11. Обнаружение лактозы в молоке

Порядок выполнения работы.

В небольшой химический стакан (емкостью 25 мл.) наливают 5-7 мл. молока, разбавленного водой (1:1), и добавляют к нему несколько капель уксусной кислоты при перемешивании смеси стеклянной палочкой. В кислой среде белок свертывается и выпадает в виде хлопьев. Осадок отфильтровывают и отбрасывают, а фильтр нейтрализуют 10%-ным раствором гидроксида натрия до слабощелочной реакции по индикаторной бумажке. Раствор щелочи добавляют по каплям при перемешивании жидкости стеклянной палочкой. Отливают 2 мл. полученного щелочного раствора, добавляют к нему 2 мл. реактива Фелинга, смесь перемешивают и нагревают верхнюю часть раствора до начинающегося кипения.

Оформление опыта. Запишите: меняется ли окраска раствора? Объясните ход реакции и напишите уравнение реакции.

Опыт 12. Качественная реакция на полисахариды.

Принцип метода основан на появлении окраски при действии йода на полисахариды, это объясняется образованием молекулярных комплексных соединений. Различие в цвете комплексов йода – крахмал и йода – гликоген свидетельствует о различии структур крахмала и гликогена.

Крахмал (C₆H₁₀O₅)n состоит из 2 полисахаридов – амилозы и амилопектина, мономером которых является альфа-глюкоза. Синтезируется крахмал растениями в хлоропластах под действием света при фотосинтезе.

Гликоген – полисахарид (C₆H₁₀O₅)n, образованный остатками глюкозы, связанными α-1→4 связями (α-1→6 в местах разветвления); основной запасной углевод человека и животных. Гликоген является основной формой хранения глюкозы в клетках организма человека и животных.

Гликоген образует энергетический резерв, который может быстро мобилизоваться при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы. Гликоген в простонародье называют животным крахмалом, построенным из остатков α-D-глюкозы.

Наиболее спе­цифическая реакция на крахмал — появление синего окрашивания с йодом. Окраска обусловлена амилозой. Хотя содержание амилопектина в зернах крахмала в не­сколько раз превышает количество амилозы, тем не ме­нее синее окрашивание, возникающее при действии иода на амилозу, перекрывает красно-фиолетовую окраску амилопектина. Окраска исчезает при нагревании и вос­станавливается при охлаждении крахмального клей­стера.

При смешивании йода с крахмалом происходит реакция и образуется синий цвет в растворе. Если этот раствор нагреть, то синего цвета не станет, но если охладить этот раствор, то цвет вновь станет синий. Вот сама реакция крахмала с йодом:

(С6Н10О6)n + nJ2 = [(С6Н10О6)n]*nJ2

Порядок выполнения работы.

Реакция крахмала и гликогена с йодом.

Реактивы: Крахмал (лучше всего растворимый), 0,5 %-ный раствор

Раствор Люголя: в несколь­ких миллилитрах холодной воды растворяют 2 г йодисто­го калия (КI). В концентрированном растворе йодистого калия растворяют 1 г иода и добавляют воды до объема 100 мл.

Для получения гликогена удобно пользоваться мышечной или печёночной тканями животных. гликогена Целесообразно использовать печёночную ткань поскольку содержание гликогена в печени может доходить до 5-10%, а в мышцах – от о,4 до 0,7 %.

Печёночную ткань (5 г) тщательно растирают в течение 3-5 минут в ступке с 5 мл дистиллированной воды до получения гомогенной кашицы. . Содержимое фарфоровой чашки переносят в колбу и кипятят над пламенем спиртовки в течение в течение 2-3 мин. Белки при этом свёртываются, а ферменты разрушаются. Содержимое колбы переносят в фарфоровую ступку и ткань растирают пестиком до получения гомогенной массы Гликоген переходит в раствор Затем содержимое ступки фильтруют через два слоя марли, фильтрат переносят в пробирку и кипятят2-3 мин ( до появления осадка) Для более полного осаждения белка кипящую жидкость подкисляют 3-5 каплями 1 %-ного раствора уксусной кислоты. Осадрк белка отделяют фильтрованием через влажный бумажный фильтр и с фильтратом, содержащим коллоидный раствор гликогена, проводят качественную цветную реакцию гликогена с йодом.

В две пробирки наливают по 2 мл крахмального клейстера и раствора гликогена. В обе пробирки добавляют по 1-2 капли раствора йода в йодистом калии, разбавленного водой до образования раствора желтой окраски.

В пробирке с крахмалом появляется синее окрашивание, исчезающее при нагревании и вновь появляется при охлаждении раствора. В пробирке с гликогеном появляется красно-бурое окрашивание.

Оформление опыта. Записать: как меняется окраска крахмального клейстера и раствора гликогена? Объясните ход реакции и напишите уравнение реакции.

Опыт 13. Гидролиз крахмала.

Принцип метода. Химический гидролиз крахмала – реакция каталитическая, так как происходит при нагревании в присутствии неорганических кислот. Крахмал (С₆Н₁₀О₅)n – полисахарид, который состоит из двух фракций: 25% линейной амилозы и 75% разветвленного амилопектина.

При кислотном гидролизе крахмал в конечном итоге превращается в а-Д-глюкозу через ряд промежуточных продуктов – декстринов, которые дают иную окраску с йодом, чем крахмал.

Гидролиз крахмала ступенчатый. Протекает при нагревании в кислой среде. В пищеварительном тракте гидролизуется под действием ферментов до глюкозы, которая усваивается организмом.

Схема гидролиза крахмала:

Крахмал → растворимый крахмал (амилоза) → олигосахариды (декстрины) → дисахарид (мальтоза = солод) → α-глюкоза.

Уравнение:

(С₆Н₁₀О₅)n + nН₂О → nС₆Н₁₂О₆

Порядок выполнения работы.

В колбочку берут 30-40 мл крахмального клейстера и добавляют 10 мл 10%-ной H₂SO₄, колбочку нагревают. С момента закипания через 1-2 мин из колбочки с кипящим крахмальным клейстером отбирают 0,5 мл гидролизата и помещают в пробирку с раствором йода. Отмечают окраску раствора. Такое исследование кипящей смеси проделывают 5-6 раз с интервалом в 1-2 мин. Вначале окраска еще будет синей, но затем она изменяется в фиолетовую, далее в красную, и, наконец, в желтую, которая не будет уже изменяться.

Результаты опыта заносят в таблицу.

Таблица. Кислотный гидролиз крахмала

Крахмал	до гидролиза	через 1 мин.	через 2 мин.	через 2 мин.	через 2 мин.	через 2 мин.
Результаты йодной реакции

Декстрины йодом не окрашиваются. После исчезновения окраски с йодом смесь кипятят еще 1-2 мин., охлаждают, серную кислоту нейтрализуют 0,5 М раствором гидроксида натрия, фильтрат испытывают реакцией с фелинговой жидкостью на моносахариды. Положительный результат указывает на происшедший гидролиз.

Контрольные вопросы.

1. Дать определение углеводов.

2. Биологические функции углеводов.

3. Как классифицируются углеводы по количеству мономеров?

4.Чем обусловлено количество стериоизомеров моносахаридов?

5. По каким признакам моносахариды относятся к L- или D- ряду?

6. Физико-химические свойства моносахаридов: окисление, восстановление, образование эфиров и гликозидов.

1. Какие соединения относятся к олигосахаридам?

8. Укажите, какие углеводы относятся к полисахаридам?

9. Перечислить качественные реакции на углеводы.

10. Перечислить качественные реакции на дисахариды.

11. Перечислить качественные реакции на полисахариды.

Самостоятельная работа.

Используя материал учебника записать схемы:

1. Реакций, приводящих к синтезу АТФ при гликолизе.

2. Реакций, приводящих к синтезу АТФ при аэробном окислении углеводов.

3. Реакций превращения ПВК в анаэробных и аэробных условиях.