酪蛋白的分子结构及其作用研究

牛乳中酪蛋白及制品的研究与应用摘要：酪蛋白是牛奶中的主要蛋白质，占牛奶中蛋白质总量的80%，是一种全价蛋白。

本文就酪蛋白及制品的研究现状、功能特性、应用进行了阐述。

关键词：酪蛋白及制品研究现状功能特性应用Research and Application on Casein and Its Products of Milk Abstract：Casein is a main protein in milk，make up 80% in total protein. It is a kind of full-price protein. The paper elaborated research status，functional characteristic and application of casein and its products.Key words：casein and its products，research status，functional characteristic，application.酪蛋白是牛奶中的主要蛋白质，含量约为2.6 g/100 ml，占牛奶中蛋白质总量的80%，分子量约75，000～375，000。

酪蛋白主要有四种类型:αs- 酪蛋白、β- 酪蛋白、k - 酪蛋白、γ- 酪蛋白。

酪蛋白在牛乳中以酪蛋白酸钙·磷酸钙复合体形式存在于乳中，呈胶体状，等电点为pH4.6。

鲜乳加酸(调pH4.5) 或凝乳酶可使酪蛋白沉淀而分离出来[ 1 ]。

酪蛋白是一种全价蛋白，含有人体必需的8种氨基酸，极易消化吸收，是优质氨基酸供给源，成为婴幼儿及幼畜的主要蛋白源。

目前酪蛋白及制品主要用于造纸工业、皮革工业、乳酸工业、国防工业、塑料、油漆、化妆品、中草药分析、水果保鲜、医药、营养保健品等行业中。

1 酪蛋白及制品的研究现状1.1酪蛋白的研究酪蛋白（casein）作为产品被称着干酪素，是一种白色或微黄色，无臭味的颗粒状物质，难溶于水，但易溶于碱溶液，强酸溶液，碳酸盐溶液，工业用干酪素在10 %四硼酸钠溶液中完全溶解。

酪蛋白分子式形象
酪蛋白（Casein）是一种存在于牛奶中的蛋白质，分子式为[Ca(NP)]n，其中n表示分子中肽链的数量。

酪蛋白分子可以分为两部分：酪蛋白酸（Casomorphin）和酪蛋白磷酸肽（Phosphocasein）。

酪蛋白分子结构复杂，由多个氨基酸组成，具有以下特点：
1. β-折叠结构：酪蛋白分子中的氨基酸序列主要包含β-折叠结构，这种结构有助于维持酪蛋白分子的稳定性和形状。

2. 磷酸化修饰：酪蛋白分子中含有多个磷酸化位点，这些位点的磷酸化修饰会影响酪蛋白的溶解性、稳定性和生物活性。

3. 分子大小：酪蛋白分子的大小因品种和加工方式而异，一般在100 kDa至1000 kDa之间。

4. 聚集性：酪蛋白分子具有很强的聚集性，能够形成胶体溶液、凝胶或沉淀。

这种聚集性使得酪蛋白在食品工业中具有广泛的应用，如制作奶酪、酸奶等。

5. 生物活性：酪蛋白分子中的一些特殊序列具有生物活性，如酪蛋白酸序列可以抑制胃酸分泌、促进肠道蠕动等。

要形象地表示酪蛋白分子，可以将其比喻为一条由多个β-折叠结构组成的链条。

每个链条上含有多个磷酸化修饰位点，这些位点与其他酪蛋白分子相互作用，形成复杂的网络结构。

这种结构使得酪蛋白在食品中具有丰富的口感和质地。

同时，酪蛋白分子在水中的溶解性较低，使得奶制品具有独特的稳定性。

总之，酪蛋白分子是一种具有复杂结构和大分子量的蛋白质，对奶制品的质地、口感和生物活性具有重要影响。

从牛奶中提取酪蛋白实验报告实验目的：通过牛奶中的酪蛋白提取实验，学习酪蛋白的结构、性质和提取方法，掌握酪蛋白的分离技术和纯化技术，进一步了解蛋白质的基本研究方法。

实验原理：酪蛋白是牛奶中的主要蛋白质成分，它具有重要的营养和功能作用。

酪蛋白是一种具有多种构象和功能的复合蛋白质，在水溶液中可形成多种不同类型的聚集体，如微胶粒、聚集和凝胶，这些聚集类型与酪蛋白的结构和功能密切相关。

酪蛋白具有一定的疏水性，分子内具有四个疏水和一个亲水的疏水环和亲水链结构，酪蛋白还含有大量的氨基酸残基，其中包括5%左右的带电氨基酸。

牛奶中的酪蛋白可以通过离心、酸沉淀、盐析和凝胶过滤等方法进行分离和纯化。

酸沉淀法是目前常用的分离和提取方法，其原理是在酸性条件下，酪蛋白分子失去电荷平衡，发生凝固，形成凝胶状物，从而与其他物质分离。

实验步骤：1、准备工作(1) 将所有试剂和设备准备好，并洗涤干净。

(2) 将牛奶样品加热至80℃，进行杀菌处理。

2、酸沉淀法提取酪蛋白(1) 取适量的牛奶样品置于容器中，加入适量的盐酸调节至pH值为4.6，搅拌均匀。

(2) 加入同等体积的乙醇，混合均匀。

(3) 离心分离出沉淀，用纯净水洗涤数次，使沉淀中的酸性物质除去。

(4) 将沉淀转移到干燥皿，放置于低温干燥箱中干燥。

(5) 称取干燥后的酪蛋白样品重量，计算得到收率。

3、检测酪蛋白的含量和纯度(1) 构建标准曲线，按照酪蛋白样品体积一定比例浓度溶液进行稀释，分别取10μl、20μl、30μl、40μl、50μl的样品，加入PBS缓冲液中，浓度从高到低依次用Bradford 法进行检测吸光度，并通过标准曲线计算出待测样品的酪蛋白含量。

(2) 通过SDS-PAGE方法检测酪蛋白的纯度和电泳图谱。

将待测样品和已知浓度的酪蛋白标准品一同进行SDS-PAGE电泳，经过染色和脱色处理后，观察分离出的蛋白条带，利用比色、图像分析软件等工具进行定量测定，并计算出待测样品中酪蛋白的纯度和分子大小。

乳类食物中β-酪蛋白的结构及营养功能作者：周鹏张玉梅刘彪石羽杰李婧汪之顼来源：《中国食物与营养》2020年第04期摘要：综述了人类母乳（以下简称母乳）和牛乳蛋白质中乳清蛋白与酪蛋白比例、相应蛋白质种类、含量及其营养特点，并重点叙述了酪蛋白的亞型及结构，母乳中含量最多的酪蛋白组分β-酪蛋白的消化特性、营养价值和促进钙铁等矿物质吸收、免疫调节和肠道健康促进等生物学功能的最新研究进展。

由于牛乳蛋白质在组分含量和比例与母乳的差异，乳基婴幼儿配方粉中蛋白质的调整，既要考虑乳清蛋白和酪蛋白的比例，还需要进一步精细调整蛋白质亚组分的含量和比例，是当前乃至今后婴幼儿配方食品配方创新和工艺技术研发的重要方向。

关键词：人乳;母乳;牛乳;酪蛋白;β-酪蛋白;婴幼儿配方食品母乳是婴儿的最佳食品。

世界卫生组织（WHO）建议，婴儿出生后的6个月内应给予完全母乳喂养。

然而，并非所有婴儿均可以得到母乳喂养，一些特殊情况下需要使用婴幼儿配方食品（代乳品）代替母乳。

牛乳因来源丰富、营养价值高，成为大多数婴幼儿配方食品的基本原料（基料）。

牛乳与母乳（人乳）在营养成分含量和结构上存在差异，尤其蛋白质组分含量和构成存在较大差异。

乳清蛋白与酪蛋白是乳类蛋白质成分的两大分类。

研究显示，母乳中的乳清蛋白与酪蛋白的比例高于牛乳[1]。

母乳中乳清蛋白与酪蛋白的比例随哺乳进展存在动态变化。

乳清蛋白/酪蛋白比值从初乳阶段的90∶10以上，到过渡乳的80∶20左右，成熟乳中60∶40左右[2]。

而商业性牛乳中乳清蛋白与酪蛋白的比值仅为20∶80。

目前市售婴儿配方乳（粉）都是通过添加乳清粉，调整乳清蛋白和酪蛋白的比例达到60∶40以上，走出了模拟母乳蛋白质构成的第一步。

但随着母乳蛋白质研究的不断深入，母乳蛋白质亚组分构成及其与牛乳蛋白质的差异日益受到关注，婴儿配方乳中的蛋白质构成的调整，也需要进一步精细化到蛋白质亚组分层面。

1 母乳和牛乳的蛋白质基本构成根据加工性状特点，乳类蛋白质基本上可以分为乳清蛋白和酪蛋白两大类。

酪蛋白磷酸肽(CPP)与钙、铁营养研究进展目前，研究较为广泛的生物活性肽主要来源于牛乳酪蛋白，这类肽具有免疫、镇痛、促进矿物质吸收等诸多生物功能。

其中，研究较多的是酪蛋白磷酸肽(CPP)，它是以牛乳酪蛋白为原料，经过单一或复合蛋白酶的水解，再对水解产物分离纯化后得到的含有磷酸丝氨酸簇的天然生理活性肽，具有结合钙和促进钙吸收的功能，同时对提高铁的生物利用率也有作用。

1 CPP的来源与分子结构酪蛋白占牛乳总蛋白的80%左右，主要有αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白组成。

CPP主要是由αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白，β-酪蛋白经胰蛋白酶水解后，产生的相对分子量不均一，且富含Ser-P的多肽。

理论上可产生8种磷酸肽，其中最为典型的有以下4种。

sequence 1 [β-CN(1-25)]：Arg1-Glu-Leu-Glu-Glu-Leu-Asn-Val-Pro-Gly-Glu-Ile-Val-Gl u-Ser（P）-Leu-Ser（P）3-Glu2-Ser-Ile-Thr-Arg25。

sequence 2 [αs1-CN(59-79)]：Gln59-Met-Glu-Ala-Glu-Ser(P)-Ile-Ser(P)3-Glu2-Ile-Val-P ro-Asn-Ser(P)-Val-Glu-Gln-Lys79。

sequence 3 [αs2-CN(46-70)]：Asn46-Ala-Asn-Glu-Glu-Glu-Tyr-Ser-Ile-Gly-Ser(P)3-Glu2-Ser(P)-Ala-Glu-Val-Ala-Thr-Glu-Glu- Val-Lys70。

sequence 4 [αs2-CN(1-21)]：Lys1-Asn-Thr-Met-Glu-His-Val-Ser(P)3-Glu2-Ser-Ile-Ile-S er(P)-Gln-Glu -Thr-Tyr-Lys21。

其结构特点含有共同的核心部位是SerP-SerP-SerP-Glu-Glu。

生物技术学院课程论文课程名称：高级生物化学成绩：教师签名：酪蛋白研究进展综述提纲：酪蛋白简介－酪蛋白亚基结构－酪蛋白酶特性－酪蛋白活性肽研究进展摘要：酪蛋白是一种含磷钙的结合蛋白，常见于哺乳动物及其乳汁中，如母牛、羊以及人奶。

酪蛋白对酸敏感，pH较低时会沉淀，因此本科生实验室常用其进行蛋白质的沉淀反应。

哺乳动物的主要蛋白是α-酪蛋白，然而人类乳汁中没有α-酪蛋白，人乳中的酪蛋白主要是β-酪蛋白形式。

对于人类幼儿而言，酪蛋白是氨基酸的来源，但同时，它也是钙和磷的主要来源，同时，因为胃的酸性环境，酪蛋白还能在胃中形成凝乳以便消化。

本文综合中外文献，对酪蛋白进行了研究进展综述。

关键词：酪蛋白；蛋白亚基；活性肽酪蛋白简介在20℃，pH值为4.6时，牛乳中能沉淀下来一种呈酸性的蛋白质，我们将其称为酪蛋白。

酪蛋白又名干酪素、乳酪素、酪朊，在牛奶中含量非常丰富。

它是一种含磷的蛋白质，具有极高的营养价值，其中含有多种生物活性肽，因此它具有抗菌、降血压、抗氧化和促进双歧杆菌增殖等功能。

酪蛋白在母体蛋白质序列内是无活性的，通过体内或体外酶水解的方式释放出来后，它们即可作为具有类似激素活性的调节物质。

这些产物可用作肽类药物、肽类试剂，主要用于科学试验和生化检测;也可用于活性肽功能性食品中，具有增强机体防御功能、调节生理节律、预防疾病和促进康复等功能。

酪蛋白的亚基结构酪蛋白的分子质量约为20－25ku，由4类遗传变种组成，分别为αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白和K-酪蛋白。

其中，αs2-酪蛋白是牛乳中的主要酪蛋白，占总含量的38%；β-酪蛋白含量仅次于αs-酪蛋白，占总含量的35%，分子质量为24ku，含209个氨基酸；K-酪蛋白是酪蛋白中惟一含有糖成分，且对钙不敏感的酪蛋白，在牛乳中的质量分数为13%，分子质量为19ku，含169个氨基酸回。

这4种单体通过αs-螺旋、β-折叠和β-转角等结构构成了酪蛋白的空间结构。

β-酪蛋白分子量β-酪蛋白是一种在乳制品中常见的蛋白质。

它是由氨基酸组成的大分子，并且具有复杂的结构。

在回答你的问题之前，我们需要了解一些基本的背景知识。

1. 蛋白质的组成和结构蛋白质是由氨基酸残基组成的长链状分子。

氨基酸是一类有机分子，由一个氨基基团、一个羧基和一个侧链组成。

蛋白质的氨基酸序列决定了它们的结构和功能。

2. β-酪蛋白的组成β-酪蛋白是一种乳清蛋白质，主要存在于奶制品中，如牛奶和乳清。

它是由208个氨基酸残基组成的多肽链。

每个氨基酸残基在链中的顺序和位置都对蛋白质的性质和功能产生重要影响。

3. 分子量的定义分子量是指一个分子的质量，通常以单位为原子质量单位（Dalton，Da）来表示。

分子量的计算可以通过将每个原子的质量加总得到。

4. β-酪蛋白的分子量β-酪蛋白的分子量取决于具体的酪蛋白亚型和来源。

根据研究表明，β-酪蛋白的分子量大约在18,000 Da到24,000 Da之间。

不同来源的乳制品中的β-酪蛋白分子量可能有所不同，这取决于牛奶中的乳蛋白基因的变异和表达。

5. 分子量的测定方法测定蛋白质的分子量是通过多种实验技术来完成的。

其中常用的方法包括凝胶电泳和质谱分析。

凝胶电泳是一种将蛋白质按照大小进行分离的方法，通过与已知分子量的标准物质进行比较，可以估算出目标蛋白质的分子量。

质谱分析则是通过测量蛋白质分子的质量和荷电量来确定其分子量。

综上所述，β-酪蛋白的分子量大约在18,000 Da到24,000 Da之间，具体取决于其亚型和来源。

蛋白质分子量的测定可以使用凝胶电泳或质谱分析等方法。

酪蛋白电泳实验报告酪蛋白电泳实验报告引言：酪蛋白是乳制品中的主要蛋白质成分，其结构和功能对于乳制品的质量和特性具有重要影响。

酪蛋白电泳是一种常用的分离和分析酪蛋白的方法，通过电场作用将酪蛋白分子按照其电荷和大小进行分离，从而得到不同的酪蛋白带。

本次实验旨在通过酪蛋白电泳技术，对酪蛋白进行分离和分析，进一步了解其结构和功能。

实验方法：1. 样品制备：将待测试的乳制品样品取适量，加入适量的缓冲液，并进行均匀搅拌，使得酪蛋白充分溶解。

2. 准备电泳胶：根据实验需求，选择合适的电泳胶，如聚丙烯酰胺凝胶（PAGE），并按照说明书的要求制备好电泳胶。

3. 样品加载：将样品溶液通过吸管或微量移液器加载到电泳胶槽中的样品孔中，注意避免气泡的产生。

4. 电泳条件设定：根据实验目的和样品的特性，设置合适的电流和时间参数，以保证酪蛋白能够被充分分离。

5. 电泳结束后，取出电泳胶，进行染色或其他检测方法，以观察酪蛋白的分离情况。

实验结果：通过酪蛋白电泳实验，我们成功地将样品中的酪蛋白分离出来，并观察到了不同的酪蛋白带。

根据电泳结果，我们可以初步判断样品中的酪蛋白种类和含量，并进一步分析其结构和功能。

讨论：1. 酪蛋白的分离：根据电泳结果，我们可以看到样品中的酪蛋白被分离成多个带状区域。

这是因为酪蛋白分子在电场作用下，根据其电荷和大小的不同，迁移速度不同，从而在电泳胶中形成不同的带。

通过观察酪蛋白带的位置和强度，我们可以推测样品中不同酪蛋白的含量和相对分子质量。

2. 酪蛋白的结构和功能：酪蛋白是一种复杂的蛋白质，具有多个亚基和多种功能。

通过电泳分析，我们可以初步了解样品中酪蛋白的结构和功能。

例如，某些酪蛋白带的位置和强度可能与其磷酸化状态有关，从而反映了酪蛋白的磷酸化修饰程度和相关功能。

3. 应用前景：酪蛋白电泳技术在食品科学、生物医学等领域具有广泛的应用前景。

通过对酪蛋白的分离和分析，可以评估乳制品的质量和特性，指导产品研发和生产。

牛乳中蛋白质的结构与功能特性牛奶是大自然赐予我们的珍贵营养品之一，这个优良来源的蛋白质营养成分给我们带来了多种好处。

其中，牛奶中的蛋白质是非常重要的一种。

本文将详细探讨牛乳中蛋白质的结构和功能特性。

1. 牛乳中主要的蛋白质成分牛乳中的蛋白质含量约为3.2%左右，其中大约80%的蛋白质是酪蛋白(TCN)和酪蛋白钙(CN)。

另外，牛乳中还含有约20%的乳清蛋白(WP)，这些蛋白质的结构和作用不同，下面我们将分别探讨。

2. 酪蛋白和酪蛋白钙的结构酪蛋白的分子量比较大，可以分为α-CN、β-CN和κ-CN三个类型。

其中，α-CN和β-CN是主要的蛋白质类型，它们分别占酪蛋白总量的40%和30%。

酪蛋白在加热和酸处理的条件下很容易结合成酪蛋白钙，这种结合可以增加钙的溶解度，也可以保护酪蛋白不被胃酸分解。

酪蛋白和酪蛋白钙的结构非常复杂，酪蛋白的分子体积大，有较长的多肽链，其中还包括许多不稳定的结构。

酪蛋白和酪蛋白钙都是由氨基酸链组成的，其中氨基酸的类型、数量和顺序决定了它们的功能特性。

3. 酪蛋白和酪蛋白钙的功效酪蛋白和酪蛋白钙具有多种功效。

首先，它们可以提供必需氨基酸，维护身体正常的代谢水平。

其次，它们可以增加免疫系统的抵抗力，预防感染病毒和细菌。

此外，酪蛋白钙还可以缓解骨关节疼痛，预防骨质疏松症。

4. 乳清蛋白的结构和功效乳清蛋白是一种极具活性的蛋白质，它由α-乳清蛋白和β-乳清蛋白两种蛋白质组成。

乳清蛋白是可溶性的，它可以在加热的条件下迅速凝聚成颗粒状，这种现象叫做热变性。

乳清蛋白的功能特性主要取决于它的微小结构和化学组成。

乳清蛋白可以提供人体所需的氨基酸，但是相对于酪蛋白来说，乳清蛋白的含量较低。

乳清蛋白还有助于增强免疫系统的抗菌和抗病能力，有助于降低血糖水平，预防糖尿病等疾病。

5. 结论牛奶中的蛋白质营养成分对我们的身体非常有益，它们可以增强免疫力，预防各类疾病，并且提供必需的氨基酸以维持正常的代谢水平。