Основы биохимии. Динамическая биохимия. Практикум для СПО

возрастанию кислотности. Повышенная кислотность масла указывает на снижение его качества.

Метод определения кислотности основан на том, что свободные жирные кислоты, имеющиеся в масле, оттитровывают 0,1 н раствором KOH. Обычно титрование проводят гидроксидом калия, а не гидроксидом натрия, так как образующиеся калиевые мыла лучше растворимы в условиях опыта.

Ход работы: навеску жира (масла, маргарина, спреда) в 2–3 г взвешивают на аналитических весах, помещают в коническую колбу и растворяют в 10–15 мл (отмеряют в цилиндре) нейтральной смеси спирта и эфира (1 : 1), прибавляют 3–4 капли фенолфталеина и затем 0,1 н спиртовой раствор гидроксида калия по каплям до появления слабо-розового окрашивания. После растворения жира вносят 1– 2 капли раствора фенолфталеина и титруют 0,1 н спиртовым раствором NaOH до слабо-розового окрашивания. Окраска после взбалтывания не должна исчезать в течение 0,5–1 мин.

Кислотное число вычисляют по формуле:

где Х — кислотное число;

V — количество (в мл) 0,1 н раствора KOH, израсходованное на титрование взятой навески жира;

T — титр 0,1 н раствора гидроксида калия, мг; Н — навеска жира, г.

71

Опыт 5. Определение числа омыления

и эфирного числа в жирах

Оборудование и реактивы: весы аналитические, колбы конические на 100 мл, обратный холодильник, водяная баня, бюретка, коническая колба (V = 50 мл), масло растительное, маргарин или жир животный, 0,5 н спиртовой раствор КОН, раствор фенолфталеина, вода дистиллированная, 0,5 н раствор НСl.

Числом омыления называется количество миллиграммов КОН, необходимое для нейтрализации всех жирных кислот, содержащихся в 1 г жира, как свободных, так и входящих в состав триацилглицеринов. Эфирным числом называется количество миллиграммов КОН, необходимое для нейтрализации жирных кислот, которые отщепляются при омылении триацилглицеринов, содержащихся в 1 г жира. На омыление 1 молекулы жира затрачивается 3 молекулы КОН:

С3Н5(ОСОR)3 + 3КОН = С3Н5(ОН)3 + RСООК.

Ход работы: на аналитических весах взвешивают в колбе 1 г масла (опыт), вливают 20 мл спиртового раствора КОН, соединяют с обратным холодильником и ставят на кипящую водяную баню на 40– 50 мин. Колбу отделяют от холодильника, охлаждают, добавляют 2 капли раствора фенолфталеина, 10 мл воды, перемешивают и переносят в коническую колбу на 50 мл, затем титруют из бюретки 0,5 н раствором НСl до исчезновения окраски. То же самое проделывают с контрольной колбой, в которой масло заменено 1 мл воды. По разности титрования контрольной и опытной колб рассчитывают число омыления:

72

где Х — число омыления;

V1 — количество миллилитров 0,5 н раствора HCl, израсходованное на контрольное титрование;

V2 — то же на опытное титрование;

28 — количество миллиграммов КОН, содержащееся в 1 мл 0,5

нраствора HCl;

Н— навеска масла.

Полученные данные по омылению жиров можно использовать для расчета эфирного числа. Последнее рассчитывают путем вычитания из числа омыления величины кислотного числа.

Контрольные вопросы и задания

1.Напишите механизм реакции ненасыщенных жирных кислот

сйодом. Сравните ненасыщенность различных жиров.

2.Сделайте выводы о йодном числе различных масел (растительного, оливкового, льняного и др.).

3.Сравните полученное вами йодное число с литературными данными: йодное число растительных масел — 80–200.

4.Вычислите и сравните кислотное число различных проанализированных жиров. Сделайте выводы о качестве данных продуктов.

5.Вспомните, что такое число омыления и как оно определяется.

6.Расскажите, где и как происходит окисление жирных кислот.

7.Подумайте, какое из анализируемых масел полезнее и почему.

8.Сделайте общий вывод о работе: как можно определить качество твердых жиров и масел?

Литература:

1. Болдырева, О. И. Методы исследования пищевых продуктов : методические указания к лабораторным работам / О. И. Болдырева, Е. М. Мозгунова. — Оренбург : ОГУ, 2012. — 70 с.

73

2.Комов, В. П. Биохимия : учебник для студентов высших учеб. заведений, обучающихся по направлению 655500 «Биотехнология» / В. П. Комов, В. Н. Шведова. — 3-е изд., стер. — Москва : Дрофа,

2006. — 639 с.

3.Методическое пособие для практических занятий по биохимии / Е. И. Ерлыкина, П. П. Загоскин, С. П. Калашников, Т. И. Шлапакова, Т. С. Семенова, Л. И. Якобсон, О. И. Александрова. — Нижний Новгород : Изд-во Нижегородской гос. мед. академии, 2008. — 70 с.

4.Филиппович, Ю. Б. Основы биохимии : учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению и специальности «Химия» и «Биология» / Ю. Б. Филиппович. — 4-е изд., перераб. и доп. — Москва : Агар ; СПб. : Флинта, 1999. — 507 с.

74

6. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ

Материал, представленный для самостоятельного изучения студентами, способствует осуществлению контроля за усвоением изучаемых разделов и служит для расширения и углубления знаний по биологической химии. Все вопросы и задания, представленные ниже, сформированы по изучаемым разделам.

6.1.НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ ОБМЕН

1.Напишите формулу тринуклеотида А-Ц-Г. Отметьте 5' и 3' концы цепи и укажите фосфодиэфирные связи.

2.Запишите нуклеотидную последовательность второй цепи представленного фрагмента одной из цепи ДНК: Г-Ц-Т-А-А-Т-Ц-Г-Ц- Т-А-Г. Укажите 5' и 3' концы в цепях ДНК.

3.Фрагмент иРНК имеет следующую нуклеотидную последовательность: 5'А-Ц-У-А-Ц-Ц-А-Ц-А-А-Ц-Г-У-Г-У3'. Определите, сколько аминокислот закодировано в данном фрагменте.

4.Напишите в двух таутомерных формах следующие основания: гуанин, урацил, тимин и цитозин.

5.В продуктах распада белков дрожжей встречается гуаниловая кислота, она сходна по строению с аденозин-5'-фосфатом, только в качестве основания в ней присутствует гуанин. Напишите формулу этой кислоты.

6.При кислотном гидролизе нуклеозидов (аденозина, гуанозина, цитидина, уридина) образуются азотистые основания (аденин, гуанин, цитозин, урацил) и D-рибоза. Запишите уравнения этих реакций.

7.Запишите уравнения реакции гидролиза аденозина по схеме: аденозин + Н2О → инозин + NH3.

75

8. Запишите уравнения реакции гидролиза цитидина по схеме: аденозин + Н2О → уридин + NH3.

9.Запишите уравнения реакции гидролиза гуанозина по схеме: аденозин + Н2О → ксантозин + NH3.

10.Напишите уравнение ферментативного гидролиза азотистого основания по следующей схеме: аденин + Н2О → гипоксантин + NH3. Фермент: адениндезаминаза.

6.2.БЕЛКИ И БЕЛКОВЫЙ ОБМЕН

1.Дайте характеристику заменимым и незаменимым аминокислотам, полноценным и неполноценным белкам, нормам белка в питании.

2.Вспомните, что такое азотистый баланс организма, перечислите его виды. Дайте определение понятию «белковые резервы организма».

3.Перечислите протеолитические ферменты пищеварительного тракта. Охарактеризуйте их.

4.Назовите пути активации протеолитических ферментов.

5.Назовите процессы обезвреживания аммиака. В виде каких соединений он выводится из организма?

6.В чем заключается синтез мочевины? Кто впервые предложил принципиальную схему этого процесса? Дайте характеристику этапов синтеза мочевины.

7.Укажите роль отдельных аминокислот в белковом обмене.

8.Перечислите наследственные заболевания, в основе которых лежат нарушения синтеза белка.

9.Дайте определение понятий «восстановительное аминирование», «непрямое дезаминирование». Какими путями дезаминируются аминокислоты в организме?

10.Напишите схематично дезаминирование аланина, серина.

76

6.3.УГЛЕВОДЫ И УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН

1.Запишите сходства и отличия процессов гликолиза и гликонеогенеза.

2.Запищите сущность аэробного и анаэробного распадов угле-

водов.

3.Какова структура амилозы и амилопектина?

4.Дайте определение понятиям «гомополисахариды», «гетерополисахариды».

5.Напишите схему основных путей распада углеводов в орга-

низме.

6.Перечислите компоненты, входящие в состав мукополисаха-

ридов.

7.Напишите уравнения реакций промежуточного обмена, укажите тип реакции.

8.Запишите схему гидролиза крахмала при воздействии β-амилазы.

9.Напишите уравнение гидролиза крахмала под влиянием фермента целлюлазы. Этот фермент имеется в организме древесного жучка, поэтому последний может питаться древесиной, расщепляя клетчатку до глюкозы.

10.Напишите уравнение реакции синтеза трисахарида из сахарозы и уридиндифосфоглюкозы.

6.4.ЛИПИДЫ, ЛИПИДНЫЙ ОБМЕН

1.Дайте определение липидов и приведите их классификацию.

2.Перечислите и дайте характеристику основным функциям липидов в организме.

77

3.Укажите особенности высших жирных кислот, входящих в состав липидов человека.

4.Приведите примеры качественных реакций, доказывающих непредельный характер ВЖК.

5.Напишите структурные формулы представителей простых и сложных липидов: ТАГ, фосфолипидов, холестерина.

6.Расскажите, какие реакции лежат в основе омыления жира.

7.Расскажите, какие числа характеризуют состав и строение липидов.

8.Перечислите основные компоненты, участвующие в переваривании жиров.

9.Раскройте значение ВЖК и холестерина в метаболических процессах.

10.Жироподобные вещества — фосфатиды — являются производными фосфатидной кислоты. Сама фосфатидная кислота является производным глицерина, в котором имеются два остатка жирных кислот и один остаток фосфорной кислоты. Запишите формулу фосфатидной кислоты.

6.5.ВОПРОСЫ КО ВСЕМ ТЕМАМ

1.Обмен белков. Распад белков до аминокислот. Обмен аминокислот. Превращения аминокислот по амино-, карбоксильной группам и радикалу. Аминокислоты как источники возникновения биологически активных соединений.

2.Конечные продукты распада аминокислот. Пути связывания аммиака.

3.Орнитиновый цикл мочевины. Химизм, место протекания. Энергетический эффект процесса, его регуляция.

4.Биосинтез заменимых и незаменимых аминокислот.

78

5.Нуклеиновые кислоты, пути их распада.

6.Фермент нуклеаза, его характеристика, классификация.

7.Биосинтез нуклеиновых кислот.

8.Углеводы, их структура, роль в процессах жизнедеятельности. Углеводы пищи, переваривание углеводов.

9.Углеводы как энергетический материал организма. Распад углеводов до мономеров. Анаэробный распад глюкозы до пировиноградной и молочной кислот. Механизм, локализация, энергетический баланс.

10.Аэробный распад глюкозы в клетке. Последовательность реакций до образования пирувата (аэробный гликолиз). Физиологическое значение аэробного распада. Использование глюкозы для синтеза жиров.

11.Аэробный распад пировиноградной кислоты до конечных продуктов обмена. Механизм, локализация, энергетический баланс.

12.Липиды: классификация, структура и функции.

13.Распад жиров до мономеров. Дальнейший распад глицерина до конечных продуктов обмена, механизм, локализация, энергетический баланс.

14.Гликоген, биологическое значение. Биосинтез и мобилизация гликогена. Регуляция синтеза и распада гликогена.

15.Распад жирных кислот до ацетил-коэнзима А, механизм, локализация, энергетический баланс.

16.Пути превращения ацетил-коэнзима А. Энергетический баланс распада жирной кислоты до конечных продуктов обмена.

17.Биосинтез жирных кислот. Основные стадии процесса. Регуляция обмена жирных кислот.

18.Одна из функций углеводов и жиров энергетическая. Определить, какие из этих соединений дают организму больше энергии и почему.

79

19.Обмен веществ в организме как единое целое. Взаимосвязь процессов обмена веществ.

20.Регуляция обмена веществ. Внутриклеточная регуляция. Межклеточная регуляция процессов метаболизма.

80