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 аминоуксусной кислоты (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.