00 蛋白質是什麼
蛋白質是一個非常古老的網絡用語——笨蛋、白痴、神經質。它是人類六大營養物質之一,是人類、動植物生命體一切細胞、組織的重要組成部分,或者說,生命體中所有重要的組成部分都需要有蛋白質的參與。
蛋白質是一種結構複雜的天然高分子化合物,其相對分子質量動輒就是幾十萬。它由C、H、O、N等元素組成的胺基酸,經過脫水縮合生成多肽,多肽鏈繼續脫水縮合,並且反覆摺疊,同時在氫鍵的作用下,最終形成結構非常複雜的蛋白質。
人類必須需要蛋白質這種營養,尤其是人類自身不能合成的八種必需胺基酸,都要通過對食物的攝取獲得。植物的豆類種子裡富含蛋白質,動物中的瘦肉、魚肉、雞蛋、牛奶都富含蛋白質。
本節實驗主要研究蛋白質的三種性質:鹽析、變性、顏色反應(認真觀看):
01 蛋白質的鹽析
鹽析,從字面的意思上看:就是鹽多了,蛋白質待不住了,析出來了。
解釋的複雜一些:蛋白質溶液裡,鹽加入了,把蛋白質的地方給佔了,蛋白質的溶解度降低,自然就析出來了。因此哪,鹽析後再加入水,蛋白質又重新溶解了,因為溶劑增加了嘛。
來來來,我們一起看看百度百科的解釋,這裡的解釋就非常嚴謹和專業了:鹽析(salting out)是指在蛋白質水溶液中加入鹽,隨著鹽濃度增大而使蛋白質沉澱出來的現象。鹽是強電解質,溶解度又大,在蛋白質溶液中,一方面與蛋白質爭奪水分子,破壞蛋白質膠體顆粒表面的水膜;另一方面又大量中和蛋白質顆粒上的電荷,從而使水中蛋白質顆粒積聚而沉澱析出。
瞧瞧,後半句說中和蛋白質顆粒上的電荷,這和膠體的聚沉有著某種千絲萬縷的聯繫啊!
最後的結論:鹽析是物理變化,蛋白質在加水後可以再次溶解。最常用的鹽析的物質有三種:硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉。
02 蛋白質的變性
這次不能簡單從字面意思上說了,蛋白質也沒有性別,咋就能變性呢?這裡的變性,指的是蛋白質的理化性質發生了不可逆轉的改變,生物活性喪失。
本實驗中,用兩種方式使蛋白質發生了變性,第一是加熱,第二是加醋酸鉛。通過實驗可知,此時析出的白色沉澱,加水無法再次溶解了,證明這和單純的鹽析不一樣了,變性屬於化學變化。
使蛋白質變性的因素有很多,但是在這裡,我們記住兩個就夠了:加熱和重金屬鹽。其中,重金屬鹽區別於鹽析中的三種輕金屬鹽,包括,鉛、汞、銀、鉻、銅等金屬鹽,也就是說,硫酸銅、硝酸銀也可以使蛋白質變性。
本實驗的蛋白質取自於雞蛋清(所以在做實驗的過程中產生了那麼多泡沫),生活中也有這樣的經驗,雞蛋煮熟了,雞蛋清扔在水裡是沒辦法溶解的。當然,蛋白質變性以後其實還是蛋白質,只是生物活性沒有了。
這讓我想起來了一個腦筋急轉彎:一個胖子從十層樓跳下去會變成什麼?答案是——死胖子。
如果一個人誤服重金屬鹽的農藥(大概率是氣服),可緊急服用大量的生雞蛋清、生牛奶來暫緩中毒,隨後送醫洗胃。
03 顏色反應
這個名字比較詭異:顏色反應。實際上我們在高中學過好幾種很色的反應。
顏色反應:特指蛋白質的顏色反應。指的是含有苯基的蛋白質在遇見濃硝酸會呈現出黃色。該反應可用於鑑定蛋白質。
焰色反應:也稱作焰色測試及焰色試驗,是某些金屬或它們的化合物在無色火焰中灼燒時使火焰呈現特殊顏色的反應。高中階段主要用來鑑定鈉的化合物與鉀的化合物。
顯色反應:廣義來說,只要在化學檢驗中呈現出的有顏色的反應,就叫做顯色反應。狹義來說,特指苯酚與三價鐵離子顯紫色的反應。
本實驗中,為了呈現出黃色,還在酒精燈上加熱了一會。實際上,如果皮膚上不慎沾上了濃硝酸,清理不及時或不徹底,一樣會在皮膚上出現黃色斑點,這個過程就不需加熱。