Лабораторная работа №5 Витамины – водорастворимые и жирорастворимые
Витамины – низкомолекулярные органические |
вещества, |
|
имеющие разнообразную химическую природу. |
Они |
условно |
объединены в одну группу по признаку жизненной |
необходимости |
|
для организма. Поскольку в организме человека и животных витамины не синтезируются, за исключением некоторых из них, образующихся симбиотической микрофлорой пищеварительного тракта, они относятся к незаменимым факторам питания. Поступая в организм в небольших количествах с пищей, витамины обеспечивают нормальное протекание биохимических процессов и таким образом участвуют в регуляции многих метаболических функций организма.
Биологическая роль большинства витаминов заключается в том, что многие из них входят в состав простетических групп ферментов. Недостаточное поступление витаминов с пищей, а также нарушение их всасывания в организме приводит к развитию тяжелых нарушений обмена веществ: авитаминозам и гиповитаминозам.
Заболевание, возникающее в результате отсутствия того или иного витамина, называют авитаминозом. При относительной недостаточности какого-либо витамина наблюдается гиповитаминоз. Поскольку функции витаминов тесно связаны между собой, то обычно наблюдаются полиавитаминозы или полигиповитаминозы. Авитаминозы встречаются достаточно редко; чаще встречаются гиповитаминозы, как результат нерационального питания, нарушения обмена веществ или перенесенных заболеваний и лекарственной терапии (антибиотиков и сульфамидов). Избыточный прием ряда витаминов приводит к нарушениям метаболических функций – гипервитаминозу.
Простейшая классификация витаминов основана на их физикохимических свойствах, в частности на растворимости. По этому признаку витамины делят на две группы: а) витамины, растворимые в воде; б) витамины, растворимые в жирах и органических растворителях. К водорастворимым витаминам относятся витамины
группы В (В1, В2, В6, В9, В12), витамин РР, витамин Н, витамин С, витамин Р, пантотеновая кислота и витаминоподобные вещества
холин, инозит, пангамовая, липоевая, парааминобензойная кислоты, витамин U, коэнзим Q. К жирорастворимым витаминам относятся витамины группы А, витамины группы D, витамины группы Е, витамины группы К, непредельные жирные кислоты, имеющие две и более двойных связей. Антивитамины – вещества, уменьшающие биологическую активность ферментов, – являются или структурными аналогами витаминов и конкурентно препятствуют образованию
активных форм |
ферментов, или ферментами, разрушающими |
витамины. |
|
Для открытия и обнаружения витаминов в пищевых продуктах или других биологических объектах обычно пользуются качественными реакциями, основанными на образовании характерной цветной реакции какого-либо витамина с соответствующим химическим реактивом.
Количественное определение аскорбиновой кислоты |
|
||
Биологическая |
роль аскорбиновой кислоты |
в |
организме |
разнообразна. Она |
принимает участие в |
окислительно- |
|
восстановительных процессах и связана с системой глютатиона. Аскорбиновая кислота участвует в синтезе стероидных гормонов в коре надпочечников и необходима для процесса гидроксилирования, как фактор для проявления действия ферментов гидроксилаз. Она участвует в образовании тетрагидрофолиевой кислоты из фолиевой кислоты, в гидроксилировании лизина в оксилизин, пролина в оксипролин, необходимых для образования коллагеновых волокон; ускоряет всасывание железа, активирует фермент желудочного сока пепсиноген, что особенно важно при недостатке соляной кислоты в желудочном соке.
Принцип метода. Количественный метод определения аскорбиновой кислоты основан на способности витамина С восстанавливать 2,6-
дихлор-фенолиндофенол, |
который в кислой среде |
имеет красную |
||||
окраску, |
в |
щелочной |
– |
синюю, а при |
восстановлении |
|
обесцвечивается. |
|
|
|
|
||
Для предохранения витамина С |
от разрушения исследуемый |
|||||
раствор |
титруют в кислой |
среде |
щелочным |
раствором 2,6- |
||
дихлорфенолиндофенола до появления розового окрашивания. Исследуемый материал: хвоя, капуста, морковь, картофель. Реактивы: 0,001 н раствор натриевой соли 2,6-дихлорфенолиндо- фенола, 10процентный раствор НСl.
Оборудование: весы аптечные; мерные цилиндры; пипетки на 1, 2, 5 мл; фарфоровые ступки с пестиками; бюретка; колбочки для титрования; ножницы; скальпель; стеклянный песок.
Ход работы. 1. Определение содержания витамина С в капусте.
Отвешивают 1 г капусты, растирают в ступке с 2 мл 10-процентного раствора НСl и стеклянным песком, приливают 8 мл воды и фильтруют. Отбирают для титрования 2 мл фильтрата, добавляют 10 капель 10-процентного раствора НСl и титруют 2,6- дихлорфенолиндофенолом до розовой окраски. Вычисляют содержание аскорбиновой кислоты в 100 г капусты. Для расчета содержания аскорбиновой кислоты используют формулу:
,
где х – содержание аскорбиновой кислоты в миллиграммах на 100 г продукта; 0,088 – содержание аскорбиновой кислоты, мг; А – количество титранта, мл; Б – объем экстракта, взятый для титрования, мл; В – количество продукта, взятое для анализа, г; Г – общее количество экстракта; 100 – пересчет на 100 г продукта.
В 100 г капусты содержится 25–100 мг аскорбиновой кислоты, в 100 г шиповника – 500–1500 мг, в 100 г хвои – 200–400 мг.
2. Определение содержания витамина С в картофеле.
Отвешивают 5 г картофеля, растирают в ступке со стеклянным песком и 20 каплями 10-процентного раствора НСl (чтобы картофель не темнел). Постепенно приливают 15 мл дистиллированной воды. Полученную массу сливают в стаканчик, ополаскивают ступку двумя миллилитрами воды, сливают воду в колбочку и титруют 2,6- дихлорфенолиндофенолом до розовой окраски. Рассчитывают содержание аскорбиновой кислоты. В 100 гкартофеля содержится 1–5 мг витамина С.
Количественное определение витамина Р в чае
Известны несколько соединений, оказывающих Р- витаминное
действие(рутин и др.). В основе их лежит скелет флавона. |
|
|
|||||
Витамины Р и С действуют |
взаимсвязанно; они участвуют в |
||||||
окислительно-восстановительных |
процессах. |
Терапевтическое |
|||||
действие витамина С более эффективно в присутствии |
витамина Р. |
||||||
При недостатке в организме |
витамина |
Р у человека |
повышается |
||||
проницаемость капилляров. |
|
|
|
|
|
|
|
Рутин – |
кристаллическое |
вещество |
желто-оранжевого |
цвета. |
|||
Содержится в тех продуктах, |
что и витамин С: в чае, фруктах, ягодах |
||||||
(бруснике, |
клюкве и др.). Количественное определение витамина Р |
||||||
проводят в вытяжке из чая. |
|
|
|
|
|
|
|
Принцип метода. Рутин способен окисляться перманганатом |
калия; |
||||||
вкачестве индикатора применяется индигокармин, который вступает
вреакцию с перманганатом калия после того, как окислится весь рутин. Экспериментально установлено, что 1мл 0,1 н раствора перманганата калия окисляет 6,4 мкг рутина.
Исследуемый материал: чай.
Реактивы: перманганат калия 0,05 н раствор, индигокармин. Оборудование: стаканчики или колбочки, бюретка, пипетки.
Ход работы. К 100 мг чая приливают 50 мл горячей дистиллированной воды и проводят экстракцию в течение 5 минут 10 мл экстракта чая отмеривают в стаканчик или колбочку, добавляют 10 мл дистиллированной воды и 5 капель индигокармина (появляется синее окрашивание). Титруют из бюретки 0,05 н раствором КМnO4 до появления устойчивой желтой окраски. Определяют процентное содержание рутина в чае. Расчет проводят по следующей формуле
,
где х – содержание витамина Р в препарате, %; 3,2 – стандартный пересчетный коэффициент; А – количество титранта, мл, V1 – объем, в котором растворена взятая для анализа навеска, мл, 100 – общее количество вещества для расчета процентного содержания, г; V2 – объем раствора, взятого для титрования, мл, Р – навеска, мг; 1000 – перевод мкг в мг.
Контрольные вопросы
1.Что такое витамины?
2.Каковы химическое строение и биологическая роль витаминов В1,
В2, В6, В12, РР, Н, С, Р, пантотеновой кислоты?
3. Коферментом каких ферментов является витамин В1? В2? В6? В12? РР? Н? С?
Лабораторная работа № 6 Обмен углеводов
Углеводами называют полиоксиальдегиды и полиоксикетоны с общей формулой (СН2О)n, а также производные этих соединений. В организме человека и животных углеводы выполняют разнообразные функции. Они служат источником энергии, являются пластическим материалом для построения клеток, а также используются в качестве исходных продуктов для синтеза липидов, белков и нуклеиновых
кислот. |
Углеводы классифицируются |
на |
моносахариды, |
|||||||||
олигосахариды и полисахариды. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Моносахариды, или простые сахара, |
состоят |
из одной |
||||||||||
полиоксиальдегидной |
или |
|
полиоксикетонной |
единицы. |
||||||||
Олигосахариды |
содержат |
|
в |
своем |
составе |
2–10 |
|
остатков |
||||
моносахаридов, |
связанных |
между |
собой гликозидными |
связями. |
||||||||
Полисахариды |
содержат |
более |
10 |
остатков |
моносахаридов |
и |
||||||
подразделяются на гомополисахариды и гетерополисахариды. |
|
|
||||||||||
Углеводы |
в организме человека |
играют |
важную |
роль |
и |
|||||||
выполняют |
разнообразные |
|
функции. |
Наиболее важная из них – |
||||||||
энергетическая, |
поскольку |
60–70 |
% |
всей |
энергии, |
|
которая |
|||||
используется организмом для нормальной жизнедеятельности, приходится на углеводы. Основным источником энергии является
окисление гликогена и |
глюкозы в |
тканях. |
Большую |
роль в |
||||||
энергетическом снабжении клетки играют коферменты (NAD+, FAD+ |
||||||||||
и др.), в состав которых входит рибоза. |
|
|
|
|
|
|||||
Количественное определение углеводов |
|
|
|
|
||||||
Для |
количественного определения глюкозы используются |
|||||||||
следующие методы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1) |
редуктометрические |
основаны |
на |
свойстве |
сахаров |
|||||
восстанавливать |
соли |
тяжелых |
металлов |
в |
щелочной |
среде |
||||
(титрометрический метод Хагедорна-Йенсена). |
Недостаток |
этих |
||||||||
методов |
состоит |
в |
том, |
что |
они |
не |
специфичны, |
так как |
||
присутствующие в крови редуцирующие вещества, не являющиеся углеводами, также обладают восстанавливающими свойствами и полученные результаты включают всю сумму восстанавливающих соединений в крови.
В связи с этим количество сахара в крови получается значительно выше истинного количества глюкозы. Однако этот метод сохраняет клиническое значение, поскольку разность между «кажущимся» уровнем сахара крови и «истинным» уровнем глюкозы у одного и того же лица остается постоянной;
2) колориметрические |
основаны |
на определении |
степени |
интенсивности окраски |
соединений, |
образующихся |
при |