483

К пищевым дубильным веществам относят димеры катехинов, образующиеся при изготовлении черного чая и имеющие слабо вяжущий вкус и характерную золотистокрасную окраску (прил. 5).

Физиологическое значение дубильных веществ для растительного организма связано с их участием в окислительновосстановительных реакциях. Дубильные вещества часто обладают бактерицидными свойствами, участвуют в регулировании роста и создании иммунитета у растений [7].

Определение дубильных веществ в растениях по качественной реакции

Принцип метода заключается в наличии характерной реакции, протекающей при взаимодействии водной вытяжки из растительного материала со слабым раствором хлорного железа (FeCl3), сопровождающего её окрашивание в чёрносиний или сине-фиолетовый цвет.

Лабораторное оборудование и материалы: доски, но-

жи, измельчители растительных образцов, свёрла для высечек, термостойкие пробирки, шпатели, весы лабораторные (±0,01 г), беззольные фильтры.

Объекты анализа: чай листовой, кора и листья дуба, плоды черемухи, яблони, граната, хурмы.

Ход анализа

1.Высечку растительного материала (Ø 0,5…1 см) или навеску массой 0,5-1 г помещают в термостойкую пробирку.

2.Добавляют в пробирку 8 мл дистиллированной воды.

3.Содержимое пробирки кипятят при помощи спиртовки в течение 1 минуты.

4.Полученную вытяжку профильтровывают через беззольный фильтр.

5.К полученному фильтрату добавляют 1-2 капли хлорида железа.

51

Запись результатов анализа ведут по форме таблицы 6.

Таблица 6

Содержание дубильных веществ в растениях

Делают вывод о характере и интенсивности полученной окраски по всей совокупности объектов исследования.

Количественное определение содержания дубильных веществ в составе растений

Принцип метода основан на вытеснении дубильных веществ из навески растительного материала водным раствором при нагревании. Экстрагированное количество дубильных веществ фиксируется посредством титрования 0,05 Н раствором перманганата калия (KMnO4) в присутствии индикатора индигокармина.

Лабораторное оборудование и материалы: доски, но-

жи, измельчители растительных образцов, шпатели, весы лабораторные (±0,01 г), колбы конические на 100 мл, водяная баня, беззольные фильтры, колбы мерные на 250 мл, колбы конические на 250 мл, пипетки на 3 и 10 мл, мерные цилиндры на 100 мл, бюретки.

Объекты анализа: чай (зелёный, красный, чёрный), кора

илистья дуба, калины, берёзы, ивы, растения мяты, зверобоя

идушицы.

Ход анализа

1.Взять навеску измельченного сырья (0,5-2 г) и поместить в коническую колбу вместимостью 100 мл.

2.Навеску залить 50 мл горячей дистиллированной воды и нагревать на водяной бане в течение 30 минут.

52

3.Полученный экстракт осторожно процедить через складчатый бумажный фильтр в мерную колбу вместимостью 250 мл так, чтобы частицы сырья не попали на фильтр.

4.Навеску в колбе повторно залить горячей дистиллированной водой (50 мл) и выдержать на водяной бане 10-15 минут.

5.Повторно отфильтровать полученный экстракт в мерную колбу.

6.Фильтрат в колбе охладить и довести объем до метки дистиллированной водой.

7.При помощи пипетки 10 мл фильтрата поместить в коническую колбу вместимостью 250 мл, добавить 75 мл воды и 3 мл раствора индигокармина.

8.Полученный раствор титруют 0,05н раствором КМnО4 до появления золотисто-желтой окраски.

9.Параллельно провести титрование контрольной колбы, титруя раствор 3 мл индигокармина в 85 мл воды.

10.Используя все исходные и полученные данные, произвести расчёт количества дубильных веществ в составе исследуемого продукта.

11.Для пересчета на танин, (%) необходимо полученное

количество мл 0,05 Н раствора КМnО4, пошедшее на титрование, перемножить на коэффициент 0,0020785.

Контрольные вопросы:

1.Классификация и химическая природа дубильных веществ.

2.Какими свойствами обладают «пищевые» дубильные вещества?

3.Какие функции выполняют дубильные вещества в составе растительных организмов?

53

Лабораторная работа № 10.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИСУТСТВИЯ АЛКАЛОИДОВ В СЕМЕНАХ И ВЕГЕТАТИВНЫХ ЧАСТЯХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Алкалоиды – гетероциклические азотсодержащие ароматические соединения щелочного характера, обладающие сильным физиологическим действием на определенные части нервной системы. Одни из них действуют на центральную и периферическую нервные системы, другие – на иннервацию глаза, гладкую мускулатуру, на желудочно-кишечный тракт и т.д. В малых дозах они могут действовать успокаивающе, в больших – как анестезирующие препараты, в ещё больших количествах – как галлюциногенные вещества или сильнейшие яды (прил. 5).

Некоторые алкалоиды в малых дозах широко применяются в медицине для лечения различных заболеваний человека и животных, проведения операций или используются в качестве тонизирующих (чай, кофе, какао) и наркотических веществ. Многие алкалоиды обладают высокой токсичностью, поэтому содержащие их растения нельзя использовать на корм (люпин, вика, полынь и др.). До разработки широкой гаммы относительно малотоксичных синтетических пестицидов некоторые алкалоиды достаточно широко применялись в качестве инсектицидов (соли никотина и анабазина).

Предполагается, что алкалоиды являются побочными продуктами обмена веществ, запасными веществами или выполняют защитную роль в растительном организме. Возможно, они играют роль гормонов, вызывающих усиление обменных процессов на определенных фазах развития растений.

Принцип метода заключается в наличии характерной реакции, протекающей при взаимодействии растительного материала с раствором йода в йодистом калии (KJ), и сопровождающим её красновато-бурым окрашиванием.

54

Лабораторное оборудование и материалы: доски, но-

жи, измельчители растительных образцов, шпатели, весы лабораторные (±0,01 г), скальпели, фарфоровые ступки и пестики, микропипетки, капельницы, микроскопы.

Объекты анализа: Набухшие семена многолетнего, узколистного или кормового люпина, гороха, сои, фасоли, листья люпина, прозеленённые клубни картофеля, зелёные томаты, листья табака, чай листовой, кофе в зернах или растворимый.

Ход анализа

1.Берут навеску измельченного сырья (0,5-2 г) и растирают в фарфоровой ступке до однородной массы. Семена люпина, гороха, вики, сои (по 3…5 шт.) предварительно разделить на семядоли при помощи скальпеля.

2.К навеске растительного материала добавляют несколько капель йода в иодиде калия.

3.При работе с семенами на поверхность каждой семядоли нанести 1…2 капли йода в йодистом калии.

4.Осадок берут капельницей и помещают на предметное стекло, рядом с раствором J в KJ, выступающим в качестве контроля.

5.Одновременно просматривают под микроскопом обе капли, убеждаясь, что окраска появилась в результате выпадения осадка.

6.Окраску семядолей рассматривают без микроскопа.

7.Наличие (+ или –) и интенсивность (слабая – 1 балл, средняя – 2 балла, сильная – 3 балла) красновато-бурой окраски осадка или на поверхности семядолей фиксируют по приведенной форме таблицы 7.

Таблица 7

Содержание алкалоидов в отдельных частях растений

Проверку растений на алкалоидность в полевых условиях проводят после спада росы и обсыхания растений после дождя, так как избыток влаги на поверхности растения препятствует течению реакции.

Для анализа необходимо брать самые молодые части растения – молодой лист, боковой побег или верхушку бутонизирующего растения. Сок старых листьев содержит меньше алкалоидов, хотя растение будет алкалоидное.

Контрольные вопросы:

1.Какие вещества относят к алкалоидам. Какая их классификация и конкретные представители?

2.В каких растениях содержатся алкалоиды и в каком количестве? В каких органах растений синтезируются и накапливаются алкалоиды?

3.Какую роль алкалоиды выполняют в растениях? Значение алкалоидов для человека и животных.

56

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ

1.Использование знания биохимического состава растений в биологии, медицине, промышленности, сельском хозяйстве. Возможности и перспективы использования растений в качестве промышленного источника сырья и ресурсов.

2.Химический и биохимический состав растений (отдельных семейств и видов). Минеральные вещества.

3.Содержание и формы воды в растениях. Роль воды в растительном ор-

ганизме.

4.Природа аминокислот в растениях. Протеиногенные и непротеиногенные аминокислоты, их функции.

5.Пути биосинтеза аминокислот у растений (из ПВК, из оксалоацетата, из шикимата).

6.Белковые вещества растений (классификация, химическое строение, свойства и функции). Проблемы, связанные с изучением растительных белков.

7.Белки семян и листьев растений. Элементный состав и содержание белков в различных культурах. Критерии качества урожая.

8.Строение и свойства растительных липидов, их классификация. Обмен липидов растений.

9.Главные и специфические жирные кислоты растительных организмов. Содержание жиров в семенах и плодах культурных растений. Биосинтез жирных кислот.

10.Триглицериды. Показатели свойств жиров – кислотное число, йодное число, число омыления. Пути биосинтеза.

11.Строение, свойства и функции фосфолипидов и гликолипидов растений. Основные фосфолипиды растений. Пути биосинтеза.

12.Запасные жиры растений – ацилглицеролы и воска. Свойства и функции в растениях.

13.Особенности биодеградации липидов у растений (β-окисление, α- окисление, ω-окисление, оксигеназный путь деградации).

14.Глиоксилатный цикл растений – возможность живых организмов осуществлять превращение жиров (триглицеридов) в углеводы.

15.Классификация растительных углеводов (состав, строение). Основные свойства углеводов: растворимость, гидролиз, сладость различных сахаров.

16.Моносахариды растений – глюкоза, фруктоза, галактоза, ксилоза, рибоза. Их свойства и функции в растении.

17.Олигосахариды растений: дисахариды, трисахариды, тетрасахариды. Их распространение в растениях и функции.

18.Структурные полисахариды растений – целлюлоза, пектиновые вещества, слизи и гумми. Их строение, свойства и функции.

19.Запасные полисахариды растений – крахмал, инулин, фруктозаны. Их строение, свойства и функции.

20.Классификация и общие свойства ферментов (строение, состав). Возможности промышленного использования растительных ферментов.

21.Особенности действия растительных ферментов. Ферментативный ка-

тализ.

57

22.Многообразие органических кислот растительных организмов. Их функции в растении. Характерные особенности основных органических кислот растений (на примере любой из кислот).

23.Изменение кислотности в процессе онтогенеза растении. Процесс созревания плодов и физиологические процессы, его сопровождающие.

24.Обмен органических кислот у высших растений. Цикл Кребса (последовательность протекания, исходные, промежуточные и конечные продукты).

25.Понятие о витаминах и их биологической роли. Краткая история развития представлений о витаминах. Провитамины.

26.Витамины группы А. Их свойства и функции. Содержание витамина А

врастительных продуктах.

27.Витамины группы D. Их свойства и функции. Содержание витамина D

врастительных продуктах.

28.Витамины Е и К. Свойства, функции и содержание в растительных

продуктах.

29.Витамин Q и F. Свойства, функции и содержание в растительных про-

дуктах.

30.Витамины группы В (В1, В2, В3). Свойства, функции и содержание в растительных продуктах.

31.Витамины группы В (В5, В6, В8). Свойства, функции и содержание в растительных продуктах.

32.Витамины Р и Н. Свойства, функции и содержание в растительных

продуктах.

33.Фолиевая кислота. Свойства, функции и содержание в растительных

продуктах.

34.Витамины группы В (В12, В13, В15). Свойства, функции и содержание в растительных продуктах.

35.Витамин С. Свойства, функции и содержание в растительных продук-

тах.

36.Алкалоиды растений. Их строение, локализация и биологические функции. Происхождение, функции и применение индольных, изохинолиновых, пирролидиновых и пуриновых алкалоидов.

37.Растительные вещества вторичного происхождения. Биоразнообразие фенольных соединений растений: флавоноиды, катехины, таннины, меланины. Функции фенольных соединений в растениях.

38.Природа и распространение растительных терпенов. Примеры терпенов, имеющих промышленное значение – каучук, гутта и чикл.

39.Природа и распространение растительных гликозидов. Роль гликозидов в жизни растений и промышленности.

40.Эфирные масла и смолы растений. Химическая природа и функции в

растениях. Использование в отдельных сферах производства.

58

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В практикуме изложен материал лабораторных работ по отдельным разделам дисциплины, практические аспекты определения отдельных показателей, характеризующих качество получаемого урожая сельскохозяйственных культур. Особое внимание уделено веществам белковой, липидной и углеводной природы, особенностям их синтеза при развитии растений и формировании урожая; кратко обозначена их роль в различные фенологические фазы.

Использование практикума позволит обучающимся детально разобраться в вопросах химического и биохимического составов основных групп сельскохозяйственных культур и их отдельных представителей.

59

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.ГОСТ 13586.5-2015 Зерно. Метод определения влажности.

–М.: Стандартинформ. 2019. – 12 с.

2.ГОСТ 31640-2012 Корма. Методы определения содержания сухого вещества. – М.: Стандартинформ. 2012. – 7 с.

3.ГОСТ ISO 5506-2013. Бобовые. Продукты из соевых бобов. Определение активности уреазы. – М.: Стандартинформ. 2018. – 6 с.

4.ГОСТ ISO 750-2013. Продукты переработки фруктов и овощей. Определение титруемой кислотности. – М.: Стандартинформ. 2019. – 5 с.

5.Резяпкин В.И. Лабораторный практикум по биохимии и биофизике / В.И. Резяпкин, В.С. Слышенков, И.Б. Заводник, В.Н. Бурдь, Л.И. Сушко, Е.И. Романчук, Л.М. Караедова. – Гродно: ГрГУ, 2009. – 175 с.

6.ГОСТ 13496.17-2019 Корма. Методы определения каротина. – М.: Стандартинформ. 2019. – 8 с.

7.ОФС.1.5.3.0008.15 Определение содержания дубильных веществ в лекарственном растительном сырье и лекарственных растительных препаратах. – 4 с.

8.Хабаров Ю.Г. Фотометрический метод количественного определения редуцирующих сахаров в растворах / Ю.Г. Хабаров, Н.Д. Камакина, В.А. Вешняков // Лесной журнал, 2008. № 5. С. 129-133.

9.Пищевая химия. Учебник для студентов вузов: учебное пособие, электронное издание сетевого распространения / В.С. Гамаюрова, Л.Э. Ржечицкая. – М.: «КДУ», «Добросвет», 2018. 496 с.

10. Панкратова Е.М. Практикум по физиологии растений с основами биологической химии. – М.: КолосС, 2011. – 175 с.

60