การสูญเสียสภาพโปรตีนเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการหยุดชะงักของโครงสร้างทุติยภูมิ ตติยภูมิ และควอเทอร์นารีของโมเลกุลภายใต้อิทธิพลของปัจจัยต่างๆ

คุณสมบัติกระบวนการ

มันมาพร้อมกับการตีแผ่พันธะโพลีเปปไทด์ซึ่งในสารละลายจะถูกนำเสนอครั้งแรกในรูปแบบของขดลวดสุ่ม

กระบวนการสูญเสียสภาพโปรตีนจะมาพร้อมกับการสูญเสียเปลือกไฮเดรชั่น การตกตะกอนของโปรตีน และการสูญเสียคุณสมบัติดั้งเดิมของโปรตีน

ในบรรดาปัจจัยหลักที่กระตุ้นให้เกิดกระบวนการสูญเสียสภาพธรรมชาติ เราเน้นที่พารามิเตอร์ทางกายภาพ ได้แก่ ความดัน อุณหภูมิ การกระทำทางกล การแตกตัวเป็นไอออน และการแผ่รังสีอัลตราโซนิก

การสูญเสียโปรตีนเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของตัวทำละลายอินทรีย์ กรดแร่ ด่าง เกลือของโลหะหนัก และอัลคาลอยด์

สายพันธุ์

ในทางชีววิทยา การสูญเสียสภาพมีสองประเภท:

• การเปลี่ยนสภาพโปรตีนแบบผันกลับได้ (การเปลี่ยนสภาพ) เกี่ยวข้องกับกระบวนการที่โปรตีนที่ถูกเปลี่ยนสภาพหลังจากกำจัดสารที่เปลี่ยนสภาพทั้งหมดออกแล้ว กลับคืนสู่โครงสร้างเดิม ในกรณีนี้กิจกรรมทางชีวภาพจะกลับมาเต็มจำนวน
• การสูญเสียสภาพธรรมชาติที่ไม่สามารถกลับคืนสภาพเดิมได้เกี่ยวข้องกับการทำลายโมเลกุลโดยสมบูรณ์ แม้ว่าจะกำจัดรีเอเจนต์ที่ทำให้เกิดความเสียหายออกจากสารละลายแล้ว กิจกรรมทางสรีรวิทยาจะไม่กลับมาอีก

คุณสมบัติของโปรตีนที่ถูกทำลาย

หลังจากการสูญเสียโปรตีนเกิดขึ้น จะได้คุณสมบัติบางประการ:

1. เมื่อเปรียบเทียบกับโมเลกุลโปรตีนดั้งเดิม จำนวนหมู่ฟังก์ชันหรือกลุ่มปฏิกิริยาในโมเลกุลจะเพิ่มขึ้น
2. ความสามารถในการละลายและการตกตะกอนของโปรตีนลดลง ซึ่งได้รับการอำนวยความสะดวกโดยการสูญเสียเปลือกน้ำ โครงสร้างแผ่ออก อนุมูลที่ไม่ชอบน้ำปรากฏขึ้น และสังเกตการทำให้ประจุของชิ้นส่วนขั้วเป็นกลาง
3. โครงร่างของโมเลกุลโปรตีนเปลี่ยนไป
4. กิจกรรมทางชีวภาพหายไปสาเหตุนี้จะเป็นการละเมิดโครงสร้างดั้งเดิม

ผลที่ตามมา

หลังจากการสลายสภาพ โครงสร้างที่มีขนาดกะทัดรัดดั้งเดิมจะเปลี่ยนเป็นรูปแบบที่หลวมและขยายตัว และการแทรกซึมของเอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับการทำลายเข้าไปในพันธะเปปไทด์ก็ง่ายขึ้น

โครงสร้างของโมเลกุลโปรตีนถูกกำหนดโดยการสร้างพันธะในจำนวนที่เพียงพอระหว่างส่วนต่างๆ ของสายโซ่โพลีเปปไทด์โดยเฉพาะ

โปรตีนซึ่งประกอบด้วยอะตอมจำนวนเพียงพอซึ่งมีการเคลื่อนไหวที่วุ่นวายอย่างต่อเนื่องมีส่วนทำให้เกิดการเคลื่อนไหวบางส่วนของโซ่โพลีเปปไทด์ซึ่งทำให้เกิดการหยุดชะงักในโครงสร้างโดยรวมของโปรตีนและการทำงานทางสรีรวิทยาลดลง

โปรตีนมีความบกพร่องทางโครงสร้าง นั่นคือ มีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเล็กน้อยซึ่งเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการแตกของพันธะบางส่วนและการก่อตัวของพันธะอื่น

การสูญเสียสภาพของโปรตีนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีและความสามารถในการโต้ตอบกับสารอื่นๆ มีการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างเชิงพื้นที่และพื้นที่สัมผัสโดยตรงกับโมเลกุลอื่นและโครงสร้างทั้งหมดโดยรวม การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่สังเกตได้มีผลกระทบต่อการทำงานของโปรตีนในเซลล์ที่มีชีวิต

กลไกการทำลายล้าง

กระบวนการสูญเสียสภาพโปรตีนเกี่ยวข้องกับการทำลายพันธะเคมี (ไฮโดรเจน ไดซัลไฟด์ ไฟฟ้าสถิต) ซึ่งจะทำให้ระดับสูงสุดของการจัดระเบียบโมเลกุลโปรตีนคงที่ ส่งผลให้โครงสร้างเชิงพื้นที่ของโปรตีนเปลี่ยนแปลงไป ในหลาย ๆ สถานการณ์ไม่มีการทำลายโครงสร้างหลัก สิ่งนี้ทำให้โปรตีนสามารถขดตัวได้เองหลังจากคลายสายโซ่โพลีเปปไทด์ ทำให้เกิดเป็น "ลูกบอลสุ่ม" ในสถานการณ์เช่นนี้จะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงไปสู่สภาวะที่ไม่เป็นระเบียบซึ่งมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากโครงสร้างดั้งเดิม

บทสรุป

อุณหภูมิของการสูญเสียโปรตีนเกิน 56 องศาเซลเซียส สัญญาณทั่วไปของการสูญเสียสภาพธรรมชาติของโมเลกุลโปรตีนที่ไม่สามารถกลับคืนสภาพเดิมได้คือความสามารถในการละลายและความสามารถในการละลายน้ำของโมเลกุลลดลง กิจกรรมทางแสงที่เพิ่มขึ้น ความเสถียรของสารละลายโปรตีนลดลง และความหนืดเพิ่มขึ้น

การเสียสภาพทำให้อนุภาครวมตัวกันและอาจตกตะกอน หากโปรตีนสัมผัสกับสารเปลี่ยนสภาพในช่วงเวลาสั้น ๆ มีความเป็นไปได้สูงที่จะฟื้นฟูโครงสร้างโปรตีนดั้งเดิม กระบวนการเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการแปรรูปอาหาร การบรรจุกระป๋อง การทำรองเท้า เสื้อผ้า และในระหว่างการอบแห้งผักและผลไม้ การเสียสภาพจะใช้ในสัตวแพทยศาสตร์ การแพทย์ คลินิก ร้านขายยา และเมื่อทำการศึกษาทางชีวเคมีที่เกี่ยวข้องกับการตกตะกอนของโปรตีนในวัสดุชีวภาพ จากนั้น จะดำเนินการระบุสารที่ไม่ใช่โปรตีนและสารโมเลกุลต่ำในสารละลายทดสอบ ซึ่งส่งผลให้สามารถกำหนดปริมาณของสารในเชิงปริมาณได้ ปัจจุบันพวกเขากำลังมองหาวิธีปกป้องโมเลกุลโปรตีนจากการถูกทำลาย

สมบัติและหน้าที่ของโปรตีน

โครงสร้างและคุณสมบัติของโปรตีนสามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยทางกายภาพและเคมีต่างๆ: การกระทำของกรดและด่างเข้มข้น, โลหะหนัก, การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ฯลฯ โปรตีนบางชนิดเปลี่ยนโครงสร้างได้ง่ายภายใต้อิทธิพลเล็กน้อยของปัจจัยต่าง ๆ บางชนิดก็เปลี่ยนแปลงได้ ทนต่ออิทธิพลดังกล่าวได้ คุณสมบัติหลักของโปรตีนคือการทำให้เสียสภาพ การเปลี่ยนสภาพใหม่ และการทำลายล้าง

การเสียสภาพ

การเสียสภาพ เป็นกระบวนการทำลายโครงสร้างตามธรรมชาติของโปรตีนโดยยังคงรักษาพันธะเปปไทด์ (โครงสร้างหลัก) อาจจะ กลับไม่ได้ กระบวนการ. แต่หากผลกระทบของปัจจัยลบยุติลงในระยะแรกโปรตีนสามารถฟื้นฟูสภาวะปกติได้นั่นคือเกิดการสูญเสียสภาพแบบย้อนกลับ - การเปลี่ยนสภาพใหม่

การคืนสภาพ

การคืนสภาพ – นี่คือความสามารถของโปรตีนในการฟื้นฟูโครงสร้างปกติหลังจากกำจัดผลกระทบของปัจจัยลบแล้ว ประสิทธิภาพของฟังก์ชั่นบางอย่าง - มอเตอร์, การส่งสัญญาณ, ตัวเร่งปฏิกิริยา ฯลฯ - ในสิ่งมีชีวิตมีความเกี่ยวข้องกับการทำให้โปรตีนเสื่อมสภาพแบบย้อนกลับบางส่วน

การทำลาย

การทำลาย - นี่คือกระบวนการทำลายโครงสร้างหลักของโปรตีน มันเป็นกระบวนการที่ไม่สามารถย้อนกลับได้เสมอ

หน้าที่ของโปรตีน

โปรตีนทำหน้าที่หลักดังต่อไปนี้:

1. โครงสร้าง (การก่อสร้าง). พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ ไมโครทูบูล และไมโครฟิลาเมนต์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นโครงร่างโครงร่างโครงกระดูก พันธะประกอบด้วยโปรตีนอีลาสติน ผม เล็บ และขนประกอบด้วยโปรตีนเคราติน กระดูกอ่อนและเส้นเอ็นประกอบด้วยโปรตีนคอลลาเจน และกระดูกประกอบด้วยโปรตีนโอซีน
2. ป้องกัน. เซลล์เม็ดเลือดขาวผลิตโปรตีนชนิดพิเศษ - แอนติบอดี ซึ่งสามารถจดจำและต่อต้านแบคทีเรีย ไวรัส และโปรตีนที่แปลกปลอมเข้าสู่ร่างกายได้ โปรตีนไฟบริน thromboplastin และ thrombin มีส่วนร่วมในกระบวนการแข็งตัวของเลือด ป้องกันการสูญเสียเลือดอย่างมีนัยสำคัญ เพื่อตอบสนองต่อการโจมตีของเชื้อโรค พืชยังสังเคราะห์โปรตีนป้องกันจำนวนหนึ่งด้วย
3. สัญญาณ. ให้การดูดซึมสารบางชนิดผ่านเซลล์และช่วยปกป้องสารบางชนิด ในเวลาเดียวกันโปรตีนเชิงซ้อนของเยื่อหุ้มเซลล์แต่ละตัวสามารถจดจำสารประกอบทางเคมีบางชนิดและตอบสนองต่อพวกมันได้ พวกมันจับกับพวกมันหรือเปลี่ยนโครงสร้างและส่งสัญญาณเกี่ยวกับสารเหล่านี้ไปยังส่วนอื่น ๆ ของเมมเบรนหรือลึกเข้าไปในเซลล์

1. มอเตอร์ (หดตัว). ให้ความสามารถของเซลล์ในการเคลื่อนย้ายและเปลี่ยนรูปร่าง ตัวอย่างเช่น โปรตีนแอกตินและไมโอซินที่หดตัวทำหน้าที่ในกล้ามเนื้อโครงร่างและเซลล์อื่นๆ อีกมากมาย microtubules ของ cilia และ flagella ของเซลล์ยูคาริโอตรวมถึงโปรตีน tubulin
2. กฎระเบียบ. เป็นฮอร์โมนโปรตีนในสัตว์ที่ควบคุมการเจริญเติบโต วัยแรกรุ่น วงจรทางเพศ การเปลี่ยนแปลงของผิวหนัง ฯลฯ โปรตีนบางชนิดควบคุมกิจกรรมการเผาผลาญ
3. ขนส่ง. โปรตีนขนส่งไอออนอนินทรีย์ ก๊าซ (ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์) และสารอินทรีย์จำเพาะ โปรตีนการขนส่งพบได้ในเยื่อหุ้มเซลล์ ในเซลล์เม็ดเลือดแดง ฯลฯ มีโปรตีนขนส่งในเลือดที่จดจำและผูกฮอร์โมนบางชนิดและนำไปยังเซลล์บางเซลล์ ตัวอย่างเช่น เฮโมไซยานิน (โปรตีนสีน้ำเงิน) ในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง และฮีโมโกลบินในสัตว์มีกระดูกสันหลังจะนำพาออกซิเจน
4. พื้นที่จัดเก็บ. พวกเขาสามารถเก็บไว้ในเอนโดสเปิร์มของเมล็ดพืชหลายชนิด (จาก 15-25% ในธัญพืช, มากถึง 45% ในพืชตระกูลถั่ว), ในไข่ของนก, สัตว์เลื้อยคลาน ฯลฯ
5. มีคุณค่าทางโภชนาการ. เอ็มบริโอของเมล็ดพืชบางชนิดใช้โปรตีนในระยะแรกของการพัฒนาซึ่งจะถูกเก็บไว้เป็นสารสำรอง
6. พลังงาน. เมื่อโปรตีนถูกทำลาย พลังงานจะถูกปล่อยออกมา กรดอะมิโนที่เกิดขึ้นระหว่างการสลายโปรตีนอาจนำไปใช้ในการสังเคราะห์โปรตีนที่ร่างกายต้องการ หรือสลายตัวเพื่อปล่อยพลังงาน เมื่อสลายโปรตีน 1 กรัมโดยสมบูรณ์ จะปล่อยพลังงานออกมาโดยเฉลี่ย 17.2 กิโลจูล อย่างไรก็ตาม โปรตีนไม่ค่อยถูกใช้เป็นแหล่งพลังงาน โดยเฉพาะเมื่อคาร์โบไฮเดรตและไขมันสำรองหมดลง
7. เอนไซม์ (ตัวเร่งปฏิกิริยา). ฟังก์ชั่นนี้ดำเนินการโดยโปรตีน - เอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาทางชีวเคมีในร่างกาย
8. ฟังก์ชั่นสารป้องกันการแข็งตัว. พลาสมาในเลือดของสิ่งมีชีวิตบางชนิดมีโปรตีนที่ป้องกันไม่ให้แข็งตัวในอุณหภูมิต่ำ

สิ่งมีชีวิตบางชนิดที่อาศัยอยู่ในสภาพอากาศร้อนมีโปรตีนที่ไม่ทำให้เสียสภาพแม้ที่อุณหภูมิ +50...90 °C

โปรตีนบางชนิดก่อให้เกิดสารเชิงซ้อนเชิงซ้อนซึ่งมีเม็ดสีและกรดนิวคลีอิก

การเสียสภาพ– นี่เป็นการละเมิดโครงสร้างเชิงพื้นที่ดั้งเดิมของโมเลกุลโปรตีนภายใต้อิทธิพลของอิทธิพลภายนอก

อิทธิพลภายนอกดังกล่าว ได้แก่ ความร้อน (การสูญเสียสภาพจากความร้อน); การสั่น การทุบตี และอิทธิพลทางกลฉับพลันอื่นๆ (การเสื่อมสภาพของพื้นผิว) ความเข้มข้นสูงของไฮโดรเจนหรือไฮดรอกซิลไอออน (การเปลี่ยนสภาพของกรดหรือด่าง) การคายน้ำอย่างเข้มข้นระหว่างการอบแห้งและการแช่แข็งผลิตภัณฑ์ ฯลฯ

สำหรับกระบวนการทางเทคโนโลยีของการผลิตอาหาร การสูญเสียสภาพเนื่องจากความร้อนของโปรตีนมีความสำคัญในทางปฏิบัติมากที่สุด เมื่อโปรตีนถูกให้ความร้อน การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของอะตอมและโซ่โพลีเปปไทด์ในโมเลกุลโปรตีนจะเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากการเชื่อมโยงข้ามที่อ่อนแอที่เรียกว่าระหว่างโซ่โพลีเปปไทด์ (เช่นไฮโดรเจน) จะถูกทำลาย และปฏิกิริยาที่ไม่ชอบน้ำและปฏิกิริยาอื่น ๆ ระหว่างด้านข้าง โซ่อ่อนลง เป็นผลให้โครงสร้างของโซ่โพลีเปปไทด์ในโมเลกุลโปรตีนเปลี่ยนแปลงไป ในโปรตีนทรงกลม โปรตีนทรงกลมจะเผยออก ตามด้วยการพับในรูปแบบใหม่ พันธะที่แข็งแกร่ง (โควาเลนต์) ของโมเลกุลโปรตีน (เปปไทด์, ไดซัลไฟด์) จะไม่ขาดระหว่างการจัดเรียงใหม่ การสูญเสียความร้อนของโปรตีนคอลลาเจนไฟบริลลาร์สามารถแสดงได้ในรูปแบบของการหลอมเนื่องจากเป็นผลมาจากการทำลายการเชื่อมโยงข้ามจำนวนมากระหว่างโซ่โพลีเปปไทด์ โครงสร้างไฟบริลลาร์ของมันจะหายไปและเส้นใยคอลลาเจนกลายเป็นมวลแก้วที่เป็นของแข็ง

ในการจัดเรียงโมเลกุลของโปรตีนใหม่ในระหว่างการสูญเสียสภาพธรรมชาติ บทบาทเชิงรุกคือน้ำซึ่งมีส่วนร่วมในการก่อตัวของโครงสร้างโครงสร้างใหม่ของโปรตีนที่ถูกทำให้เสียสภาพ โปรตีนที่ขาดน้ำโดยสมบูรณ์ซึ่งแยกได้ในรูปผลึก มีความเสถียรมากและไม่ทำให้เสียสภาพ แม้ว่าจะโดนความร้อนที่อุณหภูมิ 100 °C หรือสูงกว่าเป็นเวลานานก็ตาม ยิ่งโปรตีนมีความชุ่มชื้นมากขึ้นและความเข้มข้นในสารละลายลดลง ผลกระทบจากอิทธิพลภายนอกก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้นเท่านั้น

การสูญเสียสภาพธรรมชาติจะมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของโปรตีน: การสูญเสียกิจกรรมทางชีวภาพ ความจำเพาะของสายพันธุ์ ความสามารถในการให้ความชุ่มชื้น (ละลาย บวม); ปรับปรุงความสามารถในการโจมตีด้วยเอนไซม์โปรตีโอไลติก (รวมถึงเอนไซม์ย่อยอาหาร) เพิ่มปฏิกิริยาของโปรตีน การรวมตัวของโมเลกุลโปรตีน

การสูญเสียกิจกรรมทางชีวภาพของโปรตีนอันเป็นผลมาจากการสูญเสียสภาพจากความร้อนนำไปสู่การหยุดการทำงานของเอนไซม์ที่มีอยู่ในเซลล์พืชและสัตว์ เช่นเดียวกับการตายของจุลินทรีย์ที่เข้าสู่ผลิตภัณฑ์ในระหว่างการผลิต การขนส่ง และการเก็บรักษา โดยทั่วไป กระบวนการนี้ได้รับการประเมินในเชิงบวก เนื่องจากผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปสามารถเก็บไว้ได้ค่อนข้างนาน (แช่เย็นหรือแช่แข็ง) ในกรณีที่ไม่มีการปนเปื้อนซ้ำของจุลินทรีย์

ผลจากการสูญเสียความจำเพาะของสายพันธุ์ด้วยโปรตีน ทำให้คุณค่าทางโภชนาการของผลิตภัณฑ์ไม่ลดลง ในบางกรณี คุณสมบัติของโปรตีนนี้ใช้เพื่อควบคุมกระบวนการทางเทคโนโลยี ตัวอย่างเช่นโดยการเปลี่ยนสีของโครโมโปรตีนเนื้อ, ไมโอโกลบินจากสีแดงเป็นสีน้ำตาลอ่อน, ความพร้อมในการทำอาหารของอาหารประเภทเนื้อสัตว์ส่วนใหญ่จะถูกตัดสิน

การสูญเสียความสามารถของโปรตีนในการให้ความชุ่มชื้นนั้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อโครงสร้างของโซ่โพลีเปปไทด์เปลี่ยนไปกลุ่มที่ไม่ชอบน้ำจะปรากฏบนพื้นผิวของโมเลกุลโปรตีนและกลุ่มที่ชอบน้ำจะถูกปิดกั้นอันเป็นผลมาจากการก่อตัวของพันธะภายในโมเลกุล

การปรับปรุงการไฮโดรไลซิสของโปรตีนที่ถูกทำลายโดยเอนไซม์โปรตีโอไลติกและการเพิ่มความไวต่อรีเอเจนต์เคมีหลายชนิดนั้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าในโปรตีนพื้นเมืองกลุ่มเปปไทด์และกลุ่มการทำงาน (ปฏิกิริยา) จำนวนมากได้รับการปกป้องโดยเปลือกไฮเดรชั่นภายนอกหรือตั้งอยู่ ภายในโปรตีนโกลบูลจึงได้รับการปกป้องจากอิทธิพลภายนอก

ในระหว่างการสลายสภาพ กลุ่มเหล่านี้จะปรากฏบนพื้นผิวของโมเลกุลโปรตีน

การรวมกลุ่ม - นี่คือปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลโปรตีนที่ถูกทำลายซึ่งเป็นผลมาจากพันธะระหว่างโมเลกุลที่เกิดขึ้นทั้งที่แข็งแกร่งเช่นไดซัลไฟด์และพันธะที่อ่อนแอจำนวนมาก

ผลที่ตามมาของการรวมตัวของโมเลกุลโปรตีนคือการก่อตัวของอนุภาคขนาดใหญ่ขึ้น ผลที่ตามมาของการรวมตัวของอนุภาคโปรตีนเพิ่มเติมจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของโปรตีนในสารละลาย ในสารละลายที่มีความเข้มข้นต่ำ เกล็ดโปรตีนจะก่อตัวขึ้น ตกตะกอนหรือลอยไปที่พื้นผิวของของเหลว (มักเกิดฟอง) ตัวอย่างของการรวมกลุ่มประเภทนี้คือการตกตะกอนของเกล็ดแลคโตอัลบูมินที่เสียสภาพ (เมื่อต้มนม) การก่อตัวของเกล็ดโปรตีนและโฟมบนพื้นผิวของเนื้อสัตว์และน้ำซุปปลา ความเข้มข้นของโปรตีนในสารละลายเหล่านี้ไม่เกิน 1%

เมื่อโปรตีนสูญเสียสภาพในสารละลายโปรตีนที่มีความเข้มข้นมากขึ้น อันเป็นผลมาจากการรวมตัวของพวกมัน จะเกิดเยลลี่ต่อเนื่องขึ้นซึ่งจะกักเก็บน้ำทั้งหมดที่มีอยู่ในระบบ การรวมตัวของโปรตีนประเภทนี้จะสังเกตได้ในระหว่างการให้ความร้อนกับเนื้อสัตว์ ปลา ไข่ และส่วนผสมต่างๆ ตามโปรตีนเหล่านี้ ไม่ทราบความเข้มข้นของโปรตีนที่เหมาะสมที่สุดซึ่งสารละลายโปรตีนก่อตัวเป็นเยลลี่ต่อเนื่องภายใต้สภาวะการให้ความร้อน เมื่อพิจารณาว่าความสามารถของโปรตีนในการสร้างเยลลี่นั้นขึ้นอยู่กับการกำหนดค่า (ความไม่สมมาตร) ของโมเลกุลนั้นจะต้องสันนิษฐานว่าขีดจำกัดความเข้มข้นที่ระบุนั้นแตกต่างกันสำหรับโปรตีนที่แตกต่างกัน

โปรตีนในสถานะของเยลลี่ที่มีน้ำไม่มากก็น้อยจะมีความหนาแน่นมากขึ้นในระหว่างการทำให้เสียสภาพจากความร้อน เช่น การคายน้ำเกิดขึ้นจากการปล่อยของเหลวออกสู่สิ่งแวดล้อม ตามกฎแล้วเยลลี่ที่อุ่นจะมีปริมาตรน้ำหนักความเป็นพลาสติกน้อยลงรวมถึงความแข็งแรงเชิงกลที่เพิ่มขึ้นและความยืดหยุ่นที่มากขึ้นเมื่อเทียบกับเยลลี่ดั้งเดิมของโปรตีนพื้นเมือง การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ยังเป็นผลมาจากการรวมตัวของโมเลกุลโปรตีนที่เสียสภาพอีกด้วย ลักษณะทางรีโอโลจีของเยลลี่บดอัดนั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ, pH ของตัวกลาง และระยะเวลาการให้ความร้อน

การสูญเสียสภาพของโปรตีนในเยลลี่ ควบคู่ไปกับการบดอัดและการแยกน้ำ เกิดขึ้นระหว่างการให้ความร้อนกับเนื้อสัตว์ ปลา พืชตระกูลถั่วในการปรุงอาหาร และผลิตภัณฑ์แป้งอบ

โปรตีนแต่ละชนิดมีอุณหภูมิการเสียสภาพจำเพาะ ในผลิตภัณฑ์อาหารและผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป ระดับอุณหภูมิต่ำสุดมักจะสังเกตได้จากการเปลี่ยนแปลงการเสียสภาพที่มองเห็นได้ในโปรตีนที่อยู่ในห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่ ตัวอย่างเช่นสำหรับโปรตีนจากปลาอุณหภูมินี้จะอยู่ที่ประมาณ 30 C สำหรับไข่ขาว - 55 C

ที่ค่า pH ใกล้กับจุดไอโซอิเล็กทริกของโปรตีน การสูญเสียสภาพจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่าและมาพร้อมกับภาวะขาดน้ำสูงสุดของโปรตีน การเปลี่ยนแปลงค่า pH ของตัวกลางในทิศทางเดียวหรือทิศทางอื่นจากจุดไอโซอิเล็กทริกของโปรตีนจะช่วยเพิ่มเสถียรภาพทางความร้อน ดังนั้น โกลบูลิน X ซึ่งแยกได้จากเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อปลาซึ่งมีจุดไอโซอิเล็กทริกที่ pH 6.0 จะเสียสภาพที่ 50 °C ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดเล็กน้อย (pH 6.5) และที่ 80 °C ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง (pH 7.0)

ปฏิกิริยาของสิ่งแวดล้อมยังส่งผลต่อระดับการขาดน้ำของโปรตีนในเยลลี่ในระหว่างการอบชุบผลิตภัณฑ์ด้วยความร้อน การเปลี่ยนแปลงโดยตรงในปฏิกิริยาของสภาพแวดล้อมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีเพื่อปรับปรุงคุณภาพของอาหาร ดังนั้นเมื่อล่าเนื้อสัตว์ปีก ปลา เนื้อตุ๋น หมักเนื้อสัตว์และปลาก่อนทอด จะมีการเติมกรด ไวน์ หรือเครื่องปรุงรสที่เป็นกรดอื่นๆ เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดโดยมีค่า pH ต่ำกว่าจุดไอโซอิเล็กทริกของโปรตีนผลิตภัณฑ์อย่างมีนัยสำคัญ ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ การขาดน้ำของโปรตีนในเยลลี่จะลดลง และผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะมีความฉ่ำมากขึ้น

ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด คอลลาเจนของเนื้อสัตว์และปลาจะพองตัว อุณหภูมิการเสื่อมสภาพจะลดลง และการเปลี่ยนไปใช้กลูตินจะเร่งขึ้น ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปมีความนุ่มมากขึ้น

อุณหภูมิของการสูญเสียโปรตีนจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีโปรตีนอื่นๆ ที่ทนความร้อนได้มากกว่าและสารที่ไม่ใช่โปรตีนบางชนิด เช่น ซูโครส คุณสมบัติของโปรตีนนี้ใช้เมื่อในระหว่างการให้ความร้อน จำเป็นต้องเพิ่มอุณหภูมิของส่วนผสม (เช่น เพื่อจุดประสงค์ในการพาสเจอร์ไรซ์) เพื่อป้องกันการสูญเสียโปรตีน การสูญเสียสภาพเนื่องจากความร้อนของโปรตีนบางชนิดสามารถเกิดขึ้นได้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่มองเห็นได้ในสารละลายโปรตีน ดังที่สังเกตได้ ตัวอย่างเช่น ในเคซีนในนม

ผลิตภัณฑ์อาหารปรุงสุกอาจมีโปรตีนพื้นเมืองที่ไม่ผ่านการแปรรูปในปริมาณมากหรือน้อยกว่า รวมถึงเอนไซม์บางชนิดด้วย

คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของโปรตีนคือความสามารถในการแสดงคุณสมบัติทั้งที่เป็นกรดและพื้นฐาน กล่าวคือ ทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์แบบแอมโฟเทอริก โปรตีนเข้าสู่ปฏิกิริยาเคมีอย่างแข็งขัน คุณสมบัตินี้เกิดจากการที่กรดอะมิโนที่ประกอบเป็นโปรตีนมีหมู่ฟังก์ชันที่แตกต่างกันซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากับสารอื่นได้ โปรตีนมีความสัมพันธ์กับน้ำสูง กล่าวคือ เป็นโปรตีนที่ชอบน้ำ ความสามารถในการละลายน้ำที่แตกต่างกัน โปรตีนที่ละลายน้ำได้จะก่อให้เกิดสารละลายคอลลอยด์ การไฮโดรไลซิส - ภายใต้การกระทำของสารละลายของกรดแร่หรือเอนไซม์ โครงสร้างหลักของโปรตีนจะถูกทำลายและเกิดส่วนผสมของกรดอะมิโนขึ้น

การสูญเสียสภาพธรรมชาติคือการสูญเสียโครงสร้างโครงสร้างของโมเลกุลโปรตีน (ทุติยภูมิ ตติยภูมิ ควอเทอร์นารี)อาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ การขาดน้ำ การฉายรังสี การเปลี่ยนแปลงของ pH ฯลฯ การเสียสภาพสามารถย้อนกลับหรือกลับไม่ได้ การสูญเสียสภาพแบบพลิกกลับได้ไม่ส่งผลต่อโครงสร้างหลัก การสูญเสียสภาพที่ไม่สามารถกลับคืนสภาพเดิมได้จะทำลายโครงสร้างหลัก หากการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมไม่นำไปสู่การทำลายโครงสร้างหลักของโมเลกุล จากนั้นเมื่อสภาพแวดล้อมปกติกลับคืนมา โครงสร้างของโปรตีนจะถูกสร้างขึ้นใหม่ทั้งหมด - การเปลี่ยนสภาพใหม่

หน้าที่ของโปรตีนในเซลล์

หน้าที่ที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของโปรตีนในเซลล์คือ การก่อสร้าง : โปรตีนเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของเยื่อหุ้มเซลล์ทั้งหมดในออร์แกเนลล์ของเซลล์ เช่นเดียวกับโครงสร้างนอกเซลล์ สิ่งที่สำคัญที่สุดก็คือ ถึง วิเคราะห์ การทำงานของโปรตีน ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพทั้งหมด - เอนไซม์ - เป็นสารที่มีลักษณะเป็นโปรตีน พวกมันเร่งปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์นับหมื่นครั้ง เอนไซม์จะกระตุ้นปฏิกิริยาเดียวเท่านั้น ได้แก่ มันมีความเฉพาะเจาะจงมาก ปฏิกิริยาของเอนไซม์ที่มีความจำเพาะสูงนั้นเกิดจากการที่การกำหนดค่าเชิงพื้นที่ของศูนย์กลางแอคทีฟของเอนไซม์คือ บริเวณของโปรตีนที่จับกับโมเลกุลตรงกับโครงสร้างของโมเลกุลนั้นทุกประการ มอเตอร์ การทำงานของร่างกายมั่นใจได้ด้วยโปรตีนที่หดตัว โปรตีนเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวทุกประเภทที่เซลล์และสิ่งมีชีวิตสามารถทำได้: การกะพริบของตาและการตีแฟลเจลลาในโปรโตซัว การหดตัวของกล้ามเนื้อในสัตว์ ขนส่ง หน้าที่ของโปรตีนคือการยึดองค์ประกอบทางเคมี (เช่น ออกซิเจน) หรือสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (ฮอร์โมน) แล้วขนส่งไปยังเนื้อเยื่อและอวัยวะต่างๆ ของร่างกาย เมื่อโปรตีนหรือจุลินทรีย์จากต่างประเทศเข้าสู่ร่างกาย โปรตีนพิเศษ - แอนติบอดี - จะถูกสร้างขึ้นในเซลล์เม็ดเลือดขาว - เม็ดเลือดขาว พวกมันจับและต่อต้านสารที่ผิดปกติต่อร่างกาย นี่เป็นการแสดงออกถึง ป้องกัน การทำงานของโปรตีน โปรตีนยังทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานอย่างหนึ่งในเซลล์ กล่าวคือ โปรตีนทำหน้าที่ พลังงานการทำงาน. เมื่อโปรตีน 1 กรัมถูกทำลายจนหมด พลังงานจะถูกปล่อยออกมา 17.6 กิโลจูล

เอนไซม์ คุณสมบัติพื้นฐานของกระบวนการเอนไซม์

เอนไซม์ หรือเอนไซม์ - โดยปกติแล้วโมเลกุลโปรตีนหรือโมเลกุล RNA (ไรโบไซม์) หรือสารเชิงซ้อนที่เร่ง (กระตุ้น) ปฏิกิริยาเคมีในระบบสิ่งมีชีวิตโปรตีนเฉพาะที่เพิ่มอัตราปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ปฏิกิริยาทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับเอนไซม์ดำเนินไปเป็นหลัก ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง เป็นด่างเล็กน้อย หรือเป็นกรดเล็กน้อยอย่างไรก็ตาม กิจกรรมสูงสุดของเอนไซม์แต่ละตัวจะเกิดขึ้นที่ค่า pH ที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด สำหรับการทำงานของเอนไซม์ส่วนใหญ่ในสัตว์เลือดอุ่น อุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดคือ 37-40C ในพืชที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0C การทำงานของเอนไซม์ไม่ได้หยุดอย่างสมบูรณ์แม้ว่ากิจกรรมที่สำคัญของพืชจะลดลงอย่างรวดเร็วก็ตาม ตามกฎแล้วกระบวนการของเอนไซม์ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 70C เนื่องจากเอนไซม์ก็เหมือนกับโปรตีนอื่นๆ ที่จะถูกทำลายจากความร้อน (การทำลายโครงสร้าง)

โครงสร้างของเอนไซม์

เอนไซม์ประกอบด้วยบริเวณที่ทำหน้าที่ต่างกัน:

1. Active center - การรวมกันของกรดอะมิโนที่ตกค้าง (ปกติคือ 12-16) ที่ให้การจับโดยตรงกับโมเลกุลของสารตั้งต้น(สารตั้งต้น (S) คือสารที่มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีเป็นผลิตภัณฑ์ (P) ถูกเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ (E)) และทำการเร่งปฏิกิริยา อนุมูลของกรดอะมิโนในแอคทีฟเซ็นเตอร์สามารถอยู่ร่วมกันแบบใดก็ได้ โดยมีกรดอะมิโนอยู่ใกล้ๆ ซึ่งอยู่ห่างจากกันอย่างมากในสายโซ่เชิงเส้น เอนไซม์ที่มีโมโนเมอร์หลายตัวอาจมีแอคทีฟเซ็นเตอร์หลายตัวตามจำนวนหน่วยย่อย นอกจากนี้ หน่วยย่อยตั้งแต่สองหน่วยขึ้นไปสามารถสร้างไซต์ที่ใช้งานอยู่แห่งเดียวได้

ในทางกลับกัน ศูนย์กลางที่ใช้งานอยู่จะแบ่งออกเป็นสองภูมิภาค:

จุดยึด (หน้าสัมผัส การยึดเกาะ ศูนย์การดูดซับ) – รับผิดชอบในการยึดเกาะและการวางแนวของสารตั้งต้นในศูนย์กลางที่ใช้งานอยู่

ตัวเร่งปฏิกิริยา - รับผิดชอบโดยตรงต่อปฏิกิริยา

2. ศูนย์ Allosteric (allos - ต่างประเทศ) - ศูนย์กลางสำหรับควบคุมการทำงานของเอนไซม์ซึ่งแยกออกจากศูนย์กลางเชิงพื้นที่และไม่มีอยู่ในเอนไซม์ทั้งหมดการจับกับศูนย์กลางอัลโลสเตอริกของโมเลกุลใด ๆ (เรียกว่าแอคติเวเตอร์หรือสารยับยั้งรวมถึงเอฟเฟกต์โมดูเลเตอร์ตัวควบคุม) ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการกำหนดค่าของโปรตีนของเอนไซม์และเป็นผลให้อัตราของปฏิกิริยาของเอนไซม์ สารควบคุมดังกล่าวอาจเป็นผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยานี้หรือปฏิกิริยาใดปฏิกิริยาหนึ่งที่ตามมา สารตั้งต้นของปฏิกิริยา หรือสารอื่น เอนไซม์อัลโลสเตอริกเป็นโปรตีนโพลีเมอร์

การสูญเสียสภาพเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งภายใต้อิทธิพลของปัจจัยภายนอก (อุณหภูมิ, ความเครียดเชิงกล, การกระทำของกรด, อัลคาลิส, อัลตราซาวนด์ ฯลฯ ) การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในโครงสร้างทุติยภูมิตติยภูมิและควอเทอร์นารีของโมเลกุลโปรตีนขนาดใหญ่เช่น โครงสร้างเชิงพื้นที่ดั้งเดิม (ธรรมชาติ) โครงสร้างหลักและองค์ประกอบทางเคมีของโปรตีนจึงไม่เปลี่ยนแปลง

ในระหว่างการปรุงอาหาร การสูญเสียโปรตีนมักเกิดจากความร้อน กระบวนการนี้เกิดขึ้นแตกต่างกันในโปรตีนทรงกลมและไฟบริลลาร์

ในโปรตีนทรงกลม เมื่อถูกความร้อน การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของสายโซ่โพลีเปปไทด์ภายในทรงกลมจะเพิ่มขึ้น พันธะไฮโดรเจนที่ยึดพวกมันไว้ในตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งจะแตกออก และสายโซ่โพลีเปปไทด์จะกางออกแล้วพับในลักษณะใหม่ ในกรณีนี้ หมู่ที่ชอบน้ำที่มีขั้ว (มีประจุ) ที่อยู่บนพื้นผิวของทรงกลมและรับรองว่าประจุและความเสถียรของมันจะเคลื่อนที่ภายในทรงกลม และหมู่ที่ไม่ชอบน้ำที่ทำปฏิกิริยา (ไดซัลไฟด์ ซัลไฟด์ริล ฯลฯ) ที่ไม่สามารถกักเก็บน้ำไว้จะมายังพื้นผิวของมัน .

การสูญเสียสภาพจะมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของโปรตีน:

การสูญเสียคุณสมบัติส่วนบุคคล (เช่นการเปลี่ยนสีของเนื้อเมื่อถูกความร้อนเนื่องจากการเสื่อมสภาพของไมโอโกลบิน)

การสูญเสียกิจกรรมทางชีวภาพ (เช่น มันฝรั่ง เห็ด แอปเปิ้ลและผลิตภัณฑ์จากพืชอื่น ๆ จำนวนหนึ่งมีเอนไซม์ที่ทำให้สีเข้มขึ้น เมื่อสูญเสียสภาพธรรมชาติ โปรตีนของเอนไซม์จะสูญเสียกิจกรรม)

เพิ่มการโจมตีโดยเอนไซม์ย่อยอาหาร (ตามกฎแล้วอาหารที่ได้รับความร้อนซึ่งมีโปรตีนจะถูกย่อยได้เต็มที่และง่ายขึ้น)

สูญเสียความสามารถในการให้ความชุ่มชื้น (ละลาย, บวม);

การสูญเสียความเสถียรของโปรตีนโกลบูลซึ่งมาพร้อมกับการรวมตัว (การแข็งตัวหรือการแข็งตัวของโปรตีน)

การรวมตัวคือปฏิกิริยาของโมเลกุลโปรตีนที่ถูกทำลายซึ่งมาพร้อมกับการก่อตัวของอนุภาคขนาดใหญ่ขึ้น ภายนอกสิ่งนี้จะแสดงออกมาแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความเข้มข้นและสถานะคอลลอยด์ของโปรตีนในสารละลาย ดังนั้นในสารละลายที่มีความเข้มข้นต่ำ (มากถึง 1%) โปรตีนที่จับตัวเป็นก้อนจะเกิดเป็นเกล็ด (โฟมบนพื้นผิวของน้ำซุป) ในสารละลายโปรตีนที่มีความเข้มข้นมากขึ้น (เช่น ไข่ขาว) การสูญเสียสภาพจะสร้างเจลต่อเนื่องเพื่อกักเก็บน้ำทั้งหมดที่มีอยู่ในระบบคอลลอยด์

โปรตีนซึ่งเป็นเจลที่ได้รับน้ำไม่มากก็น้อย (โปรตีนในกล้ามเนื้อของเนื้อสัตว์, สัตว์ปีก, ปลา, โปรตีนของธัญพืช, พืชตระกูลถั่ว, แป้งหลังการให้น้ำ ฯลฯ) จะมีความหนาแน่นมากขึ้นในระหว่างการทำให้เสียสภาพและการขาดน้ำเกิดขึ้นจากการแยกของเหลวออกสู่สิ่งแวดล้อม . ตามกฎแล้วเจลโปรตีนที่ได้รับความร้อนจะมีปริมาตร น้ำหนัก ความแข็งแรงเชิงกลและความยืดหยุ่นที่น้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเจลดั้งเดิมของโปรตีนพื้นเมือง (ธรรมชาติ) อัตราการรวมตัวของโซลโปรตีนขึ้นอยู่กับค่า pH ของตัวกลาง โปรตีนมีความคงตัวน้อยกว่าเมื่ออยู่ใกล้จุดไอโซอิเล็กทริก

เพื่อปรับปรุงคุณภาพของอาหารและผลิตภัณฑ์ทำอาหารจึงมีการใช้การเปลี่ยนแปลงโดยตรงในปฏิกิริยาของสภาพแวดล้อมอย่างกว้างขวาง ดังนั้นเมื่อหมักเนื้อสัตว์ สัตว์ปีก ปลา ก่อนทอด เติมกรดซิตริกหรือไวน์ขาวแห้งเมื่อล่าปลาและไก่ การใช้มะเขือเทศบดเมื่อตุ๋นเนื้อสัตว์ ฯลฯ สร้างสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดโดยมีค่า pH ต่ำกว่าจุดไอโซอิเล็กทริกของโปรตีนในผลิตภัณฑ์อย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากการขาดโปรตีนน้อยลง ผลิตภัณฑ์จึงมีความฉ่ำมากขึ้น

โปรตีนไฟบริลลาร์เสื่อมสภาพในลักษณะที่แตกต่างกัน: พันธะที่ยึดเกลียวของสายโซ่โพลีเปปไทด์จะถูกทำลาย และโปรตีนไฟบริล (เส้นใย) จะมีความยาวสั้นลง สิ่งนี้จะทำลายโปรตีนของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของเนื้อสัตว์และปลา วรรณกรรม

การเสียสภาพมี 2 ประเภท:

การสูญเสียสภาพแบบพลิกกลับได้ - การเปลี่ยนสภาพใหม่หรือการเปิดใช้งานใหม่ - เป็นกระบวนการที่โปรตีนที่ถูกแปลงสภาพหลังจากกำจัดสารที่เปลี่ยนสภาพออกไปแล้ว จะจัดตัวเองอีกครั้งให้เป็นโครงสร้างดั้งเดิมพร้อมการฟื้นฟูกิจกรรมทางชีวภาพ

การสูญเสียสภาพธรรมชาติที่ไม่สามารถกลับคืนสภาพเดิมได้เป็นกระบวนการที่กิจกรรมทางชีวภาพจะไม่กลับคืนมาหลังจากที่สารสลายสภาพถูกกำจัดออกไปแล้ว

ดังนั้น การสูญเสียสภาพเกิดจากปัจจัยทางกายภาพ ได้แก่ อุณหภูมิ ความดัน อิทธิพลทางกล อัลตราโซนิกและรังสีไอออไนซ์ ปัจจัยทางเคมี: กรด, ด่าง, ตัวทำละลายอินทรีย์, อัลคาลอยด์, เกลือของโลหะหนัก

การตีไข่ขาวและครีมจะเปลี่ยนเป็นโฟมซึ่งประกอบด้วยฟองอากาศที่ล้อมรอบด้วยฟิล์มโปรตีนบาง ๆ ซึ่งก่อตัวพร้อมกับการแตกสายโซ่โพลีเปปไทด์อันเป็นผลมาจากการแตกพันธะภายใต้การกระทำเชิงกล ดังนั้นในระหว่างการก่อตัวของฟิล์มจะเกิดการสูญเสียโปรตีนบางส่วนหรือทั้งหมด การสูญเสียสภาพประเภทนี้เรียกว่าการสูญเสียสภาพโปรตีนที่พื้นผิว

การสูญเสียสภาพธรรมชาติจากความร้อนของโปรตีนมีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับกระบวนการทำอาหาร กลไกของการสูญเสียสภาพเนื่องจากความร้อนของโปรตีนสามารถพิจารณาได้โดยใช้ตัวอย่างของโปรตีนทรงกลม โมเลกุลหลักของโปรตีนทรงกลมประกอบด้วยสายโซ่โพลีเปปไทด์ตั้งแต่หนึ่งเส้นขึ้นไปพับเป็นรอยพับและก่อตัวเป็นขด โครงสร้างนี้ได้รับความเสถียรด้วยพันธะที่อ่อนแอ ซึ่งพันธะไฮโดรเจนมีบทบาทสำคัญในการสร้างสะพานข้ามระหว่างโซ่เปปไทด์คู่ขนานหรือรอยพับของมัน

เมื่อโปรตีนถูกให้ความร้อน การเคลื่อนไหวที่เพิ่มขึ้นของโซ่โพลีเปปไทด์หรือรอยพับจะเริ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่การทำลายพันธะที่เปราะบางระหว่างพวกมัน โปรตีนจะแผ่ออกและรับรูปร่างที่ผิดปกติและไม่เป็นธรรมชาติ ไฮโดรเจนและพันธะอื่นๆ ถูกสร้างขึ้นในตำแหน่งที่ผิดปกติสำหรับโมเลกุลที่กำหนด และโครงสร้างของโมเลกุลก็เปลี่ยนไป เป็นผลให้การพับและการจัดเรียงรอยพับใหม่เกิดขึ้นพร้อมกับการกระจายตัวของกลุ่มขั้วและกลุ่มไม่มีขั้วและอนุมูลที่ไม่ใช่ขั้วจะรวมตัวกันที่พื้นผิวของทรงกลมซึ่งจะช่วยลดความสามารถในการชอบน้ำของพวกมัน ในระหว่างการสลายตัว โปรตีนจะไม่ละลายน้ำ และสูญเสียความสามารถในการบวมไม่มากก็น้อย

ด้วยการบำบัดความร้อนเป็นเวลานาน โปรตีนจะมีการเปลี่ยนแปลงที่ลึกซึ้งมากขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับการทำลายโมเลกุลขนาดใหญ่ ในระยะแรกของการเปลี่ยนแปลง หมู่ฟังก์ชันสามารถแยกออกจากโมเลกุลโปรตีนเพื่อสร้างสารประกอบระเหยได้ เช่น แอมโมเนีย ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไฮโดรเจนฟอสไฟด์ คาร์บอนไดออกไซด์ เป็นต้น เมื่อสะสมอยู่ในผลิตภัณฑ์จะมีส่วนร่วมในการก่อตัวของรสชาติและกลิ่น ของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ด้วยการบำบัดด้วยความร้อนเพิ่มเติม โปรตีนจะถูกไฮโดรไลซ์และพันธะหลัก (เปปไทด์) จะถูกทำลายด้วยการก่อตัวของสารไนโตรเจนที่ละลายน้ำได้ซึ่งมีลักษณะที่ไม่ใช่โปรตีน (เช่นการเปลี่ยนคอลลาเจนเป็นกลูติน) การทำลายโปรตีนอาจเป็นเทคนิคการทำอาหารแบบกำหนดเป้าหมายที่ช่วยเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการทางเทคโนโลยี