Правильные ответы

2 2 4 1 1 2, 4, 5 1 2 5 4 4 3 1 5 3 1 1, 2 4 5 4

4 1 2, 4 1 2 3 2 2, 3, 4, 5 1 3 5 1 4 2, 5 3 3 3 4 5 1, 2, 3, 4, 5

3 5 1, 2, 3, 4 1, 2, 3, 5 2 3 4 4 3 2 2, 5 2, 5 2, 5 1, 2, 3, 4, 5 1 4 4 2 4

Раздел 3: Витамины, липиды, гормоны Введение

Витамины - эссенциальные (жизненно важные) факторы питания животных, необходимые для протекания разнообразных химических процессов в организме. Витамины участвуют в обмене веществ как в качестве коферментов – непосредственных участников ферментативных реакций (витамины группы B, витамин РР), так и в виде регуляторов отдельных процессов (витамины С, А, Е, К, D).

Основным источником витаминов являются пищевые продукты растительного и животного происхождения, и лишь некоторые из них (фолиевая кислота, биотин, витамин К) способны синтезироваться микрофлорой кишечника. При недостатке в организме того или иного витамина или нарушении его обмена (всасывания в кишечнике, транспорта кровью, превращения в кофермент) возникают состояния, называемые гиповитаминозами. Определение витаминов в продуктах питания, микробиологических средах, а также стандартизация препаратов витаминов представляют большой практический интерес.

Липиды – группа природных соединений, нерастворимых в воде, но легко растворимых в органических растворителях. Этому условию удовлетворяют разнообразные по строению химические соединения: жирные кислоты и их производные, каротиноиды, терпены, стероиды, сложные липиды, содержащие спирты – глицерин или сфингенин (сфингозин) – и остатки фосфорной кислоты, углеводов и др.

Липиды выполняют разнообразные функции в организме: структурную (участвуют в образовании клеточных мембран), энергетическую (резервную), теплоизолирующую, а также регуляторную (гормоны, вторичные посредники).

Гормоны – биологически активные вещества, синтезируемые эндокринными железами и клетками диффузно-эндокринной системы. Поступая в кровь, данные соединения координируют все виды обмена в организме. Уникальность гормональной регуляции обусловлена соподчинённостью работы желёз внутренней секреции, ауторегуляцией выработки гормонов и агонизмом-антагонизмом их действия относительно друг друга.

В данном разделе предлагается провести количественное определение витаминов С и Р в продуктах питания, познакомиться со спектрофотометрическим способом определения чистоты коммерческого препарата кофермента НАДН(Н⁺), а также продемонстрировать регулирующее влияние гормонов на содержание глюкозы в крови in vivo.

3.1. Количественное определение витаминов с и р.

А. Количественное определение витамина С в картофеле

Витамин С (аскорбиновая кислота) представляет собой γ-лактон 2,3-дегидрогулоновой кислоты:

Синтезируется из глюкозы всеми живыми организмами, кроме человека, приматов и морской свинки, которые вынуждены получать его с растительной пищей. В качестве сильного восстановителя витамин С принимает участие в реакциях гидроксилирования, необходимых в синтезе коллагена, катехоламинов и желчных кислот. Суточная потребность в аскорбиновой кислоте составляет не менее 60 мг. Дефицит витамина С проявляется в форме цинги (скорбута), следствием которой могут быть атрофия соединительных тканей, расстройство системы кроветворения, выпадение зубов.

Аскорбиновая кислота является антиоксидантом и вкусовой добавкой, поэтому часто добавляется во многие напитки и пищевые продукты.

Цель работы

Определить процентное содержание витамина С (аскорбиновой кислоты) в картофеле (в молодом картофеле содержание витамина С составляет 0,02 - 0,04 %, а в старом – 0,005 – 0,010 %).

Принцип метода

Титрование аскорбиновой кислоты раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола, имеющим тёмно-синюю окраску в кислой среде, до получения розовой восстановленной формы последнего. Другие легко окисляемые вещества, например глутатион, цистеин, мешают определению аскорбиновой кислоты.

Реакция протекает по уравнению:

(розовая в кислой среде)

Выполнение работы

Навеску картофеля 2 г тщательно растирают в ступке с 3-5 мл 2% раствора НСl, затем количественно (ополаскивая дистиллированной водой) переносят содержимое ступки в колбу. Титруют из бюретки 0,001 М раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола до появления розового окрашивания, не исчезающего в течение 30 с.

1 мл титрованного 0,001 М раствора 2,6-дихлорфенолиндофенола соответствует 0,088 мг аскорбиновой кислоты (относительная молекулярная масса аскорбиновой кислоты 176, а грамм-эквивалент – 88 г). При расчёте на 100 г вещества необходимо учитывать количество исследуемого материала.

Пример

На титрование 2 г гомогената картофеля пошло 1,25 мл 0,001 М 2,6-дихлорфенолиндофенола. Содержание аскорбиновой кислоты в 2 г гомогената составляет:

0,088 мг ^. 1,25 = 0,11 мг аскорбиновой кислоты

а в 100 г картофеля содержится:

0,11 мг ^. 50 = 5,5 мг аскорбиновой кислоты (0,0055%)

Выводы

Б. Количественное определение витамина Р в препаратах чайного листа

В группу витамина Р объединены соединения фенольной природы с высокой антиоксидантной активностью и способностью укреплять стенки кровеносных капилляров – флавоноиды. К наиболее распространённым флавоноидам относятся рутин (см. рис. ниже), кверцетин.

Рутин

Цель работы

Определить процентное содержание витамина Р в чайном листе и сравнить его с содержанием витамина С в картофеле.

Принцип метода

Водные растворы чайного листа титруют 0,02 М KMnO₄ в присутствии индикатора индигокармина, так как экспериментально установлено, что 1 мл 0,02 М раствора KMnO₄ окисляет 6,4 мкг рутина (витамина Р).

Выполнение работы

Предварительно навеску 0,25 г чая кипятят в 100 мл дистиллированной воды в течение 5 мин. Раствор охлаждают и фильтруют. В дальнейшем используют готовый раствор.

В две конические колбы приливают:

Реактивы и этапы	Опыт	Контроль
Экстракт чая, мл	2,0	-
Н2О, мл	50	52
Индигокармин, мл	5	5
Титруют 0,02 М раствором KMnO4до появления желтой окраски (без розового оттенка) через переходные тона, мл

Расчет содержания витамина Р (в %) производят по формуле:

, где

a и b - соответственно объемы 0,02 М KMnO₄ (в мл), пошедшие на титрование опытной и контрольной пробы

6,4/1000 – пересчетный коэффициент на миллиграммы рутина

V₁ – объем всего раствора чая (100 мл)

V₂ – объем, взятый для титрования (2 мл)

m – навеска чая (250 мг)

Выводы

Тестовые задания по теме: «Витамины»

Ответить на каждый вопрос однозначно: «да» или «нет»

1. Каротин является предшественником витамина А.

2. Витамины Е и К представляют собой производные стеринов.

3. Викасол растворим в воде.

4. Кобальт входит в состав витамина В₁₂.

5. Биотин (витамин Н) участвует в фиксации двуокиси углерода ферментами.

6. В состав флавинмононуклеотида (ФМН) входит витамин В₂.

7. Участвует ли витамин К в процессе свертывания крови?

8. Известны ли антивитамины В₁?

9. Входит ли витамин В₆ в состав кофермента А?

10. Участвует ли фолиевая кислота в синтезе пуриновых нуклеотидов?

11. Известна ли точно суточная потребность витамина К для человека?

12. Достаточна ли для детей суточная доза витамина D в количестве 5 мкг?

2) Выбрать один правильный ответ

В окислительно-восстановительных реакциях не участвует витамин: РР B2 A H C

При недостатке витамина D у взрослого человека развивается: склероз рахит цинга остеопороз пеллагра

3) Найти соответствие

Витамин	Кофермент
Тиамин Никотиновая кислота Пантотеновая кислота Пиридоксин Рибофлавин	А. НАД+, НАДФ+ Б. ТПФ В. ФМН, ФАД Г. ПФ Д. КоА

3.2. Спектрофотометрическое определение НАДН(Н⁺) и расчёт чистоты коммерческого препарата

Пиридиннуклеотиды (НАД⁺, НАДФ⁺), входящие в качестве коферментов в состав более чем 150 так называемых «пиридинзависимых» дегидрогеназ, играют существенную роль в реакциях окисления-восстановления. Спектрофотометрическое определение образующихся восстановленных форм пиридиннуклеотидов позволяет следить за ходом ферментативной реакции, так как реакция протекает по схеме:

Субстрат + НАД⁺  Продукт реакции + НАДН + Н⁺ (закисление среды)

Цель работы

Определить чистоту коммерческого препарата НАДН(Н⁺) восстановленного, учитывая, что при хранении восстановленная форма частично превращается в окисленную.

Принцип метода

В основе метода лежит существенное отличие спектров оптического поглощения окисленной и восстановленной форм кофермента. Измеряя в ходе окислительно-восстановительной реакции оптическую плотность при 340 нм можно установить (зная коэффициент молярной экстинкции  и толщину кюветы) количество динуклеотида в пробе, а соответственно и количество прореагировавшего субстрата.

Спектры поглощения окисленной (сплошная линия) и восстановленной (пунктирная линия) форм никотинадениндинуклеотида в концентрации 10^-4 М, рН 7,6

В расчетах исходят из величины коэффициента молярной экстинкции НАДН(Н⁺) при 340 нм в кювете толщиной 1 см ₃₄₀ = 6220 М^-1.см^-1, измеряемой на специальных приборах – спектрофотометрах. ФЭК, к сожалению, не позволяет полностью воссоздать условия, необходимые для определения НАДН(Н⁺) описанным методом, так как не обеспечивает измерения при этой длине волны. Кроме того, студенческий практикум не оснащен кварцевыми кюветами, а стеклянные кюветы имеют значительное оптическое поглощение в ультрафиолетовой области спектра. Поэтому измерения проводят в более длинноволновой области при λ=366 нм, используя другую величину коэффициента молярной экстинкции НАДН(Н⁺)

(₃₆₆ = 3300 М^-1.см^-1).

Выполение работы

Навеску динатриевой соли НАДН(Н⁺) (М = 710 г^.моль^-1) 35,5 мг растворяют в 5 мл Н₂О. Исходный раствор разводят в 50 раз (0,06 мл раствора довести в мерной пробирке дистиллированной водой до 3 мл), рассчитывают молярную концентрацию (с) полученного раствора НАДН(Н⁺) и измеряют оптическую плотность (D) при =366 нм против дистиллированной воды в кюветах с длиной оптического пути l = 0,5 см.

Необходимо рассчитать чистоту препарата (т.е. содержание НАДН(Н⁺) в растворе), учитывая, что концентрация чистого вещества в растворе прямо пропорциональна оптической плотности этого раствора, и зная, что ₃₆₆ = 3300 М^-1.см^-1.

Расчеты

Оптическая плотность полученного раствора НАДН(Н⁺) равна D_практ.. Теоретически оптическая плотность данного раствора должна быть равной D_теор =  ^. с ^. l. Зная коэффициент молярной экстинкции () и, зная молярную концентрацию разведенного раствора, находим D_теор. Тогда чистота препарата Х, пропорциональная отношению величин оптической плотности, равна:

X =

Выводы

Тестовые задания по теме по теме: «Липиды»

1) Ответить на каждый вопрос однозначно: «да» или «нет»

1. Липиды - гидрофильные соединения.

2. Пальмитиновая и олеиновая жирные кислоты содержат одинаковое число атомов углерода.

3. Холестериды - это сложные эфиры холестерина и высших жирных кислот.

4. В состав цереброзидов входит гексоза.

5. Кардиолипин относится к глицеролипидам.

6. Липиды в комплексе с белками выполняют транспортную функцию в организме.

7. Содержит ли арахидоновая кислота четыре двойные связи?

8. Является ли линоленовая кислота незаменимой для человека?

9. Содержат ли фосфатидилхолины атом азота?

10. Могут ли липиды выполнять каталитические функции?

11. Являются ли глицерофосфолипиды основными компонентами клеточных мембран?

12. Регулируют ли сфингенины и церамиды рост и дифференцировку клеток?

2) Выбрать один правильный ответ

К глицерофосфолипидам не относятся: лецитины плазмалогены кардиолипины ганглиозиды все вышеперечисленные соединения

Незаменимая жирная кислота: олеопальмитиновая стеариновая олеиновая линолевая пальмитиновая

3) Найти соответствие

Транспортные формы липидов	% содержание белка
хиломикроны ЛПОНП ЛПНП ЛПВП аполипопротеины	А. 100 Б. 45 В. 25 Г. 10 Д. 2