Гидрофильные свойства Гидрофильные свойства — способность связывать воду

Гидрофильность означает, что все белки имеют сродство к воде, а многие очень хорошо растворимы в воде.

Это объясняется:

• • во-первых, наличием одноименного электрического заряда на поверхности молекулы белка;
• • во-вторых, возникновением гидратной (гидрофильной) оболочки.

Одноименный заряд препятствует сближению белковых молекул. В соответствии с законами электростатики одноименно заряженные частицы отталкиваются друг от друга. А вследствие этого не образуют большие агрегаты и не выпадают в осадок под действием собственной массы.

Вокруг ионизированных групп на поверхности частицы белка ориентируются молекулы воды (диполи), образуя своеобразную «рубашку», которую и называют гидратная (гидрофильная оболочка) или связанная вода. Очень схематично в виде проекции на плоскость ее можно изобразить, как показано на рис. 4.17.

В действительности гидрофильная оболочка устроена гораздо сложнее. В ней выделяют структурированный монослой и менее структурированный диффузный слой, которые возникают в результате различного рода контактов между молекулами воды и органическими соединениями (см. подпараграф 2.2.1).

Рис. 4.17. Гидратированный белок.

Одетые в водную «рубашку» белковые молекулы приобретают большее сродство к воде, после чего срабатывает правило: «подобное растворяется в подобном».

Не все белки полностью растворяются в воде. Белки покровных тканей, мышц, капиллярных стенок и т. д. считаются не растворимыми, благодаря чему они могут выполнять свойственные им функции. Однако гидрофильные свойства присущи и этим белкам. В естественных условиях они также связывают воду и обладают гидрофильной оболочкой.

Связанную воду невозможно удалить высушиванием, вымораживанием, прессованием, поскольку она соединяется с белковой частицей не путем простой диффузии, а с помощью электростатических взаимодействий.

Таким образом, до тех пор, пока частицы белков обладают этими двумя факторами: зарядом и гидратной оболочкой, белки находятся в растворимом состоянии. В природных условиях клетка с помощью разнообразных механизмов поддерживает растворимое состояние белков. Однако в различных лабораторных, научных исследованиях или в производстве пищевых продуктов белки часто нужно выделить из раствора. Для этого существует несколько способов.