食物蛋白酶解理論與技術（簡體書）

本書系統介紹了蛋白酶與酶解技術理論，蛋白質加工過程中的檢測方法，大豆蛋白、花生蛋白、小麥面筋蛋白、魚蛋白、貝類蛋白、畜禽肉副產物蛋白、牛乳蛋白、酵母及味精廢菌體酶解加工技術。該書是作者針對我國在蛋白質加工領域的現狀，參考國內外的研究進展，在多年科研積累基礎上，遵照理論結合實際，深入淺出及全面系統地介紹了食物蛋白酶解加工過程的理論及其應用技術，實現了理論清楚及實踐可行，體現了食物蛋白精深加工方向。本書為研究蛋白質酶解理論和技術的科研工作者、進行蛋白質精深加工的企業及生產者提供理論和技術支持。

趙謀明，華南理工大學食品學院，教授，趙謀明，華南理工大學二級教授、博士生導師，長江學者特聘教授，國務院政府特殊津貼專家，新世紀百千萬人才工程國家 級培養物件，“863”項目首席專家。趙謀明教授在生物活性肽制備及功效活性、蛋白質結構與改性、蛋白乳濁體系、酶工程技術、酶解機理及其酶解產物功能特性、食品發酵工程技術等應用基礎及關鍵技術創新領域取得顯著成績。作為項目負責人，主持包括國家發展與改革委員會示範工程重大專項、國家“十二五”、“十一五”支撐計劃項目、國家“863”項目、國家自然科學基金項目、廣東省關鍵領域重大突破項目等80多項，相關技術已有6項通過省部級成果鑒定，在此基礎上開發的相關關鍵技術與產品在國內30多家大中型企業轉化，並獲得國家科技進步二等獎3項,產生了顯著的社會經濟效益。近十年發表學術論文共730多篇，其中230多篇發表被SCI收錄，其中A類（JCR SCI一區、二區）Top論文100多篇，引用次數累計1800多次。EI收錄40多篇。且以第 一作者或通訊作者的SCI論文共150篇，申請國家發明專利140件，已授權65件，獲“中國專利優 秀獎”1件。指導的博士生獲全國優 秀博士論文提名獎1人次；指導的本科生獲“挑戰杯全國大學生創業計劃競賽”全國金獎2人次。

本書以蛋白質結構與功能和蛋白酶與酶解技術為基礎，系統深入介紹蛋白質加工過程中的檢測方法、植物蛋白深加工理論與技術、動物蛋白精深加工理論與技術、微生物蛋白精深加工理論與技術，形成蛋白質深加工理論與技術。

蛋白質不僅提供膳食中的必需氨基酸，還對食品加工、處理、儲藏、制備和消費過程中的色、香、味及其質構特性等有著顯著影響。隨著食品工業發展，需要大量具有良好功能特性和較高營養價值的蛋白質作為食品的原料成分或添加基料，來滿足人們的消費需求。為此，加強或改善蛋白質的功能特性，提高制品營養成分的生物有效利用性成為食品加工工業亟待解決的問題。天然的蛋白質被應用於食品時所表現出的功能性質往往不能完全滿足食品加工的要求，尤其是難以同時兼具多種加工功能，而生產上需求的卻是具有專項最佳功能或兼具幾種功能平衡點的產品，如何將蛋白質應用於各種不同類型的食品體系，其核心就是蛋白質改性技術。食物蛋白精深加工技術，一方面為食品工業提供系列優質的功能性蛋白和營養基料，對保障國民優質蛋白質的攝入和飲食安全，對食品工業加工技術水平的提高、促進食品工業的可持續性發展和提高食品工業的市場競爭力具有重要意義。另一方面，實現大宗蛋白質資源的高值化利用，同時緊密結合國家新型戰略產業——生物制造業，顯著提高原料的利用率，可避免或減輕資源浪費和環境污染問題，提高大宗蛋白質資源的附加值，促進農產品加工業的持續健康發展。相關技術和產品的推廣應用將大大提高我國肉制品、保健食品、乳制品、調味品及其相關食品行業的產品檔次和技術含量，對我國農副產品的附加值提升和發展循環經濟具有重要意義。該書是作者針對我國在蛋白質加工領域的現狀，參考國內外的研究進展，在多年科研積累基礎上，遵照理論結合實際，深入淺出及全面系統地介紹了食物蛋白酶解加工過程的理論及其應用，力求撰寫內容新穎和創新，實現理論清楚及實踐可行，體現了食物蛋白精深加工方向。本書共10章，第一章由趙謀明教授編寫，第二章、第八章由趙謀明教授、孫為正研究員編寫，第三章由趙謀明教授、周雪松教授級高工編寫，第四章、第六章由趙謀明教授、蘇國萬副研究員編寫，第五章由趙謀明教授、廖蘭副教授編寫，第七章、第十章由趙謀明教授、崔春教授編寫，第九章由趙謀明教授、趙強忠教授編寫。書中大部分的實驗數據為本團隊近十年的博士和碩士研究生科研過程所積累，感謝這些研究生的辛勤付出。感謝本團隊的年輕老師在書稿編寫過程中認真仔細的撰寫。感謝國家自然基金委、國家科技部、廣東省科技廳對本團隊長期在此研究領域的資助。最後感謝化學工業出版社所有工作人員，對本書出版所付出的辛勤勞動。書中不妥之處，敬請讀者批評指正。趙謀明2016年10月

第一章蛋白酶與酶解技術理論001

1.1蛋白質酶解概述001

1.1.1蛋白質酶解作用001

1.1.2蛋白質酶解機制002

1.1.3蛋白質酶解方式003

1.1.4蛋白質酶解產物特點003

1.2蛋白酶的作用、分類及特點004

1.2.1蛋白酶的作用005

1.2.2蛋白酶的分類005

1.2.3蛋白酶的特點006

1.3蛋白質酶解技術理論009

1.3.1蛋白酶的選擇010

1.3.2蛋白酶用量對酶解的影響011

1.3.3體系pH對酶解的影響012

1.3.4酶解溫度對酶解的影響013

1.3.5酶解時間對酶解的影響014

1.3.6底物濃度對酶解的影響015

1.3.7攪拌方式對酶解的影響016

1.3.8激活劑對酶解的影響016

1.3.9蛋白質酶解的抑制反應017

1.4預處理方式對蛋白質酶解的影響018

1.4.1物理預處理019

1.4.2化學預處理023

1.4.3酶法預處理026

1.5蛋白質酶解產物脫苦及脫腥研究進展028

1.5.1蛋白質酶解液苦味形成與脫苦研究028

1.5.2蛋白質酶解物的脫腥033

1.6蛋白質的精制分離技術036

1.6.1分離步驟及注意事項036

1.6.2常見的分離純化方法038

1.6.3蛋白質酶解產物的精制分離042

1.7功能性蛋白的酶法制備技術043

1.7.1蛋白質酶法聚合044

1.7.2蛋白質酶法改善功能特性045

1.8功能性肽酶解制備技術048

1.8.1功能性肽的生物學意義048

1.8.2功能性肽的制備方法050

1.8.3功能性肽的應用展望052

1.9呈味肽的酶法制備技術052

1.9.1味覺感受機理053

1.9.2呈味肽的研究進展054

1.9.3呈味肽在食品中的應用057

1.9.4呈味肽在食品中的發展前景058

參考文獻058

第二章蛋白質加工過程中的檢測方法063

2.1蛋白質含量的檢測方法063

2.1.1定氮法及蛋白質含量的推算064

2.1.2分光光度法069

2.1.3滴定法074

2.1.4物理測定法075

2.1.5展望076

2.2蛋白質一級結構測定方法077

2.2.1蛋白質一級結構測定基本程序及方法077

2.2.2蛋白質一級結構測定新技術079

2.3蛋白質空間結構測定方法082

2.3.1熒光光譜法083

2.3.2紅外光譜法085

2.3.3激光拉曼光譜法087

2.3.4圓二色譜法090

2.3.5核磁共振波譜法091

2.3.6X射線晶體衍射技術092

2.3.7激光散射法094

2.4蛋白質酶解過程測定方法096

2.4.1水解度測定096

2.4.2肽類物質抗氧化性測定方法099

參考文獻100

第三章大豆蛋白酶解加工技術103

3.1大豆蛋白資源狀況103

3.2大豆蛋白特性105

3.2.1大豆蛋白組分特點105

3.2.2食品工業用大豆蛋白原料107

3.3大豆蛋白酶解敏感性調控技術109

3.3.1擠壓處理110

3.3.2超聲波處理111

3.4適度改性制備大豆功能性蛋白113

3.4.1大豆蛋白的結構與功能特性的關係113

3.4.2大豆蛋白改性研究114

3.5控制酶解制備大豆生物活性肽130

3.5.1大豆肽特性131

3.5.2大豆肽制備工藝133

3.5.3大豆肽產品標準135

3.6深度酶解制備大豆呈味肽136

3.6.1肽呈味組分136

3.6.2深度酶解制備大豆呈味肽技術138

參考文獻143

第四章花生蛋白酶解加工技術148

4.1花生資源概述148

4.1.1世界花生資源概況148

4.1.2我國花生資源概況148

4.1.3我國花生粕資源概況149

4.2花生主要成分及其營養價值150

4.2.1花生蛋白150

4.2.2花生油脂150

4.2.3花生中的碳水化合物150

4.2.4花生中其他成分151

4.3花生蛋白的結構特征及功能特性151

4.3.1蛋白質的結構151

4.3.2花生蛋白的結構特征152

4.3.3花生球蛋白及伴花生球蛋白的結構特性153

4.3.4花生蛋白的氨基酸組成157

4.3.5花生蛋白的功能特性159

4.4不同處理方式對花生蛋白結構及功能特性的影響162

4.4.1不同花生蛋白提取工藝對其功能特性的影響162

4.4.2花生熱處理對其蛋白質結構及功能特性的影響163

4.5花生蛋白的改性研究165

4.6花生粕黃曲霉毒素的去除技術165

4.6.1黃曲霉毒素概要165

4.6.2黃曲霉毒素對農產品的污染現狀166

4.6.3花生及花生制品中黃曲霉毒素的去除方法166

4.7花生粕控制酶解制備呈味肽的技術167

4.7.1花生粕的呈味特性167

4.7.2花生粕呈味基料的制備技術167

參考文獻168

第五章小麥面筋蛋白酶解加工技術170

5.1小麥面筋蛋白資源狀況170

5.1.1小麥面筋蛋白的來源170

5.1.2小麥面筋蛋白的生產170

5.1.3小麥面筋蛋白的應用171

5.2小麥面筋蛋白結構特點172

5.2.1小麥蛋白分子組成及其結構特點172

5.2.2麥谷蛋白的結構特征173

5.2.3醇溶蛋白的結構特征174

5.3小麥面筋蛋白的功能和營養特性176

5.3.1小麥面筋蛋白的功能特性176

5.3.2小麥面筋蛋白的營養特性177

5.3.3小麥面筋蛋白的致敏性178

5.4小麥面筋蛋白分子改性技術180

5.4.1小麥面筋蛋白酶法改性技術180

5.4.2小麥面筋蛋白微生物發酵酶-酶解技術188

5.4.3小麥面筋蛋白分子限制性化學修飾技術190

5.4.4小麥面筋蛋白物理改性技術197

5.5小麥面筋蛋白控制酶解制備生物活性肽技術198

5.6小麥面筋蛋白深度酶解制備呈味肽技術200

5.7小麥面筋蛋白的成膜技術201

5.8小麥面筋蛋白的乳濁穩定技術和在納微米藥物緩釋體系中的應用202

參考文獻203

第六章魚蛋白酶解加工技術211

6.1漁業資源概述211

6.1.1世界漁業資源概述211

6.1.2我國漁業資源概述211

6.2魚蛋白組成及加工利用現狀212

6.2.1魚蛋白的氨基酸組成212

6.2.2魚肌肉蛋白213

6.2.3膠原蛋白214

6.2.4魚蛋白的加工利用現狀214

6.3魚蛋白源呈味肽研究進展215

6.3.1酶法制備呈味肽215

6.3.2美拉德反應制備呈味肽216

6.3.3發酵法制備呈味肽216

6.4魚蛋白源功能活性肽研究進展217

6.4.1魚蛋白源抗氧化肽研究進展217

6.4.2魚蛋白源抗疲勞肽研究進展217

6.4.3魚蛋白源改善記憶肽研究進展218

6.4.4魚膠原蛋白源美容肽研究進展218

6.5控制酶解制備抗氧化肽218

6.5.1秋刀魚蛋白源抗氧化肽的制備218

6.5.2秋刀魚蛋白酶解液體內抗氧化特性222

6.5.3秋刀魚蛋白源抗氧化肽的分離純化及鑒定223

6.6控制酶解制備抗疲勞肽227

6.6.1草魚蛋白源抗疲勞肽的制備227

6.6.2草魚蛋白酶解產物體外抗氧化活性和體內抗疲勞作用230

6.6.3草魚蛋白源抗疲勞肽的分離純化及鑒定234

6.7低值魚蛋白深度酶解制備呈味基料240

6.7.1復合蛋白酶深度酶解工藝優化240

6.7.2深度酶解過程中蛋白質降解模式研究244

6.7.3深度酶解後期酶解速率放緩的原因探討247

6.7.4低值魚蛋白酶解過程中各種風味成分的變化249

參考文獻253

第七章貝類蛋白酶解加工技術255

7.1貝類蛋白組成及結構特征255

7.2藍蛤蛋白控制酶解制備呈味基料255

7.2.1最佳蛋白酶的篩選257

7.2.2多酶復合酶解效果259

7.2.3藍蛤肉酶解產物的化學組成259

7.3珍珠貝固體發酵-酶解法制備呈味基料261

7.3.1珍珠貝固體制曲工藝優化261

7.3.2制曲工藝對珍珠貝肉風味的改善264

7.3.3珍珠貝大曲控制酶解制備呈味基料269

7.4珍珠貝酶解液中渾濁物質形成機理及去除273

7.4.1不同動物蛋白酶解過程渾濁度變化273

7.4.2不同蛋白酶酶解貝肉蛋白渾濁度變化273

7.4.3貝肉蛋白酶解液渾濁形成機理探討273

7.4.4酶解過程中酶解液體系的粒徑分布變化趨勢274

7.4.5酶解過程中肽表面疏水性變化趨勢274

7.4.6酶解液渾濁物質分離及其成因分析276

7.4.7馬氏珍珠貝酶解液中渾濁物質氨基酸分析276

7.4.8不同蛋白質變性劑對酶解液渾濁的影響277

7.4.9脫脂處理對酶解液渾濁的影響278

7.5多糖凝集劑對酶解液渾濁度的影響279

7.5.1不同帶電性質凝集劑對酶解液的澄清效果279

7.5.2不同分子量、脫乙酰度的殼聚糖對酶解液的澄清效果280

7.5.3殼聚糖添加量對澄清效果的影響280

7.5.4pH對酶解液澄清效果的影響281

7.5.5溫度對酶解液澄清效果的影響282

7.5.6復合澄清劑對酶解液澄清效果的影響282

7.5.7澄清處理對酶解液風味、分子量分布的影響283

7.6珍珠貝糖蛋白提取純化284

7.6.1糖蛋白的生物活性286

7.6.2馬氏珍珠貝糖蛋白的分離純化288

7.6.3馬氏珍珠貝糖蛋白的理化性質及抗氧化活性291

參考文獻296

第八章畜禽肉副產物蛋白酶解加工技術300

8.1畜禽肉副產物綜合利用及深加工現狀300

8.1.1畜禽加工副產物定義300

8.1.2畜禽加工副產物綜合利用和深加工現狀301

8.1.3畜禽加工副產物綜合利用類型302

8.1.4畜禽加工副產物高值化利用途徑304

8.2畜禽骨架加工305

8.2.1畜禽骨架資源的營養價值305

8.2.2畜禽骨架加工方法306

8.2.3畜禽骨架加工主要產品307

8.2.4畜禽骨架加工技術311

8.2.5雞骨架深加工示例313

8.3畜禽血液加工317

8.3.1畜禽血液資源317

8.3.2畜禽血液主要產品及應用320

8.3.3畜禽血液脫色技術326

8.3.4畜禽血液加工存在的問題328

8.3.5畜禽血液常用加工技術329

8.3.6畜禽血液蛋白水解物特性及應用334

參考文獻337

第九章牛乳蛋白控制酶解技術339

9.1牛乳蛋白的組成、結構與特點339

9.1.1牛乳蛋白的組成339

9.1.2牛乳蛋白的結構與特點339

9.2乳源生物活性肽的研究進展341

9.2.1類嗎啡活性肽341

9.2.2酪蛋白磷酸肽341

9.2.3免疫刺激肽342

9.2.4抗高血壓活性肽342

9.3酪朊酸鈉制備ACE抑制肽技術346

9.3.1酶的篩選346

9.3.2酶解工藝條件的優化346

9.3.3Tricine-SDS-PAGE對胰蛋白酶酶解液的分析351

9.3.4超濾效果評價351

9.3.5超濾對ACE抑制肽活性的影響353

9.4酪蛋白活性肽對乳酸菌生長代謝和酸乳發酵的影響355

9.4.1不同蛋白酶水解酪蛋白水解物對酸乳乳酸菌的促生長作用355

9.4.2酪蛋白活性肽對乳酸菌產乳酸影響的研究356

9.4.3酪蛋白活性肽對乳酸菌胞外多糖生物合成的影響358

9.4.4酪蛋白活性肽對酸乳發酵過程和酸乳質量的影響358

9.4.5酪蛋白活性肽的分離純化與鑒定363

9.5乳清蛋白酶解液對酸乳發酵及質量的影響369

9.5.1乳清蛋白酶解液對酸乳發酵的影響369

9.5.2乳清蛋白酶解液對酸乳儲藏期質量的影響374

9.5.3乳清蛋白酶解液的分子質量及氨基酸對酸乳發酵的影響376

參考文獻380

第十章酵母及味精廢菌體酶解加工技術382

10.1酵母抽提物及酵母的化學組成382

10.1.1酵母抽提物簡介382

10.1.2酵母的化學組成383

10.2酵母內源性酶及酵母自溶385

10.3酵母抽提物的預處理技術386

10.3.1酵母破壁技術386

10.3.2啤酒酵母的脫苦、除雜技術389

10.4控制酶解制備酵母抽提物390

10.4.1均質壓力對酵母自溶的影響391

10.4.2均質次數對酵母自溶的影響392

10.4.3利用外源性蛋白酶制備酵母抽提物時對酵母自溶的影響393

10.4.4不同自溶促進劑對酵母自溶的影響395

10.5提高酵母抽提物呈味核苷酸 (I G) 含量396

10.5.1磷酸二酯酶的提取與制備397

10.5.2自溶後RNA的提取399

10.5.3RNA的酶解工藝399

10.6酵母活性蛋白的提取407

10.6.1酵母甘露聚糖蛋白的制備407

10.6.2酵母中S-腺苷甲硫氨酸和SOD的提取技術408

10.7味精廢菌體精深加工技術409

10.7.1味精廢菌體資源及利用現狀409

10.7.2谷氨酸菌體控制酶解制備呈味基料411

10.7.3谷氨酸菌體酶解液制備的優化413

參考文獻414

索引416