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鸡蛋加热为什么不融化

企鹅的脚为什么不怕冻? 作者:(英)米克·奥黑尔


大多数物质都是加热后融化,但是我炒鸡蛋,为什么加热反而使它由液体变成了固体?

并不是所有固体和液体之间的相互转化都同融化和冷却有关,比如炒鸡蛋,还有通过聚合反应形成塑料,就与融化和冷却没有关系。

蛋黄和蛋白之所以有那样的结构,是因为它们各自都溶解有球蛋白,而这种蛋白质具有球珠形状,则是它们的链状蛋白质分子卷曲成球状的缘故。分子链各个位置上的电荷,使蛋白质得以保持这种适合于它们发挥生物学功能的球形。球珠外侧的电荷则吸引水分子而排斥其他蛋白质球,避免了许多蛋白质球聚集在一起成为团块。

这种蛋白质球并不是一种永久性的结构,电荷将蛋白质维持为球状的力量并不是很大,如果搅动得太厉害,比如说加热,这种球状结构也会被拆解,暴露出内部的电荷。这种过程叫做变性,这是因为这种改变了形状的蛋白质并不适合于它们发挥其生物学功能。在这种情况下,邻近分子的相反电荷有可能彼此相遇而吸引,把各个蛋白质分子扭结在一起而凝结成一大团。然而,比起没有变性的蛋白质来,你的消化酶却更容易分解这种扭结成一团的蛋白质。祝你有一个好胃口!

加热固体,比如说冰,你就是在给其中的分子增加能量,使它们能够挣断将它们维持成固体状态的那些化学键。处于液体状态的物质,其中的分子有足够的能量到处移动,但是所具有的能量却又没有大到可以完全脱离其他分子而变成气体分子的程度。

然而你加热生鸡蛋,发生的则是全然不同的另一种过程。鸡蛋是由悬浮在水中的一个个蛋白球珠所组成的,而这些蛋白质球则是长链分子依靠化学键才得以卷曲成大致的球形。当鸡蛋被加热时,迫使这些化学键断开,卷曲的分子被拆解开来,能够与其他分子结合形成网络,并把水分子陷在其中。这时的鸡蛋便凝固而成为固体。如果继续加热鸡蛋,其中甚至还会形成更多的化学键,这时的鸡蛋便会脱水而更富有弹性。

鸡蛋主要由溶解在水中的蛋白质组成,其中数量最多的是蛋白,所以鸡蛋的大部分都呈现为白色。蛋白质又由20种不同的氨基酸所组成。这些氨基酸都是一些链状高分子,它们紧紧地缠结在一起,形成一种独特的、相对稳定的三维结构。

加热会使鸡蛋脱水,将其中的蛋白质链解开而使它们变性。继续加热,作为氨基酸之一的半胱氨酸链上的硫氢基团被氧化,导致相邻分子之间形成共价键。这种共价键是稳定的强化学键,它们被称为二硫化物桥,通过交叉连接把链状分子编织成网络,从而使鸡蛋变硬。指甲具有很好的抗拉强度,头发保持一定的形状,也都是其中存在着二氧化硫桥的缘故。在烫发时,理发师使用一种还原剂使二氧化硫桥断裂,能够将头发梳理成所需要的形状。此后,理发师再使用一种氧化剂恢复共价键,将这种新形状的头发定型,保持发型不变。


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