烘焙的科學(四)蛋白質的熱變性

生活科學趣談

第一次以水浴法蒸烤布丁是在白鐵號的烘培教室,不過由於技術不純熟而製作出像蜂窩狀孔洞的布丁

以黃師傅的標準,必須是平滑無孔洞才算是完美的作品

不過做了好幾次都沒能達到這種標準,最後是使用吉利丁才達標XDD

吉利丁粉‭或‬明膠片是膠原蛋白經水解後所形成的胺基酸或分子量較小的多肽明膠易溶於熱水,冷卻後會形成水凝膠 ,因此天然的愛玉凍與使用吉利丁製作的愛玉凍可藉由加熱來分辨,加熱後會化成水狀的是以吉利丁製成;同樣的,布丁也可以用這種方法來判斷。

接著來看今天的主題,為何雞蛋布丁可以經由蒸烤而凝固?先來看看蛋白質一級結構,這是多樣的胺基酸所排列組合而成的一維線狀結構

由於蛋白質主鏈肽鍵上羰基(C=O)上的氧原子可以和醯氨基(NH)上的氫原子藉由分子間氫鍵來之結合,於是主鏈就能纏繞成α螺旋或β折疊,藉此形成二級結構

三級結構則是藉由胺基酸的側鏈以多種方式相互結合來決定其構形,這些側鏈可以是離子間正負電荷的吸引力、兩個硫基之間形成的二硫鍵、親水性基團間的引力、疏水性基團間的引力等

四級結構則是由數個蛋白質分子(多肽鏈)透過分子間的二硫鍵或是蛋白質交互作用所形成的蛋白質複合體,比如下圖是雞蛋中卵清蛋白的空間構象

當它被加熱到約60~70℃時,藉由激烈的凌亂熱運動,分子內部分的氫鍵會被打斷,導致蛋白質分子從原本纏繞的狀態被展開

這種化學結構的變化造成其特殊的三度空間排列瓦解,並展開形成任意的構形,隨後各條主肽鏈之間再以側鏈相互結合來形成新的網絡。這種因高溫所造成的結構變化即為蛋白質的熱變性,除了理化性質的改變,生物活性亦會喪失,從原本的天然蛋白質改變成變性蛋白質(Denatured proteins)。

聊到這裡,「知難行易」或能詮釋蛋白質的熱變性^^

不如實際來個烤布蕾吧,推薦 Azie Grand Café 的 Crème Brûlée

特別是用餐時若還有樂團演奏,一整個幸福洋溢~

如果家裡有唸小學中高年級的小朋友,不妨到學校圖書館或是市圖借閱《廚房裡的小科學家2:點心時間的52道歡樂實驗》、《廚房裡的小科學家7:用微波爐完成的20道料理實驗》,讓小朋友實際體驗製作雞蛋布丁的樂趣。書中也提到我喜愛的巴巴露亞 Bavarois 這道著名的法國甜點,它是以巴伐利亞布丁 Bavarian cream 製作而成