為什麼生雞蛋的蛋白是無色透明,而熟雞蛋的蛋白卻是白色不透明?煮熟的過程有什麼改變了?


故事還得從「透明的物體為何透明」開始說起。


==何為透明?==
1. 在真空中,光沿直線傳播。
2. 光遇到物質時,可能發生反射、吸收或衍射。

光在介質中傳播時,若介質中所有物質不吸收且不反射可見光,那麼該介質是無色透明的。如果只有某段波長的可見光被吸收,則為有色透明。

==蛋清的成分是什麼?==
蛋清是多種蛋白質和小分子的混合溶液。每個雞蛋的成分都略有不同,除水外,大體如下[1]:
54% Ovalbumin
12% Ovotransferrin
11% Ovomucoid
4% Ovoglobulin G2
4% Ovoglobulin G3
3.5% Ovomucin
3.4% Lysozyme
1.5% Ovoinhibitor
1% Ovoglycoprotein
0.8% Flavoprotein
0.5% Ovomacroglobulin
0.05% Avidin
0.05% Cystatin
(Total listed 95.8%)

因為含有12% 的卵轉鐵蛋白,所以蛋清其實自帶極淡的顏色(salmon-pink color)。
這些蛋白質分子的尺寸均在1~100nm,部分光被反射(即丁達爾效應),所以嚴格來說是近似透明的。


==蛋白質溶液加熱後為何不透明?==
在水溶液中,蛋白質分子的親水基團暴露在分子表面,而疏水基團藏在內部。蛋白質分子由於表面存在親水的帶電基團(氨基或羧基等)等,可保證蛋白質分子之間不團聚。

加熱之後,蛋白質分子的空間結構劇變。一般會導致疏水基團暴露,使蛋白質團聚。團聚物的粒徑超過可見光的波長,光無法通過衍射繞過團聚物,所以變得不透明。

為什麼不會形成水凝膠?
水溶液中,疏水性團聚不會形成水凝膠,因為熱力學不穩定。水凝膠必須是親水性的。

為什麼牛奶是白的?
原理類似,有興趣再寫。


==參考文獻==
[1] Science of Sous Vide Eggs


蛋清其實是蛋白質的水溶液,因而是透明的。受熱之後蛋白質發生變性,其空間結構被改變(不過一級結構沒有改變),蛋白質從捲曲的結構伸展開,疏水基團暴露出來,使其無法和水相溶,加上二硫鍵等的作用,導致蛋白質凝固。這個過程使得蛋白質的理化性質產生了變化,從而變得不透明了。

另外,@劉海平 舉的氫化植物油的例子,和蛋白質變性是兩回事,不應該混為一談。


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