专家提示:确定蛋白质的起始结构有助于产品配方和成分设计。
从20世纪70年代开始，研究人员确定了蛋白质的结构决定了它的功能，这导致了一个研究蛋白质结构功能关系的领域。在自然界中，植物和动物创造蛋白质是为了完成特定的任务，例如生长新的肌肉组织或作为种子中的营养储备以发芽新植物。
虽然这些结构有助于维持植物和动物的生命，但原生结构是了解蛋白质在食物系统中如何发挥作用的有用起点。即使在处理和隔离期间结构发生了变化，情况也是如此。
图1:蛋白质一级结构的a图，根据二级结构类型着色;b -大豆蛋白原生结构突出二级结构元素。绿色螺旋为α-螺旋，金色箭头为β-链，红线为随机线圈;c -大豆蛋白天然结构，β-链的组织以金色突出。这是植物性蛋白质中常见的三级结构折叠的一个例子;蛋白质的原生四元结构。蛋白质的每条链都用不同的颜色描述，显示了蛋白质如何形成三聚体，由三条单独的蛋白质链组成。
所有蛋白质都由四种结构组成。主要结构是氨基酸序列。这通常用一串字母来表示。一级结构影响许多重要的性质，如表面疏水性和静电相互作用，这两者都决定了蛋白质的溶解性和乳化性。
二级结构为α-螺旋、β-链和随机线圈。这些结构可以通过傅里叶红外光谱(FTIR)、圆二色性和拉曼光谱实验确定，因为它们在很大程度上是通过氢键稳定的。
蛋白质的三级结构是二级结构聚集在一起形成特定褶皱的方式，并通过二硫键、氢键、疏水相互作用和静电相互作用来稳定。
最后，第四结构是不同蛋白质链聚集在一起形成更大蛋白质复合物的方式。在许多植物性蛋白质中，它们是二聚体、三聚体和六聚体。通过计算和实验手段分析这些结构，就有可能获得有关蛋白质如何在食物中发挥作用的见解，甚至可以操纵结构来实现新的功能。
所有蛋白质都有独特的结构特征，这些特征决定了蛋白质在食物中的表现。例如，上图所示的大豆蛋白具有较高的变性温度，这部分是由于β-片状结构增加了大量的稳定性，以及几个二硫键;这也影响了大豆蛋白形成凝胶的方式。
在未来的专业技巧中，我将研究各种植物和动物蛋白质的原生结构，并指出有助于解释为什么这些蛋白质会改变饼干、蛋糕和面包等烘焙食品的特性的结构。
哈里森·赫尔米克(Harrison Helmick)是普渡大学的博士生。连接上LinkedIn看看他的其他烘焙技巧BakeSci.com．
他的研究得到了约瑟夫Kokini，安德里亚Liceaga,阿伦Bhunia．
