Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы биохимии. Статическая биохимия. Практикум для СПО
.pdf
101
образующиеся из углеводов под действием серной кислоты, конденсируясь с двумя молями сульфированного α-нафтола или тимола, дают хромогены, которые окисляются серной кислотой в окрашенное
хиноидное соединение.
Подобные реакции дают все углеводы (кроме глюкозамина).
Опыт 2. Открытие фруктозы
(реакция Селиванова)
Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, пипетки,
мерный пальчик, спиртовка, держатель для пробирок, реактив Селиванова, 1 % раствор фруктозы.
При нагревании фруктозы и других кетогексоз с соляной кислотой и резорцином раствор окрашивается в вишневый цвет. Образовавшаяся окраска зависит от реакции резорцина с оксиметилфурфуролом, образующимся при нагревании кетоз с кислотой.
102
Ход работы: к 1 мл 1 % раствора фруктозы приливают такой же
объем раствора Селиванова. Содержимое пробирки осторожно нагревают на спиртовке. В пробирке наблюдают постепенное красное
окрашивание, которое происходит в две стадии. Окраска раствора
может меняться от оранжевой до персикового цвета. На первой стадии образуется оксиметилфурфурол, который во второй стадии, конденсируясь с резорцином, дает красное окрашивание.
Опыт 3. Реакция крахмала с йодом
Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, пипетки 2 мл,
спиртовка, держатель для пробирок, раствор Люголя, 10 % раствор
NaOH, этиловый спирт.
Являясь многоатомным спиртом, крахмал образует простые и
сложные эфиры. Характерной качественной реакцией на крахмал является его реакция с йодом.
При взаимодействии йода с крахмалом образуется соединение
включения (клатрат). Клатрат — это комплексное соединение, в ко-
103
тором частицы одного вещества («молекулы-гости») внедряются в
кристаллическую структуру «молекул-хозяев». В роли «молекулхозяев» выступают молекулы амилозы, а «гостями» являются молекулы йода. Попадая в спираль, молекулы йода испытывают сильное влияние со стороны своего окружения (ОН-групп), в результате чего увеличивается длина связи до 0,306 нм (в молекуле йода длина связи —
0,267 нм). Данный процесс сопровождается изменением бурой окраски
йода на сине-фиолетовую.
Ход работы: к 2 мл раствора крахмала прибавляют 1–2 капли
раствора Люголя. Раствор окрашивается в синий цвет. Содержимое
пробирки делят на три части: к первой части прибавляют 1 мл 10 %
раствора NaOH, ко второй — 2 мл этилового спирта, третью часть
нагревают. Во всех случаях окраска исчезает, но в третьей пробе
окраска вновь появляется при охлаждении. Реакция основана на образовании нестойкого адсорбционного соединения йода с амилозой.
Опыт 4. Реакция Троммера
Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, пипетки 2 мл,
спиртовка, держатель для пробирок, 1 % растворы глюкозы, фруктозы, сахарозы, мальтозы, крахмала, 10 % раствор NaOH, 0,2 н раствор
CuSO4.
Углеводы, в составе которых имеются свободные карбонильные
группы, дают ряд реакций, основывающихся на окисляемости этой
группы. В основе реакции Троммера лежит окислительно-восстановительный процесс: в щелочной среде при нагревании альдегидная
группа сахара окисляется, а он восстанавливается в гидрат закиси меди (кирпично-красный осадок). Углевод при этом дает различные
продукты окисления, так как при окислении в щелочной среде моносахариды претерпевают глубокие изменения с расщеплением угле-
104
родной цепи. Среди продуктов окисления не удается выделить кислоту с тем же числом атомов углерода, как у исходного сахара (в отличие от окисления обычных альдегидов). Сахара, не имеющие свободной альдегидной группы, пробу Троммера не дают. Окислительновосстановительную реакцию можно представить в виде следующей
схемы:
CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4.
Глюкоза
+
2Cu(OH)2
→
Продукты
+
2CuOH
+
H2O
Гидроксид
меди II
(голубой
осадок)
Окисления
глюкозы
Глюкоза
+
2Cu(OH)2
→
Продукты
+
Cu2O
+
2H2O
Гидроксид
меди II (голубой осадок)
Окисления
глюкозы
Оксид меди
I (кирпичнокрасный
осадок)
Ход работы: в пробирку наливают 1-2 мл раствора глюкозы и
6–8 капель 10 % раствора NaOH. Затем по каплям добавляют раствор
0,2 н CuSO4 до образования нерастворимого голубого осадка. Осторожно нагревают пробирку на спиртовке. Голубой, нерастворимый в
воде осадок гидроксида меди (II) постепенно переходит в желтый, а
затем в красный осадок оксида меди (I) (или в кирпично-темнокрасный). Это указывает на положительную реакцию Троммера.
Аналогичный опыт проводят с сахарозой, мальтозой, фруктозой
и крахмалом. Делают заключение о восстанавливающих свойствах
этих углеводов. Избыток медной соли маскирует реакцию, так как
гидроксид меди (II) при нагревании теряет воду и дает черный оксид
меди (II).
105
Опыт 5. Реакция Фелинга
Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, пипетки,
мерный пальчик, спиртовка, держатель для пробирок, 1 % раствор
крахмала, реактив Фелинга.
Как и предыдущая реакция, эта реакция основана на редуцирующей способности сахаров. Реакция идет в присутствии сегнетовой
соли, которая связывает избыток Cu(OH)2 и, следовательно, препятствует образованию CuO черного цвета, маскирующего красный осадок Сu2O.
Ход работы: к 1 мл 1 % раствора глюкозы прибавляют равный
объем фелинговой жидкости и нагревают. Наблюдают образование
красного цвета осадка Cu2O.
106
Опыт 6. Кислотный гидролиз крахмала
Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, пипетки,
мерный пальчик, коническая колба на 50 мл, водяная баня, 1 % раствор крахмала, 2 н раствор Н2SO
4,
реактив Люголя.
Кислоты гидролизируют крахмал с образованием молекул глюкозы. Кислотный гидролиз крахмала можно наблюдать на примере
лабораторного опыта с нагреванием раствора крахмала с серной кислотой.
(С6Н10O5)n + nН2О (H+) = nС6Н12О6.
Ход работы: в коническую колбу на 50 мл помещают 5 мл 1 %
раствора крахмала, 3 мл 2 н раствора H2SO4. Нагреть на водяной бане
в течение 5 мин., отбирая пипеткой каждую мин по 0,5 мл гидролизата и добавляя в них по 1 капле раствора Люголя.
Обратить внимание на изменение окраски гидролизата с йодом в
ходе гидролиза. С оставшимся гидролизатом проделать реакцию
Троммера. По результатам реакции сделать вывод о строении крахмала.
Опыт 7. Гидролиз целлюлозы
Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, 1 мл, водяная
баня, стеклянная палочка, фильтровальная бумага «Белая лента» или
вата, 30 % раствор NaOH, CuSO4 (конц.), реактив Фелинга.
При кислотном гидролизе целлюлозы образуется β-D-глюкоза.
Ход работы: в пробирку помещают небольшой кусочек хлопко-
вой ваты (или измельченной фильтровальной бумаги), заливают его
небольшим объемом раствора H2SO4 (конц.), растирают стеклянной
107
палочкой в течение 20 мин. В случае быстрого растворения следующие действия можно проводить, не выдерживая 20 мин. Далее содержимое пробирки осторожно разводят водой в 3 раза, тщательно
перемешивают и выдерживают в кипящей водяной бане 30 мин. После этого раствор охлаждают, перемешивают, берут ¼ объема гидролизата с остатками ваты, по каплям нейтрализуют 30 % раствором
NaOH и проводят реакцию Фелинга. Положительная реакция свидетельствует о том, что при гидролизе целлюлозы образуется восстанавливающий сахар — β-D-глюкоза.
Опыт 8. Действие сахарозы
Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, аналитические весы, пипетки на 5 мл, фарфоровая ступка с пестиком, мерный
цилиндр, воронка, водяная баня, вата, спиртовка, держатель, пекарские дрожжи, 1 % раствор сахарозы, реактив Фелинга.
Ход работы: на аналитических весах взвешивают 5 г дрожжей,
затем растирают в фарфоровой ступке с 2–3 мл воды и небольшим
количеством речного песка. К тщательно растертой массе добавить
около 40 мл дистиллированной воды, хорошо перемешать и полученный раствор профильтровать через вату.
В две пробирки налить по 2 мл приготовленной вытяжки и добавить в каждую по 5 мл воды. Содержимое одной из пробирок нагреть
до кипения и охладить. Нагревание можно проводить в водяной бане
или на спиртовке. Затем в обе пробирки внести по 5 мл 1 % раствора
сахарозы и оставить на 10 мин. По истечении времени исследовать содержимое каждой пробирки на способность восстанавливать реактив
Фелинга. Для этого к 4 мл реактива Фелинга в пробирке добавить 2 мл
исследуемого раствора и смесь довести до кипения.
108
Опыт 9. Определение мальтозы
Оборудование и реактивы: мерная колба на 200 мл, мерный
пальчик, цилиндр, коническая колба на 250 мл, бюретка, пивное сусло (или готовый продукт), 1 % раствор крахмала, 0,01 М раствор
Na2S2O3, 0,1 М раствор йода, 1 М раствор NаОН, 1М раствор Н2SO4.
В сусле содержится мальтозы 70–80 % от экстрактивных веществ. Расход сусла — 10 мл (или 20 мл пива) на один анализ.
Ход работы: в мерную колбу вместимостью 200 мл отмеривают
10 мл пивного сусла или 20 мл готового пива, доводят объем колбы
до метки водой, перемешивают. Для проведения анализа в коническую колбу вместимостью 250 мл отмеривают пипеткой 50 мл разбавленного сусла или пива, добавляют 25 мл 0,1 М раствора йода,
3 мл 1 М раствора NаОН, содержимое колбы перемешивают и помещают в темное место на 15 минут. Ровно через 15 минут в колбу добавляют 4,5 мл 1 М раствора серной кислоты и оттитровывают избыток йода 0,1 М раствором тиосульфата натрия до появления соломенно-желтого цвета, затем вносят 1 мл индикатора 1 % раствора
крахмала. Титрование проводить медленно. Раствор приобретет синий цвет. Далее продолжают титрование 0,1 М раствором тиосульфата натрия (несколько капель) до исчезновения синей окраски. Содержание мальтозы в 10 мл сусла (или готового продукта) рассчитывают
по формуле:
, (8)
где х — содержание мальтозы в анализируемом образце, мл;
А — количество 0,1 М раствора тиосульфата натрия, пошедшего
на титрование, мл;
109
0,0171 — количество граммов мальтозы, эквивалентное 1 мл
1 М раствора йода;
n — степень разбавления (для сусла n = 20, для пива n = 10).
Контрольные вопросы и задания
1. Запишите в тетради реакции, при необходимости выполните
их в цвете, сформулируйте выводы по работе.
2. Укажите, какой процесс обусловливает растворение голубого
осадка гидроксида меди (II).
3. Подумайте, какова причина растворения гидроксида меди (II)
в растворе сахарозы. Как называются соединения, образующиеся при
этом?
4. Напишите схему реакции восстановления гидроксида меди
(II) глюкозой при нагревании. Какая функциональная группа глюкозы
обусловливает ее восстановительные свойства?
5. Объясните причину наличия восстановительных свойств у
лактозы в отличие от сахарозы.
6. Какой из компонентов крахмала обусловливает образование
окрашенного комплекса с йодом?
7. Напишите структурную формулу мальтозы. Какие маннозы
образуются при гидролизе? Напишите схему реакции.
Литература:
1. Биохимия : электронный учебно-методический комплекс дис-
циплины / Т. Н. Замай, Н. М. Титова, Е. И. Елсукова, А. В. Еремеев. —
Версия 1.0. — Электрон. дан. — Красноярск : ИПК СФУ, 2008. —
1 электрон. опт. диск (DVD) : цв.; 12 см.
2. Лабораторный практикум по биологической химии для сту-
дентов фармацевтического факультета : учебное пособие / И. А. Позд-
110
някова [и др.] ; под редакцией В. Ю. Сереброва, Т. С. Федоровой. —
Томск : Сибирский гос. мед. ун-т, 2010. — 253 с.
3. Методическое пособие к малому практикуму по биохимии /
составители : С. А. Коннова, А. А. Галицкая, Е. В. Плешакова,
Е. С. Тучина ; под общей редакцией В. В. Игнатова. — 5-е изд., перераб. и доп. — Саратов : Изд-во Саратовского ун-та, 2013. — 73 с.
4. Методическое руководство для практикума по биохимии:
учебно-методическое руководство / Н. С. Сиянова, Т. А. Невзорова,
С. Н. Неуструева. — Казань : КГУ, 2008. — 46 с.
5. Якупов, Т. Р. Биохимия : учебное пособие / Т. Р. Якупов. —
Казань : ФГБОУ ВПО КГАВМ, 2015. — 108 с.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]