Сайт дистанционных консультаций  для студентов заочной формы обучения товароведческого факультета ФГОУ ВПО ИВМ ОмГАУ специальностей "Товароведение и экспертиза товаров" и "Стандартизация и сертификация".

Биохимия продуктов питания

Лабораторная работа 1.

Осаждение белков из раствора и физико-химические свойства  белков

Осаждение белков из растворов используется для обнаружения белков в биологических жидкостях, для выделения белков в чистом виде или для получения безбелкового раствора, если белки мешают определению других компонентов биологических жидкостей.

 Опыт 1. Осаждение белков кислотами

Белки осаждаются концентрированными неорганическими кислотами, так как при этом происходит нейтрализация заряда и дегидратация белковой  частицы. В избытке серной и соляной кислот происходит растворение белка за счет частичного его гидролиза. В избытке концентрированной азотной кислоты растворения осадка не происходит. Осаждение белка происходит и при действии на раствор белка органических кислот � трихлоруксусной, сульфосалициловой.

Ход работы. В три пробирки поместите по 10 капель концентрированных растворов кислот: соляной, серной, азотной и осторожно по стенке пробирок налейте равный объем раствора белка. На границе двух слоев жидкости появляется осадок белка. Встряхните пробирки. В каких пробирках происходит полное растворение осадка? 

 Опыт 2. Осаждение белков органическими растворителями

Белки нерастворимы во многих органических растворителях (спирт, ацетон, эфир). Кратковременное воздействие, например, этанола,  осаждает белок не полностью, лишь при продолжительном  воздействии спирта на белок происходит денатурация белка и он выпадает в осадок.

Ход работы. К 10 каплям раствора яичного белка  добавьте 10 капель этанола, наблюдайте помутнение раствора. Затем добавьте 5 капель насыщенного раствора хлорида натрия.В каком случае происходит более полное  полное осаждение белка?

Опыт 3. Осаждение белков солями тяжелых металлов

При действии солей тяжелых металлов происходит денатурация белковой молекулы. Осаждение денатурированного белка происходит из-за адсорбции частиц металла на поверхности белковой частицы. Свойства белков осаждаться солями тяжелых металлов используется в медицинской практике. Белки (в составе молока, яйца) применяют в качестве противоядия при отравлении солями тяжелых металлов. Белок ограничивает всасывание ионов металла, образуя с ними нерастворимые комплексы.

Ход работы. В три пробирки поместите по 5 капель раствора белка. В первую пробирку добавьте 1 каплю раствора сульфата меди, во вторую � нитрата серебра, в третью � хлорида железа. Наблюдайте появление осадка во всех пробирках.

Опыт 4. Осаждение белков при нагревании

Почти все белки денатурируют и выпадают в осадок при нагревании выше 60^о. При этом происходит разрушение связей, стабилизирующих вторичную и  третичную структуру белковой молекулы, растворимость белка уменьшается, вязкость раствора повышается. Присутствие солей и реакция среды влияют на процесс осаждения белка при нагревании. Кислые белки лучше осаждаются в слабокислой среде. В кислой и щелочной среде белок не выпадает в осадок при нагревании, так как частицы белка либо перезаряжаются, либо происходит усиление имеющегося заряда. В пищевой технологии имеет особое значение тепловая денатурация белков, ее степень зависит от температуры, продолжительности нагрева и влажности. Особую роль тепловая денатурация белков играет при бланшировании растительного сырья, выпечке хлеба.

Ход работы.  В  пять пробирок поместите по 1 мл  раствора яичного белка. Во вторую пробирку прибавьте  0,05 мл 1% раствора уксусной кислоты (в пробирке  � слабо кислая среда), в третью � 1 мл 10% раствора уксусной кислоты (в пробирке  � кислая среда), в четвертую   � 1 мл 1% раствора гидроксида натрия и 1 каплю насыщенного раствора хлорида натрия, в пятую � 1 мл 5% раствора гидроксида натрия (в пробирке сильнощелочная среда). Все пробирки поместите в кипящую водяную баню на 5 минут. Наблюдайте выпадение белка во второй и четвертой пробирках и слабое помутнение раствора в первой пробирке. Сделайте вывод о степени  осаждаемости белков из растворов с разным рН при нагревании

При оформлении работы данные всех необратимых реакций осаждения запишите в табл. 1.

Таблица 1

Осаждение белков из растворов

Примечание: *  � заполняется студентом

Опыт 5. Амфотерные свойства белков

Ход работы. В  пробирку внесите 1 мл 5% раствора соляной кислоты и добавьте универсальный индикатор. Отметьте цвет раствора. Затем добавляйте по каплям 10% раствор яичного белка до изменения окраски до желтой, а затем  зеленой (среда щелочная)

В  пробирку внесите 1 мл 5% раствора гидроксида натрия и добавьте универсальный индикатор. Отметьте цвет раствора. Затем добавляйте по каплям вытяжки из дрожжей до изменения окраски до желтой, а затем розовой (среда кислая)

Напишите уравнение диссоциации в нейтральном растворе белка, содержащего преимущественно моноаминодикарбоновые кислоты (белки яйца); белка,  содержащего преимущественно диаминомонокарбоновые кислоты (белки дрожжей).

Опыт 6. Высаливание белков

 Разные белки осаждаются при разных концентрациях солей. Например, глобулины выпадают при полунасыщении раствора белка сульфатом аммония, альбумины � при полном насыщении. Высаливание � обратимый процесс, после удаления соли (путем диализа или разбавления) белок вновь приобретает природные свойства.

Ход работы.  В пробирку поместите 4 мл капель яичного альбумина  и прибавляйте  небольшими порциями кристаллический  сульфат аммония, постоянно встряхивая пробирку. Когда раствор станет почти насыщенным, из него будут выпадать хлопья альбумина. Отцентрифугируйте осадок в центрифуге (4 тыс об/мин) 10 мин. После чего слейте надосадочную жидкость. а к осадку альбумина добавьте дистиллированной воды. Отметьте растворимость белка. С раствором альбумина проделайте биуретовую реакцию.

Запишите как проводится выделение яичного альбумина. Сделайте вывод о различной растворимости альбуминов и глобулинов в воде и растворе соли.

Реактивы и оборудование: водный раствор яичного белка (1:1),  1% раствор сульфата меди, 2% раствор хлорида железа, 1%  раствор нитрата серебра, насыщенный раствор хлорида натрия, 1% и 5% раствор гидроксида натрия, 1% раствор уксусной кислоты,  концентрированные растворы серной, соляной, азотной кислот;  1% раствор сульфаниловой кислоты в 5% растворе соляной кислоты, этанол. Пробирки.

Вопросы для самопроверки

1.     На каких свойствах белков основаны реакции их осаждения из растворов?

2.     Назовите  реагенты,  применяемые для осаждения белков из растворов?

3.     В каком температурном диапазоне  возможно обратимое осаждение белков?

4.     Объясните, почему соли тяжелых металлов осаждают белки?

5.     Какие соединения применяют для  высаливания  белков?

6.     Укажите в каких технологических процесса происходит реакций выделение белка из раствора.

7.       Охарактеризуйте состав кислых и основных белков.Перечислите белки кислого и основного характера. Какой заряд приобретает молекула кислого белка в растворах с разным значением рН?

8.       Сравните состав и свойства белков основного и кислого характера.

9.       Объясните, почему водные растворы белков устойчивы  к коагуляции при добавлении хлорида натрия?

10.   Дайте определение понятия "изоэлектрическая точка белков".  (рI).

11.   Какими свойствами обладают белки в растворе с изоэлектрической точкой?

12.   Объясните, почему рI альбумина 4,7, а рI гистонов 8,5?

13.   Приведите схему образования заряда молекулы альбумина и протамина в  воде.