Тема: Белки. Цветные реакции на аминокислоты. 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Тема: Белки. Цветные реакции на аминокислоты.



Методические указания

к выполнению лабораторных работ

по дисциплине «Биохимия»

для студентов 2-го курса специальности:

271200 «Технология продуктов общественного питания».

271203 «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий»

 

 

НОВОСИБИРСК

 

Составитель Т.В.Дерюшева, канд. техн. наук, доц.

 

Рецензент: И.В.Мацейчик, канд. техн. наук, доц.

 

Работа подготовлена на кафедре ТПП

 

Пояснительная записка

 

Методические указания для лабораторных работ по дисциплине «Биохимия» составлены в соответствии с программой курса для специальности 271200 «Технология продуктов общественного питания» и 271203 «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий».

Занятия придерживаются определенной структуры, включающей цель занятия, материальное обеспечение, методические указания, ход выполнения опытов, задания, контрольные вопросы, оказывающие помощь студентам к теоретической подготовке по темам.

При выполнении лабораторных работ особое внимание уделяется основным веществам в жизнедеятельности организма: белкам, ферментам, углеводам и липидам.

Целью лабораторных работ является закрепление теоретического материала по дисциплине, а также опытного подтверждения некоторых биохимических свойств веществ, участвующих в обменных процессах организма.

В плане лабораторных работ предусмотрены коллоквиумы, контрольные работы и тестирование студентов, позволяющие контролировать и закреплять теоретические знания и практические навыки.


ЗАНЯТИЕ 1

Тема: Белки. Цветные реакции на аминокислоты.

Цель: Получить представление о возможности распознавания белковой природы веществ и аминокислот, входящих в их состав; получить опыт в качественном определении некоторых аминокислот в продуктах питания с помощью «цветных реакций».

Материальное обеспечение:

Продукты: яичный белок, 1%-ный раствор; желатин, 1%-ный раствор.

Реактивы: гидроксид натрия, 10%-ный раствор; медь сернокислая, 1%-ный раствор; нингидрин, 0,5%-ный раствор; азотная кислота, конц.; серная кислота конц.; уксуснокислый свинец - 0,5%-ный раствор; сахароза - 10%-ный раствор; гидроксид аммония конц.

Посуда и оборудование: ш татив с пробирками; набор пипеток глазных; водяная баня; электроплитка; спиртовка; восковой карандаш; спички; держатель для пробирок.

Методические указания

При гидролизе белка образуются различные аминокислоты.

«Цветные реакции» характерны для определенных группировок или для боковых радикалов тех или иных аминокислот. «Цветные реакции» лежат в основе многих методов количественного колориметрического определения аминокислот в белках и полипептидах. «Цветные реакции» можно проводить с раствором яичного белка, желатина, а также с растворами белков продуктов растительного и животного происхождения.

Опыт 4. Реакция Фоля.

Белок, содержащий в своем составе серу, при нагревании с раствором щелочи гидролизуется, сера отщепляется в виде сероводорода, который тут же превращается в сульфид натрия. Таким образом, для обнаружения серы в белках требуется разрушение белковой молекулы. Отщепляющуюся серу можно определить, например, с помощью уксуснокислого свинца, который реагирует с сульфидом, образуя черный осадок сернистого свинца:

 

(CH3COO)2Pb + Na2S 2CH3COONa +PbS

 

Если количество серы в белке незначительно, вместо осадка образуется коричневый раствор.

Реакция обусловлена присутствием в белке серусодержащих аминокислот: цистеина, цистина и метионина.

Ход работы:

В две пробирки наливают по 5 капель яичного и желатинового растворов. В каждую пробирку добавляют двойной объем 10%-ного гидроксида натрия. Содержимое пробирок перемешивают и осторожно кипятят в течение 1-2 мин. Затем в каждую пробирку приливают по 5 капель уксуснокислого свинца и вновь нагревают. Наблюдают за изменением окраски в пробирках. Результаты работы записывают в табл.1.

 

ЗАНЯТИЕ 2

И их гидролиз.

Цель: Получить представление о методах выделения белков из биологических материалов, о возможностях их фракционирования и гидролиза.

Материальное обеспечение:

Продукты: яичный белок - 1% раствор; желатин - 1% раствор; молоко.

Реактивы: сульфат аммония - кристаллический; сульфат аммония - насыщенный раствор, гидроксид натрия - 10%-ный раствор, сульфат меди - 1%-ный раствор; соляная кислота - 1% раствор; этиловый спирт; азотная кислота конц.; индикаторная бумажка (универсальная, лакмус); СН3СООNa - 0,1Н; СН3СООН - 0,1Н; СН3СООН - 1Н; дистиллированная вода.

Посуда и оборудование: пробирки; пробирки с обратным холодильником; воронки; складчатые фильтры; стеклянные палочки; пипетки; химический стакан - 50 см3; цилиндры -10 см3.; песчаная баня; спички; держатель для пробирок.

Методические указания

Выделение белков из биологического материала начинается с извлечения их соответствующим растворителем (экстракции). Каждый белок обладает определенной растворимостью, зависящей от природы самого белка и состава растворителя. Белки бывают водорастворимыми (гистоны, альбумины), солерастворимыми (протамины, глобулины), растворимыми в слабощелочных (глютелины) и водно-спиртовых растворах. (проламины). На растворимость существенное влияние оказывает рН среды.

Из полученных экстрактов белки, исходя из их свойств, разделяют или фракционируют различными методами:

1. Электрофоретические - основаны на разделении белков в постоянном электрическом поле в зависимости от величины заряда белковой молекулы.

2. Ультрацентрифугирование - основано на различной скорости седиментации отдельных белков в зависимости от их молекулярной массы.

3. Хроматографические:

а) ионнообменная хроматография - основана на различной способности отдельных белков к обмену с ионами ионнообменных смол;

б) на молекулярных ситах (гель-фильтрация) - на сефадексах - белки разделяются в зависимости от величины молекулы;

в) аффинная хроматография - белки делятся на индивидуальные в зависимости от средства к аффинату (наполнителю колонок)

4. Высаливание - чаще с помощью сернокислого аммония - основано на снятии заряда и водной оболочки различными концентрациями солей. Это старый метод разделения белков.

5. Аминокислотный состав белков определяют в аминокислотном анализаторе после проведения их гидролиза.

 

Опыт 4. Гидролиз казеина

В зависимости от применяемого катализатора различают гидролиз кислотный, щелочной, ферментативный. При гидролизе простых белков конечным продуктом являются только аминокислоты; сложные белки помимо аминокислот содержат другие соединения (фосфорная кислота, углеводы, нуклеиновые кислоты и др.)

В организме гидролиз белка происходит в процессе пищеварения под действием протеолитических ферментов.

При гидролизе белка происходит разрыв пептидных связей. Белок распадается вначале на высокомолекулярные продукты - пептоны, затем на полипептиды и, наконец, на аминокислоты.

Конец гидролиза можно определить по биуретовой реакции. Если она отрицательная, т.е. нет красно-фиолетового окрашивания, значит гидролиз полный, в растворе присутствуют только отдельные аминокислоты. Биуретовая реакция положительная, если в растворе есть белок или полипептиды, так как они являются индикатором на пептидную связь -СО=NН-

Ход работы:

Для проведения гидролиза осадок, полученный в работе 1 (казеин молока), переносят с фильтра в широкую пробирку с обратным холодильником и приливают 6 см3 10%-ного раствора гидроксида натрия.

Пробирку нагревают на песчаной бане в течение 1 часа (под тягой). Жидкости дают остыть и нейтрализуют ее концентрированной азотной кислотой (20-30 капель) до слабокислой реакции на лакмус. При нейтрализации выпадает осадок высокомолекулярных продуктов неполного гидролиза белка.

Жидкость фильтруют, с гидролизатом проделывают биуретовую реакцию. К пяти его каплям прибавляют 5 капель 10%-ного NaОН и 2 капли 1%-ного раствора CuSO4. Наблюдают фиолетовое окрашивание.

Для контроля берется немного казеина (на кончике ланцета), который растворяется в 1-2 см3 воды, и затем проделывается биуретовая реакция. Наблюдается красно-фиолетовое окрашивание. Сделать вывод.

Задание:

1. Изучить методические указания и ход предлагаемых работ.

2. Провести опыты данных работ.

3. Письменно подготовить отчет по занятию: записать цель, название опытов, ход их проведения, результаты опытов и выводы.

4. Сделать вывод о возможности выделения белков, их фракционирования и гидролизе.

5. Защитить работу и сдать теоретический материал по контрольным вопросам темы: «Химия белков».

 

 

Задание для СРС: подготовить теоретический материал по теме: «Обмен белков».

 

Контрольные вопросы:

1. Какие вещества называются белками?

2. Основные химические элементы, составляющие белок.

3. Дайте понятие о полноценных белках.

4. Каковы физико-химические свойства белков?

5. Какова теория строения белков?

6. Назовите структуру белковых молекул. Какими связями удерживается первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры белков.

7. Дайте классификацию белков.

8. Дайте характеристику отдельным классам простых белков.

9. Дайте характеристику отдельным классам сложных белков.

10. Каковы функции белков?

11. Каковы способы выделения белков из природного материала?

12. Назовите возможные способы фракционирования белков и пептидов.

13. Каким образом определяется аминокислотный состав белков?

 

 

ЗАНЯТИЕ 3

Методические указания

Используя различные реагенты и условия можно лишить частицы белка заряда и разрушить их гидратную оболочку, при этом происходит осаждение белка.

В большинстве случаев осаждение белка сопровождается его денатурацией. Глубина денатурации белка может быть различной; она зависит от природы белка, характера реагента и времени его воздействия. В связи с этим осаждение может быть обратимым и необратимым. При обратимом осаждении не происходит глубоких изменений белка, так что осадок белка можно повторно растворить в первоначальном растворителе. При необратимом осаждении белок претерпевает глубокие изменения: нарушаются не только четвертичная и третичная, но зачастую и вторичная структура белковой молекулы

ЗАНЯТИЕ 4

Тема: Ферменты.

Цель: Получить опыт в выделении ферментов, определении их свойств и выявить факторы, влияющие на активность ферментов.

Материальное обеспечение:

Продукты: свежие пекарские дрожжи; 0,2% раствор крахмала.

Реактивы: 1%-ый раствор йода; 2%-ый раствор сахарозы; 5%-ый раствор гидроксида натрия; 5-ый раствор сульфата меди; 0,15 М однозамещенного фосфата калия КН2РО4 (рН=4); 0,15 М двузамещенного фосфата натрия Na2НРО4 (рН=9); 1%-ый раствор хлорида натрия; дистиллированная вода.

Посуда и оборудование: пробирки; складчатые бумажные фильтры; цилиндры на 10 см3; спиртовки; водяная баня; холодильник; термостат.

Методические указания

Ферменты - это специфические белки, входящие в состав всех клеток и тканей живых организмов, играющие роль биологических катализаторов.

Ферменты чрезвычайно эффективны и проявляют высокую каталитическую активность в условиях умеренной температуры (температура тела), нормального давления и в области, близких к нейтральным значениям pH среды. Активность изменяется от присутствия различных веществ- активаторов и ингибиторов.

Например, соляная кислота активирует фермент пипсиноген, но парализует действие амилазы слюны. Большинство тяжелых металлов (свинец, кадмий, ртуть) являются ферментными ядами.

Активаторами служат ионы магния, марганца, кальция, цинка. Фермент обнаруживается по его действию на субстрат. Например, отсутствие синей окраски при добавлении йода в крахмал показывает, что в растворе присутствует фермент амилаза, под действием которого крахмал осахаривается.

При длительном кипячении, действии химическими реагентами ферменты денатурируют, как все белки, теряя при этом каталитические свойства.

Как белки, они легко осаждаются из водных растворов при низких температуры методами высаливания или осторожным добавления ацетона, этанола. При этом ферменты не теряют своих каталитических свойств.

ЗАНЯТИЕ 5

Тема: Липиды.

Цель:. Получить опыт в выделении липидных фракций, изучить свойства липидов.

Материальное обеспечение:

Продукты: желток; растительное масло; желчь; молоко.

Реактивы: этиловый спирт; сухой ацетон; 1%-ый раствор карбоната натрия; 1%-ый раствор мыла; 0,2Н раствор гидроксид натрия; 1-ый раствор фенолфталеина; панкреатин; дистиллированная вода.

Посуда и оборудование: стакан - 100 см3; колба с обратным холодильником; термометр; складчатые фильтры; пробирки; штатив; ланцет.

Методические указания

Липиды - класс различных веществ, нерастворимых в воде и хорошо растворимых в органических растворителях. Важную роль в обмене веществ играют фосфатиды. Важнейший представитель фосфатидов - лецитин. В комплексе с белками лецитин образует белково-липоидную оболочку клеток, регулирует осмотические процессы.

Жиры обладают свойством эмульгирования. Эмульгированием называется распределение одной жидкости в другой в виде капелек. Такое дробление на мелкие капли обычно осуществляется при энергичном перемешивании двух жидкостей. Для того, чтобы эмульсия не расслаивалась, применяют специальные вещества - эмульгаторы, или стабилизаторы. Эмульгатор распределяется по поверхности капелек диспергированной жидкости в виде пленки и препятствует их слиянию друг с другом. Устойчивость полученной эмульсии во многом зависит от природы эмульгатора. Например, молочно-жировая эмульсия маргарина обладает высокой устойчивостью и не расслаивается при механическом и термической воздействиях. В отечественной маргариновой промышленности в качестве эмульгаторов применяют смеси моно- и диглицеридов, фосфатиды, сухое молоко. В производстве майонеза используют в качестве эмульгаторов яичный и горчичный порошки.

Основная масса жиров переваривается ферментом поджелудочной железы - липазой, гидролизуя их.

ЗАНЯТИЕ 6

Тема: Углеводы.

Цель:. Изучить свойства углеводов.

Материальное обеспечение:

Реактивы: реактив Селиванова: 0,05 г резорцина растворяют в 100 см3 18%-ной НСl; 5%-ый раствор глюкозы; 5%-ый раствор сахарозы; 5%-ый раствор фруктозы; 5%-ый раствор лактозы; 5%-ый раствор гидроксида натрия; 5%-ый раствор сульфата меди; 10%-ый раствор соляной кислоты; 10%-ый раствор гидроксида калия; 0,2%-ый раствор крахмала; реактив Фелинга.

Посуда и оборудование: водяная баня; пробирки; цилиндры - 10 см3; термометр; спиртовки.

Методические указания

Углеводы имеют кетозную или альдозную формы, что является причиной в различии их свойств. Углеводы способны к изомеризации. Углеводы подвергаются гидролизу.

 

Опыт 3. Изомеризация

В слабощелочной среде может происходить переход одних моносахаридов в другие, например глюкозы во фруктозу и обратно.

Ход работы:

В пробирку наливают 2 см3 раствора глюкозы, прибавляют 1-2 капли 5%-ного раствора NaОН и нагревают до кипения. Затем делают реакцию Селиванова (см. выше). При этом образуется вишнево-красное окрашивание, свидетельствующее о присутствии в растворе фруктозы.

 

Опыт 4. Реакция Троммера

Реакцией Троммера определяют наличие в объекте моно- и дисахаров, обладающих восстанавливающей способностью. Свободная альдегидная группа у моно- и дисахаридов обуславливает их способность окисляться до соответствующих кислот. При этом одновременно они восстанавливают соли металлов.

Ход работы:

В первую пробирку наливают 1 см3 5%-ного раствора глюкозы, во вторую 1 см3 5%-го раствора фруктозы; в третью 1 см3 5%-го раствора сахарозы, в четвертую 1 см3 5%-го раствора лактозы. В каждую пробирку добавляют по 0,5 см3 5%-ного раствора NaОН и по 3 капли 5%-ного раствора сернокислой меди. Выпадает голубой осадок гидрата окиси меди Сu(ОН)2, который при встряхивании растворяется. Голубой раствор осторожно нагревают до кипения; выпадает желтый, а затем красный осадок гидрата закиси меди, в тех пробирках, где присутствуют сахара, обладающие восстанавливающей способностью. Результаты записать в таблице 10.

 

Таблица 10

Результаты проведения реакции Троммера

№ про- Исследуемое Добавляемое вещество, Осадок
Бирок вещество, 1 см3 5%р-р NaОН, см3 5%р-р Сu(OH)2, капли  
  глюкоза 0,5    
  фруктоза 0,5    
  сахароза 0,5    
  лактоза 0,5    

Сделайте вывод.

 

ЗАНЯТИЕ 7

Тема: Итоговое.

Цель:. Контроль знаний студентов по курсу «Биохимия»

Материальное обеспечение: Тесты различных вариантов по курсу «Биохимия»

Критерий оценки: При правильном ответе на 70% вопросов и сдаче РГР студент получает «зачет» по дисциплине «Биохимия». При получении правильных ответов менее 70% студент сдает материал по дисциплине в устной форме при собеседовании с преподавателем по отдельным темам.

 

Методические указания

к выполнению лабораторных работ

по дисциплине «Биохимия»

для студентов 2-го курса специальности:

271200 «Технология продуктов общественного питания».

271203 «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий»

 

 

НОВОСИБИРСК

 

Составитель Т.В.Дерюшева, канд. техн. наук, доц.

 

Рецензент: И.В.Мацейчик, канд. техн. наук, доц.

 

Работа подготовлена на кафедре ТПП

 

Пояснительная записка

 

Методические указания для лабораторных работ по дисциплине «Биохимия» составлены в соответствии с программой курса для специальности 271200 «Технология продуктов общественного питания» и 271203 «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий».

Занятия придерживаются определенной структуры, включающей цель занятия, материальное обеспечение, методические указания, ход выполнения опытов, задания, контрольные вопросы, оказывающие помощь студентам к теоретической подготовке по темам.

При выполнении лабораторных работ особое внимание уделяется основным веществам в жизнедеятельности организма: белкам, ферментам, углеводам и липидам.

Целью лабораторных работ является закрепление теоретического материала по дисциплине, а также опытного подтверждения некоторых биохимических свойств веществ, участвующих в обменных процессах организма.

В плане лабораторных работ предусмотрены коллоквиумы, контрольные работы и тестирование студентов, позволяющие контролировать и закреплять теоретические знания и практические навыки.


ЗАНЯТИЕ 1

Тема: Белки. Цветные реакции на аминокислоты.

Цель: Получить представление о возможности распознавания белковой природы веществ и аминокислот, входящих в их состав; получить опыт в качественном определении некоторых аминокислот в продуктах питания с помощью «цветных реакций».

Материальное обеспечение:

Продукты: яичный белок, 1%-ный раствор; желатин, 1%-ный раствор.

Реактивы: гидроксид натрия, 10%-ный раствор; медь сернокислая, 1%-ный раствор; нингидрин, 0,5%-ный раствор; азотная кислота, конц.; серная кислота конц.; уксуснокислый свинец - 0,5%-ный раствор; сахароза - 10%-ный раствор; гидроксид аммония конц.

Посуда и оборудование: ш татив с пробирками; набор пипеток глазных; водяная баня; электроплитка; спиртовка; восковой карандаш; спички; держатель для пробирок.

Методические указания

При гидролизе белка образуются различные аминокислоты.

«Цветные реакции» характерны для определенных группировок или для боковых радикалов тех или иных аминокислот. «Цветные реакции» лежат в основе многих методов количественного колориметрического определения аминокислот в белках и полипептидах. «Цветные реакции» можно проводить с раствором яичного белка, желатина, а также с растворами белков продуктов растительного и животного происхождения.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-01-24; просмотров: 445; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.222.169.36 (0.08 с.)