483
.pdfгде А – масса пустого бюкса, г; В – масса бюкса с исходной навеской растительного мате-
риала, г; С – масса бюкса с навеской растительного образца после
высушивания, г.
Для самостоятельной проверки правильности сделанных расчётов можно использовать следующую формулу:
Кол-во сухого вещества (СВ, %)+кол-во влаги (W, %) = 100% (3)
По итогу лабораторной работы результаты всех обучающихся подгруппы необходимо представить в виде сводной таблицы (табл. 1).
Таблица 1
Форма таблицы для записей результатов анализа
|
|
Масса |
Масса бюкса |
Масса бюкса с |
Cодержание |
||
Объек- |
|
навеской |
|
|
|||
№ |
сухого |
|
|||||
пустого |
с навеской до |
|
|||||
ты |
после |
влаги |
|||||
бюкса |
бюкса, г |
высушивания, |
вещест |
||||
анализа |
высушивания, |
||||||
|
(А) |
г (В) |
ва |
(W), % |
|||
|
|
г (С) |
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
(СВ), % |
|
||
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
На основании всей совокупности полученных данных следует сделать вывод. Данный алгоритм использовать
для оформления всех последующих работ!
Практическое применение результатов анализа по определению содержания влаги и сухого вещества связано с возможностью перерасчёта массы урожая после хранения, сушки или других видов доработки продукции.
В данном случае следует понимать, что между общей массой урожая и процентным содержанием сухого вещест-
11
ва существует обратная зависимость (4),
М1 |
СВ1 |
|
|
М2 |
СВ2 |
|
|
М2 = М1 * |
, |
(4) |
|
а между общей массой урожая и процентным содержанием влаги зависимость прямая (5).
М1 |
W1 |
|
|
М2 |
W2 |
|
|
М2 = М1 * |
, |
(5) |
|
где М1 – первоначальная масса урожая, кг / ц / т; М2 – масса урожая после хранения, сушки или другой
доработки, кг / ц / т; СВ1 – содержание сухого вещества в первоначальной
массе урожая, %; СВ2 – содержание сухого вещества в урожае после хра-
нения, сушки или другой доработки, %;
W1 – содержание влаги в первоначальной массе урожая, %; W2 – содержание влаги в урожае после хранения, сушки
или другой доработки, %.
На основании представленных закономерностей следует отметить, что общая масса урожая уменьшится во столько раз, во сколько раз увеличится содержание сухого вещества или уменьшится количество влаги.
Вторым, но не менее важным практическим моментом, в рамках которого используются результаты анализа по определению содержания влаги и сухого вещества в растительном материале, является возможность проведения перерасчёта любого из определяемых показателей в % на абсолютно сухое вещество (а.с.в.). В данном случае, мы получаем возможность представить полученные результаты (например, в
12
220 кг зерна ячменя при влажности 14% содержание белка составляет 17,5%) без учёта содержания влаги в исследуемой пробе, что даёт возможность сопоставить результаты анализа с данными, приведёнными в нормативной и справочной литературе, результатами других исследователей.
Для этого можно использовать следующий алгоритм расчёта:
1)100% – кол-во влаги (W, %) = кол-во сухого вещества (СВ, %); например, 100 – 14 = 86%;
2)кол-во сухого вещества (СВ, %) – значение, полученное
|
при установленной |
|
влажности образца |
В 100% а.с.в. |
– Х |
Учитывая прямо пропорциональную зависимость между используемыми данными, получаем следующее решение пропорции:
Содержание белка, % на а.с.в. = = 20,3 Значения, полученные при перерасчёте на абсолютно
сухое вещество, на практике могут быть использованы для установления количества определяемого компонента с гектарной площади или получаемое с валовым сбором урожая. Для этого и сама величина урожая (валового сбора) должна быть приведена к единицам на абсолютно сухое вещество (220 * 86 / 100 = 189,2), после чего используем следующий алгоритм расчёта:
1) В 100 кг зерна ячменя содержится – 20,3 кг белка В 189,2 кг зерна ячменя содержится – Х кг белка Решение пропорции имеет следующий алгоритм: Сбор белка с урожаем зерна, кг = = 38,4
Перерасчёт количества определяемого компонента на гектарную площадь или с валовым сбором урожая может быть произведён и при стандартной (базисной) влажности.
13
Для закрепления представленных алгоритмов расчётов необходимо самостоятельно произвести решение задач с использованием следующих условий:
1.Определить валовый сбор сена (влажностью 16%), если урожай зеленой массы однолетних трав (горох + овёс) при влажности 75% составил 86 т.
2.Влажность корнеплодов моркови при уборке составила 76%, а через 2 недели хранения уменьшилась на 1,5%. Определить количество моркови, засыпанное на хранение, если на текущий момент в хранилище находится 180 т корнеплодов.
3.При подработке 100 т семян яровой пшеницы влажность снизилась с 18% до 14%, при этом 7% массы семян в полученном количестве оказалось некондиционными. Определить выход кондиционных семян после доработки.
4.Влажность клубней картофеля составляет 77%, содержание крахмала – 19,5%. Как изменится содержание крахмала, если при хранении влажность клубней снизится до 75%?
5.Содержание азота в зерне кукурузы составило 1,75% при базисной влажности. Определить количество азота на абсолютно сухую массу (а.с.в.) и его сбор с гектара при условии, что масса урожая зерна составила 35 ц/га.
6.На полях площадью 120 га урожайность зерна ярового овса составила 2,85 т/га. Влажность зерна при уборке составила 21%. Содержание сырого протеина в зерне при стандартной влажности 17,5%. Определить валовый сбор зерна и сырого протеина.
Контрольные вопросы:
1.Какие вещества в составе овощей и фруктов представляют наибольшую питательную ценность для человека?
2.В составе каких частей и органов сельскохозяйственных культур происходит накопление более высокого количества сухого вещества? Привести примеры.
3.Какие условия и агротехнические параметры могут влиять на накопление сухого вещества в урожае сельскохозяйственных культур?
14
Лабораторная работа №2.
КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ БЕЛКА БИУРЕТОВЫМ МЕТОДОМ
Белки являются важнейшими в биологическом отношении веществами и играют огромную роль в питании человека и животных. В связи с чем пищевая и биологическая ценность того или иного продукта в рамках сельскохозяйственного производства целиком определяется общим количеством в нем белков и их сбалансированностью по аминокислотному составу.
Всоставе растительных тканей белковый азот – основная азотсодержащая фракция, составляющая 80-95%, доля нуклеиновых кислот – около 10%, аминокислот и амидов – 5% от суммарного количества азота.
Ввегетативных частях растений белки представлены, главным образом, ферментами, тогда как в семенах основная часть белковой фракции приходится на запасные белки
(прил. 1).
Внастоящее время разработано достаточно большое количество новых методов количественного и качественного определения органических веществ белковой природы. Более удобными в применении и оперативными являются спектрофотометрические методы, получившие в последнее время широкое распространение при выполнении массовых анализов и проведении оперативного контроля качества сырья и готовой продукции на содержание белка.
Определение белковых компонентов в видимой области спектра основано на качественных реакциях на белки и их структурные компоненты. Одним из спектрофотометрических методов количественного определения белков в растворе является разработанный в 1949 г. биуретовый метод.
15
Принцип метода. Метод основан на измерении интенсивности фиолетовой окраски, получаемой в результате реакций в щелочной среде комплекса пептидных связей (–CO– NH–) с ионами двухвалентной меди [5].
Лабораторное оборудование и материалы: доски, но-
жи, измельчители растительных образцов, фарфоровые ступки, пестики, шпатели, весы лабораторные (±0,01 г), центрифужные пробирки на 50 мл, штативы, пипетки, стеклянные палочки, центрифуга, пробирки, автоматический дозатор, спектрофотометр, кюветы.
Объекты анализа: светлые овощи (хрен, редис, картофель, лук, морковь, кабачки и т.п.)
Ход анализа
1.Среднюю пробу размолотого или измельченного растительного материала массой 3-4 г перенести в ступку.
2.Добавить шпателем 1 г оксида алюминия и растирать пестиком до однородной гомогенной массы.
3.Количественно перенести содержимое ступки при помощи стеклянной палочки в центрифужную пробирку и довести общий объем 0,1 М фосфатным буфером до 50 мл.
4.Перемешать и оставить в покое на 15 минут.
5.Центрифугировать 10 минут при 3500 об/мин.
6.Пипеткой перенести 2 мл полученного центрифугата
встеклянную пробирку.
7.Добавить 2 мл 6%-го раствора NaOH и 0,2 мл реактива Бенедикта при помощи автоматического дозатора.
8.Полученный раствор хорошо перемешать и через 15 мин фотометрировать при длине волны (λ) = 540 нм на спектрофотометре.
Приготовление шкалы образцовых растворов. Для при-
готовления шкалы используют 6 пробирок, которые последовательно нумеруют при помощи маркера и добавляют при помощи автоматического дозатора 0; 0,2; 0,4; 0,6; 1,0 и 2,0 мл
16
образцового раствора белка с концентрацией 1 мг/мл. Следующим шагом является добавление в пробирки дистиллированной воды, чтобы общий объём раствора составил 2 мл. Перемешиваем и добавляем к каждой пробе 2 мл 6%-го раствора NaOH и 0,2 мл реактива Бенедикта. После чего ещё раз аккуратно перемешиваем.
Каждую из проб шкалы, приготовленных из стандартного раствора, последовательно фотометрируют соблюдая принцип увеличения концентрации исследуемого раствора.
Для записи результатов и удобства проведения последующих расчётов можно использовать следующую форму
(табл. 2).
Количество белка в растительном сырье определяют с помощью калибровочного графика, построенного на основании данных таблицы. По оси Х откладываем концентрацию белка в пробирке (мг/мл), а по оси Y – оптическую плотность раствора (D). Зная оптическую плотность раствора исследуемого образца, по калибровочному графику находим содержание белка в аналитической пробе.
Таблица 2
Форма таблицы для записей результатов анализа
|
|
Количество |
Концентрация |
Концентрация |
Оптическая |
|
|
раствора |
белка в |
белка в |
|
№ пробы |
|
плотность |
|||
|
белка в пробирке, |
стандартном |
калибровочном |
||
|
|
раствора (D) |
|||
|
|
мл |
растворе, мг/мл |
растворе, мг/мл |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
Исследуемый раствор |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Содержание белка (Б, %) в составе выбранного продукта с учётом объёма полученного экстракта и массы навески рассчитывают по формуле:
17
Б = |
, |
(6) |
где а – значение с калибровочного графика, мг/мл;
V – общий объем полученного экстракта из навески, мл; m – масса навески сырья, мг;
100 – пересчет в %.
Контрольные вопросы:
1.Какие группы сельскохозяйственных культур накапливают наибольшее количество белка в своём составе?
2.Какие методы определения белка используются в практике сельскохозяйственного производства? На каких принципах они основаны?
3.Почему содержание белка и сырого протеина являются ключевыми показателями при определении питательной ценности продуктов и кормов?
18
ВОПРОСЫ ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ, ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ И ЭССЕ
Вопросы и задания к коллоквиуму
1.Функции белковых веществ в растительном организме.
2.Принципы классификации белков растений.
3.Назовите основные типы белков в зависимости от их функции в расте-
нии.
4. Перечислите непротеиногенные аминокислоты и их функции в расте-
нии.
5.Какие аминокислоты являются незаменимыми для человека, почему?
6.Назовите основные пути биосинтеза протеиногенных аминокислот в
растении.
7.Какие белковые фракции входят в состав белка злаковых, бобовых и масличных культур?
8.Какие белковые фракции входят в состав клейковины?
9.В чем заключаются особенности белкового состава семян и листьев рас-
тений?
10.Какие существуют методы качественного и количественного анализа
белка?
11.Что собой представляют интерфероны, лектины, белки-токсины, их биологическая активность?
12.Структура и функции ядовитых веществ белкового происхождения.
Темы рефератов и эссе
1.Непротеиногенные аминокислоты, их распространение в природе и
функции.
2.Сравнительный анализ белкового состава животных и растительных организмов.
3.Зернобобовые растения – важный источник растительных белков.
4.Молекулярная организация углеводузнающих белков клетки – лектинов.
5.Белки – ингибиторы протеолитических ферментов у растений.
6.Молекулярные механизмы действия белков шаперонов.
7.Ядовитые вещества белкового происхождения; распространение в при-
роде, особенности структуры и функции.
19
Лабораторная работа № 3.
ПОКАЗАТЕЛИ-КОНСТАНТЫ ДЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВОЙСТВ ЖИРОВ
И ВХОДЯЩИХ В ИХ СОСТАВ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
Липиды – это разнородный класс веществ, растворимых в диэтиловом и петролейном эфирах, бензоле, хлороформе, сероуглероде и других неполярных растворителях, но нерастворимых в воде. Сюда входят жиры, воски, стероиды, фосфолипиды, гликолипиды, сульфолипиды, цереброзиды.
Липиды встречаются во всех живых клетках растений, но концентрация их в вегетативных структурах растений обычно довольно мала: часто менее 1% общей сухой массы
(прил. 2).
Для определения свойства жиров, а также характеристики входящих в их состав жирных кислот принят целый ряд показателей-констант. Основными константами жиров являются температура плавления, кислотное число, число омыления, эфирное число, йодное число и перекисное число [9].
Рефрактометрический метод определения йодного числа жиров
Йодное число – это количество граммов галогена (в пересчете на йод), которое способно присоединяться к 100 г жира. Йодное число характеризует степень непредельности жирных кислот, входящих в состав жира. Жиры с высоким йодным числом содержат больше непредельных жирных кислот, которые по своей биологической роли приравнивают к витаминам (витамин F). Таким образом, чем выше йодное число, тем выше биологическая питательная ценность жира.
Жиры с высоким йодным числом относят к хорошо высыхающим – на воздухе они окисляются и полимеризуются с образованием тонкой прочной пленки, углекислого газа, летучих альдегидов и низкомолекулярных кислот, имеющих специфический запах. Такие масла используют в лакокрасочной промышленности для получения олиф, лаков, красок.
20