Практикум по биоорганической химии

Практикум по биоорганической химии

для специальности «Технология продуктов общественного питания»

Органические соединения как важнейшие биологические объекты

Основные понятия и термины

Жиры, триглицериды - сложные эфиры высших жир­ных карбоновых кислот и глицерина.

Аминокислоты - карбоновые кислоты, содержащие аминогруппу (-NH₂), присоединенную к углероду алкильного радикала.

Белки, полипептиды - биополимеры, состоящие из большого числа аминокислотных остатков.

Ферменты - белки, исполняющие функции биока­тализаторов биохимических процессов в живом орга­низме.

Амилаза - фермент гидролиза крахмала.

Липаза - фермент гидролиза триглицерида.

Денатурация - потеря биологической активности белка вследствии разрушения его сложной простран­ственной структуры.

Углеводы, сахара - группа полимерных органических веществ природного происхождения, образуе­мая полигидроксикетонами или полигидроксиальдегидами.

Моносахара (монозы, моносахариды) - углеводы не подверженные гидролизу и имеющие строение полигидроксикетонов и полигидроксиальдегидов.

Дисахара (диозы, дисахариды) - углеводы димеры при гидролизе образующие две молекулы моносаха­рида.

Полисахариды, полиозы - биополимеры, при гидро­лизе образующие монозы.

Глюкоза - пентаоксиальдегид, важнейший моносахарид, растворима в воде.

Сахароза - дисахарид, состоящий из глкозы и фрук­тозы, растворима в воде.

Крахмал - полисахарид, состоящий из молекул α -глюкозы, циклического строения, линейной (амило­за) и разветвленной (амилопектин) структуры, нерас­творимый в воде.

Целлюлоза - полисахарид, состоящий из молекул α -глюкозы цикличесого строения, линейной структуры, богатой водородными связями, нерастворима в воде.

 

Раздел 1. Состав и физико-химические свойства белков

Оборудование: чашки Петри, бумага хроматографическая, стеклянные палочки, капилляры, пульвериза­тор, термостат, пробирки, штативы, циркуль с каран­дашом, стеклянные пластинки.

Реактивы: 2%-ный водный раствор аминоуксуснойкислоты (глицина), растворы индикаторов метилово­го оранжевого, лакмуса, метилового красного, 10%-ный раствор гидроксида натрия, 0, 1%-ный раствор нингидрина, растворы аминокислот для хроматогра­фии, растворитель для хроматографии, 0, 5%-ный рас­твор нингидрина в 95% растворе ацетона, раствор сульфата никеля.

Опыт 1. Свойства аминокислот.

а) Отношение моноаминокарбоновых кислот к ин­дикаторам. В три пробирки наливают по 1 мл 2%-ного раствора аминоуксусной кислоты (глицин) и добавляют в каждую по 2 капли раствора индикаторов метилового оранжевого, метилового красного и лакмуса соответственно. Объяснить результаты опыта.

б) Образование медной соли.

В пробирке 2-3 мин нагревают при встряхивали смесь 0, 5 г оксида меди (II) и 2-3 мл 2% раствора глицина. После отстаивания отливают 0, 5 мл раствора и добавляют к нему 1-2 капли 10% раствора гидроксида натрия. Выпадает ли осадок гидроксида меди (П)?

Остальную жидкость сливают с осадка оксида меди (П) в пробирку и охлаждают ее в стакане с ледяной водой. Постепенно выпадают кристаллы труднорастворимой медной соли аминоуксусной кислоты.

 

в) Реакция аминоуксусной кислоты с нингидрином.

К 2 мл 1%-ного раствора глицина приливают 2-3 капли 0, 1% раствора нингидрина, встряхивают и ста­вят в штатив. Через некоторое время появляется сине-фиолетовая окраска с синеватым оттенком. Различные аминокислоты образуют окрашенные соединения, от­личающиеся оттенком.

 

Опыт 2. Обнаружение пептидной связи в белках.

 

б) Нингидриновая реакция (на аминогруппы).

К 2-3 мл разбавленного раствора белка добавляют 3-4 капли 1% раствора нингидрина в 95% растворе ацетона. Раствор перемешивают и ставят в водяную баню при 70°С на несколько минут. Какие изменения наблюдаются? Записать схему происходящих реакций.

 

а) В пробирку наливают 1-2 мл 10% раствора белка куриного яйца, прибавляют 2-3 мл 30% раство­ра гидроксида натрия и хорошо перемешивают. За­тем добавляют несколько капель 1% раствора суль­фата меди и снова хорошо перемешивают. Что на­блюдается?

Для сравнения: на стеклянной пластинке нагревают несколько кристаллов мочевины над пламенем газо­вой горелки. Пластинку охлаждают и к полученному биурету добавляют по несколько капель 10% раствора гидроксида натрия и 1% раствора сульфата меди. При перемешивании развивается интенсивное фиолетовое окрашивание. Сравнить с предыдущим опытом и сде­лать выводы. Записать уравнение реакции образова­ния комплексной соли меди с биуретом. Сделать вывод об аналогии реакции с пептидной связью белка.

 

Опыт 3. Выделение белка из раствора.

а) Высаливание белка.

Наливают в пробирку 1-1, 5 мл раствора белка, до­бавляют равный объем насыщенного раствора суль­фата аммония. Появляется муть от выпавшего осад­ка.

Осаждение белков солями является обратимым про­цессом, и при добавлении воды белки снова раство­ряются.

б) Осаждение белков при нагревании (свертывание белков).

В пробирку наливают 2 мл раствора белка и нагре­вают ее, не доводя до кипения. Что наблюдается? В другую пробирку наливают 2 мл раствора белка и 1 каплю 1% раствора уксусной кислоты и также нагре­вают. Осадок белка выпадает быстрее. Обратим ли про­цесс?

в) Осаждение белков концентрированными мине­ральными и органическими кислотами.

В 3 сухие пробирки наливают по 1-2 мл концентри­рованных азотной, серной и соляной кислот соответ­ственно. Наклоняют каждую пробирку и осторожно, по стенке, приливают из пипетки по 0, 5 мл исследуе­мого раствора белка так, чтобы он не смешивался с кислотой. В месте соприкосновения двух жидкостей появляется белый аморфный осадок, который при встряхивании в азотной кислоте увеличивается, а в двух других растворяется. В четвертую пробирку наливают 2-3 мл раствора бел­ка и добавляют несколько капель 5%-ного раствора трихлоруксусной кислоты. Образуется осадок. Сделать вывод о влиянии различных кислот на способность белков к осаждению.

 

Раздел 2. Углеводы: моносахара, дисахара и полисахариды

Оборудование: предметные стекла, пробирки, пипет­ки, водяная баня, стаканы, стеклянные палочки.

Реактивы: 1%-ный раствор глюкозы, 10%-ный рас­твор гидроксида натрия, гидрокарбонат натрия сухой, 10%-ный раствор серной кислоты, реактив Селива­нова (раствор 0, 5: резорцина в 100 мл разбавленной (1: 1) соляной кислоты), 1%-ный раствор фруктозы, 2%-ный раствор сульфата меди, раствор сахарозы, ам­миачный раствор оксида серебра.

Опыт 1. Восстанавливающие свойства глюкозы

а) На предметное стекло помещают 2-3 капли рас­твора сульфата меди и приливают 2-3 капли раствора гидроксида натрия. К выделившемуся гидроксиду меди добавляют равное количество раствора глюкозы и перемешивают. Как изменяется окраска? Почему? Записать уравнения реакций.

б) Предметное стекло с содержимым опыта а) помещают над стаканом с горячей водой. Какие изменения наблюдаются? Записать уравнение реакции окисления глюкозы.

в) К аммиачному раствору оксида серебра на предметном стекле добавляют 2-3 капли раствора глюкозы. Смесь осторожно нагревают над стаканом с горячей водой. Что наблюдается? Записать уравнения ре­акции.

 

Опыт 2. Обнаружение фруктозы реакцией Селиванова

В две пробирки наливают по 2 мл реактива Селива­нова. В одну пробирку прибавляют 2 капли 1%-ного раствора фруктозы, а в другую - 2 капли 5%-ного рас­твора глюкозы. Обе пробирки одновременно поме­щают в водяную баню с температурой воды около 80°С и выдерживают при этой температуре в течении 8 мин.

Сравнить окраску растворов в пробирках с глюко­зой и с фруктозой. Записать схему реакции.

Опыт 3. Гидролиз сахарозы.

а) В пробирку наливают 3 мл раствора сахарозы и прибавляют 1 мл 10% раствора серной кислоты. Полученный раствор кипятят в течении 5 мин, затем охлаждают. Раствор нейтрализуют сухим гидрокарбонатом натрия, добавляя его небольшими порциями при перемешивании. После нейтрализации (когда пре­кратиться выделение СО₂) приливают равный объем раствора сульфата меди и раствора гидроксида на­трия. Что наблюдается? Смесь нагревают. Как изме­няется окраска реакционной смеси? Записать уравнения реакций без нагревания ипри нагревании.

б) В другой пробирке нагревает смесь 1-2 мл раствора сахарозы с равным объемом раствора сульфата меди и раствора гидроксида натрия. Сравнить окрас­ку растворов в пробирках опытов а) и б) и дать объяс­нение.

Практикум по биоорганической химии

для специальности «Технология продуктов общественного питания»

12Следующая ⇒

Поделиться: