在中學化學教學中,在講到油脂、蛋白質(zhì)以及膠體時,經(jīng)常要解釋油脂皂化反應后高級脂肪酸鈉與甘油的分離,為何要加細小食鹽顆粒?食鹽是如何使高級脂肪酸鈉從溶液中析出的?在蛋白質(zhì)溶液中為何加少量的硫酸銨能促進蛋白質(zhì)的溶解,而加高濃度的硫酸銨卻會使蛋白質(zhì)析出呢?而硫酸銅溶液同樣是鹽溶液卻使析出的蛋白質(zhì)不像前者那樣可溶于水呢?為此我們必須明確鹽溶、鹽析和變性的概念.
一、鹽溶
在蛋白質(zhì)水溶液中,加入少量的中性鹽,如硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等,會增加蛋白質(zhì)分子表面的電荷,增強蛋白質(zhì)分子與水分子的作用,從而使蛋白質(zhì)在水溶液中的溶解度增大,這種現(xiàn)象稱為鹽溶.
二、鹽析
向蛋白質(zhì)溶液中加入高濃度的中性鹽,如硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等,其中以硫酸銨最為常用,以破壞蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì),使蛋白質(zhì)的溶解度降低而從溶液中析出的現(xiàn)象稱為鹽析.
當高濃度的中性鹽加入到蛋白質(zhì)溶液中,對蛋白質(zhì)主要產(chǎn)生兩種影響:
1.破壞了水化層:在高濃度的中性鹽溶液中,由于蛋白質(zhì)和鹽離子對溶液中水分子都有吸引力,產(chǎn)生與水化合現(xiàn)象,但它們之間有競爭作用,當大量中性鹽加入時,使得鹽解離產(chǎn)生的離子爭奪了溶液中大部分自由水,從而破壞蛋白質(zhì)的水化作用,引起蛋白質(zhì)溶解度降低,故從溶液中沉淀出來.
2.破壞了電荷:由于鹽是強電解質(zhì),解離作用強,鹽的解離可抑制蛋白質(zhì)弱電解質(zhì)的解離,使蛋白質(zhì)帶電荷減少,更容易聚集析出.
鹽析沉淀的蛋白質(zhì)保持它的天然構(gòu)象,能再溶解,生物活性不受影響,所以是物理變化,其過程是可逆的,鹽析是蛋白質(zhì)分離純化過程中最/常用的方法之一。
油脂皂化反應后高級脂肪鈉與甘油的分離,需加細小食鹽顆粒,使高級脂肪鈉的溶解度降低而從溶液中析出。
三、變性
指蛋白質(zhì)在外界理化因素的影響下,如熱、紫外線、X射線、強酸、強堿、重金屬(如鉛、銅、汞等)鹽、一些有機物(甲醛、酒精、苯甲酸)等的作用下,蛋白質(zhì)的次級鍵被打斷,而肽鍵未斷,蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞,而一級結(jié)構(gòu)未改變導致蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生物學功能改變,叫蛋白質(zhì)的變性.
蛋白質(zhì)變性后往往會沉淀,沉淀后不能在水中重新溶解,是一種不可逆的過程,是化學變化過程,但要注意沉淀的蛋白質(zhì)不一定變性,如蛋白質(zhì)的鹽析,蛋白質(zhì)的變性常用于殺菌、消毒等.