蛋白質變性(denaturation or unfolding of protein)

蛋白質的變性作用(denaturation or unfolding)

(一)主要內容：

蛋白質的二級和三級結構，只要經物理或化學處理，就可使其外型改變，變性的最終階段，可能是蛋白質完全伸直成一長條多肽鍵。但變性並不包括其一級結構胜肽鍵(peptide bond)的斷裂。蛋白質一旦變性就會失去其功能特性，因此大部分的蛋白質變性是不受歡迎的。

(二)主要起因：造成蛋白質變性的方法或藥劑；影響蛋白質變性的因素

1.物理方法：

(1)溫度：溫度若在適合變性的範圍內增高10℃，則變性速率將會增為600倍。而低溫也可造成某些蛋白質的變性

(2)機械處理：製作麵糰時，柔、滾等機械性處理也可藉由著切力使蛋白質變性，其原理是破壞了α-蛋白質的螺旋

(3)壓力：超過50kPa之高壓便會使蛋白質變性。主要為非共價鍵受影響

(4)照射處理：

j電磁波照射對蛋白質的影響，取決於波長及能量的大小

k紫外線與γ-射線皆可改變蛋白質的外型，使蛋白質變性

(5)界面：蛋白質分子在界面處與水和空氣，或水和一非水的液體或固相吸附，通常會造成不可逆的變性

2.化學方法：

(1)pH值：pH值過高或過低均會使蛋白質變性，因為此時蛋白質分子內解離區域的靜電相排斥相當強，很容易就使得蛋白質伸展(變性)

(2)金屬：金屬很容易與蛋白質反應，大部分與硫醇基形成穩定的複合物。藉由除去金屬(透析或螯合劑)，會降低蛋白質的穩定性

(3)有機溶劑：較極性的有機溶劑(如乙醇或丙酮)，使得維持蛋白質穩定的靜電排斥力變小，而變性。非極性有機溶劑(如正己烷)能夠穿入蛋白質的疏水性區域，破壞疏水性交互作用，而變性

(4)有機化合物的水溶液：尿素等有機化合物的高濃度水溶液可破壞蛋白質的氫鍵，也能提高疏水性胺基酸的水溶性，而破壞蛋白質的疏水性交互作用

(三)蛋白質變性對品質之影響：

1.降低溶解度

2.保水能力改變

3.失去生物活性(酵素活性及免疫性)

4由於胜肽鍵(peptide chain)完全解開，容易被蛋白酵素所作用

5.黏度增加

6.無法結晶

(四)蛋白質變性在食品工業上的應用：

1.提高消化率：蛋白質胜肽鏈解開，易被消化酵素作用

2.幫助膠體形成：因加熱使蛋白質分子展開

3.改善起泡性與乳化性：因蛋白質部分變性後，疏水性基團顯露