋白質產生沉淀。豆漿點鹵制成 豆腐的過程就是利用鹽析作用（膠體溶液中加入 高濃度的中性鹽）[7]：由于鹽析而沉出的蛋白質，當 將鹽的離子除去時（采取半透膜滲析）則又可形 成膠體。 蛋白質構成一些食品的結構和質地的基礎， 例如肉和魚中的肌纖維、面包、大豆凝膠、香腸乳 狀液等；可溶性植物蛋白或乳蛋白質在經過組織 化的過程之后，產生具有咀嚼性和良好持水性的 膜狀或纖維狀產品；組織化蛋白質常被用作為肉 制品的填充料，也可以使動物蛋白質再組織化或 再形成。在 9 5 ℃下保持數個小時后豆奶的表面形 成了薄的蛋白質 - 脂膜，這正是由于蛋白質熱凝結 和水的表面蒸發的結果。在人造肉制作時，加熱前 加入結合劑，如谷蛋白、明膠或雞蛋白等，滾筒間 纖維細束經切割、調集和壓縮等處理之后產生了 類似于火腿或魚肌肉的產品。 

2.3　表面性質 乳狀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，同時能掩蓋不理 想的風味，不斷出現的新的低脂食品的可接受性 也取決于能否在加工中成功運用乳化技術。許多 傳統食品，例如：奶油、冰淇淋、蛋黃醬等都是乳 狀液，而許多新的加工食品，如非乳制品攪打澆 頭，是含乳狀液的多相體系[8-9]。 在加熱條件下蛋白質吸油，并產生與油脂均 勻結合的功能性質。吸油性高的蛋白質在制作香 腸時，可使制品在熱烹調時不發生油脂的過多流 失；吸油性低的蛋白質用于油炸食品的制作可以 減少對油的吸留量。對食品的風味來說，蛋白質的 吸油性是重要的功能特性，可以提高食品對脂肪 的吸收和保留能力，減少脂肪在加工過程中的損 失，進而改善食品的適口性和風味。 泡沫是有一個連續的水相和一個分散的氣相 組成的。許多加工食品是泡沫類型產品，主要包括 攪打奶油、冰淇淋、蛋糕、面包等[10]。這些食品所 具有的獨特質構和口感源于分散的微細空氣泡， 其中的大部分食品均是重要的表面活性劑，有助 于分散氣相的形成和穩定。 蛋白質本身風味很弱，但是它能夠通過結合 或吸附風味成分而影響食品的風味。例如，合理利 用蛋白質作為風味的載體，經過組織化后能產生 肉的風味。風味化合物的化學性質、溫度、食品蛋 白質的解離狀態、結構及其加工狀況決定著蛋白 質和食品風味物質之間相互作用程度[11]。牛奶變質 呈苦味是由于蛋白質水解產生了苦味的短鏈多肽 和氨基酸的緣故。 

3　食品蛋白質的功能性質與結構的相關性 蛋白質的功能性質反映出它在受到蛋白中其 他成分，如水、蛋白質、脂肪、糖和香味成分、 金 屬離子和環境因素（溫度、p H 和離子強度）的作 用下所具有的物理和化學性質（見表 2）[12]。蛋白質的結構決定其在食品體系中的功能性質。外界因 素改變蛋白質的天然結構，其功能也就發生變化， 有的會完全喪失。在食品加工過程中，合理利用結 構與功能的關系，可以保護蛋白質的天然結構，不 致遭到高溫、極端 p H 、離子強度等因素的破壞，使 食品蛋白質發揮出功能性質。

3.1　食品中蛋白質的功能性質與結構的關系 蛋白質的功能結構主要包括：氨基酸組成、各 級結構（一級結構和高級結構）、分子的大小與形 狀、電荷分布（表面電荷、疏水性 / 電極性）、分 子內與分子間的鍵（如二硫鍵）以及環境（p H 、氧 化還原、鹽類、溫度）對它們的作用。 可以將蛋白質的各種功能性質歸結為蛋白質 兩類分子性質的表現形式：1）流體動力學性質；2） 與蛋白質表面有關的性質。表 3 為食品蛋白質的功 能性質與結構的關系。3.2　食品加工對蛋白質的影響[3] [12-14] 食品加工主要涉及熱處理、冷卻、干燥和化學 處理等，這將引起蛋白質的物理、化學和營養變 化，從而改變食品蛋白質的功能性質，因此食品加 工過程中需要避免蛋白質發生不利的變化而促進蛋白 質發生有利的變化。 大多數蛋白質加熱后營養價值得到提高；能 防止食品產生不理想的色澤，也可防止風味、質地 變化和維生素的損失；在熱處理中易發生羰氨反 應，使產品帶有焙烤色澤。但過度的加熱如煎炸和 燒烤時，蛋白質可產生熱分解，形成環狀衍生物。 而低溫冷凍可抑制酶活有利于食品的儲藏，但易 導致蛋白質變性，如魚肉在解凍后持水性下降。 食品經脫水干燥處理后水活度降低，穩定性 增加，有利于保藏，但對蛋白質品質會產生不利影 響。脫水干燥時，如果溫度過高、時間過長， 蛋 白質中的結合水遭到破壞引起蛋白質變性，導致 食品的復水性降低、硬度增加、風味變差。研究發 現，正確的使用冷凍干燥技術不會損傷食品的蛋 白質質量。 含有還原性糖或羰基化合物的蛋白質食品， 在加工和貯藏過程中可能發生美拉德反應。例如 焙烤食品、炒花生和采用滾筒干燥的奶粉發生褐 變反應。美拉德反應及其反應產物與蛋白質作用 的結果是消化率下降，有效氨基酸損失。 食品加工中經常加入過氧化氫等作為滅菌劑 和漂白劑，可引起蛋白質發生氧化，導致蛋白質營 養價值下降并產生有害物質。腌臘肉制品（如培 根、火腿、香腸）中通常添加硝鹽（NaNO2 / NaNO3） 作為發色劑，在一定溫度下會與蛋白質分解產生 的胺類物質（主要是仲胺）反應形成亞硝胺（N - nitrosamines）[15-16]。如何控制并減少肉制品中亞硝 胺形成的可能性，已成為許多國家共同關注的食 品安全性問題。 

4　食品中的功能性蛋白質 在食品中起著功能作用的蛋白質，稱作功能 蛋白質。例如：香腸的肌肉蛋白、蛋糕的卵蛋白、 豆腐的大豆蛋白。近年來，蛋白質的功能性質逐 漸應用到肉類、乳品和谷物食品加工過程中，新 型食品的開發取得顯著進展。例如：用脫脂豆粕 生產組織化蛋白、濃縮蛋白、分離蛋白以及豆乳 飲料；利用廉價蛋白質去代替部分乳制品、肉類 食品和奶油產品；開發新型的膠凝劑、發泡劑、乳 化劑和醇溶蛋白質。各類食品中的主要功能性蛋 白質見表 4

4.1　肉類蛋白質[1][3] 食品中肉制品的原料主要取自肉禽類和魚類 等肌肉，一般肌肉中含有 20% 左右的蛋白質。肌漿 蛋白含有大量糖解酶和其它酶，參與肌肉纖維的物 質代謝以及肌肉收縮；另外還含有肌紅蛋白和血紅 蛋白，這兩種蛋白質影響肉的顏色。肌纖維蛋白含 有肌球蛋白和肌動蛋白，它們與肉和肉制品的物性 （凝膠、黏著性以及肌肉功能等）密切相關。基質 蛋白質主要包括膠原蛋白和彈性蛋白，形成肌肉的 結締組織骨架。 肌肉蛋白的保水性是影響鮮肉味道、嫩度和 顏色的重要功能特性，也是肉類加工質量的決定性 因素。在進行肉的乳化時，肌肉蛋白的乳化性極為 重要。肌肉中具有乳化作用的功能蛋白質主要是水 溶性肌漿蛋白質和鹽溶性肌纖蛋白。此外，肌肉蛋 白的溶解性、溶脹性、黏著性和凝膠性在食品加工 中也很重要，其具體功能見表 5 。

4.2　乳蛋白質 乳蛋白是乳中最重要的成分，主要包括酪蛋 白和乳清蛋白。利用酪蛋白的營養特性，在肉制 品、烘焙食品、人造奶飲料中可強化蛋白質。在冰 淇淋生產中，添加酪蛋白酸鈉做穩定劑，利于提高 脂肪乳化、保溫、改善粘度等作用，去磷酸根的酪 蛋白有良好的凝膠性，使干酪更有彈性[17]。在飲料 工業中，酪蛋白可以作為酒的澄清劑、蘋果汁的脫 色劑使用。利用酪蛋白制品的乳化性能，可用來生 產含較高脂類的食品，如生產含 8 0 ％黃油的噴霧 干燥黃油粉。酪蛋白具有凝膠性，可提高肉制品的 質地口感，增加出品率，并可充分利用脂肪[18]。酸 奶凝膠的網絡結構是由酪蛋白組成的，輔助添加 蛋白會增加總蛋白質含量，形成更密集的網狀結 構；乳清濃縮蛋白（WPC ）有益于風味、改善質 地、減少乳清析出以及保持有益菌發酵劑。 乳清蛋白具有低脂、低膽固醇的優點，可以替 代焙烤食品中的雞蛋白、脂肪，同時保證產品的色 澤、口感[19]。乳清蛋白的膠凝性質在干酪生產中具 有廣泛的應用性。WPC 可以強化乳蛋白質，能縮 短干酪的成熟期、改善感官性能以及增加干酪的 出品率。在冰淇淋生產中，WPC 良好的乳化和滯 水作用能使冰淇淋水分的分布更加均勻并且有效 提高其抗融性。WPC 和乳清分離蛋白（WPI ）能 取代高達 50% 的脂肪，這給生產低脂低熱量的冰 淇淋帶來可能。乳清蛋白含有豐富的鈣質和微量 元素，補充了大豆蛋白在肉制品應用中的不足，可 以作為增加蛋白質的肉類替代品[3]。乳清蛋白具有 黏著性，在香腸和午餐肉中作為結合劑有助于整 體的黏結。

 4.3　卵蛋白質 卵類蛋白質主要由蛋清蛋白質和蛋黃蛋白質 組成。蛋清蛋白質的主要功能是促進食品的凝結、 膠凝、發泡和成形。蛋黃蛋白的主要功能是乳化及 乳化穩定性。加工過程中，它是親水性的膠體，常 常被吸附在油水界面上，促使產生并穩定水包油 乳化系。 雞蛋清中存在溶菌酶等，能抑制微生物的生 長，這對雞蛋的貯藏十分有利。雞蛋清中的卵黏蛋 白和球蛋白分子具有良好的攪打起泡性，食品中 常用鮮蛋清來形成泡沫[12]。乳化性作為蛋黃蛋白最 重要的性質，對保持焙烤食品的網狀結構具有重 要意義。卵黃中加入食鹽和糖時，由于對脂磷蛋白 的鹽溶效應，形成均勻乳化的乳化體系；但添加濃 度過大時，卵黃發生凝膠化，無法制成蛋黃醬。蛋黃蛋白質具有凝膠性質，這在煮蛋和煎蛋中最重 要。雞蛋在調味汁和牛奶蛋糊中不但起增稠作用， 還可作為粘結劑和涂料，把易碎食品（如油炸丸 子）連結在一起使其在烹調時不至散裂。 

4.4　小麥蛋白質 小麥蛋白質的主體是面筋。小麥粉形成面筋 的優良機能特性，主要是麥膠蛋白和麥谷蛋白的 作用。麥膠蛋白表現出黏性、延伸性，得到一定的 面筋粘彈性；麥谷蛋白形成強有力的交聯，保持有 彈性。小麥蛋白制品的特色在于它所具有的獨特 粘彈性[20]。在焙烤面包時，影響面包膨脹的要素之 一是小麥粉中的面筋含量和品質。使用含大量優 質面筋的小麥粉是加工優質面包的重要因素。因 此，添加優質活性面筋作為面包改良劑是一種行 之有效的方法。在魚糕中添加活性面筋時，活性面 筋吸水復原為富于延展性的水面筋，同時經過捏 和，面筋均勻地延伸混合到魚肉中，其結果形成了 面筋的網狀結構，通過加熱，面筋不斷吸水、熱變 性，出現了強化魚糕彈性的效果。在制作魚肉香腸 時，通過向活性面筋中加水使之復原為水面筋，然 后填充到腸衣中，在經過高溫殺菌后，凝膠強度仍 未下降。將小麥蛋白制成糊狀、纖維狀可用于取代 餃子和燒麥等食品中的肉糜．防止加熱中的脂肪、 肉汁的流失以及改良產品品質[21]。

 4.5　大豆蛋白質 大豆蛋白質營養成分非常豐富，在食品加工 中可起到氨基酸互補作用，是一種優質的植物蛋 白質。在食品的加工中，大豆分離蛋白可以作乳化 劑使制品狀態穩定。采用大豆分離蛋白制得的冰 淇淋，蛋白質能夠均勻分布于整個體系中，增加了 蛋白含量，并且冰淇淋組織形態完整[22]。當大豆分 離蛋白加入肉制品中時，能形成乳狀液和凝膠基 質，防止脂肪向表面移動，減少肉制品加工過程中 脂肪和汁液的損失，有助于維持外形的穩定[21]。英 國、西班牙等國將大豆分離蛋白添加到肉腸、肉糜 中，減少了脂質析出，組織風味得到改善。由于蛋 白質的膠凝作用使產品的組織結構加強，將大豆 分離蛋白用于各種肉制品中，不僅降低產品中的 脂肪含量而且提高產品外觀。大豆分離蛋白也可 以起到控制脂肪吸收的作用，如能防止在煎炸時 過多的吸收油脂。在加工過程中大豆蛋白起到酥 松作用，利用大豆蛋白的泡沫穩定性，將其水解 后，可用作啤酒中的泡沫穩定劑。大豆蛋白用于飲 料，增加飲料蛋白質含量，例如人造乳、豆奶、豆 奶酪等飲料[23]。應用于面制食品中，大豆分離蛋白 可以增加面筋強度，改善面團的吸水性和提高產 品風味及營養成分。

 4.6　新型蛋白質資源 新的蛋白質資源是否適用于食品取決于它們 的成本和它們能否滿足作為加工食品和家庭燒煮 食品的蛋白質配料所應具備的條件。目前已開發 新的蛋白質資源，包括單細胞蛋白、昆蟲蛋白、葉 蛋白等[24]。 昆蟲蛋白質中氨基酸組分比例與 FAO 制定的 蛋白質必需氨基酸比例模式非常接近，是一種高 品質的蛋白質資源。目前，國內外已大規模生產昆 蟲蛋白系列食品，例如德國漢堡“康福林”昆蟲聯 合加工企業、我國“油炸金蟬罐頭”等。單細胞蛋 白是一種濃縮的蛋白類產品，其中氨基酸組分齊 全，開發潛力很大。英國培養出鐮刀霉菌屬真菌， 而且加工成近似畜肉口感的食品。霉菌主要利用 于發酵食品，使產品具有特殊的質地及風味，也作 為大豆、小麥、魚等的發酵菌種，能產生蛋白質豐 富的營養食品[25]。許多國家已有商業化葉蛋白濃縮 物生產。我國有豐富的葉蛋白資源，開發葉蛋白資 源具有極大的前景。茶葉蛋白質的吸油性、乳化性 穩定性較高，而吸水性、乳化性、發泡性稍低。茶 葉蛋白質應用于西式香腸中，在感觀品質上與添 加大豆分離蛋白質的西式香腸相比沒有明顯區別， 是一種較好的功能性蛋白質資源[26]。