32

Министерство по образованию и науке Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Пермский государственный технический университет

Кафедра химии и биотехнологии

ХИМИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Методические указания к лабораторным работам для студентов

очной формы обучения по специальности 070100 – «Биотехнология»

Пермь 2006

Составитель Л.В. Аникина

УДК 547.9

Химия биологически активных веществ: метод. указания к лаборат. работам / сост. Л.В. Аникина; Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2006. – 32 с.

Дан порядок выполнения лабораторных работ по программе курса «Химия биологически активных веществ».

Предназначены для студентов очной формы обучения по направлению 550800 – «Химическая технология и биотехнология», специальность 070100 «Биотехнология».

Рецензент: канд. хим. наук В.А.Глушков

© Пермский государственный

технический университет, 2006

«Химия биологически активных веществ» является частью общего курса «Органическая химия». В течение данного курса студенты занимаются изучением элементов биоорганической химии – структурой и пространственной организацией белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, низкомолекулярных биорегуляторов.

Лабораторные работы проводятся с целью приобретения навыков и умений выделения биомолекул из биологического материала и исследования их химической структуры и химических свойств с использованием необходимых реактивов и оборудования. Проведение лабораторных работ по химии БАВ позволяет подтвердить теоретические положения и выводы по отдельным вопросам биоорганической химии и тем самым закрепить теоретические знания о строении, пространственной структуре, биологических функциях и основах функционирования белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, низкомолекулярных регуляторных молекул и продуктов жизнедеятельности клеток.

Лабораторные работы оформляются каждым студентом согласно следующему плану:

1. Дата.

2. Название лабораторной работы.

3. Цель и значение работы.

4. Принцип выделения, идентификации и количественного определения биомолекул, формулы и химизм реакций.

5. Техника выполнения работы.

6. Наблюдаемые явления и расчеты.

7. Выводы по работе.

В конце каждой работы даются контрольные вопросы, которые помогут при подготовке лабораторной работы к защите.

Лабораторная работа №1

КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛЕВОДОВ В ЯБЛОКЕ

Цель работы – закрепить знания по теме «Углеводы» и овладеть методами количественного определения содержания углеводов в растительном сырье.

В различных сортах яблок содержится от 600 до 14800 мг% углеводов с преобладанием отдельных моносахаридов, а также сахарозы.

Исследуемый материал: яблоки нескольких сортов.

Реактивы:

1. 0,1 н раствор йода.

2. 0,1 н раствор натрия гидроксида.

3. 10% раствор серной кислоты.

4. 0,1 н раствор натрия тиосульфата.

5. 1% раствор крахмала.

6. 10% раствор соляной кислоты.

7. Сода.

Оборудование:

1. Плоскодонные колбы на 50 мл.

2. Водяная баня с термометром.

3. Воронки.

4. Фильтры бумажные.

5. Мерные колбы на 100 мл.

6. Пипетка на 5 мл.

7. Индикаторная бумага.

8. Мерные колбы на 50 мл.

Ход работы. Берут навеску 5 г одного из сортов яблок, прибавляют 50 мл дистиллированной воды и экстрагируют на водяной бане при температуре 70^оС в течение 30 минут. Температуру бани не доводят до 100^оС, чтобы избежать гидролиза сахарозы, который может идти под влиянием имеющихся в яблоках кислот. По истечении времени нагревания вытяжку отфильтровывают через складчатый фильтр в мерную колбу на 100 мл. Остаток на фильтре несколько раз промывают горячей водой. Охлажденную до комнатной температуры вытяжку с промывными водами доводят водой до метки. Отбирают пипеткой 5 мл вытяжки и определяют в ней содержание глюкозы по Вильштеттеру. Метод определения основан на свойствах окисления альдегидной группы глюкозы йодом до карбоксильной группы в присутствии фруктозы и сахарозы, которые остаются неизменными.

Для определения глюкозы по Вильштеттеру к 5 мл исследуемого раствора прибавляют 7 мл 0,1 н раствора йода. Через 2 минуты при энергичном перемешивании медленно добавляют 10 мл 0,1 н раствора натрия гидроксида и оставляют стоять на 20 минут. После этого раствор подкисляют 10% раствором серной кислоты до кислой рН и остаток йода титруют 0,1 н раствором натрия тиосульфата в присутствии индикатора – раствора крахмала.

Далее 25 мл вытяжки из яблок помещают в коническую колбу, прибавляют 2 мл 10% соляной кислоты и смесь выдерживают на кипящей водяной бане в течение 30 мин, затем раствор охлаждают, доводят до нейтральной рН с помощью соды, переливают в мерную колбу на 50 мл и доводят водой до метки. Далее снова определяют глюкозу по методу Вильштеттера. В этом случае будет определена свободная глюкоза + глюкоза, образовавшаяся при расщеплении сахарозы.

Указания к составлению отчета. Содержание глюкозы рассчитывают по формуле

Q=T_{глюкозы} × (V_йод – V_{тиосульфат}),

где Т_{глюкозы} = 9 мг/мл.

Результат определения содержания глюкозы и сахарозы необходимо выразить в г/кг яблок (количество г глюкозы или сахарозы в 1 кг яблок), или в мг% (количество мг глюкозы или сахарозы в 100 г яблока). Молекулярная масса глюкозы – 180, сахарозы – 342. Написать уравнение реакции гидролиза сахарозы.

Контрольные вопросы:

1. Какие свойства глюкозы положены в основу метода ее определения?

2. Почему для определения сахарозы необходим ее гидролиз?

3. Какие органические соединения, кроме углеводов, находятся в яблоке?

4. Как вы полагаете, какое яблоко будет слаще на вкус, в котором больше глюкозы или сахарозы?