蛋白质变性

蛋白质在烹调过程中的变化富含蛋白质的食物在烹调加工中，原有的化学结构将发生多种变化，使蛋白质改变了原有的特性，甚至失去了原有的性质，这种变化叫做蛋白质的变性。蛋白质的变性受到许多因素的影响，如温度、浓度、加工方法、酸、碱、盐、酒等。许多食品加工需要应用蛋白质变性的性质来完成，如：水煮蛋、咸蛋、皮蛋、豆腐、豆花、鱼丸子、肉皮冻等。在烹调过程中，蛋白质还会发生水解作用，使蛋白质更容易被人体消化吸收和产生诱人的鲜香味。因此我们需要了解和掌握蛋白质在烹调和食品加工过程中的各种变化，使烹调过程更有利于保存时食物中的营养素和增进营养素在人体的吸收。一、烹调使蛋白质变性1、振荡使蛋白质形成蛋白糊在制作芙蓉菜或蛋糕时，常常把鸡蛋的蛋清和蛋黄分开，将蛋清用力搅拌振荡，使蛋白质原有的空间结够发生变化，因其蛋白质变性。变形后的蛋白质将形成一张张有粘膜的网，把空气包含到蛋白质的分子中间，使蛋白质的体积扩大扩大很多倍，形成粘稠的白色泡沫，即蛋泡糊。蛋清形成蛋泡糊是振荡引起蛋白质的变性。蛋清能否形成稳定的蛋泡糊，受很多因素的影响。蛋清之所以形成蛋泡糊，是由于蛋清中的卵粘蛋白和类粘蛋白能增加蛋白质的粘稠性和起泡性，鸡蛋越新鲜，蛋清中的卵粘蛋白和类粘蛋白质越多，振荡中越容易形成蛋泡糊。因此烹调中制作蛋泡糊，要选择新鲜鸡蛋。如果搅拌震动的时的温度越低或振荡时间较短，蛋清形成的蛋白糊放置不久仍会还原为蛋清，因为这种情况下，只能破坏蛋白质的三、四结构，蛋白质二级螺旋结构没有拉伸开，无法形成稳定的蛋白质网。一旦失去振荡的条件，空气就会从泡沫中逸出，蛋白质又回复到原来的结构，这种变性称为可逆性。烹调和食品加工都不希望发生这种可逆变性发生，要设法提高蛋泡糊的稳定性。向蛋清中加入一定量的糖，可以提高蛋泡糊的稳定性。蛋清中的卵清与空气接触凝固，使振荡后形成的气体泡膜变硬，不能保容较多的气体，影响蛋泡糊的膨胀。糖很强的渗透性，可以防止卵清蛋白遇空气凝固，使蛋泡糊的泡膜软化，延伸性、弹性都增加，蛋泡糊的体积和稳定性也增加。做蛋泡糊时，容器、工具和蛋清液都不能沾油。搅打蛋清时如果沾上少量油脂就会严重破坏蛋清的起泡性能，因为油脂的表面张力大于蛋清泡膜的表面张力，能将蛋泡糊的的泡沫拉裂，泡沫中的空气很快从断裂处逸出，蛋泡糊就不能形成。蛋清变成稳定性的蛋泡糊，不能在恢复成原来的蛋清，这种变性称作不可逆变性。不可能变性完全破坏了蛋白质的空间结构，组成蛋白质大分子的肽链充分伸展开，这些肽链在搅拌过程中互相聚集又互相交联，形成稳定的三维空间网状结构，将水分和气体包含固定的网状结构内，这就是蛋白质变性的实质，也是蛋清形成稳定蛋泡糊的实质。2、搅拌使蛋白质产生凝胶在肉类的蛋白质中，好有较多的是肌动蛋白和肌球蛋白。其中肌球蛋白又多与肌动蛋白。肌球蛋白能溶解于盐的水溶液中，经加热或稀释形成凝胶，肌动蛋白也能溶于盐溶液，并和肌球蛋白结合成肌动球蛋白。实验证明：球状的蛋白质都能结合水发生水化作用、盐能提高蛋白质的水化作用，这是因为盐的正负离子吸附在蛋白质的表面，增加了蛋白质分子表面典型的缘故。蛋白质的凝胶是水分散在蛋白质中的一种胶体状态。它可以含有大量的水，如明胶的凝胶含水可达99％以上。同时它具有一定的形状和弹性以及半固体的性质。在动物的肌肉组织中，蛋白质的凝胶状态使肉能保持大量的水分。在烹制肉茸制品的菜肴（如鱼丸子）时,将肉糜加盐和水适量，顺一个方向搅拌。肉糜中含有多种蛋白质，经搅拌，它们以各种方式连在一起，形成一个高度有组织的空间网状结构。蛋白质分子中与水为结合的部位继续发生水化作用，使肉持有大量的水分。肉糜中含量约有65％左右的肌动蛋白在搅拌条件下，从肌肉纤维中游离出来，形成粘性较大的肌动蛋白，使肉糜产生较强的粘弹性。由于这类蛋白质分子更容易发生水化作用，肉的持水能力强，多数的蛋白质网进一步交联，形成了凝胶。利用这一原理制做的肉丸子或鱼丸子，肉质鲜嫩，口感细腻。制做这种菜肴，搅拌是关键的一个步骤。搅拌时必须朝一个方向，否则会把已经形成的蛋白质网打破，影响蛋白质形成凝胶。搅拌要充分，如果不充分搅拌，则肌动蛋白和肌球蛋白不能充分游离出来，会影响肉的持水性，继而影响菜肴的风味和质量。在中餐烹调中，蛋白质的胶体作用还表现在厨师“吊汤”的过称中。名厨“吊汤”用料讲究，火候和步骤清楚，整个过程要用红臊（猪肉茸）和白臊（鸡肉茸）分两次清洗汤。肉茸中的蛋白质胶体在加热的汤中沉渣和油脂吸附在自己身上形成较大的胶体颗粒而沉降于汤底，把沉渣和油脂一网打尽，使汤清澈透明，这就是胶体的聚沉作用。3、加热使蛋白质凝固由于加热以其蛋白质得变性，因热变性产生的凝固叫热凝固。如水煮蛋煮后蛋清、蛋黄都发生凝固，熘肉片、涮羊肉，肉质鲜嫩可口，都是由于原料表面骤然受到高温作用，表面的蛋白质变性凝固，原料内部的水分和其他营养成分包在中间不会外逸。蛋白质的热凝固受多种因素的影响，不同的蛋白质热凝固的温度不同，一般的蛋白质热凝固的温度在45〜75C之间；牛奶中酪蛋白的凝固温度高达160〜200C；蛋黄在65E左右时变为粘胶体，70E以上失去流动性。如果将鸡蛋加热到65〜75C之间，就可以得到蛋白嫩、蛋黄凝固的半熟鸡蛋加盐可以降低蛋白质凝固的温度，如像稀豆浆中加入氯化钠、氯化镁，就能使豆浆中的蛋白质凝固成豆腐脑或豆腐。加糖可以提高蛋白质凝固的温度。用绞肉机绞肉时因为机械摩擦产生热量，被绞的肉局部温度上升，产生不可逆的热变性，使受到摩擦的肌动蛋白和肌球蛋白还来不及从肌肉纤维中释放出来，就产生了变性凝固。用这样的肉馅作出来的肉制品粘结性和保水性都降低如果在绞肉时添加少量蔗糖，糖有很强的渗透性，它很快渗透到肌肉纤维内与蛋白质争夺水分，使蛋白质分子出现暂时性收缩而变性凝固浓度也是影响蛋白质热变性的因素之一，10%豆浆加热只有少量清蛋白发生凝固，20%浓豆浆加热就凝固，所以豆浆中蛋白质的凝固除盐的作用外还与浓度有关。烹饪使蛋白质水解蛋白质在酸、碱、的作用下，分子中的肽链即被破坏，发生水解作用，菊偶见水解为较小的中间产物，最终分解为氨基酸。它的水解过程为；蛋白质一眎一胨一多肽—低聚肽—氨基酸。工业上常利用酸，碱，酶水解的办法来提取各种氨基酸。富含蛋白质的食物如肉，鱼等在烹调中，也可以水解出游离状态的氨基酸和小分子肽。这不仅又利于人体的吸收，对菜肴的色、香、味形成也起到重要的作用。1、水解作用使菜肴产生鲜香味蛋白质水解后产生的氨基酸和低聚肽有很好的呈味作用。一般氨基酸的呈味作用比较鲜明，如谷氨酸有鲜味，甘氨酸有甜味，蛋氨酸有时显苦味。低聚肽的呈味作用比较柔和，它使烹饪制品的味道更加协调和美。如酱油中除含有呈鲜味的氨基酸外，还有由天门冬氨酸，谷氨酸和亮氨酸构成的低聚肽，而使酱油具有独特的鲜香味道。实验证明，在烹调过程中，食物原料在100〜140C的温度条件下，长时间加热如炖、煮牛肉会使食物原料中的蛋白质与水发生水解反应。产生有鲜香味的氨基酸和低聚肽，水解产物中低聚肽的含量高于游离氨基酸。因为在加热的过程中，氨基酸的分子间发生了交联，水解产生的肌肽、鹅肌肽等低聚肽组成味道，形成了牛肉汁特有的风味。鱼肉鲜美的味道是由天门冬氨酸和谷氨酸以及由它们组成的低聚肽构成的。低聚肽的生成虽然在炖肉时加点醋，就可以提高菜肴中游离氨基酸的含量，这样做，不但可以增加人体对食物蛋白质的消化吸收，还可以使菜肴更鲜香。2.水解作用使蛋白质形成明胶动物的皮、筋、骨等结缔组织中的蛋白质主要是胶原蛋白，胶原蛋白缺少人体必需的氨基酸，是一种不完全蛋白质，由于它的氨基酸组成特殊，因而形成特有的三股螺旋结构分子，外形呈棒状。许多棒状的胶原分子相互结合形成胶原纤维，组成动物体的皮、骨和结缔组织。这种组织的结构非常严密，好像冰的晶体，当加热到一定的温度时，会突然熔化收缩，如肌肉中的胶原纤维在65C时就会发生这一变化，继续升高温度，在水中煮沸，胶原蛋白变为一个混合多肽，就是明胶。工业上将动物的骨、皮等在酸或碱的作用下，长时间水煮提取明胶。纯净的明胶是无色或者淡黄色透明体，不溶于冷水，易溶于热水，具有较高的粘性和可塑性，冷却后就呈为富有弹性的凝胶。由于它的这一性质，明胶广泛用于食品工业中。在制作冰淇淋时，明胶作为稳定剂和增稠剂加入其中，目的是使水分子船头冰淇淋形成一个薄的网络，防止形成大块冰结晶。明胶的熔点是27〜31C，接近并低于人的体温，因此入口即化，易于吸收。烹调中常常会遇到这样的情况：用水涨发鱿鱼时，如浸泡时间过长，鱿鱼就会“化”掉。因为鱿鱼中的胶原蛋白在碱的作用下水解成明胶而溶于说中。涨发海参时也会发生这样的情况。因此涨发海参、鱿鱼时间不可过长，防止胶原蛋白过度水解而浪费原料。有些菜肴烹调时需要长时间加热，促进胶原蛋白形成明胶。如用肉熬汤，晾凉后就凝结成肉皮冻。明胶的浓度越大，汤越浓，形成的肉皮冻弹性越大。因为明胶分子清水性强，在加热情况下，极易与水发生水化作用，在明胶分子外面形成一层水化膜（图3-4）。水化膜的形成使蛋白质分子体积增大，活动能力减弱，在溶液中流动时阻力增大，造成蛋白质胶体溶液的的粘度也增大，冷却后凝固成有弹性肉皮冻，不仅口感柔软滑爽，还有利于人体吸收。