Лабораторная работа №1. Тема: «Качественные реакции на углеводы»

1.1 Цель работы. Закрепить представления о химическом строении, некоторых свойствах, классификации и биологической роли углеводов в организме животных. Изучить некоторые экспресс методы определения сахаров, основанные на цветных реакциях и использования этих знаний в работе специалистов пищевых технологий.

1.2 Реактивы. 1% раствор глюкозы, лактозы, сахарозы, крахмала, 10% раствор NaOH, 5% раствор CuSO₄, реактив Селиванова, концентрированная HCl, раствор Люголя, дистиллированная вода.

1.3 Оборудование. Пробирки, пипетки на 1-5 мл., пипетки глазные, электроплитки, спиртовки, колбы на 50 мл.

1.4 Ход работы

1.4.1 Реакция Троммера на восстанавливающие свойства сахаров. Реакция обоснована на способности свободных карбонильных групп сахаров легко окисляться за счёт восстановления тяжелых металлов.

CuSO₄ + 2 NaOH → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

C₅H₁₁O₅ - COH + Cu(OH)₂ → C₅H₁₁O₅ - COOH + 2CuOH + H₂O

2CuOH → Н₂О+ Cu₂O

Сульфит меди в щелочной среде превращается в гидрат окиси меди Cu(OH)₂, имеющий голубой цвет. При нагревании с раствором «сахарида» он переходит в закись меди Cu₂O кирпично-красного цвета.

В пробирку налить 1-2 мл. раствора глюкозы, добавить равный объем 10% раствора NaOH, несколько капель 5% раствора CuSO₄ и осторожно нагреть. В пробирке появляется желтое окрашивание, переходящее в кирпично-красный цвет.

Сделать аналогичный опыт с раствором лактозы, крахмала, сахарозы наблюдая за изменениями их окрашивания. Результаты занести в таблицу, сделать выводы.

Таблица 1. Реакция Троммера на углеводы

Виды углеводов	Результаты реакции: + положительные - отрицательные	Выводы

1.4.2 Реакция Селиванова на кетоны и кетозы. Кетогексозы и кетоновые тела при нагревании с соляной кислотой и резоцином (реактив Селиванова) дают вишнево-розовое окрашивание.

В пробирку налить 1 мл реактива Селиванова и 2-4 капли 1% раствора сахара, осторожно нагреть до красного окрашивания. Результаты записать и сделать выводы.

1.5 Контрольные вопросы:

- классификация углеводов;

- строение и характеристика моносахаридов в организме животных;

- строение и характеристика дисахаридов;

- характеристика гомо - и гетерополисахаридов;

- строение и роль производных моносахаридов в организме;

- биологическая роль углеводов.

Лабораторная работа № 2. Тема: «Изучение физико-химических свойств простых и сложных липидов»

2.1 Цель работы. Ознакомиться с физическими, отдельными химическими свойствами жиров и масел и их компонентов методом качественных реакций, связать эти свойства с их проявлением в организме и производством. При изучении некоторых свойств лецитина разобрать вопрос о химической природе, биологической роли и содержания в организме сложных липидов.

2.2 Реактивы. Масло растительное, жир животный, воск пчелиный, 50% раствор этилового спирта, спиртоэфирная смесь (1:1), фенолфталеин, 0,1н раствор KOH, хлороформ, 0,001н раствор йода, NaHSO₄ кристаллический, 0,1% спиртовой раствор Судана, 1% раствор Na₂CO₃, 1% раствор белка, желчь, серный эфир, 10% раствор Na OH, сыворотка крови, сухой порошок яичного желтка, насыщенный спиртовой раствор хлористого кадмия, ацетон, дистиллированная вода, 10% раствор HCl.

2.3 Оборудование. Пробирки, колбы на 50 мл, фарфоровые чашки, фильтровальная бумага, чашки Петри, электроплитка, спиртовки, воронки стеклянные, палочки стеклянные.

2.4 Ход работы.

2.4.1 Растворимость жиров.

В четыре пробирки налить по 2-3 капли растительного масла и добавить в первую пробирку 2-3 мл дистиллированной воды, во вторую – серного эфира в третью – хлороформ, в четвертую – спирт. Все пробирки хорошо взболтать и отметить растворимость масла. Данные занести в таблицу, сделать выводы.

Таблица 2. Растворимость масла

Вид жира (масла)	Растворитель	Полнота растворения

2.4.2 Обнаружение липидов в сыворотке крови.

В крови содержатся триглицериды, эфиры холестерола, свободные холестерол, неэтерифицированные жирные кислоты. Липиды можно открыть до реакции с Суданом.

Каплю сыворотки крови нанести на фильтровальную бумагу и высушить. Затем поместить в чашку Петри и залить раствором Судана. Через час бумагу вынуть и промыть 50% раствором спирта. На месте нанесения сыворотки крови остается розовое пятно.

2.4.3 Обнаружение глицерина в жирах (акролеиновая проба).

При нагревании жира или масла с водо - отнимающим веществом (NaHSO₄, H₃BO₃) появляются едкие пары акролеина, образующиеся из глицерина.

CH₂ – OH COH

NaHSO₄

CH – OH - H₂O → CH -акролеин

CH₂ – OH CH₂

В сухую фарфоровую чашку положить немного жира, в другую – масла, добавить водо - отнимающую соль (NaHSO₄) и нагреть. Появляется едкий запах акролеина. Сделать выводы.

2.4.4 Определение кислотного числа жира. Природные жиры и масла представляют собой смешанные триглицериды с небольшим количеством свободных жирных кислот. При хранении на свету, доступе воздуха они прогоркают, т.е. увеличивается количество свободных жирных кислот, это можно определить титрованием щелочью.

1 мл свежего масла растворить в 10 мл спиртово-эфирной смеси и в присутствии фенолфталеина оттитровать 0,1н KOH. Количество KOH, идущее на нейтрализацию жирных кислот в 1 г жира называется кислотным числом. Повторить опыт со старым маслом. Сравнить результат, сделать выводы.

2.4.5 Определение непредельных жирных кислот.

Непредельные жирные кислоты способны присоединять галоид по месту двойной связи, поэтому насыщенность жирных кислот можно определить по количеству йода, израсходованного на насыщение жира.

Взять три пробирки, поместить в первую 0.5 г говяжьего жира, в другую – 0,5 г маргарина, в третью – подсолнечного масла, каждую растворить в 3 мл хлороформа и оттитровать из микробюреток 0,001 и раствором йода до отчетливой розовой окраски.

Данные занести в таблицу, сделать выводы

Таблица 3. Характеристика жирно-кислотного состава жиров и масел по химическим свойствам.

Вид жира (масла)	Растворитель	Израсходовано раствора йода, мл.

2.4.6 Эмульгирование жиров (масел).

При активном взбалтывании жиры и масла с водой образуют нестойкую эмульсию. Некоторые вещества снижают поверхностное натяжение водных растворов и этим препятствуют слиянию мелких раздробленных частиц жира (масла). Образуется стойкая эмульсия. К таким веществам относятся растворы щелочей, солей угольной кислоты, белков. В кишечнике эту функцию выполняют желчные кислоты и бикарбонаты.

Берут шесть пробирок. В первую и во вторую пробирки наливают по 1мл воды, в третью – 1мл раствора белка, в пятую – 1мл раствора мыла и в шестую – 1мл раствора карбоната натрия. В каждую пробирку добавляют по 5 капель подсолнечного масла, энергично их встряхивают и оставляют на 5 минут. Во всех пробирках кроме первой образуется стойкая эмульсия. Рассмотреть полученный результат и занести его в таблицу.

Таблица 4. Действие разных эмульгаторов на водные растворы жира (масла)

№ п./п.	Вид водного раствора жира (масла)	Эмульгаторы	Характер эмульсии

2.5 Реакции с фосфолипидами

Фосфолипиды – одна из важных групп жироподобных веществ, широко распространенных в клетках тканей животного организма. Они представляют собой высокомолекулярные сложные эфиры, в состав которых входят спирты ( глицерин, сфингозин, инозит). Предельные непредельные жирные кислоты.

Фосфорная кислота и азотистые основания. Фосфолипиды в организме представлены в основном соединениями: холинофосфолипиды (лецитин), коламифосфолипиды (кефалин), серинфосфолипиды, ацетальфосфолипиды, сфингомиелины, инозитфосфолипиды. Больше всего фосфолипидов, образованных на основе спирта глицерина. Фосфолипиды наряду с белками являются главными компонентами клеточных мембран (клеточной оболочки органелл). То есть они принимают участие в обмене веществ и энергии в клетке. Фосфолипиды выделяются из нервной ткани. Тканей печени, яичного желтка, молока, в которых присутствуют в значительном количестве.

2.5.1 Выделение лецитинов из яичного желтка.

Для опыта используется сухой порошок яичного желтка. В пробирку взять 3-4 мл (по объему) сухого яичного желтка. Залить 10-12 мл горячего спирта и тщательно перемешать стеклянной палочкой. Смесь охладить и отфильтровать в сухую пробирку.

2.5.2 Качественные реакции на лецитины. В сухую пробирку налить 3 мл ацетона и по каплям добавить фильтрат. Появление мути свидетельствует о наличии в ней лецитина:

- в сухую пробирку налить 3 мл фильтрата и добавить к нему каплями воду. Образование стойкой эмульсии свидетельствует о наличии в ней лецитина;

- в сухую пробирку внести 2 мл фильтрата и добавить 1 мл раствора хлористого кадмия. При наличии лецитина выпадает белый хлопьевидный осадок его соединения с кадмием.

2.5.3 Гидролиз лецитина и определение продуктов гидролиза:

- в пробирку налить 5 мл спиртового раствора лецитина, 3 мл 10% раствора гидроксида натрия и кипятить в течение 5 минут. Азотистое основание «холин» отцепившись при гидролизе, распадается до триметиламина, который обладает запахом селедочного рассола;

- полученный гидролизат разбавить 3 мл воды и по каплям добавлять10% раствор соляной кислоты до появления на поверхности раствора маслянистого слоя (свободных жирных кислот).

2.6 Контрольные вопросы:

- липиды и их классификация;

- строение нейтральных жиров животного организма;

- жирно-кислотный состав жиров и масел;

- стеролы, стериды, химическая природа, биологическая роль;

-видовая специфичность жиров, содержание их в организме сельскохозяйственных животных;

- биологическая роль жиров;

-основные представители сложных липидов в организме и их биологическая роль;

- содержание и распространение фосфолипидов в организме;

- химический состав, строение и функции фосфолипидов мембранных структур клеток.