深海火山附近的螃蟹、盲虾可以忍受400℃ 高温,如何煮熟食用

深海火山,热液喷口形成于海水与岩浆交汇处,热液流体中含有的矿物在冷却时形成烟囱状结构。

黑烟囱附近生活的一些小生物,有盲虾、盲蟹,还有一种很有名的蜗牛,叫做鳞角腹足蜗牛,身上披着硫化铁的硬壳。

它们都生活在400度的高温热水中。

那么它们到底能不能被煮熟呢?答案是可以被煮熟的。这个问题和组成生物体的蛋白质结构有关。

世界上所有的生物都是从单细胞的真核生物演化来的,盲蟹、盲虾的细胞结构和禽类、爬行类、哺乳动物差不多,组成身体的蛋白质也类似。

鸡蛋就是一大块蛋白质。为什么鸡蛋在生的时候是半流质的状态,煮熟了以后就变成凝固的状态了呢?

鸡蛋到底起了化学变化,还是起了物理变化?

蛋白质的分子是氨基酸的长链,因为长,所以它会折叠弯曲。折叠弯曲以后的蛋白质,被称为蛋白质的空间构象,这种折叠会反复多次,会形成2级、3级和4级的折叠。

折叠以后的蛋白质,才具有完整的蛋白质的功能。

折叠以后的蛋白质之所以能够保持稳定的形态,是因为有一种叫做氢键的分子间力锁定了这些折叠。

氢键提供了蛋白质折叠、蛋白质结构和分子识别的大部分定向相互作用。大多数蛋白质结构的核心是由α折叠和β折叠等二级结构组成。这满足了蛋白质疏水核心中主链羰基氧和酰胺氮之间的氢键势。

蛋白质与其配体(蛋白质、核酸、底物、效应剂或抑制剂)之间的氢键提供了相互作用的方向性和特异性。

我们知道原子是由原子核和围绕在原子核外运行的电子云所构成的,在没有形成分子的时候是球对称的,不表现出正负极性。

但是形成分子以后,因为要共享电子对,所以电子云的形状发生了偏转,原子就会在某一个部分显示出电正性或者是电负性。

这种电正性和电负性会相互吸引,最常见的就是氢原子和其他原子相互吸引,形成的所谓氢键。

在蛋白质的空间构象中,氢键提供了70%的结构锁定,另外30%由二硫键提供。

蛋白质分子形成空间构象,就像一个卷成一团的毛线团。没有煮熟的鸡蛋,里面的蛋白质就是这样团状的,所以它具有一定的流动性。

煮熟的鸡蛋,锁定蛋白质结构的氢键被破坏了,蛋白质分子展开成长链状,相互缠绕,所以就变成了固体。

这就好像一个毛线团可以在地上滚来滚去,把毛线团织成毛衣以后,就很难滚动了。

所以,生命存在的条件是蛋白质的氢键不会被破坏。

盲蟹、盲虾能够在400度的海水中生活,就是因为锁定蛋白质空间结构的氢键没有被破坏。

氢键的强度与和氢原子对位的其他原子有关。最强的氢键是H~F键,其次是H~O键,再次是H~S键。氧原子的数目越多,氢键形成的可能性就越大。

氢键是弱键,强度介于弱范德华力和强共价键之间,其离解能取决于极性吸引力,因此取决于原子的电负性。

除此以外,压力对于氢键也有巨大的影响。

压力越高,氢键结合的越牢固,离解能越高,因为分子间的间距越小。

水在常温常压下,之所以能够保持液态,就是因为氢键锁定了水分子。在一个大气压下,水在100度才会沸腾,但是随着压力的增高,水的沸点会升高。因为氢键的键能会随着压力的增高而增加,所以破坏氢键稳定性所需要的温度也越高。

说到这里,我们就可以回答最开始那个问题了。生活在400度水中的盲蟹和盲虾因为在高压下蛋白质的氢键没有被破坏,但是在正常的大气压下,100度可以把它们的氢键破坏。

所以,在深海中生活在400度热水中的盲蟹、盲虾,裹上面粉油炸,撒上葱花清蒸都可以熟。

(0)

相关推荐