Послідовність проведення дослідження

Реактиви:

 водний розчин білка, що містить хлорид натрію NaCl;

 1 %-й водний розчин нітрату аргентуму AgNO₃;

 10 %-й водний розчин азотної (нітратної) кислоти ΗNO₃;

 10 %-й водний розчин гідроксиду натрію NaOH;

 1 %-й водний розчин сульфату купруму (II) CuSO₄.

1. Визначають, чи містить досліджуваний розчин білок. Для цього проводять біуретовую реакцію. У пробірку наливають приблизно 1 мл розчину білка, 1  2 мл розчину гідроксиду натрію і 1  2 краплі розчину сульфату купруму(ІІ) CuSO₄. Під час збовтування з’являється червоно-фіолетове забарвлення, що свідчить про наявність у розчині білка.

Необхідно уникати надлишку розчину сульфату купруму (ІІ), оскільки блакитне забарвлення може замаскувати характерне червоно-фіолетове забарвлення розчину.

2. 10  15 мл 1 %-го білкового розчину у фізіологічному розчині (містить неорганічні іони Na⁺ i Cl^- ) наливають у целофановий мішечок і занурюють його за допомогою де- рев’яних затискачів у посудину з дистильованою водою таким чином, щоб відкритий край мішечка виступав над поверхнеюводи.

Приблизно через 30 хв беруть пробу води з посудини (зовнішня рідина) і перевіряють на наявність у ній іонів хлору (Cl^-). Для цього в одну пробірку наливають приблизно 1 мл дистильованої води, а в другу – приблизно 1 мл діалізату. В обидві пробірки додають по краплині розчинів нітрату аргентуму AgNO₃ i азотної кислоти HNO₃.

У пробірці з діалізатом спостерігають випадання осаду хлориду аргентуму AgCl:

Ag⁺ + Cl^- = AgCl (осад),

а в пробірці з дистильованою водою осад не утворюється.

Роблять висновок щодо проникнення неорганічних іонів через напівпроникну мембрану

3. Щоб перевірити наявність білка в першу пробірку наливають 2  3 мл діалізату, а в другу – 2  3 мл діалізованої рідини (внутрішня рідина). Проводять біуретові реакції на наявність у пробах білка. Для цього в обидві пробірки додають по 1 мл розчину гідроксиду натрію і 1  2 краплі розчину сульфату купруму (ІІ).

Уміст пробірок перемішують і спостерігають за зміною кольорів розчинів. Негативний результат у пробірці з діалізатом свідчить про те, що білка в пробі немає. У пробірці, яка містить діалізовану рідину, спостерігають червоно-фіолетове забарвлення розчину, що свідчить про наявність білка.

Роблять висновок щодо проникнення макромолекули білка через напівпроникну мембрану

Лабораторна робота 3

ДОСЛІДЖЕННЯ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ

ЛІПІДІВ

Мета роботи: за допомогою експерименту навчитися виділяти ліпіди з природних речовин та досліджувати їхні фізико-хімічні властивості.

Стислі теоретичні відомості

Ліпідами називають органічні речовини тваринного або рослинного походження, нерозчинні у воді і розчинні в неполярних розчинниках (наприклад, у хлороформі, бензені (бензолі), чотирихлористому карбоні тощо). Їх також називають жирами або жироподібними речовинами. Вони можуть відрізнятися один від одного хімічним складом, будовою молекул, біологічними функціями тощо. Молекулярна маса ліпідів становить, як правило, від 50 до 1500 Дальтон. Однак вони можуть об’єднуватись і в складніші структури з декількох тисяч молекул.

Усі ліпіди побудовані за типом складних ефірів – естерів. Жири  це складні ефіри гліцерину і вищих жирних кислот:

СН₂–О–СО-R₁



CH- О–СО-R₂



СН₂–О–СО-R₃,

де R_1, R_2, R₃ – можуть бути однаковими або різними.

До складу рослинних жирів, як правило, входять залишки ненасичених карбонових кислот. Наприклад, у залишку олеїнової кислоти вуглеводневий радикал R: - (СН₂)₇–СН=СН- (СН₂)₇- СН_3. Вони також можуть містити інші компоненти  фосфорну кислоту, азотисті основи, вуглеводи, сульфати тощо.

За будовою ліпіди поділяють на прості і складні. Перші складаються тільки з спиртів і жирних кислот, другі крім названих речовин містять також інші речовини (наприклад, фосфоліпіди містять залишки фосфорної кислоти, а гліколіпіди  вуглеводи). До ліпідів відносять також терпени і стероїди, які можна розглядати як окремий клас органічних речовин.

Ліпіди входять до складу практично всіх відомих організмів. Вони становлять приблизно 10 – 20 % маси тіла людини. У середньому в тілі міститься 10  12 кг ліпідів, з них 2  3 кг – структурні ліпіди (тобто ті, які входять до складу біомембран), решта – резервні (близько 98 % резервних ліпідів зосереджено в жировій тканині).

За будовою спирту ліпіди поділяють на ацилгліцерини, до складу яких входить триатомний спирт гліцерин (нейтральні жири, фосфоліпіди тощо) і негліцерини, тобто ліпіди, що містять інші спирти (наприклад, воски, стерини тощо). Найзручніше класифікувати ліпіди за їхніми природними ознаками, наприклад, нейтральні жири – похідні жирних кислот, спиртів і альдегідів; фосфоліпіди крім вуглеводневих радикалів містять також залишки фосфорної (або фосфонової) кислоти; сфінголіпіди містять амінодіоли.

Для характеристики жирів існує декілька хімічних констант: кислотне число, йодне число, ефірне число, а також число омилення.

Кислотне число показує кількість вільних жирних кислот, що міститься в 1 г жиру. Його визначають за кількістю міліграмів гідроксиду калію KOH, яку необхідно витратити на нейтралізацію вільних жирних кислот, які містяться в 1 г жиру. Його також можна визначити за різницею між числом омилення й ефірним числом.

Йодне число визначають за кількістю грамів йоду, що з’єднується зі 100 г жиру за місцем подвійних зв’язків у жирних кислотах. Воно визначає кількість ненасичених жирних кислот у жирі. Йодне число більшості жирів знаходиться в межах від 30 до 150. Наприклад, у вершковому малі воно становить близько 30, а в жирі людини  64.

Ефірне число характеризує вміст складноефірних груп, які в 1 г жиру зв’язані у вигляді ефіру з гліцерином. Визначають ефірне число за кількістю міліграмів гідроксиду калію KOH, що йде на омилення складних ефірів в 1 г жиру. Його також можна визначити за різницею між числом омилення і кислотним числом.

Число омилення характеризує вміст у жирі вільних і зв’язаних жирних кислот. Його визначають за кількістю міліграмів гідроксиду калію KOH, що йде на нейтралізацію всіх кислот, які містяться в 1 г жиру (тобто і вільних, і тих, що утворилися в результаті омилення). Його також можна визначити за сумою кислотного й ефірного чисел. Як правило, чим коротший карбоновий ланцюг, тим більше число омилення.

Під час тривалого зберігання жири під дією світла, кисню й вологи набувають неприємного смаку і запаху. Відбувається гідроліз і окиснення жирів  гіркнення. Найлегше окиснюються ненасичені жирні кислоти, що входять до складу жирів. Зупинити окиснення можна, додаючи антиокиснювачі (антиоксиданти), наприклад, вітамін Е.

Біологічні функції ліпідів.

1. Ліпіди в організмі є джерелом енергії, хоча і важкодоступним. У результаті окиснення жирів виділяється 39,1 кДж/г, тобто вдвічі більше енергії, ніж під час окиснення вуглеводів.

2. Ліпіди входять до складу клітинних мембран, виконуючи структурну функцію.

3. Ліпіди беруть участь у перенесенні речовин, наприклад катіонів металів, через біомембрани.

4. Ліпіди охороняють органи від ушкоджень у разі механічних впливів.

5. Завдяки своїм теплоізоляційним властивостям ліпіди сприяють збереженню сталості температури в організмі.

6. Ліпіди слугують жировим змащенням волосся людини, вовни тварин і пір’я птахів. Воски, наприклад, це естери вищих багатоатомних спиртів жирного (рідше ароматичного) ряду. Вони можуть містити декілька вільних вищих спиртів з парним числом атомів Карбону (22  32).

7. Гормональна функція ліпідів: усі стероїдні гормони відносять до ліпідів. Вони регулюють обмін речовин, впливають на ріст і розвиток організму.

8. Усі жиророзчинні вітаміни також відносять до ліпідів.

Насіння і плоди багатьох рослин містять жири (іноді  до 70 – 75 %). Для виділення жирів у лабораторії використовують метод екстракції, у промисловості  пресування або центрифугування.

Характерною властивістю жирів є їхня розчинність у багатьох органічних розчинниках (ацетоні, хлороформі, диетиловому ефірі тощо) та нерозчинність їх у воді. Під час змішування жирів з водою утворюються емульсії, стійкість яких залежить від середовища. Наявність у воді речовин-емульгаторів (мийних засобів, жовчних кислот, карбонатів натрію або калію тощо) робить емульсію стійкішою.

Послідовність проведення дослідження

Дослід 1. Екстрагування жирів

Реактиви:

 насіння льону (соняшнику) або горіхи волоські (лісові);

 бензен (бензол) С₆Н₆ або чотирихлористий карбон ССl₄;

 3 %-й розчин брому в чотирихлористому карбоні.

Насіння (або горіхи) очищають від оболонки. 2  3 г насіння (або горіхів) змішують із чистим річковим піском і добре розтирають у ступці. Дрібно ростерте насіння (або горіхи) вносять у пробірку, додають 5  6 мл органічного розчинника (бензину, дихлоретану, чотирихлористого карбону тощо).

Закривають робірку пробкою з довгою скляною трубкою у ролі повітряного холодильника. Пробірку з розчином нагрівають 5  10 хв на водяній бані, час від часу струшуючи суміш. Отриманий розчин жиру в органічному розчиннику охолоджують приблизно 10 хв, а потім фільтрують на складчастому фільтрі. Після випаровування розчинника визначають, яка з речовин залишилася на фільтрувальному папері.