Лабораторная работа №4 Выделение казеиногена из молока и открытие в нем фосфата

Казеиноген белок молока относятся к сложным белкам – фосфопротеинам – содержит в качестве небелковой группы остатки фосфорной кислоты (0,5-0,9%).

К фосфопротеинам относятся также вителлин, вителлинин и витин яичного желтка, ихтулин рыбьей икры, а также ферменты – фосфорилаза, фосфоглюкомутаза, пепсин и др. Все фосфопротеины с химической точки зрения характеризуются эфирной связью фосфорной кислоты в белковых молекулах. Эфирная связь в молекулах фосфопротеинов осуществляется благодаря присоединению остатков фосфорной кислоты к оксигруппе остатков серина и треонина (оксиаминокислот). Биологическая роль фосфопротеинов заключается в том, что они служат типичным материалом для растущих организмов.

Присутствие фосфопротеинов в материале можно открыть реакциями на фосфаты, на белки и продукты их постепенного гидролиза. Казеиноген – фосфопротеин молока – под действием пищеварительных ферментов (пепсин) превращается в казеин, который с солями кальция образует казеинат кальция, что сопровождается свертыванием молока.

Кальциевая соль казеина в противоположность кальциевой соли казеиногена нерастворима в воде. Превращением казеиногена в казеин объясняется ферментативное свертывание молока. В простокваше и других кисло-молочных продуктах в свернутом состоянии находится казеиноген. Качественные реакции на фосфатную группу используются для открытия фосфопротеинов в исследуемых образцах.

Принцип метода. Казеиноген обладает свойствами кислоты и в молоке находится в виде анионов, растворимых в воде. Недиссоциированные молекулы казеиногена малорастворимы в воде. Изоэлектическая точка казеиногена находиться при рН=4,7. Этим объясняется, что при подкислении при рН=4,7 молоко свертывается благодаря выпадению в осадок казеиногена. Свертывание молока возможно также и в присутствии молочной кислоты, образовавшейся из лактозы под влиянием молочнокислых бактерий.

При щелочном гидролизе казеиноген (казеин) распадается на фосфат и белок. Фосфат может быть обнаружен специфической реакцией с молибденовым реактивом.

Исследуемый материал и реактивы

1. Молоко. 2. Уксусная кислота концентрированная. 3. Сернокислая медь (1%). 4. Едкий натр (10%). 5. Реактив Милона. 6. Реактив Фоля. 7. Фильтры. 8. Раствор гидроксида натрия (10%). 9. Биуретовый реактив. 10. Азотная кислота (концентрированная). 12. Раствор молибдата аммония. 13. Раствор аскорбиновой кислоты (1%) на 1М растворе соляной кислоты. 14. Лакмусовая бумага.

Ход работы

• Выделение казеиногена из молока.

К 2 мл молока приливают равный объем дистиллированной воды. Осаждают казеиноген добавлением 1 капли концентрированной уксусной кислоты. Не следует добавлять избыток кислоты, поскольку молекулы белка казеиногена перезаряжаются и вновь переходят в раствор, что мешает осаждению. Выпавший осадок казеиногена отфильтровывают и промывают на фильтре дистиллированной водой 2 раза. Часть осадка снимают с фильтра стеклянной палочкой и проводят с ним цветные реакции на белки (биуретовую, Фоля, Милона).

• Обнаружение фосфата в казеиногене.

В пробирку вносят 0,1г сухого порошка казеина, прибавляют 5 мл 10% раствора гидроксида натрия и ставят в кипящую водяную баню на 30 мин. Охлаждают пробирку и проводят реакцию на продукты гидролиза.

А. Обнаружение белка. Проводят реакцию 10 капель гидролизата и проводят реакцию с биуретовым реактивом, добавляя 3-5 капель его к 10 каплям гидролизата (см. лаб. № 2). Отмечают появление характерного окрашивания.

Б. Обнаружение фосфата. В другую пробирку вносят 20 капель гидролизата и нейтрализуют его, прибавляя по каплям концентрированную азотную кислоту до слабокислой реакции по лакмусовой бумаге. Затем прибавляют 10 капель раствора молибдата аммония, перемешивают содержимое и приливают 10 капель 1% раствора аскорбиновой кислоты, приготовленной на 1М растворе соляной кислоты. Вновь перемешивают, оставляют стоять пробы до развития синего окрашивания и записывают химизм реакции.

Н₃РО₄+12(NH₄)₂МоО₄+21НNО₃→(NН₃)3(РО4•12МоО₃)+21N₄NО₃+12Н₂О