Доказательство восстанавливающей способности у глюкозы

Лабораторная работа № 8

 

Углеводы и их обмен

Доказательство восстанавливающей способности у глюкозы

И отсутствие ее у фруктозы

Тема: Углеводы и их обмен

 

 

Углеводы играют очень важную роль в жизнедеятель­ности организма. Доля их. участия в общем энергетичес­ком балансе оказывается весьма значительной, превыша­ющей почти в полтора раза долю белков и жиров вместе взятых.

Функции углеводов в организме:

1. Энергетическая (глюкоза, гликоген),

2. Структурная (хондроитинсульфаты, гиалуроновая и другие гетерополиса-хариды),

3. Защитная (синтез иммунных тел в ответ на антиге­ны),

4. Гемостатическая (свертывание крови: ф. I, II, VIII, IX, X, XI),

5. Антисвертывающая (гепарин),

6. Гомеостатическая (поддержание гомеостаза, напри­мер водно-электролитного обмена),

7. Опорная (кости, хрящи, хондроитинсульфаты),

8. Механическая (в составе соединительной ткани),

9. Группоспецифические вещества эритроцитов крови,

10. Осморегуляторная (глюкоза),

11. Обезвреживающая (парные глюкуроновые кислоты),

12. Антилипидемическая (гепарин).

Углеводы классифицируют на моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Моносахариды — углеводы, которые не могут быть гидролизованы до более простых форм. Их подразделяют:

- в зависимости от числа атомов углерода на: триозы, тетрозы, пентозы, гексозы и т. д.;

 

 

- в зависимости от присутствия альдегидной или кетонной группы на альдозы и кетозы, например:

	альдозы	кетозы
С5 пентозы	рибоза	рибулоза
С6 гексозы	глюкоза	фруктоза

 

Структурно углеводы изображают тремя видами формул: Колли-Толленса и Хеуорса:

 

Структурношера, Колли—Толленса и Хеуорса:

 

Правило написания проекционных формул Фишера:

1. 1. Углеродная цепь записывается вертикально;

2. Наверху располагается старшая функциональная группа (альдегидная или кетонная);

3. Горизонтально — водород и группы, содержащие гетероатом

Моносахариды содержат асимметрические атомы уг­лерода. -

Многообразие моносахаридов обусловлено наличием оптической и стерео-изомерии.

Стереоизомеры, т. е. принадлежность к D- или L-ряду, определяются ориен-

 

тацией групп - «Н» и «ОН» -у по­следнего асимметрического атома углерода

D-изомеры на 90% вращают плоскость поляризованного света впра-­
во (+), L-изомеры - влево (-), но 10% составляют исклю­чение.

Кетозы, как и альдозы, образуют кольчатые формы. В качестве примера рассмотрим кольчато-цепную тауто­мерию фруктозы. Как и другие моносахариды, фруктоза образует 4 циклические формы, находящиеся в динами­ческом равновесии с открытой формой:

Химические свойства углеводов:

1. Окисление до моно-, дикарбоновых и гликуроновых кислот.

2. Восстановление до спиртов.

3. Образование сложных эфиров.

4. Образование гликозидов.

5. Брожение: спиртовое, молочнокислое, лимоннокислое и маслянокислое.

 

Гомополисахариды

Крахмал — полимер а-глюкозы, состоящий из ами­лозы (15-20%), имеющей неразветвленную спиральную структуру, и амилопектина (80-85%), образованного раз­ветвленными цепями, каждая ветвь состоит из 24-30 остатков а-глюкозы, соединенных α, α -1,4-О-гликозидными связями; в точках ветвления остатки соединены α, α -1,6-О-гликозидными связями.

Гликоген - животный крахмал, состоящий из α -глю­козы, в виде которого углеводы запасаются в организме. Гликоген характеризуется более разветвленной структу­рой, чем амилопектин, линейные отрезки цепи включа­ют 11-18 остатков глюкозы, соединенных α, α -1,4-О-гликозидными связями, а в точках ветвления - α, α -1,6-О-гликозидными связями.

Декстринами называют вещества, образующиеся при частичном гидролизе крахмала или гликогена.

Целлюлоза - главный компонент структурной осно­вы растений, линейный полимер β-глюкозы, соединен­ных между собой β- β -1,4-0-гликозидными связями.

 

 

А Б

 

 

Строение молекул крахмала и гликогена:
А— молекула крахмала,

Б — молекула гликогена

Гетерополисахариды

Гепарин — полимер, мономер которого содержит в своем составе остатки D-глюкуронат-2-сульфата и N-ацетилглюкозамин-6-сульфата (26 ед.). Гепарин участвует в антисвертывающей системе крови, усиливая ингибирующее

действие антитромбина III; ингибирует ряд факторов свертывания крови; активирует ЛП-липазу.

Гиалуроновая кислота представляет собой полимер, мономер которого состоит из остатков D-глюкуроновой кислоты и N-ацетилглюкозамина. Гиалуроновая кислота входит в состав соединительной ткани и участвует в регу­

 

ляции проницаемости ткани.

Хондроитин - 4 - сульфат и хондроитин-6-сульфат — полимеры, мономеры которых состоят из остатков D-глю­куроновой кислоты и N-ацетилгалактозамина.

Важную составную часть агрегатов в основном веще­стве хряща образуют хондроитинсульфаты, связанные с большой полипептидной цепью.

 

 

Реактивы и материалы: раствор глюкозы – 0,5 м%; гидроксид натрия 2 н; раствор CuSO₄ - 2 н; раствор AgNO₃ – 0,2н; раствор NH₄OH -0,2н; раствор фруктозы – 0,5%; раствор лактозы – 1%.

Оборудование и посуда: пробиркодержатель, пробирки, капельница, спиртовка.

Опыт 1. Реакция Троммера

В большую пробирку поместите 0,5 мл 0,5% -го рас­твора глюкозы и 6-8 капель 2н. NaOH. Затем по каплям добавляйте 0,2н. раствор CuSO₄, пока не

 

прекратится его растворение. Осторожно нагрейте пробирку на спиртов­ке.

Голубой не растворимый в воде осадок гидрата окиси меди постепенно переходит в желтый, а затем в красный осадок оксида меди (I). Аналогичный опыт проделайте с 0,5%-м раствором фруктозы.

 

Н Н Н ОН Н О Н Н Н ОН Н О

Н С С С С С С +2Cu(OH)₂ Н С С С С С С +2Cu₂O↓+2H₂O

ОН ОН ОН Н ОН Н ОН ОН ОН Н ОН Н красный

глюконовая цвет

кислота

Опыт 2. Реакция «Серебряного зеркала»

В большую пробирку поместите 3 капли 0,2н. рас­твора AgNO₃, 5 капель 2н. NaOH и добавляйте по каплям 2н. NH₄OH до полного растворения образующегося осад­ка. Полученный бесцветный раствор — аммиачный раствор гидрата окиси серебра­:

AgNO₃ + NaOH → AgOH↓ + NaNO₃,

AgOH + 2NH₄OH → [Ag (NH₃)₂] OH + H₂O

аммиачный раствор серебра

[Ag (NH₃)₂] OH + 3H₂O →Ag₂O + 4 NH₄OH.

Затем к аммиачному раствору гидрата окиси серебра добавьте 3-4 капли 0,5%-го раствора глюкозы и слегка подогрейте на спиртовке. Металлическое серебро выде­лится либо в виде осадка черного цвета, либо в виде бле­стящего зеркального налета, если стенки пробирки хи­мически чисты (пробирки помыты с помощью «хромовой смеси», а не моющими синтетическими средствами (по­рошками).

Опыт 3. Доказательство наличия циклической формы

Глюкозы в растворе

В пробирку вносят 6 капель раствора глюкозы и 3 капли раствора фуксиносернистой кислоты. Содержимое встряхнуть.

Розовое окрашивание, характерное для альдегидов, не возникает. Объясните полученный результат.

 

 

Опыт 4. Открытие фруктозы (р. Селиванова).

В первую пробирку вносят 10 капель 0,5% -го раствора фруктозы, во вторую пробирку - 10 капель 0,5%-го раствора глюкозы. В обе пробирки добавляют в

равных объемах свежеприготовленный реактив Селиванова

(0,5%-й раствор резорцина в 20%-ой соляной кислоте). Осторожно нагрейте на спиртовке. В пробирке с фрукто­зой постепенно возникает красное окрашивание.

На первой стадии образуется оксиметилфурфурол, ко­торый во второй стадии, конденсируясь с резорцином, дает красное окрашивание:

2) Во второй стадии реакции оксиметилфурфурол, конденсируясь с резорцином, дает красное окрашивание.

Опыт 5. Доказательство отсутствия восстанавливающей

Способности сахарозы

В пробирку вносят 0,5 мл 0,5% -го раствора сахарозы и 6—8 капель 2 н. раствора едкого натра. Затем по кап­лям добавляют 0,2 н. раствора сульфата меди (II), пока не прекратится его растворение. Осторожно нагревают про- бирку на спиртовке. Голубой осадок не переходит в жел­тый, а затем - в красный, что доказывает отсутствие вос­станавливающей способности у сахарозы.

 

Опыт 6. Доказательство восстанавливающей лактозы

В пробирку вносят 0,5 мл 1 % -го р-ра лактозы и 6— 8 капель 2 н. р-ра едкого натра. Затем по каплям добавля­ют 0,2 н. р-ра сульфата меди (II) до полного растворения. Осторожно нагревают на спиртовке: голубой осадок гид­рата окиси меди переходит в желто-оранжевый:

Контрольные вопросы

1. Что называют «углеводами»? Как они классифици­руются?

2. Принцип методов обнаружения: а) глюкозы? б) фрук­тозы? в) мальтозы? сахарозы?

 

Лабораторная работа № 9

Основные углеводы пищи.

Переваривание углеводов

Расщепление крахмала и (гликогена) начинается в ротовой полости при

рН = 6,8-7,2 под действием α - амилазы слюны. Образовавшиеся декстрины и частично маль­тоза попадают в желудок, где действие α - амилазы слюны

прекращается вследствие сильно кислой реакции (рН =1,5-2,5). Расщепление продолжается в двенадцати­перстной кишке при рН = 7,8-8,4 под действием

α- амилазы панкреатической (гидролизуются α, α -1,4-О - гликозидные связи). Находящиеся в молекулах амилопектина (и гликогена) α, α -1,6-О-гликозидные связи гидролизуются амило-1,6-О-глюкозидазой и олиго-1,6-0-глюкозидазой. Образовавшиеся дисахариды—мальтоза и изомальтоза, — а также поступившие дисахариды с пищей—сахароза и лактоза—расщепляются в тонком кишечнике под действи­ем мальтазы (α, α;1,4-О-гликозидная связь), изомальта-зы (α, α -1,6-О-гликозидная связь), сахаразы (α, -β -1,2-О-гли-козидная связь) и лактазы (β - α -1,4-0-гликозидная связь) соответственно.

В пище наряду с крахмалом содержится клетчатка (целлюлоза), которая незначительно расщепляется в тол­стом кишечнике под действием β -глюкозидазы, выделяе­мой микробами.

Биологическое значение клетчатки очень велико:

- создание объема пищи;

- усиление перистальтики кишечника и продвиже­ние пищи;

- очистка ворсинок тонкого и толстого кишечника;

- усиление биосинтеза и секреции ферментов.

 

Всасывание моносахаридов

Образовавшиеся в тонком кишечнике моносахариды - глюкоза, фруктоза и галактоза - всасываются по меха­низму симпорта за счет градиента концентрации

 

катио­нов натрия, который создает Na⁺/K⁺-ATФ – аза.

Скорость всасывания отдельных моносахаридов раз­лична: глюкоза -100%, фруктоза - 42, галактоза -110, пентозы - 19.

 

Распад гликогена

В присутствии гликогенфосфорилазы «α» гликоген распадается до глюкозо-1-

 

 

фосфата, который под действи­ем фосфоглюкомутазы превращается в глюкозо-6-фосфат (в мышцах). В печени же расщепление гликогена проте­кает до свободной глюкозы под влиянием фосфатазы, ко­торая отсутствует в мышцах.

Биосинтез и распад гликогена регулируются гормо­нами: адреналином, глюкагоном и инсулином.

Опыт 1. Кислотный гидролиз крахмала

В большую пробирку с пипеткой помещают 1 мл 0,1 % -го раствора крахмала и 20 капель 2 н. раствора сер­ной кислоты.

Нагреть на водяной бане в течение 10 мин, отбирая пипеткой каждые 2 мин в маленькие пробирки 3-4 кап­ли гидролизата и добавляя в них по 1 капле йода.

Обратить внимание на изменение окраски гидроли­зата с йодом в ходе гидролиза.

К последней пробе в боль­шой пробирке добавить 2 капли 2 н. раствора сульфата меди, а затем добавлять по каплям 2 н. раствора гидроксида натрия до образования растворимого темно-синего соединения. О чем говорит эта реакция?

Далее полученный раствор нагреть (реакция Троммера). Появляется желто-красное окрашивание (положи­тельная реакция Троммера). О чем говорит эта реакция? По ре-зультатам реакций сделать заключение о строении крахмала

Опыт 2. Растворение целлюлозы в медноаммиачном растворе

Целлюлоза - клетчатка, один из самых распространённых природных полимеров (полисахарид); главная составная часть клеточных стенок растений, обусловливающая механическую прочность и эластичность растительных тканей. Также обнаружено в организме некоторых низших беспозвоночных.

Структурной единицей целлюлозы является D- глюкопираноза, звенья которой соединены 1,4- β -гликозидными связями в линейные неразветвлённые цепи:

 

 

 

Реактивы и материалы: медно-аммиачный раствор (реактив Швейцера), целлюлоза (вата) теплая вода, подкисленная 2-3 мл концентрированной серной кислоты.

Оборудование и посуда: пробирки, стеклянные палочки, стаканы на 100 мл.

Порядок выполнения работы

В пробирку наливают 5 мл медноаммиачного раствора (реактив Швейцера), опускают в него маленький кусочек целлюлозы (ваты) и тщательно перемешивают содержимое пробирки стеклянной палочкой до полного растворения целлюлозы. Получается вязкая жидкость, ее выливают тонкой струйкой в стакан (100 мл), наполненный теплой водой, подкисленной 2-3 мл концентрированной серной кислоты. Целлюлоза выделяется из раствора в виде хлопьев.

Опыт 3. Выделение и анализ гликогена

Гликоген служит резервным углеводом животных и микроорганизмов. В организме животных гликоген содержится в печени. Значительно менее богата им мышечная ткань. В дрожжах содержание гликогена составляет до 30% (в сухом веществе).

 

 

 

В организме гликоген существует в двух формах: и слабо связанный с белками (легко экстрагируется горячей водой и растворами трихлорууксусной кислоты ТХУ).

Существуют два метода выделения гликогена. В первом случае используемую ткань обрабатывают 30% раствором гидроксида калия на кипящей водяной бане. При такой жесткой обработке ткани распадаются, большинство веществ гидролизуется, но гликоген не изменяется и может быть осаждён спиртом. Во втором случае гликоген извлекается 5% раствором уксусной кислоты. Но при этом трудно извлечь полностью гликоген, связанный с белками.

Реактивы и материалы: 0,5 гр. печени, раствор трихлоруксусной кислоты (ТХУ), раствор Люголя (в 100 мл Н₂О растворяют 20 г KJ и 10г J₂ – для

реакции с крахмалом раствор разводят в 5 раз дистиллированной водой.

Оборудование и посуда: ступка с пестиком.

 

Порядок выполнения работы

0,5 гр. печени животного помещают в ступку, добавляют туда 3 мл 5% раствора ТХУ и растирают пестиком 10 мин. Затем к экстракту добавляют 5 мл дистиллированной воды, суспензию перемешивают и фильтруют через бумажный фильтр, смоченной водой. С фильтром проделывают реакцию с раствором Люголя.

Контрольные вопросы

1. Назовите основной углевод пищи человека. Его стро­ение?

2. Какова роль гликогена в организме человека?

3. В чем сходство и различие в строении крахмала и гликогена?

4. Принципы методов обнаружения: а) крахмала в рас­творе? б) гликогена?

в) продуктов гидролиза крах­мала?

 

 

Тема: ВИТАМИНЫ

Лабораторная работа № 10

Растворимых в жирах

Витаминами называют незаменимые низкомолеку­лярные органические вещества, поступающие в организм с пищей извне и участвующие в регуляции биохимичес­ких процессов на уровне ферментов. Витамины не явля­ются пластическим материалом и не расходуются в каче­стве источников энергий.

Жирорастворимые витамины

Витамин А (антиксерофтальмический) - ретинол, химическая структура которого представлена β-иононовым кольцом и 2 остатками изопрена; потребность его в организме составляет 2,5-3,0 мг в сутки.

Основными источниками витамина А в пище являются печень, яичный желток и рыбий жир; провитамина А: морковь, томаты.

 

Изолированы два вида витамина А: витамин А_х - из печени морских рыб

и витамин А₂ - из печени пресно­водных рыб.

Из каротина, содержащегося в растениях и овощах, образуется витамин А₂.

 

Витамин А накапливается в печени. В плазме крови здоровых людей содержание его равно в среднем 50 мкг в 100 мл плазмы. Ретинол транспортируется, соединяясь с α₁ - глобулинами и с альбуминами.

 

Биологическая роль

 

Витамин А участвует в процессах зрения, входя в со­став родопсина, обусловливающего сумеречное зрение; участвует в окислительно-восстановительных реакциях в организме; изменяет проницаемость мембран клеток и тканей; усиливает биосинтез гликопротеинов мембран клеток.

Гипо- и авитаминоз А выражается отсутствием суме­речного зрения («куриная слепота»), сухостью кожи и сли­зистых, что может приводить в дальнейшем к кератомаляции.

 

 

Опыт 1. Качественная реакция на витамин А

Цель: ознакомление с реакциями обнаружения ви­тамина А. Витамин А в присутствии хлороформного ра­створа треххлористой сурьмы приобретает

синюю окрас­ку. Механизм реакции неизвестен. При добавлении кон­центрированной серной кислоты витамин А дает красное окрашивание, переходящее в красно-бурое, а при реак­ции с сульфатом железа (II) в кислой среде дает красно-розовое соединение.

Реактивы и материалы: рыбий жир, свежий; хлороформный раствор треххлористой сурьми – 33%; серная кислота, концентрированная; ледяная уксусная кислота, насыщенная сульфатом железа.

 

Источники

Витамин D₃образуется в коже под влиянием ультра­фиолетовых лучей из холестерина и поступает с рыбьим жиром, сливочным маслом, желтком яиц, печенью.

 

Биологическая роль

 

Витамин D₃ регулирует обмен кальция и фосфора в организме, участвуя в биосинтезе кальций-связывающего белка в слизистой желудочно-кишечного тракта, тем самым способствуя всасыванию ионов кальция и фосфора из пищи.

Гипо- и авитаминоз D₃: в детском возрасте — рахит, у взрослых - снижение ионов Са⁺² в крови, что приво­дит к:

1) повышению нервно-мышечной возбудимости;

2) инактивации кальций-зависимых ферментов;

3) нарушению свертывания крови;

4) остеомаляции.

 

Опыт 2. Качественная реакция на витамин D

 

В сухую пробирку к 2 мл витамина D доливают 0,2 мл насыщенного

раствора хлорида сурьмы (V). Наблюдается появление желтого окрашивания.

Биологическая роль

Витамин Е влияет на репродуктивную функцию и обмен селена в организме, выполняет антиоксидантную роль, защищая мембраны от перекисного окисления липидов, предотвращая тем самым гемолиз эритроцитов.

Гипо- и авитаминоз Е: у детей - гемолитическая жел­туха, у взрослых - дегенеративные процессы в репро­дуктивных органах, выкидыши у беременных, жировая дегенерация печени и дистрофические изменения в ске­летных мышцах.

Реактивы: спиртовой раствор витамина Е (токоферол), азотная кислота, концентрированная; хлорное железо (III) - 1% раствор.

 

Опыт 3. Качественная реакция на витамин Е

 

Взаимодействие α-токоферола с концентрированной азотной кислотой приводит к окрашиванию реакционной смеси в красный цвет. Это обусловлено тем, что продукт окисления а-токоферол имеет хиноидную структуру. При взаимодействии с хлорным железом (III) а-токоферол окисляется до α-токоферилхинона - соединения, окра­шенного в красный цвет.

Ход работы

1. Реакция с азотной кислотой. В сухую пробирку вносят 5 капель спиртового раствора витамина Е и добав­ляют 1 мл концентрированной

 

азотной кислоты. Пробир­ку интенсивно встряхивают и наблюдают постепенное по­явление красного окрашивания.

2. Реакция с хлорным железом. В сухую пробирку вносят 0,5 мл спиртового раствора α-токоферола, затем 0,5 мл 1%-го раствора хлорного

железа (III) и тщательно перемешивают содержимое пробирки. Наблюдают появ­ление красного окрашивания.

 

Биологическая роль

Витамин К участвует в свертывании крови, являясь кофактором

γ – глутамилкарбоксилазы, которая катализи­рует превращение

глутаминовой кислоты в γ - карбоксиглутамат, необходимый для биосинтеза четырех факто­ров свертывания крови: ф - II - протромбина, ф - VII- проконвертина, ф - IХ- ф. Кристмаса и ф –Х - ф. Стюарта - Проуэра.

Гипо- и авитаминоз К приводит к снижению сверты­вании крови вследствие нарушения биосинтеза γ-карбоксиглутамата, а также к капиллярным и паренхиматоз­ным кровотечениям.

Широкое практическое применение нашел синтези­рованный в 1942 г. академиком А. В. Палладиным препа­рат «викасол» (бисульфитное соединение метилнафтохинона, растворимое в воде). Он является производным ви­тамина К3 (метилбензохинона):

 

О п ы т 4. Качественная реакция на витамин К

В пробирку к 2 мл спиртового раствора витамина К прибавляют 2 мл 5%-го раствора диэтилдитиокарбамата и 0,5 мл 2%-го раствора гидроксида натрия в этаноле, Раствор приобретает голубое окрашивание.

 

 

Витамин F по химической природе представляет эссенциальные, полиненасыщенные ВЖК. Суточная потреб­ность витамина F в организме составляет 10—30 г.

Гипо- и авитаминоз F приводит к снижению биосин­теза эфиров холестерина, простагландинов, лейкотриенов, тромбоксанов. Следствием

этого является сухость кожи и слизистых, шелушение кожи, выпадение волос, ломкость ногтей.

Эссенциальные, полиненасыщенные ВЖК (витамин F):
С₁₇Н₃₁СООН Δ 9,12 - линолевая,

С₁₇Н₂₉СООН Δ 9,12,15 - α -линоленовая,

C₁₇H₂₉COOH Δ 6,9,12 γ -линоленовая,

С₁₉Н₃₁СООН Δ 5,8,11,14 - арахидоновая.

Витамин F участвует в регуляции обмена липидов. Особенно важно, что непредельные высшие жирные кис­лоты способствуют выведению из организма животных и человека холестерина, а это препятствует развитию ате­росклероза. Отмечено также положительное действие ви­тамина на состояние кожного и волосяного покровов. Ара­хидоновая кислота служит субстратом для биосинтеза про­стагландинов,

 

тромбоксанов, лейкотриенов в организме человека.

 

Контрольные вопросы

1. Каково химическое строение и биологическая роль витаминов A? D₃? E? К? F? Их суточная потребность в организме человека.

2. Принцип метода количественного определения ви­тамина А.

3. Принципы методов качественного обнаружения ви­таминов A, D, Е, К.

Лабораторная работа № 11

 

Растворимых в воде

Большинство водорастворимых витаминов относятся к группе В и обладают коферментными функциями (входят в состав коферментов и простатических групп). Некоферментные свойства витаминов характеризуются способностью участвовать регуляции метаболизма, проявлять антимутогенное действие, усиливать защитные свойства организма, повышать свертываемость в крови и др.

Витамин В₁ (антиневритный–тиамин) - по хими­ческой природе представляет производное колец пирими­дина и тиазола, суточная потребность которого в организме человека составляет 1,2-2,2 мг.

Источники: мука темного помола, отруби, неочищен­ный рис, дрожжи и печень.

 

 

 

Биологическая роль

В виде тиаминпирофосфата (ТПФ) витамин В₁ вхо­дит в состав ферментов: транскетолазы, пируватдегидрогеназного и α-кетоглутаратдегидрогеназного комплексов, дегидрогеназы γ-оксиглутаровой кислоты.

При гипо- и авитаминозе B₁ в первую очередь нару­шается обмен углеводов:

 

превращение ПВК^* - пировиноградная кислота H₃C – C- COOH

O

в ацетил-КоА, ЦТК (цикл трикарбоновых кислот), пентозофосфатный путь превращения глюкозы (не­ окислительная ветвь).

Основные признаки: поражение нервной системы (невриты), ведущие в запущенных слу­чаях к атрофии мышц, потере памяти, нарушениям в сердечно- сосудистой системе (бери-бери).

_______________________

*пировиноградная кислота имеет очень важное биологическое значение, являясь промежуточным продуктом при превращениях углеводов и белков в животных организациях

 

 

Опыт 1. Реакция с диазореактивом на тиамин (Витамин В₁)

Воснове реакции лежит способность витамина В₁ в щелочной среде с диазореактивом (смесь солянокислого или сернокислого раствора сульфаниловой кислоты с ра­створом нитрита натрия) образовывать сложное комплекс­ное соединение оранжевого или красного цвета.

 

Ход работы

В пробирку приливают 1 мл раствора сульфаниловой кислоты и 1 мл раствора нитрита натрия. Образуется диазореактив (см. в «Приложениях»). Сюда же вносят небольшое количество (на кончике шпателя) порошка или 0,5 мл раствора тиамина и по стенке пробирки осторожно добавляют 1 мл 20% -го раствора бикарбоната натрия.

На границе двух жидкостей появляется кольцо оран­жевого цвета или красного цвета

Витамин В₂ (витамин роста) - рибофлавин - по хи­мической природе представляет собой кольцо изоаллоксазина, связанное с рибитолом, суточная потребность ко­торого в организме составляет 2,7 мг.

Источники: молочные продукты, яйца, мясо, печень, хлеб грубого помола.

 

 

Биологическая роль

Витамин В₂ в виде ФАД (флавинадениндинуклеотид) и ФМН (флавинмононуклеотид) входит в состав сле­дующих флавиновых ферментов: ацил-КоА-дегидрогеназы, оксидаз L- и D-аминокислот, ксантиноксидазы, глициноксидазы, НАДН-дегидрогеназы, моноаминооксида-зы, альдегидоксидазы, сукцинатдегидрогеназы.

Гипо- и авитаминоз В₂ приводит к нарушениям ЦТК, ЦПЭ (цепь переноса электронов), микросомального окисления, β-окисления ВЖК, обмена нуклеиновых кислот и биогенных аминов.

Витамин В₂ - оранжево-желтое кристаллическое вещество, трудно растворимое в воде. Наиболее богатыми источниками этого витамина являются дрожжи, яичный желток, молоко, печень, мясо. Суточная потребность взрослого человека в витамине В₂ составляет 1,5-2,5 мг. Рибофлавин представляет собой замещенный изоаллоксазин. связанный с D-рибитолом. В виде рибофлавин-5'-фосфата он входит в состав простетической группы флавинадениндинуклеотид и (ФАД) флавиновых ферментов организма человека и животных. При недостаточности рибофлавина нарушаются окислительно-восстановительные процессы, что влечет выпадение волос, заболевание глаз, воспалительное поражение слизистых ротовой полости и губ, а также прилежащих участков кожи и др.

 

Опыт 2. Реакция восстановления витамина В₂

 

Реакция основана на способности рибофлавина, легко восстанавливаться и вновь окисляться. При восстановлении водород присоединяется к азоту по месту двойных связей в изоаллоксазиновом кольце.

 

 

Источником водорода служит реакция взаимодействия соляной кислоты с металлическим цинком. Выделяющийся водород восстанавливает рибофлавин (раствор желтого цвета) через розовый (или красный) родофлавин (промежуточный продукт) в бес­цветное соединение — лейкофлавин.

Реактивы и материалы: витамин В₂ 0,025% раствор, концентрирован-ная, соляная кислота, цинк металлический:

Оборудование и посуда: штатив с пробирками, капельницы.

 

Порядок выполнения работы

1. Отмеривают в пробирку 10 капель 0.025% раствора рибофлавина, добавляют 5 капель концентрированной соляной кислоты и небольшой кусочек металлического цинка. Тотчас же наступает бурное выделение пузырьков водорода, жидкость постепенно окрашивается в розовый или красный цвет, затем окраска бледнеет и, наконец, жидкость обесцвечивается.

2. При взбалтывании обесцвеченного раствора с воздухом лейкосоедине-

ние вновь окисляется в рибофлавин.

Поскольку витамин B₂ участвует в построении флавиновых ферментов, описанная реакция демонстрирует механизм действия ферментов в процессе тканевого дыхания.

 

Витамин B₆ (пиродоксин, адермин)

Витамин В₆ — бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде и спирте Устойчив к нагреванию, щелочам и кислотам, разрушается на свету, особенно при действии ультрафиолетовых лучей. Хорошо сохраняется при кулинарной обработке пищи, а также при консервировании пищевых продуктов. Пиридоксин - общее название группы веществ обладающих активностью витамина В₆, к которой принадлежат пиридоксол, пиридоксаль и пирилоксамин.

Эти соединения в организме человека легко переходят друг в друга. Пиридоксаль и пиридоксамин являются коферментами ферментов, участвующих в основном в белковом обмене, в частности в превращениях аминокислот (в трансаминировании, дикарбоксилировании и др.). Поскольку с обменом аминокислот связан синтез многих биологически важных веществ (гистамина, витамина РР и др.), недостаток в пиродоксине приводит к глубоким нарушениям биохимических процессов в организме Наиболее богатыми источниками витамина В₆ являются зародыши пшеницы, дрожжи и печень.

Витамин В₆ (антидерматитный) по химической при­роде - пиридоксин, суточная потребность которого в орга­низме человека составляет 2,0-3,0 мг.

Источники: зерновые, бобовые, мясо, рыба.

Опыт 3 Реакция витамина В₆ с хлорным железом

 

При взаимодействии витамина В₆ с хлорным железом образуется комплексное соединение типа фенолята железа, окрашенное в красный цвет. Реакция обусловлена наличием в молекуле витамина В₆ фенольного

 

гидроксила в 3-м положении пиримидинового кольца.

Аналогичная реакция с такой же окраской получается при взаимодействии

хлорного железа с раствором пирогаллола.

Реактивы и материалы: витамин В₆, 5% раствор, хлорное железо,

5% раствор

Оборудование и посуда: штатив с пробирками, капельницы

 

Порядок выполнения работы

 

 

В пробирку вносят 5-10 капель 5% водного раствора витамина В₆ и добавляют 1-2 капли раствора хлорного железа. После встряхивания смеси возникает красная окраска жидкости.

Витамин В₁₂ (антианемический) по химической при химической природе - кобаламин, суточная потребность которого в организме человека составляет 2-3 мкг.

' Источники: говяжья печень, мясо, рыба; молоко, яйца.

 

Биологическая роль

Витамин В₁₂ в виде метилкобаламина и дезоксиаденозилкобаламина входит в состав ферментов: метилтрансфераз, ферментов переноса одноуглеродных групп, глутаматмутазы, метил-малонил-КоА-мутазы, участвуя в превращении метил-малонил-КоА в сукцинил-КоА. Кроме этого, В₁₂-коферменты участвуют в реакциях изомери­зации (перенос водорода), в глицерол- и диолдегидратазных реакциях, реакциях превращения рибонуклеотидов до дезоксирибонукле-отидов, в этаноламиндезаминазной реакции.

Гипо- и авитаминоз В₁₂ проявляется:

1) нарушением процессов кроветворения, приводя­щих к гиперхромной мегалобластической анемии, пернициозной анемии;

2) нарушением катаболизма нечетных ВЖК и раз­ветвленных аминокислот, что приводит к накоп­лению их в мозге с последующим нарушением пси­хики.

 

Витамин В₁₂ и представляет собой игольчатые кристаллы рубиново-красного цвета благодаря присутствию кобальта. Хорошо растворим в воде и спирте. Недостаток витамина В₁₂ у человека является причиной возникновения злокачественной анемии, для которой характерны нарушение кроветворной функции костного мозга (уменьшение числа эритроцитов, появление овалоцитов, макроцитов и мегалобластов) расстройство нервной системы. Производные витамина В₁₂ выполняют роль коферментов во многих обменных процессах. Они носят название кобамидные коферменты. Ферменты, имеющие в своем составе кобамидные коферменты, участвуют в обмене метильной группы. Они, например, катализируют метилирование пиримидинового кольца при синтезе тимина.

Витамин В₁₂ находится главным образом в продуктах животного происхождения. Наиболее богата им печень рогатого скота и цыплят.

 

Опыт 4 Открытие кобальта, содержащегося в витамине В₁₂

Реакцией с тиомочевинной

 

Витамин B₁₂ — это единственный витамин, в молекуле которого содержится кобальт (4,5%). Его можно обнаружить после минерализации раствора витамина и последующей обработки тиомочевиной.