为什么蛋白胶在温度高更容易凝固?
原因:蛋清、蛋黄是高度折叠的蛋白质等分子悬浮在水中形成的混合物,让这些蛋白质保持折叠的化学键对热不稳定,在加热到一定程度后化学键断裂导致蛋白质的折叠徐徐展开、彼此交叉并以更牢固的化学键相连,从而排开水分子、呈现凝胶状态。这就是题目所称的“凝固”、日常会听到的“蛋白质变性”
蛋白质的主要成分是酶,当酶在高温的情况下会失活(即死亡)此时便会凝固了
蛋白质的物理;化学性质是什么
一、物理性质
蛋白质是生物体内一种极重要的高分子有机物,占人体干重的54%。蛋白质主要由氨基酸组成,因氨基酸的组合排列不同而组成各种类型的蛋白质。人体中估计有10万种以上的蛋白质。生命是物质运动的高级形式,这种运动方式是通过蛋白质来实现的,所以蛋白质有极其重要的生物学意义。人体的生长、发育、运动、遗传、繁殖等一切生命活动都离不开蛋白质。生命运动需要蛋白质,也离不开蛋白质。
营养学上根据食物蛋白质所含氨基酸的种类和数量将食物蛋白质分三类:
1、完全蛋白质这是一类优质蛋白质。它们所含的必需氨基酸种类齐全,数量充足,彼此比例适当。这一类蛋白质不但可以维持人体健康,还可以促进生长发育。
2、半完全蛋白质这类蛋白质所含氨基酸虽然种类齐全,但其中某些氨基酸的数量不能满足人体的需要。它们可以维持生命,但不能促进生长发育。
3、不完全蛋白质这类蛋白质不能提供人体所需的全部必需氨基酸,单纯靠它们既不能促进生长发育,也不能维持生命。
根据蛋白质分子的外形,可以将其分作3类
1.球状蛋白质分子形状接近球形,水溶性较好,种类很多,可行使多种多样的生物学功能。
2.纤维状蛋白质分子外形呈棒状或纤维状,大多数不溶于水,是生物体重要的结构成分,或对生物体起保护作用。
3.膜蛋白质一般折叠成近球形,插入生物膜,也有一些通过非共价键或共价键结合在生物膜的表面。生物膜的多数功能是通过膜蛋白实现的。
二、化学性质
①具有两性
蛋白质是由α-氨基酸通过肽键构成的高分子化合物,在蛋白质分子中存在着氨基和羧基,因此跟氨基酸相似,蛋白质也是两性物质。
②可发生水解反应
蛋白质在酸、碱或酶的作用下发生水解反应,经过多肽,最后得到多种α-氨基酸。
蛋白质水解时,应找准结构中键的“断裂点”,水解时肽键部分或全部断裂。
③溶水具有胶体的性质
有些蛋白质能够溶解在水里(例如鸡蛋白能溶解在水里)形成溶液。
蛋白质的分子直径达到了胶体微粒的大小(10-9~10-7m)时,所以蛋白质具有胶体的性质。
④蛋白质沉淀
原因:加入高浓度的中性盐、加入有机溶剂、加入重金属、加入生物碱或酸类、热变性
少量的盐(如硫酸铵、硫酸钠等)能促进蛋白质的溶解。如果向蛋白质水溶液中加入浓的无机盐溶液,可使蛋白质的溶解度降低,而从溶液中析出,这种作用叫做盐析.
这样盐析出的蛋白质仍旧可以溶解在水中,而不影响原来蛋白质的性质,因此盐析是个可逆过程.利用这个性质,采用分段盐析方法可以分离提纯蛋白质.
⑤蛋白质的变性
在热、酸、碱、重金属盐、紫外线等作作用下,蛋白质会发生性质上的改变而凝结起来.这种凝结是不可逆的,不能再使它们恢复成原来的蛋白质.蛋白质的这种变化叫做变性.
蛋白质变性后,就失去了原有的可溶性,也就失去了它们生理上的作用.因此蛋白质的变性凝固是个不可逆过程.
造成蛋白质变性的原因
物理因素包括:加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、X射线、超声波等:
化学因素包括:强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。
⑥颜色反应
蛋白质可以跟许多试剂发生颜色反应.例如在鸡蛋白溶液中滴入浓硝酸,则鸡蛋白溶液呈黄色.这是由于蛋白质(含苯环结构)与浓硝酸发生了颜色反应的缘故.还可以用双缩脲试剂对其进行检验,该试剂遇蛋白质变紫
⑦蛋白质在灼烧分解时,可以产生一种烧焦羽毛的特殊气味.
利用这一性质可以鉴别蛋白质.
三、作用
蛋白质在细胞和生物体的生命活动过程中,起着十分重要的作用。生物的结构和性状都与蛋白质有关。蛋白质还参与基因表达的调节,以及细胞中氧化还原、电子传递、神经传递乃至学习和记忆等多种生命活动过程。在细胞和生物体内各种生物化学反应中起催化作用的酶主要也是蛋白质。许多重要的激素,如胰岛素和胸腺激素等也都是蛋白质。此外,多种蛋白质,如植物种子(豆、花生、小麦等)中的蛋白质和动物蛋白、奶酪等都是供生物营养生长之用的蛋白质。有些蛋白质如蛇毒、蜂毒等是动物攻防的武器。
蛋白质占人体的20 %,占身体比例最大的。胆汁,尿液除外,都是蛋白质合成的。只有蛋白质充足,才能代谢正常。就像盖房子,构建身体的原材料最主要的是蛋白质。
1.蛋白质是构建新组织的基础材料,是酶,激素合成的原料,;维持钾钠平衡;消除水肿。
2.是合成抗体的成分:白细胞,T淋巴细胞,干扰素等,提高免疫力。
3.提供一部分能量。
4.调低血压,缓冲贫血,是红细胞的载体。
5.形成人体的胶原蛋白。眼球玻璃体,视紫质都有胶原蛋白。
6.调解酸碱度。经常吃肉的人呈酸性体质。会出现头沉---供血不足,吃充足的蛋白质,不让糖分降低。
7.大脑细胞分裂的动力源是蛋白质;脑脊液是蛋白质合成的;记忆力下降
8.性功能障碍
9.肝脏:造血功能;合成激素,酶;解毒。缺乏蛋白质,肝细胞不健康。有一副好肝脏,人健康就有保障。
10.心脏---泵器官。缺乏蛋白质会出现手脚冰凉;缺氧;心肌缺氧造成心力衰竭----死亡。
11.脾胃:每天都要消化食物,消化酶是蛋白质合成的。缺乏会造成胃动力不够,消化不良,打嗝。胃溃疡,胃炎;胃酸过多,刺激溃疡面你会感觉到疼,蛋白质唯一具有修复再造细胞的功能。消化壁上有韧带,缺乏蛋白质会松弛,内脏下垂,子宫下垂脏器移位。
12.四肢:人老先老腿,缺乏蛋白质肌肉萎缩;骨头的韧性减低,易骨折
13.抗体会减少,易感冒,发烧。
1、两性
2、水解反应
3、盐析
4、变性
5、颜色反应
6、灼烧反应
纤维蛋白(fibrous
protein):一类主要的不溶于水的蛋白质,通常都含有呈现相同二级结构的多肽链许多纤维蛋白结合紧密,并为
单个细胞或整个生物体提供机械强度,起着保护或结构上的作用。
球蛋白(globular
protein):紧凑的,近似球形的,含有折叠紧密的多肽链的一类蛋白质,许多都溶于水。典形的球蛋白含有能特异的识别其它化合物的凹陷或裂隙部位。
角蛋白(keratin):由处于α-螺旋或β-折叠构象的平行的多肽链组成不溶于水的起着保护或结构作用蛋白质。
胶原(蛋白)(collagen):是动物结缔组织最丰富的一种蛋白质,它是由原胶原蛋白分子组成。原胶原蛋白是一种具有右手超螺旋结构的蛋白。每个原胶原分子都是由3条特殊的左手螺旋(螺距0.95nm,每一圈含有3.3个残基)的多肽链右手旋转形成的。
伴娘蛋白(chaperone):与一种新合成的多肽链形成复合物并协助它正确折叠成具有生物功能构向的蛋白质。伴娘蛋白可以防止不正确折叠中间体的形成和没有组装的蛋白亚基的不正确聚集,协助多肽链跨膜转运以及大的多亚基蛋白质的组装和解体。
肌红蛋白(myoglobin):是由一条肽链和一个血红素辅基组成的结合蛋白,是肌肉内储存氧的蛋白质,它的氧饱和曲线为双曲线型。
血红蛋白(hemoglobin):
是由含有血红素辅基的4个亚基组成的结合蛋白。血红蛋白负责将氧由肺运输到外周组织,它的氧饱和曲线为S型。
蛋白质变性(denaturation):生物大分子的天然构象遭到破坏导致其生物活性丧失的现象。蛋白质在受到光照,热,有机溶济以及一些变性济的作用时,次级键受到破坏,导致天然构象的破坏,使蛋白质的生物活性丧失。
复性(renaturation):在一定的条件下,变性的生物大分子恢复成具有生物活性的天然构象的现象。
别构效应(allosteric
effect):又称为变构效应,是寡聚蛋白与配基结合改变蛋白质的构象,导致蛋白质生物活性丧失的现象。
蛋白质的主要来源是肉、蛋、奶、和豆类食品,一般而言,来自于动物的蛋白质有较高的品质,含有充足的必需氨基酸。必需氨基酸约有8种,无法由人体自行合成,必须由食物中摄取,若是体内有一种必需氨基酸存量不足,就无法合
成充分的蛋白质供给身体各组织使用,其他过剩的蛋白质也会被身体代谢而浪费掉,所以确保足够的必需氨基酸摄取是很重要的。植物性蛋白质通常会有1-2种必需氨基酸含量不足,所以素食者需要摄取多样化的食物,从各种组合中获
得足够的必需氨基酸。一块像扑克牌大小的煮熟的肉约含有30-35公克的蛋白质,一大杯牛奶约有8-10公克,半杯的各式豆类约含有6-8公克。所以一天吃一块像扑克牌大小的肉,喝两大杯牛奶,一些豆子,加上少量来自于蔬菜水果和饭,就可得到大约60-70公克的蛋白质,足够一个体重60公斤的长跑选手所需。若是你的需求量比较大,可以多喝一杯牛奶,或是酌量多吃些肉类,就可获得充分的蛋白质
1、呈色反应
(1)双缩脲反应(Biuret
Reaction)
蛋白质在碱性溶液中与硫酸铜作用呈现紫红色,称双缩脲反应。凡分子中含有两个以上-CO-NH-键的化合物都呈此反应,蛋白质分子中的氨基酸是以肽键相连,因此,所有蛋白质都能与双缩脲试剂发生反应
2)
茚三酮反应(Ninhydrin
Reaction)
α-氨基酸与水合茚三酮(苯丙环三酮戊烃)作用时,产生蓝色反应,由于蛋白质是由许多α-氨基酸组成的,所以也呈此颜色反应。
(3)米伦反应(Millon
Reaction)
蛋白质溶液中加入米伦试剂(亚硝酸汞、硝酸汞及硝酸的混和液),蛋白质首先沉淀,加热则变为红色沉淀,此为酪氨酸的酚核所特有的反应,因此含有酪氨酸的蛋白质均呈米伦反应。
(4)
黄蛋白反应
蛋白质遇浓硝酸会变黄,这一反应为苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸等含苯环的氨基酸所特有。
这些反应都是蛋白质中各种氨基酸侧链的反应,这些呈色反应被广泛应用于定性和定量地测定蛋白质。
2.
水合作用
蛋白质中有许多极性基团,它们能与水分子形成氢链,从而使蛋白质成为高度水化的分子。这些水也就成为结合水。
溶液的PH值对蛋白质的水化作用有显著影响,在等电点时,整个蛋白质分子呈电中性,水化作用最弱,因而蛋白质的溶解度最小。
蛋白质的水合作用很重要,肉制品加工的重要指标“持水能力”就取决于蛋白质水合能力的强弱。
3.沉淀性
蛋白质溶液相当稳定,经长时间的搁置也不会发生沉淀,这在很大程度上是由于蛋白质的水化作用,所以要破坏蛋白质的稳定性使其沉淀,就必须去除蛋白质分子表面的水化层。在生产上,使蛋白质溶液沉淀的常用方法是加入硫酸铵,氯化钠等盐,因为(NH4)2SO4
是强电解质,它的更强的水化作用能剥去蛋白质表面的水层,而使蛋白质沉淀下来,这就称为盐析。提取酶制剂时常用此法。
4.变性作用
当蛋白质受到热或受到其它物理及化学作用时,其特有的结构会发生变化,使其性质也随之发生改变,如溶解度降低,对酶水解的敏感度提高,失去生理活性等,这种现象称为变性作用。变性并不是蛋白质发生分解,而仅仅是蛋白质的二、、四级结构发生变化。
引起蛋白质变性的条件若延续时间不长或条件不太强烈,蛋白质变性就成为不可逆,一般可逆变性只涉及蛋白质的三、四级结构,而不可逆变性则连二级结构也发生了变化。
(1)热致变性
蛋清在加热时凝固,瘦肉在烹调时收缩变硬等都是蛋白的热变性作用引起的。蛋白质的热变性作用在食品工业中得到了广泛应用,蛋白质受热变性后对酶水解的敏感度提高,所以,我们不吃生肉而吃熟肉,消化率更高,热力杀菌也是利用了蛋白质的变性。
(2)
酸碱的作用
酸或碱也能引起蛋白质的变性,水果罐头杀菌所采用的温度一般较蔬菜罐头来得低,这和水果罐头中含有的有机酸较多,加热时容易引起细菌蛋白质变性有关。
(3)其它
其它引起蛋白质变性的因素,在物理上为冷冻、搅拌、高压、放射性照射、超声波等;化学上为乙醇、丙酮、生物碱、重金属盐等。
做鸡蛋糕,把蛋液搅拌至发泡、放射性照射灭菌等都是利用了蛋白质的变性