Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Химический состав и минеральное питание растений. Учебное пособие
.pdf
Работа 2.
Анализ состава пасоки
Ход работы
Пасока, полученная в эксперименте, анализируется на содержание в ней аминного в нитратного азота, общего фосфора.
Прежде всего, нужно получить элюат пасоки, т. е. вымыть пасоку из бумаги. С помощью пинцета извлекают весь адсорбент
из пробирки в химический стакан на 100 (или 150) мл. Проливают 20 мл 80% этилового спирта и тщательно размешивают
бумагу со спиртом в течение 5 минут. Затем фильтруют спиртовый раствор пасоки через бумажные фильтры в колбу на 25 м
а, задерживая пинцетом бумагу. К адсорбенту приливают небольшое количество дистиллированной воды (каждая порция
не более 5 мл) для окончательного вымывания пасоки. Промывные воды добавляют к спиртовой вытяжке (обязательно
пропустив через те же фильтры). Объем элюата должен составить 25 мл. Содержимое колбы тщательно перемешивают, закрыв горлышко пробкой. В элюате определяют формы азота и
фосфора.
Определение нитратного азота
В фарфоровую чашку наливают 2 мл элюата и ставят ее на
водяную баню для выпаривания. После выпаривания чашку
снимают, охлаждают и приливают к сухому остатку 1 мл дисульфофеноловой кислоты, тщательно растирая ее по стенкам.
Реакция нитратного азота с дисульфофеноловой кислотой
должна протекать 10 минут, по истечении которых производят
нейтрализацию кислоты 20%-ным раствором NаОН. В чашку с
дисульфофеноловой кислотой приливают 5-10 мл воды, размешивают той же стеклянной палочкой, а затем по каплям
приливают 20%-ный раствор щелочи NаОН до появления
устойчивой желтой окраски (избыток щелочи не вредит). Переносят пожелтевший раствор без потерь в цилиндр (или колбу) на 50 мл, доводят водой до метки и колориметрируют. Содержание нитратного азота определяют по формуле:
Х=0, 1 мг×А×V
1
0, 450×V2×n×t,
где А – экстинция опытного раствора;
141
V
общий объем пасоки;
1 –
– количество пасоки, взятой для данного анализа;
V
2
n – число растений, с которых взята пасока;
t – время сбора пасоки в час;
Х – количество N-NО
в пасоке, мг/раст.час
3
Определение общего фосфора
2 мл элюата пасоки переносят в колбу на 50 мл, к нему
приливают дистиллированной воды до 2/3 объема колбы. Добавляют 3 мл молибденового раствора, затем 2 мл комбинированного восстановителя. Доводят водой до метки, тщательно
взбалтывают, закрыв горлышко пробкой. Через 5 минут раствор колориметрируют. Количество общего фосфора в пасоке
находят по формуле:
Х=0, 02 Р
мг×А×V1
2О5
0, 118×V2×n×t,
где А – экстинция опытного раствора;
общий объем пасоки;
V
1 –
– количество пасоки, взятой для данного анализа;
V
2
n – число растений, с которых взята пасока;
t – время сбора пасоки в час;
Х – количество N-NО
в пасоке, мг/раст.час
3
ОБОРУДОВАНИЕ И РЕАКТИВЫ
Пасока (полученная в 1 части работы); Химические стаканчики на 100 или 150 мл. Пинцет и стеклянные палочки;
Цилиндры на 25 мл; Фильтры бумажные и воронки; Микропипетки на 0, 1 и пипетки на 1, 2 мл; Пробирки; Водяная баня;
Выпаривательные чашки; Мерные колбы на 50 мл; Фотоэлектроколориметр (ФЭК); Бюретка для щелочи; Растворы: нингидриновый реактив; 1%-ный раствор аскорбиновой кислоты;
дисульфофеноловая кислота; 20%-ный раствор NаОН: молибденовый реактив; раствор комбинированного восстановителя;
80% этиловый спирт.
142
Занятие №10
Определение содержания крахмала в растениях
поляриметрическим методом
Углеводы являются основным продуктом фотосинтеза, на
основе которых в растительном организме в процессе обмена
веществ образуются белки, жиры, нуклеиновые кислоты и др.
Кроме того, углеводы – основной источник для аэробного и
анаэробного дыхания клеток, источник энергии для возобновления вегетации. Крахмал, углевод, входящий в группу полисахаридов второго порядка, представляет собой вещество с
большим молекулярным весом, нерастворим в воде. Основная
масса крахмала откладывается в запас в некоторых органах и
называется запасным. Крахмал, образующийся в вегетативных
органах, называется ассимиляционным, доля его незначительна. Определение углеводов в растениях позволяет установить
закономерности обмена веществ при формировании урожая,
созревании и хранении продукции; оценить качество плодов,
овощей, зеленой массы, и возможность их технической переработки.
Принцип метода состоит в гидролизе крахмала слабой кислотой и в определении угла вращения гидролизата в поляриметре.
Ход анализа семян зерновых культур
5 г хорошо измельченных семян помещают в мерную колбу
емкостью 100 мл, приливают 25 мл 1%-ной соляной кислоты.
Содержимое колбы перемешивают, прибавляют к нему еще 25 мл
1 %-ной соляной кислоты, смывая частицы материала со стенок. Затем колбу ставят на кипящую водяную баню на 15 минут и во время нагревания в течение 5 минут непрерывно перемешивают.
Охладив содержимое колбы, в нее приливают 30 мл дистиллированной воды и 5 мл 10%-ного раствора фосфорновольфрамовой кислоты для осаждения белков, мешающих определению крахмала. После этого объем жидкости в колбе доводят
до метки дистиллированной водой и, дав отстояться, фильтруют
через сухой фильтр в сухую колбу. Бесцветный фильтрат анализируют в поляриметре. При расчетах следует иметь в виду, что
143
удельное вращение крахмала различных культур (после его
гидролиза) характеризуется следующими величинами: для пшеницы– 182, 7; ржи – 184, 0; ячменя – 181, 5; кукурузы – 184, 6;
проса – 171, 4; гречихи – 179, 5; картофеля – 195, 4; риса–
185, 9.
Ход анализа свежего картофеля
25 г свежего картофеля помещают в фарфоровую ступку, добавляют 5 мл 5%-ной соляной кислоты, растирают смесь до однородной массы, переносят в колбу емкостью 150 мл и приливают 25 мл 1%-ной НС1, одновременно ополаскивая ступку.
Колбу ставят на 15 минут на кипящую водяную баню. Затем содержимое колбы переносят через воронку в мерную колбу емкостью 100 мл и добавляют 35-40 мл дистиллированной воды. Потом колбу охлаждают, приливают в нее 2 мл 4%-ного раствора
фосфорновольфрамовой кислоты, доливают воды до метки, перемешивают взбалтыванием и фильтруют в сухую колбу. Берут
нужное количество фильтрата и в поляриметре проводят дальнейшее определение. Данные сравнивают по шкале.
Занятие №11
Определение содержания сырой клейковины в зерне
Технологические свойства пшеницы оцениваются по комплексу показателей. Прямым методом определения хлебопекарных свойств являются пробные выпечки хлеба. Из косвенных методов следует назвать определение количества клейковины. Сырая клейковина — это белковый сгусток, остающийся при отмывании водой теста, замешанного из муки. Сырая
клейковина содержит примерно 2/3 воды и 1/3 сухих веществ,
представленных прежде всего труднорастворимыми (спирто- и
щелочерастворимыми) белками. Клейковина обладает эластичностью, упругостью и связанностью, от которых зависит качество выпекаемых из муки изделий. Между содержанием «сырого протеина» в зерне пшеницы и «сырой клейковины» существует определенная коррелятивная зависимость. Количество
сырой клейковины можно рассчитать путем умножения процентного содержания сырого протеина в зерне на коэффициент
2, 12.
144
От клейковины зависят вязко-эластичные свойства теста,
его способность удерживать СО
, разрыхляться и давать при
2
выпечке упруги, эластичный и пористый мякиш хлеба. Определение содержания клейковины намного проще, чем содержание белка, поэтому при определении качества зерна иногда
ограничиваются определением содержания клейковины.
Принцип метода. Сущность метода заключается в отмыва-
нии клейковины из навески муки вручную водопроводной во-
0
дой при температуре 20+2
С. Количество клейковины рассчитывается по процентному содержанию клейковины после отмывания образца.
Ход анализа.
Навеску 30 г муки перенести в фарфоровую чашку добавить 17 мл дистиллированной воды, заместить тесто. Оставить
на 20 минут. Затем в чашку налить воду и промывать несколько
раз, пропуская воду через сито, до исчезновения мутности раствора. Затем высушить отмытый образец и взвесить. Количество клейковины (К) рассчитывается по формуле:
К, %= а·100/в, где а – количество клейковины, оставшейся после отмывания, в – навеска муки, г, 100 – перевод в %.
Форма записи
№
пробы
Масса навески,
г
Масса навески
Содержание
после отмывания,
клейковины, %
г
Занятие №12
Качественные реакции на запасные питательные вещества
Работа №1.
Получение моносахаридов, дисахаридов, полисахаридов и
изучение их свойств
1. Открытие глюкозы (С
6Н12О6
). Для получения моносахарида глюкозы можно использовать корнеплод моркови. Очищенный и вымытый корнеплод моркови натирают на терке,
берут от 5 до 10 г мезги, помещают в колбочку, заливают 10-15
мл воды, кипятят и отфильтровывают.
145
В фильтрате содержится глюкоза, которую открывают ре-
активом Фелинга (40 г чистой сернокислой меди (СuSO
·4Н2О)
4
растворяют в дистилированной воде и объем доводят до литра)
200 г сегнетовой соли и 150 г едкого натра и калия растворяют в
дистиллированной воде и объем доводят до литра. Оба раствора
смешивают в равных количествах непосредственно перед определением сахаров). Далее берут в пробирку 1-2 мл фильтрата,
прибавляют равный объем жидкости Фелинга и кипятят. Выпадает красный осадок закиси меди.
2. Открытие сахарозы (С
12Н22О11
). Сахарозы много в корнеплоде сахарной свеклы, откуда ее получают технически, для
опыта берут 20 г натертой на терке сахарной свеклы (40 г столовой свеклы, яблока, лука), помещают в колбу, заливают 50 мл
воды, тщательно перемешивают. Через 20 минут раствор фильтруют или отжимают через кусок чистой ткани. Затем берут в
пробирки две пробы фильтрата по 10 мл.
С одной пробой сразу же проделывают реакцию Фелинга.
Осадка закиси меди не получается (реакция отрицательная),
так как в сахарозе нет свободной альдегидной группы, и она не
является редуцирующим сахаром. Во вторую пробу прибавляют 2-3 капли концентрированной серной кислоты, тщательно
перемешивают и ставят на 30 минут в кипящую водяную баню.
В присутствии кислоты (катализатор) происходит гидролиз сахарозы на моносахара - фруктозу и глюкозу. Через 30 минут
пробирку снимают с бани, охлаждают, нейтрализуют 10% раствором соды, берут 1 мл нейтрализованного раствора и проделывают реакцию Фелинга. Вы падает красный осадок закиси
меди - реакция положительная.
3. Открытие мальтозы (С
12Н22О11
). Мальтоза имеет свободную альдегидную группу и потому является редуцирующим сахаром. Мальтозу получают из солода. 20 г солода обливают 50
мл воды, подогретой до 30°, перемешивают и через 20 минут
отфильтровывают. Затем берут 1-2 мл фильтрата, прибавляют
равный объем жидкости Фелинга и кипятят. Выпадает красный
осадок закиси меди – реакция положительная.
Открытие крахмала (С
6Н10О5)n
. Берут 50 мл воды, нагретой
до кипения, и прибавляют 1 г крахмала, предварительно разболтанного в 10 мл холодной воды. При прибавлении крахмала
к кипящей воде следует кипящую жидкость все время разме-
146
шивать стеклянной палочкой. После прибавления крахмала
жидкость кипятят до тех пор, пока она не станет более или менее прозрачной. Полученный коллоидный раствор крахмала
будет иметь вид жидкого студня.
1. Взяв в пробирку 1-2 мл холодного крахмального клейстера, прибавляют несколько капель раствора йода с КІ (2 г КI
+ 5 мл дистилированной воды+1 г кристаллического йода),
клейстер окрашивается в синий цвет. При нагревании окраска
исчезает, а при охлаждении появляется вновь.
2. Проделывают реакцию Фелинга - результат отрицательный.
3. Взяв в пробирку 5-10 мл горячего клейстера, прибавляют несколько капель кислоты, размешивают, выдерживают на
кипящей водяной бане 30 минут, нейтрализуют содой и делают
реакцию Фелинга. При нагревании с кислотой происходит гидролитический распад крахмала, конечным продуктом которого
является глюкоза. Реакция Фелинга положительная – выпадает обильный осадок закиси меди.
Работа №2.
Жиры и изучение их свойств
1. Взять в пробирку 0, 5-1 мл жира, например, подсолнечного масла, прибавить 5-10 мл воды и, закрыв пробирку большим пальцем, трясти в течение 3 минут. Масло разбивается на
мелкие капли и дает эмульсию. Эмульсия нестойкая, и очень
скоро все капельки масла собираются вместе в один слой на поверхности воды, что указывает на нерастворимость жира в воде. Если воду слегка подщелочить, то эмульсия будет более
тонкая и более стойкая.
2. Взять в пробирку каплю масла, прибавить 2 мл 20%
спиртового раствора одного калия и осторожно нагреть до кипения. При этом жир распадается (присоединяя три молекулы
воды) на глицерин и жирные кислоты. Последние немедленно
вступают в реакцию со щелочью, образуя соли жирных кислот,
называемые мылами (произойдет омыление жира). При прибавлении воды раствор делается прозрачным.
147
Работа №3.
Запасные белки и изучение их свойств
Запасные белки являются простыми белками. Классифицируются они по растворимости в различных растворителях
(см.выше):
В растениях альбумины встречаются редко, главная масса
запасных растительных белков глобулины.
Получение белка из семян пшеницы (клейковина). 25 г
пшеничной муки замешивают с 12 мл воды в густое тесто и комок этого теста осторожно промывают в проточной или часто
сменяемой воде. Промывание ведут до тех пор, пока вода не
перестанет мутнеть от крахмала. В составе полученной клейковины находится два белка: глиадин из группы проламинов и
глютенин из группы глютелинов.
Клейковину делят на две пробы. Первую пробу для отделения глиадина растворяют в 70% спирте, а вторую, служащую
для отделения глютенина, – в 0, 2% растворе NаОН. С каждой
пробой делают качественные реакции на белки:
Биуретовая реакция получила название от биурета NН
СОNН – СО – NН
. Молекулы любого белка содержат группи-
2
–
2
ровки, аналогичные биурету – СО - NН –, поэтому биуретовая
реакция характерна для всех белков. Берут 2-3 мл раствора, 1
мл 20% раствора NаОН и 2-3 капли 1% раствора СuSO
чается характерное фиолетовое окрашивание. Избытка СuSO
следует избегать, так как не соединенная с белками СuSO
. Полу-
4
мас-
4
4
кирует реакцию. Пептоны вместо фиолетового дают розовое
окрашивание. Остальные цветные реакции указывают на
наличие в молекуле белка определенных амиинокислот.
Ксантопротеиновая реакция на аминокислоты. При прибавлении к белку крепкой азотной кислоты образуются нитросоединения аминокислот ароматического и гетероциклического
ряда (эту реакцию дают тирозин, фенилаланин, триптофан и
др.). При нагревании смеси белка с азотной кислотой до кипения выпадает желтый сгусток. Прибавление (после охлаждения) аммиака превращает желтую окраску в оранжевую.
Прибавление крепкой азотной кислоты к раствору пептона
вызывает пожелтение раствора, без выпадения осадка.
Реакция на серу. К раствору белка прибавляют равный объем 40% едкого натрия и несколько капель крепкого раствора
148
уксуснокислого свинца. Смесь осторожно нагревают до кипения. Вначале образуется белый осадок, который в дальнейшем
постепенно буреет и даже чернеет. Реакция обусловлена наличием серы в молекуле белка (аминокислота цистин). Щелочь,
разрушая белок, вытесняет серу в виде сероводорода, последний реагирует со свинцом и дает черный осадок сернистого
свинца.
Получение белка из семян гороха. В гороховой муке нахо-
дится белок из группы глобулинов (легумин), нерастворимый в
воде, но растворимый в растворах нейтральных солей.
3-5 г гороховой муки насыпают в колбочку и обливают 20-
30 мл 10% раствора сернокислого аммония (NН
SO4. Колбоч-
4)2
ку закрывают пробкой, встряхивают 3-5 минут и оставляют
стоять. Находящийся в гороховой муке белок из группы глобулинов переходит в раствор. Через 30 минут раствор фильтруют
через складчатый фильтр, смоченный раствором этой же соли.
Если фильтрат получается мутный, его сливают обратно на
фильтр. С раствором глобулина можно проделать следующие
реакции.
1. Чтобы убедиться в том, что данный белок нерастворим в
воде, наливают в пробирку 1 мл полученного раствора белка и
приливают избыток воды, появляется муть вследствие выпадения глобулина в осадок. Если прибавить слабый раствор
нейтральной соли (NН
SO4 или NаСl, муть исчезнет.
4)2
2. При действии концентрированных растворов нейтральных солей происходит высаливание белка. Для этой цели берут
2-3 мл раствора белка и прибавляют концентрированный раствор какой-нибудь нейтральной соли (или просто всыпают
сухую соль). Когда концентрация раствора достигнет примерно
50%, глобулин начнет выпадать в осадок, и раствор мутнеет.
При уменьшении концентрации раствора прибавлением воды
выпавший в осадок глобулин снова переходит в раствор.
3. При кипячении или при действии крепких кислот
(НNO
, HCl, H2SO4) происходит так называемая денатурация
3
(свертывание) белка. Берут в пробирку 2-3 мл раствора белка и
нагревают до кипения. Образовавшийся осадок не переходит в
раствор в соленом растворе. К 2-3 мл раствора белка прибавляют немного одной из указанных кислот: сразу (без кипячения)
149
образуется осадок, не растворяющийся при прибавлении соленого раствора.
4. С раствором белка глобулина сделать реакции биурето-
вую, ксантопротеиновую.
Занятие №13
Расчет содержания сухого вещества и влаги
в основной и побочной продукции, получаемой
от сельскохозяйственных культур
Обеспеченность растительных клеток водой во многом
определяет скорость и направленность процессов жизнедеятельности в растительном организме. В свою очередь, условия
минерального питания, а также условия водоснабжения и биологические особенности растений определяют уровень содержания в них воды.
В состав сухого вещества растений входит 90-95% органических соединений и 5-10 % минеральных солей.
Для расчета содержания сухого вещества в урожае основной и побочной продукции необходимо знать фактическую
урожайность и содержание сухого вещества или воды в основной (зерно, семена) и побочной (солома, стебли) продукции
(таблица в приложении).
Например: Урожайность зерна яровой пшеницы 20 ц/га,
соломы 30 ц/га содержание сухого вещества в зерне 86%, соломе 84%, а влажность зерна 14%, соломы 16%. Необходимо
рассчитать содержание сухого вещества в урожае.
Расчет: составляем пропорцию:
зерно солома
20 ц-100% 30 ц-100%
х1 - 86 % х2 - 84 %
содержание сухого вещества в зерне х1 = 17, 2 ц; в соломе
х2=25, 2 ц.
Содержание воды в зерне: 20-17, 2=2, 8 ц; в соломе 3025, 2=4, 8 ц
Данную пропорцию можно рассчитать и по содержанию
воды в зерне и соломе. Тогда она примет следующий вид:
зерно солома
20 ц-100% 30 ц-100%
150
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]