Інструкційна карта до лабораторної роботи №7

з дисципліни «Органічна хімія»

спеціальності «Виробництво хліба, кондитерських, макаронних виробів і харчових концентратів»

Тема: Вивчення процесу осадження білків

Мета:

• дослідження процесу осадження білків.

• удосконалення умінь і навичок проведення хімічного експерименту;

• формування умінь інтерпретації результатів хімічного експерименту (спостереження, висновки).

Забезпечення:

Посуд, обладнання: штатив з пробірками, нагрівальний прилад, пробіркоутримувач, хімічний стакан, градуйовані піпетки, пробірки центрифужні, беззольні фільтри, скляні лійки, універсальний індикаторний папір.

Реактиви: розчини яєчного білка, насичений розчин хлориду натрію, 1%-вий розчин ацетату купруму, 96% розчин етанолу, 10%-вий розчин хлоридної кислоти, 10%-вий розчин лугу, 1%-вий розчин сульфату купруму(ІІ), дистильована вода, концентрована нітратна кислота, кристалічний сульфат амонію.

Теоретичні положення

Порушення факторів, що стабілізують структуру молекули білка, призводять до осадження білків. Так, внаслідок кип’ятіння порушуються зв’язки в молекулі негативно зарядженого білка. Кращий спосіб осадження білків ‑ кип’ятіння в середовищах, які мають значення рН, що дорівнює значенню рН ізоелектричної точки білка. Внесення в розчин білка нейтральних солей (сульфату амонію, хлориду натрію) полегшує і прискорює процес осадження білка при кип’ятінні його розчину внаслідок дегідратації білкових часточок.

Мінеральні та деякі органічні кислоти, органічні розчинники осаджують білки в результаті денатурації та дегідратації білкових молекул, а також внаслідок утворення комплексних солей білків з кислотами.

Механізм осадження білків алкалоїдними реактивами зумовлений утворенням нерозчинних сполук цих реактивів із азотистими групами білка. В таких сполуках алкалоїдні реактиви є аніонами, а білки – катіонами. Для надання молекулі білка позитивного заряду розчин білка підкислюють оцтовою кислотою. Білки, що мають позитивний заряд, добре осаджуються алкалоїдними реактивами в середовищі без попереднього підкислення середовища інкубації.

Солі важких металів (міді, ртуті, цинку, срібла, свинцю) осаджують білки в результаті утворення комплексних сполук із сульфгідрильними групами білків. Осад білка в надлишку солей деяких важких металів (ацетату свинцю, сульфату міді) розчиняється. Це пов’язано з тим, що надлишок іонів цих металів, адсорбуючись на поверхні білкових молекул, спричиняє перезарядку білкового комплексу, внаслідок чого він переходить у розчин.

У водному розчині більшість білків та їх часточок заряджені і гідратовані, що зумовлює осадження білків у розчинах. Але за високої концентрації середніх солей (сульфату амонію, хлориду натрію), молекули яких у водних розчинах гідратовані, руйнуються водні оболонки білкових молекул. В результаті цього знижується електричний заряд білкової молекули іонами солі, які адсорбуються на ній, часточки білка злипаються одна з одною, укрупнюються та випадають в осад.

Хід роботи:

Дослід №1. Осадження білків нагріванням

У пробірку внести 2 мл розчину яєчного білка і нагріти на киплячій водяній бані. Спостерігати утворення _________________осаду внаслідок згортання білка. Назвати вид денатурації білка._______________________________________________________________

Зробити висновок._________________________________________________________

Дослід №2.Осадження білків мінеральними кислотами

У пробірку внести 3 мл концентрованої азотної кислоти. Потім по стінці пробірки обережно, щоб рідини не перемішувалися, додати 3мл розчину яєчного білка. Спостерігати на межі поділу фаз двох рідин утворення осаду у вигляді білкового ________________. Вміст пробірки перемішати, долити надлишок азотної кислоти. Описати спостереження. Пояснити, чому осад не зникає. __________________________________________________

Зробити висновок_________________________________________________________

Дослід №3. Вивчення процесу осадження білків за різних значеннях рН середовища

Для вивчення залежності процесу осадження білків від концентрації водневих іонів, у п’ять пробірок додати по 5 мл розчину яєчного білка.

Першу пробірку з нейтральним розчином білка нагріти до кипіння, спостерігати помутніння розчину і опалесценцію, що зумовлена руйнуванням гідратної оболонки навколо молекули білка та збільшенням білкових часточок. Але міцели білка заряджені і тому залишаються в розчині, не випадаючи в осад.

Другу пробірку з розчином білка нагріти до кипіння, додати 1 мл розчину оцтової кислоти до появи слабкокислої реакції середовища. Білкові молекули втрачають заряд і випадають в осад тому, що значення рН середовища наближене до рН середовища ізоелектричної точки.

У третю пробірку внести з мл розчину оцтової кислоти для створення кислої реакції середовища. Під час кип’ятіння розчину осад не утворюється, оскільки молекули білка набувають позитивного заряду, що сприяє підвищенню їх стійкості.

У четверту пробірку внести 5 мл розчину оцтової кислоти, 2 мл насиченого розчину хлориду натрію та нагріти. Спостерігати утворення білого осаду, що пояснюється втратою заряду білковою молекулою внаслідок взаємодії з іонами хлориду натрію.

У п’яту пробірку внести 2 мл розчину гідроксиду натрію для створення лужного середовища. Нагріти пробірку. Спостерігати відсутність осаду в лужному середовищі, так як молекула білка набуває негативного заряду.

Зробити висновок і вказати при яких умовах відбувається осадження білка.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід №4. Осадження білків іонами важких металів

У дві пробірки додати по з мл розчину яєчного білка. У першу пробірку додати 2-3 краплі розчину сульфату купруму(ІІ), спостерігати утворення осаду _________________ кольору. У другу пробірку додати 2-3 краплі розчину ацетату плюмбуму(ІІ). Спостерігати утворення осаду _____________________ кольору. Перевірити розчинність осадів у воді, описати спостереження _________________________________________________________. В обидві пробірки з осадами додати надлишок розчинів солей сульфату купруму (ІІ) та ацетату свинцю. Спостерігати _________________________________________ Пояснити розчинення осадів у надлишку солей ______________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Зробити висновок._________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Дослід №4. Осадження білків хлоридом натрію

У пробірку внести 3мл розчину яєчного білка та хлорид натрію до повного насичення. Через кілька хвилин в осад випадають глобуліни. Суміш фільтрують через складчастий паперовий фільтр. У фільтраті містяться альбуміни, які не осаджуються за даних умов.

До фільтрату додати 1 мл розчину оцтової кислоти і нагріти суміш до кипіння на водяній бані, спостерігати утворення осаду альбумінів.

Зробити висновок про умови осадження і розділення альбумінів і глобулінів.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Зробити висновок по роботі._______________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________