взаимодействии глюкозы с определенным веществом (ортотолуидиновый метод).Метод специфичен и точен; 3) энзиматические основаны на действии фермента
глюкозооксидазы, окисляющего глюкозу кислородом воздуха до глюконовой кислоты (глюкозооксидазный метод).
Открытие углеводов в растворах
Реакция Подобедова-Молиша
Чувствительными реакциями на углеводы являются реакции с α- нафтолом и тимолом.
Реактивы: раствор сахарозы, α-нафтол, тимол, концентрированная
Н2SO4.
Оборудование: пробирки, капельницы, пипетки.
Ход работы. В две пробирки наливают по 0,5 мл раствора сахарозы. В первую пробирку добавляют 1–2 капли раствора α-нафтола, во вторую – 1–2 капли раствора тимола. В обе пробирки осторожно наслаивают концентрированную серную кислоту. Серная кислота опускается на дно пробирки, и на границе двух жидкостей образуется в случае с α-нафтолом фиолетовое кольцо, в случае с тимолом – красноватое. Фурфурол и 5-оксиметил-фурфурол, образующиеся из углеводов под действием серной кислоты, конденсируясь с двумя молями сульфированного α-нафтола или тимола, дают хромогены, которые окисляются серной кислотой в окрашенное хиноидное соединение.
Подобные реакции дают все углеводы (кроме глюкозамина).
Открытие фруктозы (реакция Селиванова)
Реактивы: раствор фруктозы, раствор глюкозы, реактив Селиванова. Оборудование: пробирки, пипетки, спиртовка.
Ход работы. В первую пробирку вносят 0,5 мл раствора фруктозы, во вторую – 0,5 мл раствора глюкозы. В обе пробирки добавляют по 0,5 мл реактива Селиванова. Пробирки осторожно нагревают на спиртовке. В пробирке с фруктозой постепенно наблюдается красное окрашивание. На первой стадии образуется оксиметилфурфурол, который во второй стадии, конденсируясь с резорцином, дает красное окрашивание.
Реакция крахмала и гликогена с йодом
Реактивы: раствор крахмала, раствор Люголя, 10%-ный раствор NaOH, этиловый спирт.
Оборудование: пробирки, пипетки, спиртовка.
Ход работы. К 2 мл раствора крахмала прибавляют 1–2 капли раствора Люголя. Раствор окрашивается в синий цвет. Содержимое пробирки делят на три части: к первой части прибавляют 1 мл раствора NaOH, ко второй – 2 мл этилового спирта, третью часть
содержимого нагревают. Во всех случаях окраска исчезает, но в третьей пробе окраска вновь появляется при охлаждении. Реакция основана на образовании нестойкого адсорбционного соединения йода с амилозой.
Восстанавливающие свойства углеводов
Углеводы, в составе которых имеются свободные карбонильные группы, дают ряд реакций, основывающихся на окисляемости этой группы.
Реакция Троммера |
|
|
В |
основе реакции Троммера лежит |
окислительно- |
восстановительный процесс: в щелочной среде |
при нагревании |
|
альдегидная |
группа сахара окисляется, а гидрат окиси меди (осадок |
|
голубого или синего цвета) восстанавливается в гидрат закиси меди (кирпично-красный осадок). Углевод при этом дает различные продукты окисления, так как при окислении в щелочной среде моносахариды претерпевают глубокие изменения с расщеплением углеродной цепи. Среди продуктов окисления не удается выделить кислоту с тем же числом атомов углерода, как у исходного сахара (в отличие от окисления обычных альдегидов). Сахара, не имеющие свободной альдегидной группы, пробу Троммера не дают. Окислительно-восстановительную реакцию можно представить в виде следующей схемы:
CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2 SO4 |
|
|
|
||
Глюкоза + 2 Cu(OH)2 |
→ |
Продукты + |
2 CuOH |
+ |
H2O |
Гидрат окиси |
|
окисления |
Гидрат закиси |
|
|
меди (голубой осадок) |
глюкозы |
меди (желтый осадок) |
|||
Глюкоза + 2 Cu(OH)2 |
|
→ Продукты |
+ Cu2O |
+ |
2H2O |
Гидрат окиси |
|
окисления Закись меди |
|
||
меди (голубой осадок) глюкозы |
(кирпично-красный |
||||
|
|
осадок) |
|
|
|
Реактивы: 0,5-процентные растворы глюкозы, фруктозы, сахарозы, мальтозы и крахмала, 2 н раствор NaOH, 0,2 н раствор CuSO4. Оборудование: пробирки, пипетки, спиртовка.
Ход работы. В пробирку наливают раствор глюкозы и 6–8 капель 2н NaOH. Затем по каплям добавляют 0,2 н раствор CuSO4 до образования нерастворимого голубого осадка. Осторожно нагревают пробирку на спиртовке. Голубой, нерастворимый в воде осадок гидрата окиси меди (II) постепенно переходит в желтый, а затем – в красный осадок закиси меди (I).
Это указывает на положительную реакцию Троммера. Аналогичный опыт проводят с сахарозой, мальтозой, фруктозой и крахмалом. Делают заключение о восстанавливающих свойствах этих углеводов.
Избыток медной соли маскирует реакцию, так как гидроокись меди (II) при нагревании теряет воду и дает черный оксид меди (II).
Количественное определение редуцирующих сахаров. Титрование раствором Фелинга
Метод основывается на принципе пробы Троммера. Благодаря добавлению сегнетовой соли обеспечивается удержание в растворе гидроокиси меди в виде комплексного соединения. Вследствие этого раствор становится более удобным для количественного определения. Употребляют два раствора, которые должны храниться отдельно.
Реактивы: Раствор 1. Растворяют 34,639 г чистой кристаллической сернокислой меди в 500 мл воды. Раствор 2. Растворяют 173 г совершенно чистой сегнетовой соли в небольшом количестве воды, приливают 100 мл 50процентной натронной щелочи и доливают водой до 500 мл. Перед употреблением смешивают равные объемы растворов 1 и 2. 20 мл этого раствора соответствуют 0,1 г глюкозы. Оборудование: колбочки, кипящая водяная баня, бюретка.
Ход работы. Точно отмеривают 20 мл фелинговой жидкости в колбу и разбавляют ее 80 мл воды. Этот раствор нагревают до
начинающегося кипения и приливают сюда же |
из бюретки некоторое |
|
количество |
исследуемого раствора сахара. |
Кипятят несколько |
секунд и, если жидкость при этом остается синей, добавляют некоторое количество испытуемого раствора. Эти операции продолжают до тех пор, пока жидкость над образовавшимся красным
осадком Cu2O не станет бесцветной (но не |
желтой). Затраченное для |
|
достижения этого момента количество |
испытуемого |
раствора |
содержит 0,1 г глюкозы. Метод является быстрым, но |
не очень |
|
точным. |
|
|
Полисахариды
Кислотный гидролиз крахмала
Реактивы: 0,1- процентный раствор крахмала, 2 н раствор Н2SO4, раствор Люголя, 2 н раствор CuSO4, 2 н раствор NaOH. Оборудование: колбочка, пробирки, пипетки, спиртовка.
Ход работы. В колбочку помещают 5 мл 0,1-процентного раствора крахмала, 3 мл 2 н раствора серной кислоты. Нагреть на спиртовке в течение 5 мин, отбирая пипеткой поминутно по 0,5 мл гидролизата и добавляя в них по 1 капле раствора Люголя. Обратить внимание на изменение окраски гидролизата с йодом в ходе гидролиза. С оставшимся гидролизатом проделать реакцию Троммера. По результатам реакции сделать вывод о строении крахмала.
Контрольные вопросы
1.Что называют углеводами?
2.Какова классификация углеводов?
3.Какие углеводы относятся к редуцирующим?
4.Каковы принципы методов обнаружения: а) глюкозы; б) фруктозы; в) мальтозы, сахарозы?
5.В чем сходство и различие в строении крахмала и гликогена?
Лабораторная работа № 7 Обмен липидов. Биосинтез жирных кислот
Липиды – органические соединения, нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях. К липидам относятся нейтральные жиры и жироподобные вещества ( липоиды). Липиды экстрагируют из тканей при помощи органических растворителей ( хлороформ, спирт, эфир и др.). По своей химической природе
липиды чаще всего являются сложными эфирами жирных кислот и многоатомных спиртов. Биологическая роль липидов многообразна, но в основном они выполняют структурную (входят в состав мембран) и энергетическую (при окислении липидов освобождается большое количество энергии) функции.
Классификация липидов.
1.Простые липиды: а) нейтральные жиры( глицериды, глицеролы); б) воска.
2.Сложные липиды: а) фосфолипиды; б) гликолипиды.
3.Липоиды: а) стерины и стероиды; каротиноиды; в) терпеноиды.
Определение кислотного числа
Кислотное число характеризует кислотность жира и измеряется оно количеством миллиграммов гидроокиси калия, необходимым для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира.
Кислотное число наряду с другими физико-химическими показателями характеризует качество масла. Например, если масло получено из зрелых семян, то свободных жирных кислот в нем мало, в масле же незрелых семян содержание свободных жирных кислот значительно. При хранении масла наблюдается гидролиз глицеридов, который приводит к накоплению свободных жирных кислот, то есть к нарастанию кислотности. Повышенная кислотность масла указывает на снижение его качества.
Метод определения кислотного числа основан на том, что свободные жирные кислоты, имеющиеся в масле, оттитровывают 0,1 н раствором КОН. Обычно титрование проводят гидроксидом калия, а не натрия, так как образующиеся калиевые мыла лучше растворяются в условиях опыта.
Реактивы: масло растительное или жир животный, этиловый спирт, 0,1 н раствор КОН в этиловом спирте, фенолфталеин. Оборудование: весы, колба коническая, цилиндр мерный, пипетки, бюретка.
Ход работы. Для определения кислотного числа навеску жира (масла) в 2 г помещают в коническую колбу и растворяют в 10 мл нейтральной смеси спирта и эфира (1:1). После растворения жира в колбу вносят 1–2 капли раствора фенолфталеина и титруют 0,1 н спиртовым раствором гидроксида калия до слабо-розового