蛋白質(zhì)變性原理

生雞蛋蛋清呈粘液狀并且顏色透明，放在鍋里煮后變成白色固態(tài)。為什么會(huì)這樣呢，這是因?yàn)殡u蛋中的蛋白質(zhì)發(fā)生了變性。蛋白質(zhì)變性是指蛋白質(zhì)分子中的酰氧原子核外電子，受質(zhì)子的影響，向質(zhì)子移動(dòng)，相鄰的碳原子核外電子向氧移動(dòng)，相對(duì)裸露的碳原子核，被親核加成，使分子變大，流動(dòng)性變差。

變性作用是蛋白質(zhì)受物理或化學(xué)因素的影響，改變其分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的作用。一般認(rèn)為蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)有了改變或遭到破壞，都是變性的結(jié)果。能使蛋白質(zhì)變性的化學(xué)方法有加強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、尿素、丙酮等；能使蛋白質(zhì)變性的物理方法有加熱(高溫)、紫外線及X射線照射、超聲波、劇烈振蕩或攪拌等。

天然蛋白質(zhì)分子具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，它決定了蛋白質(zhì)的特性。蛋白質(zhì)受到外界各種因素的影響，而破壞其空間結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵后，會(huì)使有規(guī)則的螺旋、球狀等空間結(jié)構(gòu)變?yōu)闊o(wú)規(guī)則的伸展肽鏈，從而使蛋白質(zhì)原有的特性也隨之發(fā)生變化。具有生理活性的蛋白質(zhì)變性后則失去活性，這就是蛋白質(zhì)變性的實(shí)質(zhì)。

蛋白質(zhì)變性質(zhì)致變因素

引起蛋白質(zhì)變性的原因可分為物理和化學(xué)因素兩類。

物理因素可以是加熱、加壓、脫水、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波的作用等；化學(xué)因素有強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、尿素、重金屬鹽、十二烷基硫酸鈉(SDS)等。

重金屬鹽使蛋白質(zhì)變性，是因?yàn)橹亟饘訇?yáng)離子可以和蛋白質(zhì)中游離的羧基形成不溶性的鹽，在變性過(guò)程中有化學(xué)鍵的斷裂和生成，因此是一個(gè)化學(xué)變化。

強(qiáng)酸、強(qiáng)堿使蛋白質(zhì)變性，是因?yàn)閺?qiáng)酸、強(qiáng)堿可以使蛋白質(zhì)中的氫鍵斷裂。也可以和游離的氨基或羧基形成鹽，在變化過(guò)程中也有化學(xué)鍵的斷裂和生成，因此，可以看作是一個(gè)化學(xué)變化。

尿素、乙醇、丙酮等，它們可以提供自己的羥基或羰基上的氫或氧去形成氫鍵，從而破壞了蛋白質(zhì)中原有的氫鍵，使蛋白質(zhì)變性。但氫鍵不是化學(xué)鍵，因此在變化過(guò)程中沒(méi)有化學(xué)鍵的斷裂和生成，所以是一個(gè)物理變化。

加熱、紫外線照射、劇烈振蕩等物理方法使蛋白質(zhì)變性，主要是破壞蛋白質(zhì)分子中的氫鍵，在變化過(guò)程中也沒(méi)有化學(xué)鍵的斷裂和生成，沒(méi)有新物質(zhì)生成，因此是物理變化。否則，雞蛋煮熟后就不是蛋白質(zhì)了。而我們知道，熟雞蛋依然有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，其中的蛋白質(zhì)反而更易為人體消化系統(tǒng)所分解吸收。

在臨床醫(yī)學(xué)上，變性因素常被應(yīng)用于消毒及滅菌。反之，注意防止蛋白質(zhì)變性就能有效地保存蛋白質(zhì)制劑。蛋白質(zhì)的變性很復(fù)雜，要判斷變性是物理變化還是化學(xué)變化，要視具體情況而定。如果有化學(xué)鍵的斷裂和生成就是化學(xué)變化；如果沒(méi)有化學(xué)鍵的斷裂和生成就是物理變化。

蛋白質(zhì)熱變性的應(yīng)用

蛋白質(zhì)在烹飪中的熱變性具有很大的溫度系數(shù)，在等電點(diǎn)時(shí)可達(dá)600左右，即溫度每升高10℃，蛋白質(zhì)變性的速度是原來(lái)的600倍。利用蛋白質(zhì)的高溫度系數(shù)，可采用高溫瞬間滅菌，加熱破壞食物中的有毒蛋白，使之失去生理活性。在加工蔬菜、水果時(shí)，先用熱水燙漂，可使維生素C氧化酶或多酚氧化酶變性而失活，從而減少加工過(guò)程中維生素C由于酶促氧化的損失和酶促褐變。

在烹飪中采用爆、炒、煙、測(cè)等方法，由于進(jìn)行快速高溫加熱，加快了蛋白質(zhì)變性的速度，原料表面因變性凝固、細(xì)胞孔隙閉合，從而原料內(nèi)部的營(yíng)養(yǎng)素和水分不會(huì)外流，可使菜看的口感鮮嫩，并能保住較多的營(yíng)養(yǎng)成分不受損失。經(jīng)過(guò)初加工的魚(yú)、肉在烹制前有時(shí)先用沸水燙一下，或在較高的油鍋中速炸一下，也可達(dá)到上述的目的。

例如，在制作干燒魚(yú)時(shí)，先將魚(yú)放人熱油中，炸成七成熟后，再放人加有調(diào)味品的湯燒制，不僅魚(yú)肉鮮嫩可口。

其它蛋白質(zhì)變性的應(yīng)用

1、酸對(duì)蛋白質(zhì)的變性作用

酸對(duì)蛋白質(zhì)的變性作用典型的是酸奶飲料和奶酪的生產(chǎn)。牛奶中的乳糖在乳酸菌的作用下產(chǎn)生乳酸，pH值下降引起乳球蛋白凝固，同時(shí)使可溶性的酪蛋白沉淀析出。

2、酒精等有機(jī)溶劑的變性作用

酒精和其他有機(jī)溶劑也能使蛋白質(zhì)變性，鮮活水產(chǎn)品的醉腌就是利用這一原理，通過(guò)酒浸醉死，不再加熱，即可食用，如醉蟹、平湖糟蛋等。

3、物理破壞導(dǎo)致的變性

將蛋白質(zhì)進(jìn)行不斷的攪拌，由于液層產(chǎn)生了應(yīng)力，導(dǎo)致蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)被破壞而引起變性，變性后的蛋白質(zhì)肽鏈伸展；由于連續(xù)不斷的攪拌，不斷地將空氣摻入到蛋白質(zhì)分子內(nèi)部中去，肽鏈可以結(jié)合許多氣體，使蛋白質(zhì)體積膨脹，形成泡沫。

如果在較低的溫度或時(shí)間較短的情況下進(jìn)行攪拌或振蕩，只能破壞蛋白質(zhì)的三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)，這種變性是可逆的，如蛋清拍打后產(chǎn)生的泡沫，放置后又可回復(fù)為蛋清。新鮮蛋品所含的卵粘蛋白較多，經(jīng)過(guò)劇烈攪拌后，容易形成泡沫；當(dāng)?shù)捌沸迈r度下降后，卵粘蛋白即分解成糖和蛋白質(zhì)，使整個(gè)蛋清變稀薄，從而影響起泡。

2018-09-10 5894 熱門(mén)標(biāo)簽： 蛋白質(zhì)組學(xué)是什么_蛋白質(zhì)組學(xué)研究?jī)?nèi)容和方法蛋白質(zhì)工程_蛋白質(zhì)工程流程步驟及應(yīng)用 上一篇 下一篇