在中学化学教学中,在讲到油脂、蛋白质以及胶体时,经常要解释油脂皂化反应后高级脂肪酸钠与甘油的分离,为何要加细小食盐颗粒?食盐是如何使高级脂肪酸钠从溶液中析出的?在蛋白质溶液中为何加少量的硫酸铵能促进蛋白质的溶解,而加高浓度的硫酸铵却会使蛋白质析出呢?而硫酸铜溶液同样是盐溶液却使析出的蛋白质不像前者那样可溶于水呢?为此我们必须明确盐溶、盐析和变性的概念.
一、盐溶
在蛋白质水溶液中,加入少量的中性盐,如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等,会增加蛋白质分子表面的电荷,增强蛋白质分子与水分子的作用,从而使蛋白质在水溶液中的溶解度增大,这种现象称为盐溶.
二、盐析
向蛋白质溶液中加入高浓度的中性盐,如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等,其中以硫酸铵最为常用,以破坏蛋白质的胶体性质,使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出的现象称为盐析.
当高浓度的中性盐加入到蛋白质溶液中,对蛋白质主要产生两种影响:
1.破坏了水化层:在高浓度的中性盐溶液中,由于蛋白质和盐离子对溶液中水分子都有吸引力,产生与水化合现象,但它们之间有竞争作用,当大量中性盐加入时,使得盐解离产生的离子争夺了溶液中大部分自由水,从而破坏蛋白质的水化作用,引起蛋白质溶解度降低,故从溶液中沉淀出来.
2.破坏了电荷:由于盐是强电解质,解离作用强,盐的解离可抑制蛋白质弱电解质的解离,使蛋白质带电荷减少,更容易聚集析出.
盐析沉淀的蛋白质保持它的天然构象,能再溶解,生物活性不受影响,所以是物理变化,其过程是可逆的,盐析是蛋白质分离纯化过程中最常用的方法之一。
油脂皂化反应后高级脂肪钠与甘油的分离,需加细小食盐颗粒,使高级脂肪钠的溶解度降低而从溶液中析出。
三、变性
指蛋白质在外界理化因素的影响下,如热、紫外线、X射线、强酸、强碱、重金属(如铅、铜、汞等)盐、一些有机物(甲醛、酒精、苯甲酸)等的作用下,蛋白质的次级键被打断,而肽键未断,蛋白质的空间结构遭到破坏,而一级结构未改变导致蛋白质的理化性质和生物学功能改变,叫蛋白质的变性.
蛋白质变性后往往会沉淀,沉淀后不能在水中重新溶解,是一种不可逆的过程,是化学变化过程,但要注意沉淀的蛋白质不一定变性,如蛋白质的盐析,蛋白质的变性常用于杀菌、消毒等.
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