Взрывающиеся яйца

shkrobius — 24.04.2016 Недавно мой одноклассник Ф. вспомнил, что когда он школьником приехал в Израиль, и в доме завелась новинка техники - микроволновка, он первым делом попробовал испечь в ней сырое яйцо. Яйцо взорвалось прямо в печке (которую после этого его инженеру-отцу не удалось починить). Неделю после разговора, нашел я в холодильнике вареное яйцо. Очистил от скорлупы, надкусил - а оно, оказывается, не доварилось - в мешочек... Тогда я поставил его на минуту в микроволновку. На 50-й секунде яйцо взорвалось, да как: разлетелось на мельчайшие частички. Я сразу вспомнил рассказ одноклассника. Вспомнила его и жена, которая крепко отругала меня за глупость и строго наказала разобраться в причине взрыва. Полчаса отмывал печку, и все думал. И чем больше я думал, тем меньше понимал, как такое случилось.

Я полагал, что сырое яйцо взорвалось, т.к. пар не мог выйти из скорлупы. Но в моем случае скорлупы не было, и яйцо даже не было целым: пар мог свободно выходить из белка и (полужидкого) желтка. Почему даже такое яйцо взорвалось? Почему яйца не взрываются, если их варить? Почему так ведут себя яйца, а не (скажем) кусок мяса? На сети я нашел множество ответов; ни один из них не проливал свет на мои (казалось бы, очевидные) дополнительные вопросы. То, что взрыв был вызван превращением воды в пар (на что напирали интернетные дяди и тети), было очевидно; непонятно было другое: как давление пара могло стать настолько высоким? Обычно, когда растет давление, в матрице возникают трещины, и давление стравливается. В желтке (а взрыв происходил в нем) давление росло, а трещины не возникали, и наступало катастрофическое разрушение матрицы.

Я придумал такое объяснение: особенность желтка в том, что полимерная матрица становится все более резиноподобной, когда нагревается. Вода дробится и превращается в пар, которому блокирован путь наружу. Такое возможно, если под действием тепла белковый материал превращается в эластомер, и число связей между полимерными цепочками становится тем больше, чем выше температура. Такое возможно, если при денатурации высвобождаются SH группы и возникают дисульфидные мостики. Этим, например, объясняется пригорание молока. Это редкое свойство: обычно такие группы уже превращены в мостики в белке, поддреживая его трехмерную структуру. Т.к. яйца твердеют при нагревании (на сковородке), механизм выглядит правдоподобным. Осталось узнать, что это за белок, и я посмотрел стандартные книжки по биохимии пищевых продуктов
https://books.google.com/books?id=cl3Pq5YzPxgC&pg=PA230
https://books.google.com/books?id=rlpRi4urAMkC&pg=PA139

Оказалось, что причина затвердевания желтка при нагревании, увы, плохо известна, но есть хороший кандидат - апо[липо]протеин
http://www.publish.csiro.au/?act=view_file&file_id=BI9840007.pdf
В организме липиды переносятся белковыми глобулами (LDL). Такие комплексы похожи на флакон: наружняя оболочка, содержимое и пробка - апопротеин. В нем 30 свободных SH групп. При нагревании до 70 градусов, белок денатурирует, сульфгидрильные группы образуют мостики, и начинается гелеобразование. Чем выше температура, тем более разворачивается белок, и процесс идет по нарастающей (тут имеет значение и расшивание внутренних S-S мостиков свободными SH группами). Особенность микроволнового нагревания - в обеспечении идеальных условий для реакции. Денатурированный белок выпускает воду, "выжимая" ее вовне. Вода нагревается, передает тепло белку, денатурация продолжается, и цепочка реакций поддерживается, пока процесс не заканчивается. Теплу становится некуда деваться; вода, захваченная эластомером, превращается в пар, и происходит взрыв. В яйце содержатся десятки тысяч белков, но ведет себя подобным образом только один (в желтке, по понятным причинам, много липопротеина, т.к. в нем запасен жир для эмбриона).

Я вспомнил, что одна из основных теорий атеросклероза
http://atvb.ahajournals.org/content/30/12/2311.full
http://circ.ahajournals.org/content/91/9/2488.full
называет его причиной окисление липопротеинов свободными радикалами. По этой теории SH группы белка играют роль антиоксидантов. В LDL содержатся молекулярные антиоксиданты (несколько молекул витамина Е), но им, наверно, трудно добраться во все необходимые места. Приходится вводить сульфгидрильные группы прямо в белок, и вот это-та структурная особенность вызывает необычное поведение белка при нагревании.

Получается, что ответ на вопрос, отчего взрываются яйца в микроволновой печке м.б. таков. Из-за перекисного окисления липидов белковые комплексы, которые их переносят, должны содержать антиоксиданты, и потому сами липидопротеины стали такими антиоксидантами, используя свободные сульфгидрильные группы в гидрофобных областях белка. Те же самые комплексы используются как источник липидов и энергии для куриного эмбриона. (Там они содержатся в концентрированном виде). Нагревание выше некоторой температуры (через молекулы воды, поглощающие радиацию и отдающие тепло матрице) приводит к дентатурированию белка, и такие сульфгидрильные группы оказываются на поверхности. Начинается лавинообразное образование дисульфидных мостиков, и образуется эластомерная матрица. После этого теплу становится некуда деваться, захваченная матрицей вода обращается в пар, который не может из нее выйти. Давление пара нарастает, и, в конце концов, матрица не выдерживает: яйцо взрывается. В большинстве других тканей потребности в такого рода защите от окисления нет, и потому подобный взрыв исключение, а не правило.

Такова моя теория яиц.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Архив