Хемијата на јајцeто

Од својата цврста, но полупропустлива лушпа до прецизната рамнотежа на хранливи материи, распоредот на силите и тежиштето – тоа подеднакво ги вчудоневидува биолозите, физичарите, хемичарите и инженерите.

Јајцата се сложени биолошки системи со богата хемиска структура. Од пигментите во жолчката до минералите во лушпата, секој дел има уникатна хемиска состојба. При готвењето, нивните молекули се трансформираат, создавајќи нови соединенија и менувајќи ги физичките својства. Ова ги прави јајцата не само вкусни, туку и фасцинантни за научно проучување.

Состав на жолчката на јајцето

Лутеинот е каротеноиден пигмент одговорен за жолтата боја на жолчката.

Структурна формула на лутеин: C₄₀H₅₆O₂ 

Лутеинот има долг полиенски ланец со 40 јаглеродни атоми, со наизменични двојни врски, и две хидроксилни (-OH) групи на краевите. Содржи два јонски прстени (циклохексенски прстени) на двата краја, од кои едниот има хидроксилна група, а другиот има дополнителна двојна врска.

Зеаксантинот е сличен каротеноиден пигмент кој придонесува за бојата на жолчката.

Структурна формула на зеаксантин: C₄₀H₅₆O₂

Зеаксантинот е речиси идентичен со лутеинот, со ист полиенски ланец од 40 јаглеродни атоми и наизменични двојни врски. Разликата е во позицијата на хидроксилните групи: зеаксантинот има две хидроксилни (-OH) групи на двата прстени, што го прави симетричен.

Бета-каротенот е уште еден каротеноид кој може да влијае на бојата на жолчката.

Структурна формула на бета-каротен: C₄₀H₅₆

Бета-каротенот има линеарна структура со долг полиенски ланец од 40 јаглеродни атоми и наизменични двојни врски. На двата краја има бета-прстени (циклохексенски прстени), секој со една двојна врска, но без хидроксилни групи за разлика од лутеинот и зеаксантинот.

Состав на белката (албумин)

Белката содржи неколку главни протеини:

• Овалбумин (54%)
• Коналбумин (12%)
• Овомукоид (11%)
• Други (23%)

Овие се протеини, па немаат едноставни структурни формули. Тие се сложени полипептидни ланци составени од аминокиселини. На пример:

• Овалбумин: Главен протеин во белковината, составен од 385 аминокиселини, со молекуларна маса од околу 45 kDa.

• Коналбумин: Познат како трансферин, со способност да врзува железо, има околу 686 аминокиселини.

• Овомукоид: Инхибитор на протеази, со околу 186 аминокиселини.

Околу 80% од јајцето е вода; остатокот е мешавина од протеини. Овалбуминот е важен за развојот на пилињата; овомукоидот помага во зацврстувањето на белковината; а коналбуминот го штити од инфекции.

Состав на лушпата од јајцето

Калциум карбонат (CaCO₃)

Калциум карбонатот е јонско соединение. Јонската структура вклучува еден калциумов јон (Ca²⁺) и еден карбонатен јон (CO₃²⁻). Карбонатниот јон има тригонална планарна структура со јаглерод во центарот, поврзан со три кислородни атоми, од кои еден има двојна врска (C=O), а другите два имаат единечни врски со негативен полнеж.

Протопорфирин IX

Кафеавата боја на лушпата од јајцето е благодарение на протопорфиринот IX.

Структурна формула на протопорфирин IX: C₃₄H₃₂N₄O₄Fe (кога е врзан со железо, како во хемот)

Протопорфиринот IX е порфиринска структура со тетрапиролски прстен (четири пиролски прстени поврзани со метински мостови). Во центарот може да се врзе железо (Fe). На пиролните прстени се прикачени странични групи: две винилни групи (-CH=CH₂), две пропионски киселински групи (-CH₂CH₂COOH), и четири метилни групи (-CH₃).

Хемиски промени при готвење на јајца

Денатурација на протеините Кога јајцата се загреваат, протеините се расклопуваат и денатурираат. Интеракциите меѓу расклопените протеини создаваат нови врски, што предизвикува јајцето да се зацврсти.

Формација на сулфуроводород (H₂S)

H₂S е едноставна молекула со сулфурен атом во центарот, поврзан со два водородни атоми преку единечни ковалентни врски. Молекулата е свиткана, со агол од околу 92 степени.

Формирање на железо(II) сулфид (FeS) Структурна формула на железо(II) сулфид:

Железо(II) сулфидот е јонско соединение составено од еден железен јон (Fe²⁺) и еден сулфиден јон (S²⁻). Нема молекуларна структура, туку формира кристална решетка во цврста состојба.

Сулфуроводородот, формиран од протеините кои содржат сулфур во белковината, е хемиското соединение што дава карактеристичен мирис на јајцата при готвење. Железото во жолчката, кога реагира со H₂S, формира железо(II) сулфид, создавајќи зелен слој околу жолчката.

pH на албуминот

• Свежо јајце: pH ~7.6
• Старо јајце по варење: pH ~9.2

pH Вредноста на албуминот се зголемува како што CO₂ дифузира низ лушпата. Албуминот станува помалку цврст на повисока pH вредност, што ги прави сварените стари јајца полесни за лупење.