ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УГЛЕВОДОВ

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ
ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. И.И. МЕЧНИКОВА
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
ПО БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
УГЛЕВОДОВ И ЛИПИДОВ
для студентов биологического факультета
Одесса 2008
Печатается по решению
Ученого Совета
биологического факультета
ОНУ им. И.И. Мечникова
протокол № 10 от __4 июля_2008 г.
Практикум позволяет студентам овладеть методами качественного и
количественного анализа, которые могут быть использованы для выполнения курсовых и
дипломных работ, а также для работы по избранной специальности.
В учебное пособие введены контрольные вопросы и задания по программе
«Биоорганическая химия» для национальных университетов, что позволяет студентам
глубоко усвоить теоретический материал.
Пособие может быть использовано студентами других обучающих учреждений,
которые готовят специалистов по биологии, а также студентами медицинских вузов
Украины.
Методические указания составлены доц. Запорожченко А.В., проф. Петровым С.А.,
доц. Чернадчук С.С., доц. Захариевой З.Е., доц. Федорко Н.Л., доц. Вовчук И.Л., доц.
Сорокин А.В., доц. Будняк А.К. на основании учебного плана специальности, обобщая
учебную и научную литературу.
Утверждено на заседании кафедры биохимии
(протокол № 12 от _3 июня_2008 г.)
Зав. кафедрой
Доц. Запорожченко А.В.
Ученый секретарь
Доц. Федорко Н.Л.
Рецензенты:
доктор биологических наук, профессор Карпов Л.М.
доктор медицинских наук, профессор Леус Н.Ф.
доктор медицинских наук, старший научный сотрудник Пахомова В.А.
2
СОДЕРЖАНИЕ
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УГЛЕВОДОВ
6
7
ТЕМА. 1. СТРОЕНИЕ УГЛЕВОДОВ
Лабораторная работа № 27
РЕАКЦИЯ С α -НАФТОЛОМ ИЛИ ТИМОЛОМ НА МОНОСАХАРИДЫ
9
Лабораторная работа № 28
РЕАКЦИЯ АЛЬДОПЕНТОЗ С β-НАФТОЛОМ ИСЕРНОЙ КИСЛОТОЙ
9
Лабораторная работа № 29
РЕАКЦИЯ БАРФЕДА НА МОНОСАХАРИДЫ
10
Лабораторная работа № 30
ФЕРМЕНТАТИВНЫЙ ГИДРОЛИЗ САХАРОЗЫ
11
Лабораторная работа № 31
ИНВЕРСИЯ САХАРОЗЫ
11
Лабораторная работа № 32
РЕАКЦИЯ САХАРОЗЫ С СОЛЯМИ КОБАЛЬТА
12
Лабораторная работа № 33
РЕАКЦИЯ КРАХМАЛА С ЙОДОМ
12
Лабораторная работа № 34
ВЫДЕЛЕНИЕ ИНУЛИНА ИЗ КЛУБНЕЙ ГЕОРГИНА
ИЛИ КОРНЕЙ ОДУВАНЧИКА
13
Лабораторная работа № 35
ГИДРОЛИЗ ИНУЛИНА И ОБНАРУЖЕНИЕ ФРУКТОЗЫ
14
ТЕМА. 2. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УГЛЕВОДОВ
14
Лабораторная работа № 36
РЕАКЦИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ
18
Лабораторная работа № 37
РЕАКЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОЗАЗОНА
20
Лабораторная работа № 38
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОССТАНАВЛИВАЮЩИХ СВОЙСТВ ДИСАХАРИДОВ
21
Лабораторная работа № 39
ПРОВЕРКА ВОССТАНАВЛИВАЮЩИХ СВОЙСТВ КРАХМАЛА
22
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛИПИДОВ
3
24
ТЕМА. 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕЙТРАЛЬНЫХ ЖИРОВ
25
Лабораторная работа № 40
ОБРАЗОВАНИЕ МАСЛЯНОГО ПЯТНА
26
Лабораторная работа № 41
РАСТВОРИМОСТЬ ЖИРОВ
26
Лабораторная работа № 42
ЭМУЛЬГИРОВАНИЕ ЖИРНЫХ МАСЕЛ
27
Лабораторная работа № 43
АКРОЛЕИНОВАЯ РЕАКЦИЯ
28
Лабораторная работа № 44
ОМЫЛЕНИЕ ЖИРА
28
Лабораторная работа № 45
В Ы Д Е Л Е Н И Е С В О Б О Д Н Ы Х Ж И Р Н ЫХ К И С ЛОТ
29
Лабораторная работа № 46
ОБРАЗОВАНИЕ НЕРАСТВОРИМЫХ МЫЛ
30
Лабораторная работа № 47
ПР ОБА НА НЕПР ЕДЕЛ ЬНЫЕ Ж ИР НЫЕ КИСЛОТЫ
30
Лабораторная работа № 48
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОГО ЧИСЛА
31
Лабораторная работа № 49
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ОМЫЛЕНИЯ
32
Лабораторная работа № 50
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФИРНОГО ЧИСЛА
33
Лабораторная работа № 51
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ГЛИЦЕРИНА В ЖИРЕ
33
Лабораторная работа № 52
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЙОДНОГО ЧИСЛА
34
Лабораторная работа № 53
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕКИСНОГО ЧИСЛА
35
ТЕМА. 2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФОСФОЛИПИДОВ
37
Лабораторная работа № 54
ВЫДЕЛЕНИЕ ЛЕЦИТИНОВ ИЗ ЖЕЛТКА КУРИНОГО ЯЙЦА
40
4
Лабораторная работа № 55
ОСАЖДЕНИЕ ЛЕЦИТИНОВ АЦЕТОНОМ
41
Лабораторная работа № 56
ПОЛУЧЕНИЕ ЭМУЛЬСИИ ЛЕЦИТИНОВ
41
Лабораторная работа № 57
ОСАЖДЕНИЕ ЛЕЦИТИНОВ ХЛОРИСТЫМ КАДМИЕМ
41
Лабораторная работа № 58
ГИДРОЛИЗ ЛЕЦИТИНОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ СОСТАВА
42
ТЕМА. 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТЕРОИДОВ
45
Лабораторная работа № 59
РЕАКЦИЯ САЛЬКОВСКОГО НА ХОЛЕСТЕРИН
46
Лабораторная работа № 60
РЕАКЦИЯ ЛИБЕРМАНА — БУРХАРДА НА ХОЛЕСТЕРИН
47
Лабораторная работа № 61
РЕАКЦИЯ ВИТБИ НА НАЛИЧИЕ СТЕРИНОВ В РАСТИТЕЛЬНЫХ
МАСЛАХ
48
ТЕМА. 4. ФЕРМЕНТАТИВНЫЙ ГИДРОЛИЗ ЛИПИДОВ
48
Лабораторная работа № 62
КАЧЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА ЖЕЛЧНЫЕ КИСЛОТЫ
49
Лабораторная работа № 63
ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЙСТВИЯ ЭМУЛЬГАТОРОВ НА ЖИР
50
53
ЛИТЕРАТУРА
5
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УГЛЕВОДОВ
Углеводы широко распространены в биосфере. Они составляют 80-90 % сухой массы
растений. В организме животных их содержание значительно меньше, но роль углеводов
одинаково велика для всех организмов.
Углеводы являются полигидроксиальдегидами и поли гидроксикетонами или
образуют эти соединения при гидролизе. Углеводы содержат (– ОН) группы в α-, γ-, δположениях по отношению к карбоксильной группе.
Первые известные представители этого класса веществ по составу отвечали общей
формуле Cn(H2O)n, то есть углерод + вода (отсюда название); позднее к углеводам стали
относить также их многочисленные производные в состав которых входят N, P, S.
Благодаря обилию полярных (гидроксильных, карбонильной и др.) групп в
молекулах моносахаридов они хорошо растворимы в воде и нерастворимы в неполярных
органических растворителях (бензоле, петролейном эфире и др.). Способность к
таутомерным превращениям обычно затрудняет кристаллизацию моносахаридов.
Полисахариды являются гидрофильными полимерами, молекулы которых способны к
ассоциации с образованием высоковязких растворов (растительной слизи, гиалуроновая
кислота); при определённом соотношении свободных и ассоциированных участков молекул
полисахариды дают прочные гели (агар, пектиновые вещества). В отдельных случаях
молекулы полисахаридов образуют высокоупорядоченные надмолекулярные структуры,
нерастворимые в воде (целлюлоза, хитин).
Роль углеводов в живых организмах чрезвычайно многообразна. В растениях
моносахариды являются первичными продуктами фотосинтеза и служат исходными
соединениями для биосинтеза разнообразных гликозидов, полисахаридов, а также веществ
других классов (аминокислот, жирных кислот, полифенолов и т.д.). Эти превращения
осуществляются соответствующими ферментными системами, субстратами для которых
служат, как правило, богатые энергией фосфорилированные производные сахаров, главным
образом нуклеозиддифосфатсахара. Углеводы запасаются в виде крахмала в высших
растениях, в виде гликогена в животных, бактериях и грибах и служат энергетическим
резервом для жизнедеятельности организма (брожение, гликолиз, окисление биологическое).
В виде гликозидов в растениях и животных осуществляется транспорт различных продуктов
обмена веществ. Многочисленные полисахариды или более сложные углеводсодержащие
полимеры выполняют в живых организмах опорные функции. Жёсткая клеточная стенка у
высших растений построена из целлюлозы и гемицеллюлоз, у бактерий - из пептидогликана;
в построении клеточной стенки грибов и наружного скелета членистоногих принимает
участие хитин. В организме животных и человека опорные функции выполняют
сульфатированные мукополисахариды соединительной ткани, свойства которых позволяют
обеспечить одновременно сохранение формы тела и подвижность отдельных его частей; эти
полисахариды также способствуют поддержанию водного баланса и избирательной
катионной проницаемости клеток. Аналогичные функции в морских многоклеточных
водорослях выполняют сульфатированные галактаны (красные водоросли) или более
сложные сульфатированные гетерополисахариды (бурые и зелёные водоросли); в растущих и
сочных тканях высших растений аналогичную функцию выполняют пектиновые вещества.
Особенно важную и до конца ещё не изученную роль играют сложные углеводы в
образовании специфических клеточных поверхностей и мембран. Так, гликолипиды важнейшие компоненты мембран нервных клеток, липополисахариды образуют наружную
оболочку грамотрицательных бактерий. Углеводы клеточных поверхностей часто
определяют явление иммунологической специфичности, что строго доказано для групповых
веществ крови и ряда бактериальных антигенов. Имеются данные, что углеводные структуры
принимают участие также в таких высокоспецифичных явлениях клеточного
6
взаимодействия, как оплодотворение, "узнавание" клеток при тканевой дифференциации и
отторжении чужеродной ткани и т.д.
ТЕМА. 1. СТРОЕНИЕ УГЛЕВОДОВ (8 часов)
Углеводы принято делить на три основных группы: моносахариды, олигосахариды и
полисахариды.
Моносахариды (монозы, простые сахара) это углеводы, которые не могут
гидролизоваться. В зависимости от наличия альдегидной или кетогруппы в молекуле, они
делятся на альдозы и кетозы, а в зависимости от количества углеродных атомов делятся на
триозы, пентозы, гексозы, гептозы и т.д.
Моносахариды оптически активные соединения, что обусловлено наличием
хиральных углеродных атомов в молекуле. Количество оптических изомеров равно 2 n, где nколичество хиральных центров. Количество хиральных атомов равно общему количеству
углеродных атомов минус 2 (два).
Изомеры моносахаридов отнесены к двум стерическим рядам: D- и L-, в
соответствии с конфигурацией –Н- и –ОН- групп у самого отдаленного от карбоксильной
группы углеродного атома. Если конфигурация совпадает с таковой D-глицеринового
альдегида, принятого за эталон, моносахариды относятся к D-стерическому ряду, а если
совпадает с L-глицериновым альдегидом – к L-ряду. Исключительно редко моносахариды
живой материи относятся к D-стерическому ряду:
Стереоизомеры, являющиеся оптичискими антиподами (зеркальное отображение)
называются энантиомерами.
Стереоизомеры-энантиомеры вращают плоскость поляризованного света в
противоположные направления. Правовращающие обозначаются «+», а левовращающие «-».
Например: D (+) глюкоза, D (-) фруктоза.
Стереозомеры,
которые
не
энантиомеры
называются
диастереомеры.
Диастереомеры, которые отличаются по конфигурации только одним хиральным центром
называются эпимерами. Например, эпимеры глюкозы и манозы (различаются по
конфигурации С-2); глюкоза и галактоза (различаются по конфигурации С-4). Превращение
эпимеров друг в друга называется эпимеризацией, процесс катализируется ферментами.
Установлено, что в природе незначительная часть молекул гексоз и пентоз находятся
в линейной форме. Большая часть их находится в виде циклических структур, образованных
за счет внутримолекулярного взаимодействия карбонильной и гидроксильной групп
четвертого и пятого положения по отношению к ней. Этот процесс называетя
оксоциклотаутомерия. Циклические полуацетальные или полукетальные формы,
7
напоминающие структуру гетероциклических соединений фурана и пирана получили свои
названия: фуранозные и пиранозные структуры.
При циклизации молекулы образуется еще один хиральный центр и соответственно
еще пара изомеров α, β, которые называются апомерами. Новообразованная –ОН группа
отличается по свойствам от остальных –ОН групп моносахарида и называется гликозидным
гидроксилом.
α и β изомеры моносахаридов имеют различное значение угла вращения
поляризованного света. Например, для α-D глюкозы он равен + 112, 2 °С, а для β- D глюкозы
он равен + 18, 7 °С. При растворении в воде одной из форм наблюдается постепенное
изменение значения угла вращения до тех пор, пока он не будет + 52,7 °С. Этот процесс
называется мутаротацией и объясняется взаимным переходом обоих форм одна в другую,
8
при этом α-форм 36 %, а β-форм 64 %, присутствуют также незначительное количество
нециклических форм.
Лабораторная работа № 27
РЕАКЦИЯ С α -НАФТОЛОМ ИЛИ ТИМОЛОМ НА МОНОСАХАРИДЫ
Принцип метода. Углеводы при взаимодействии с концентрированной серной
кислотой разлагаются с образованием фурфурола и 5-оксиметилфурфурола, которые
конденсируются с α-нафтолом или тимолом, образуя триарилметановый хромоген, а
последний, окисляясь в серной кислоте, дает окрашенное хиноидное соединение. Реакция αнафтолом или тимолом является качественной реакцией на моносахариды. Реакция является
одной из наиболее чувствительных общих реакций на углеводы и углеводные компоненты в
сложных соединениях.
Реактивы: Глюкоза, 0,5%-ный раствор
Тимол, 1%-ный спиртовой раствор
α -нафтол, 0,2°/о-ный спиртовой раствор
Серная кислота, концентрированная
Ход работы
В две пробирки наливают по 2 мл раствора глюкозы и добавляют: в первую — 3—4
капли раствора тимола во вторую — столько же раствора α -нафтола и встряхивают, после
чего осторожно наслаивают в обе пробирки по 1—2 мл концентрированной серной кислоты.
Жидкость в первой пробирке принимает красное, а во второй — фиолетово-красное
окрашивание, более выраженное на границе слоев.
Результат опыта занести в таблицу:
Используемые реактивы (мл)
Вариант
ы опыта
1
2
Глюкоза
Тимол
α -нафтол
H2SO4
2
2
3-4
-
3-4
1-2
1-2
Окраска
раствора
Сделать вывод:
Лабораторная работа № 28
РЕАКЦИЯ АЛЬДОПЕНТОЗ
С β-НАФТОЛОМ И СЕРНОЙ КИСЛОТОЙ
Реактивы: Рибоза, арабиноза или ксилоза, 0,3%-ный раствор
β-нафтол, 0,3%-ный раствор в концентрированной серной кислоте
Ход работы
К 3—4 мл раствора β-нафтола в серной кислоте осторожно (по стенке пробирки)
добавляют 1 мл раствора альдопентозы так, чтобы слои не смешивались. На границе раздела
появляется темно-синее кольцо. Гексозы дают желто-зеленое или коричневое окрашивание.
9
Результат опыта занести в таблицу:
Используемые реактивы (мл)
№
прбирки
β-нафтол
Рибоза
Ксилоза
Арабиноза
1
3-4
1
2
3-4
1
3
3-4
1
Окраска
Сделать вывод:
Лабораторная работа № 29
РЕАКЦИЯ БАРФЕДА НА МОНОСАХАРИДЫ
Принцип метода. Реакция Барфеда (в модификации Таубера — Клейнера). Реакция
основана на том, что восстанавливающие свойства моносахаридов сохраняются также в
кислой среде, тогда как дисахариды восстанавливают металлы только при щелочной
реакции. При взаимодействии дисахаридов с реактивом Барфеда красный осадок закиси меди
появляется не сразу, а лишь спустя некоторое время (15—20 мин.), когда произойдет их
гидролитический распад, который катализируется кислотами.Реакция Барфеда позволяет
быстро отличить моносахариды от дисахаридов мальтозного типа, обладающих, как
известно, восстанавливающими свойствами (лактозы, мальтозы, целлобиозы).
Реактивы: Глюкоза, 7%-ный раствор
Лактоза или мальтоза, 1°/о-ный раствор;
Реактив Барфеда (в модификации Таубера и Клейнера): в 450 мл горячей
воды растворяют 24 г уксуснокислой меди, прибавляют 25 мл 8,5%-ной молочной кислоты и
перемешивают до растворения осадка. После охлаждения доливают водой до 500 мл и
фильтруют. Реактив Барфеда можно готовить и по следующей прописи: в 200 мл горячей
воды растворяют 13,3 г уксуснокислой меди. Помешивают до растворения соли, фильтруют.
К фильтрату прибавляют 1,9 мл ледяной уксусной кислоты.
Ход работы
В три пробирки наливают по 1 мл реактива Барфеда. В первую пробирку добавляют
1 мл раствора глюкозы, во вторую — столько же раствора лактозы или мальтозы, в третью столько же раствора сахарозы. Пробирки встряхивают и ставят в кипящую водяную баню. В
пробирке с глюкозой через 2—-3 мин. появляется красный осадок закиси меди, тогда как в
пробирке с дисахаридом реакция восстановления наблюдается лишь после 15—20-минутной
выдержки в водяной бане.
Результат опыта занести в таблицу:
Используемые реактивы
№
Варианты
прбирки
опыта
Реактив Барфеда
t°С
1
Глюкоза
1 мл
2
Лактоза
1 мл
3
Сахароза
1 мл
Сделать вывод:
10
Окраска
Лабораторная работа № 30
ФЕРМЕНТАТИВНЫЙ ГИДРОЛИЗ САХАРОЗЫ
Принцип метода. Фермент β-фруктофуранозидаза, содержащаяся в инвертазе,
сахаразе, катализирует процесс гидролиза β-гликозидной связи сахарозы до глюкозы и
фруктозы. Фермент содержится в пекарских дрожжах.
Реактивы: Пекарские дрожжи (прессованные)
Сахароза, 2°/о-ный раствор
Реактив Бенедикта или реактивы для реакции Троммера (см. выше)
Ход работы
1—1,5 г пекарских дрожжей растирают в ступке с 10—12 мл воды до получения
однородной взвеси. К 2 мл взвеси прибавляют 2 мл воды и производят реакцию Троммера
или Бенедикта (проверка восстанавливающей способности дрожжей).
В две пробирки наливают по 3 мл взвеси дрожжей; одну из них ставят на 10 минут в
кипящую водяную баню (для тепловой инактивации фермента) и потом охлаждают под
краном, вторую не нагревают. В обе пробирки добавляют по 3 мл раствора сахарозы и
оставляют на 5-8 минут, после чего фильтруют. С фильтратами проделывают реакцию
Троммера или Бенедикта.
Результат опыта занести в таблицу:
№
прбирки
Варианты
опыта
1
2
3
4
Сахароза
Сахароза
Лактоза
Лактоза
Взвесь
Дрожжей,
мл
3
3
3
3
Используемые реактивы, мл
Реакция Троммера или
t°С
Бенедикта
Окраска
+
+
-
Сделать вывод:
Лабораторная работа № 31
ИНВЕРСИЯ САХАРОЗЫ
Реактивы: Сахароза, крахмал, инулин 1—2°/о-ные растворы
Соляная кислота, концентрированная
Едкий натр, 10-15%-ный раствор
Реактивы для реакций Троммера, Бенедикта, Ниландера, Селиванова
Ход работы
В три пробирки наливают по 3—4 мл раствора сахарозы, крахмала, инулина
добавляют 2—3 капли соляной кислоты и нагревают в кипящей водяной бане в течение 10—
15 мин., после чего содержимое пробирки охлаждают и нейтрализуют раствором едкого
натра (под контролем лакмусовой бумажки). С нейтрализованной пробой (инвертом)
производят реакции Троммера, Ниландера или Бенедикта. Продукты инверсии сахарозы—
глюкоза и фруктоза—обладают восстанавливающими свойствами. С частью инверта
проделывают реакцию Селиванова на фруктозу.
11
Результат опыта занести в таблицу:
Используемые реактивы и окрашивание
Вариант
HC
Реакция
Реакция
Реакция
Реакция
опыта
t°С NaOH
l
Бенедикта Ниландера Селиванова Троммера
2-3
Сахароза
+
+
кап
2-3
Крахмал
+
+
кап
2-3
Инулин
+
+
кап
Вывод
Лабораторная работа № 32
РЕАКЦИЯ САХАРОЗЫ С СОЛЯМИ КОБАЛЬТА
Принцип метода. Сахароза в щелочной среде дает фиолетовое окрашивание с ионом
кобальта.
Реактивы: Сахароза, 1—2%-ный раствор
Азотнокислый или сернокислый кобальт, 2%-ный раствор
Едкий натр или едкое кали, 5°/о-ный раствор
Ход работы
К 2 мл раствора сахарозы добавляют 1 мл раствора щелочи и несколько капель
раствора соли кобальта. Появляется фиолетовое окрашивание.
Результат опыта занестив таблицу:
Используемые реактивы
№
Варианты
прбирки
опыта
NaOH
Соли Со
1
2
3
Сахароза
1 мл
1-2 кап.
Лактоза
1 мл
1-2 кап.
Глюкоза
1 мл
1-2 кап.
Окраска
Сделать вывод:
Лабораторная работа № 33
РЕАКЦИЯ КРАХМАЛА С ЙОДОМ
Наиболее специфическая реакция на крахмал — появление синего окрашивания с
йодом. Окраска обусловлена амилозой. Хотя содержание амилопектина в зернах крахмала в
несколько раз превышает количество амилозы, тем не менее синее окрашивание,
возникающее при действии иода на амилозу, перекрывает красно-фиолетовую окраску
амилопектина. Окраска исчезает при нагревании и восстанавливается при охлаждении
крахмального клейстера.
12
Реактивы: Крахмал (лучше всего растворимый), 0,5 %-ный раствор
Раствор Люголя: в нескольких миллилитрах холодной воды растворяют 2
г йодистого калия (КI). В концентрированном растворе йодистого калия растворяют 1 г иода
и добавляют воды до объема 100 мл.
Ход работы
В пробирку наливают 1—2 мл раствора крахмала и добавляют 1—2 капли раствора
Люголя. Появляется насыщенное синее окрашивание. При нагревании синяя окраска
исчезает, при охлаждении — восстанавливается.
Результат опыта занести в таблицу:
№
пробирки
1
Используемые реактивы
Крахмал
1-2 мл
Раствор
Люголя
1-2 кап
Окраска
t °С ↑
Окраска
+
t °С ↓
Окраска
+
Сделать вывод:
Лабораторная работа № 34
ВЫДЕЛЕНИЕ ИНУЛИНА ИЗ КЛУБНЕЙ ГЕОРГИНА
ИЛИ КОРНЕЙ ОДУВАНЧИКА
Инулин содержится в корнях одуванчика, кок-сагыза, цикория, клубнях топинамбура
(земляной груши), георгина, а также в некоторых водорослях. Состоит из остатков β-Dфруктозы, соединенных гликозидной связью в положении 1,2. В корнях и листьях ржи,
пшеницы и некоторых других злаков найдены полисахариды, построенные также из остатков
фруктозы и называемые инулидами, однако в их молекулах фруктозные остатки соединены
не только в положении 1,2, но и 2,6. Инулин и инулиды хорошо растворяются в теплой воде,
давая коллоидные растворы. Растворы инулина не окрашиваются иодом.
Реактивы: Клубни георгина или корни одуванчика
Известковая вода (0,15%-ный раствор гидроокиси кальция Са(ОН)2)
Щавелевая кислота, 1%-ный раствор
Активированный уголь
Ход работы
100 г измельченных клубней георгина или корней одуванчика заливают 250 мл
горячей воды (60°). Настаивание продолжают в течение 1,5 ч, все время поддерживая
температуру воды и помешивая настой. Фильтруют. К фильтрату добавляют известковую
воду до щелочной реакции на лакмус (избегать избытка реактива). Выделившийся осадок
отделяют фильтрованием. Фильтрат нагревают до 60—65° С и нейтрализуют щавелевой
кислотой до рН 7, прибавляют немного активированного угля, перемешивают и фильтруют.
Фильтрат охлаждают до температуры +2—3°С: выделяется аморфная масса инулина,
которую отфильтровывают и выдерживают в ацетоне12-16 ч, а потом высушивают на
воздухе. Инулин используют для аналитических целей.
13
Лабораторная работа № 35
ГИДРОЛИЗ ИНУЛИНА И ОБНАРУЖЕНИЕ ФРУКТОЗЫ
Принцип метода. При нагревании с кислотами или под действием фермента
инулазы молекула инулина гидролитически распадается с освобождением β-D-фруктозы.
Реактивы: Инулин,0,25%-ный раствор
Соляная кислота,10%-ный раствор
Реактив Селиванова
Ход работы
К 2-3 мл раствора инулина добавляют 2 мл 10%-ного раствора соляной кислоты и
нагревают 8-10 минут на горячей водяной бане, после чего прибавляют 8-10 капель реактива
Селиванова (или несколько кристалликов резорцина). Появляется вишнево-красное
окрашивание, характерное для фруктозы.
Результат опыта заносят в таблицу:
Используемые реактивы
№
пробирки Инулин
HCl
t°С
Реактив Селиванова
1 2-3 мл
2 мл
+
8-10 кап.
Образование
окраски
Сделать вывод:
ТЕМА. 2. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УГЛЕВОДОВ (8 часов)
1.
Окисление.
Под действием слабых окислителей (слабоконц. HNO3, бромная вода) альдозы
окисляются до соответствующих альдоновых кислот (галактоза → галактоновая кислота):
При действии более сильных окислителей (конц. HNO3), альдозы окисляются до
поли гидрокарбоновых или альдаровых кислот (глюкоза → глюкаровая кислота, галактоза →
галактаровая кислота):
14
При специальных условиях возможно окисление только – ОН группы у последнего
углеродного атома с образованием уроновых кислот (глюкоза → глюкуроновая кислота):
2.
Восстановление.
Карбонильная группа моносахаридов может восстанавливаться до гидроксильной с
образованием поливалентных спиртов: из пентоз – пентитиолы, из гексоз – гексотиолы:
При восстановлении кетоз создается новый хиральный центр, что приводит к
образованию двух спиртов, которые являются эпимерами.
3.
Образование эфиров.
При взаимодействии моносахаридов с кислотами образуются эфиры. Особое
биологическое значение имеют фосфорные эфиры:
15
4.
Образование гликозидов.
Гликозиды очень важная группа природных соединений. Они образуются при
взаимодействии гликозидного гидроксила моносахарида со спиртами, с образованием
эфирной связи типа (R1-O-R2). Например: глюкоза + метанол (в присутствии HCl) →метил αD-глюкозид и метил β-D- глюкозид:
Неуглеводный компонент называется агликаном, а новообразованная связь –
гликозидная связь. Гликозидная связь является основной связью при образовании олиго- и
полисахаридов.
Олигосахариды содержат в своём составе 2-10 моносахаридов, связанных
гликозидными связями. Наиболее распространены в природе дисахариды сахароза, трегалоза,
лактоза. Известны многочисленные гликозиды олигосахаридов, к которым относятся
различные физиологически активные вещества (например, флавоноиды, сердечные
гликозиды, сапонины, многие антибиотики, гликолипиды).
В зависимости от способа связывания между остатками моносахаридов
олигосахариды могут быть мальтозового типа или трегалозового типа. В первом случае
гликозидная связь образована гликозидным гидроксилом одного моносахарида и
гидроксильной группой другого (чаще при с-4 или С-6):
Дисахариды мальтозового типа имеют свободный гликозидный гидроксил и
обладают восстановительными свойствами (редуцирующие сахара), проявляют муторатацию
и в водном растворе существуют в α и β формах.
Дисахариды трегалозового типа состоят из остатков моносахаридов связанных
гликозидной связью между гликозидными гидроксилами и т.о. не проявляют редуцирующих
свойств:
16
Полисахариды - высокомолекулярные, линейные или разветвленные соединения,
молекулы которых построены из моносахаридов, связанных гликозидными связями. В состав
полисахаридов могут входить также заместители неуглеводной природы (остатки
фосфорной, серной и жирных кислот). В свою очередь цепи полисахаридов могут
присоединяться к белкам с образованием гликопротеидов. Отдельную группу составляют
биополимеры, в молекулах которых остатки моно- или олигосахаридов соединены друг с
другом не гликозидными, а фосфодиэфирными связями; к этой группе относятся тейхоевые
кислоты из клеточных стенок грамположительных бактерий, некоторые полисахариды
дрожжей, а также нуклеиновые кислоты, в основе которых лежит полирибозофосфатная
(РНК) или поли-2-дезоксирибозофосфатная (ДНК) цепь.
Полисахариды не обладают сладким вкусом, не кристаллизуются из водных
растворов, большинство из них образует коллоидные растворы. При гидролитическом
расщеплении, катализируемом кислотами или ферментами, полисахариды распадаются на
олиго- и моносахариды. Остатки моноз в молекулах полисахаридов соединены
гликозидными связями в длинные, часто разветвленные цепи. В зависимости от вида манноз,
образующих молекулу полисахарида, различают гомо- и гетерополисахариды. Молекулы
гомополисахаридов состоят из многочисленных остатков одного моносахарида (глюкозы,
фруктозы, галактозы, маннозы и т. д,). В состав молекул гетерополисахаридов входят
разнообразные монозы, причем они часто связаны с неуглеводрыми компонентами
(липидами, белками, аминокислотами и т. д.).
За основу классификации гомополисахаридов принята природа маннозы, остатки
которой образуют молекулу полимера. Так, различают: а) глюканы (крахмал, гликоген,
клетчатка, декстран, лихенин), состоящие из глюкозных остатков; б) полифруктозаны
(инулин, фруктозаны злаковых трав, бактериальные леваны), в состав которых входят
остатки фруктозы; в) маннаны, состоящие из остатков маннозы; г) галактаны, в состав
молекул которых входят только остатки галактозы; д) арабаны, ксиланы и т. д.
Гетерополисахариды
также
делятся
на
ряд
групп:
гемицеллюлозы,
мукополисахариды, камеди, слизи.
Крахмал. Это — основной резервный углевод высших растений. Является первым
видимым продуктом фотосинтеза. В клетках растений находится в виде зерен, форма и
размеры которых специфичны для каждого рода растений (картофеля, пшеницы, риса, овса,
ячменя и т.д.).
Крахмальные зерна состоят из двух компонентов — амилозы и амилопектина.
Амилоза растворяется в горячей воде, амилопектин же образует в ней клейстер. Амилоза
дает с иодом синее окрашивание, амилопектин— красно-фиолетовое. В состав амилозы
входят остатки α-D-глюкозы, соединенные гликозидной связью (в положении 1,4) в
неразветвленную цепь. Амилопектин состоит из тех же остатков глюкозы, но они образуют
сильно разветвленные цепи. Остатки глюкозы в цепи амилопектина также соединены в
положении 1,4, но в местах ветвления наблюдается другой тип связи —1,6.
В крахмальных зернах количественно преобладает амилопектин, среднее содержание
которого составляет 70—80% и более.
Под действием кислот или фермента амилазы крахмал расщепляется, давая в
конечном итоге α-D-глюкозу:
(С6Н10О5)n + nН2O → nС6Н12О6
17
Промежуточными продуктами гидролиза являются декстрины. При кислотном
гидролизе крахмала процесс идет до образования глюкозы, при ферментативном же
расщеплении конечным продуктом является дисахарид мальтоза, которая уже при участии
фермента α-глюкозидазы (мальтазы) гидролитически распадается с освобождением двух
молекул глюкозы.
Крахмал восстанавливающими свойствами не обладает, они появляются лишь у
декстринов.
Лабораторная работа № 36
РЕАКЦИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ
Принцип метода. Моносахариды, окисляясь в щелочной среде, восстанавливают
соли окиси меди в закись, соли окиси висмута — до металлического висмута, соли серебра
— до металлического серебра. Эти реакции используются для количественного определения
так называемых восстанавливающих (или редуцирующих) моносахаридов.
РЕАКЦИЯ ТРОММЕРА. Глюкоза в щелочной среде восстанавливает окись меди в
закись, сама окисляясь до глюконовой кислоты.
При более глубоком окислении глюкозы образуются соли сахарной кислоты и ряд
других соединений.
Реактивы: Глюкоза, 1%-ный раствор
Едкий натр, 5%-ный раствор
Сернокислая медь (СuSO4·5H2O), 5%-ный раствор
Ход работы
К 3—4 мл раствора глюкозы прибавляют 1—2 мл 5%-ного раствора едкого натра и
по каплям 8%-ный раствор сернокислой меди.
Раствор окрашивается в синий цвет. Пробирку осторожно (на малом огне) нагревают
до кипения. Выпадает вначале желтый осадок гидрата закиси меди СuОН, который затем
переходит в красный осадок закиси Сu2О.
Результат опыта занести в таблицу:
Используемые реактивы (мл)
№
прбирки
Глюкоза
H2O NaOH СuSO4·5H2O
1
3-4
1-2
1-2 капли
2
3-4
1-2
1-2 капли
Окраска
раствора
t° С
Образование
осадка
+
+
Сделать вывод:
РЕАКЦИЯ С РЕАКТИВОМ БЕНЕДИКТА.
Реакция является наиболее чувствительной реакцией на восстанавливающие сахара.
Реактивы: Глюкоза, сахароза 1%-ные растворы
Реактив Бенедикта. Отдельно готовят два раствора: I — в 600 мл теплой
воды растворяют 100 г безводного лимоннокислого натрия и 90 г безводного углекислого
натрия. Нагревают до полного растворения солей; II — в 100 мл воды растворяют 17,3 г
18
сернокислой меди (СuSO4·5Н20). Оба раствора сливают вместе и доливают водой до 3 л.
Реактив весьма устойчив.
Ход работы
К 5 мл реактива Бенедикта добавляют 7—8 капель раствора глюкозы (пробирка № 1)
и 7-8 капель раствора сахарозы (пробирка № 2). Пробирки ставят в кипящую водяную баню
на 5 мин., после чего охлаждают под краном. Раствор с глюкозой приобретает зеленое,
желтое, апельсиновое или красное окрашивание, в дальнейшем выпадает зеленовато-желтый
или желтовато-красный осадок.
Результат опыта заносят в таблицу:
Используемые реактивы (мл)
№
Реактив
прбирки
Глюкоза
Сахароза
Бенедикта
1
5
7-8 капель
2
5
7-8 капель
t° С
Окраска
раствора
Образование
осадка
+
+
Сделать вывод:
РЕАКЦИЯ С РЕАКТИВОМ ФЕЛИНГА.
Реактив Фелинга является медным алкоголятом сегнетовой соли. Моносахариды при
кипячении с фелинговым реактивом восстанавливают его до закиси меда, окисляясь до
глюконовой кислоты.
Реактивы: Глюкоза, или фруктоза, 1%-ный раствор;
Реактив Фелинга. Готовят два раствора-I — в мерной колбе емкостью 500
мл растворяют 34,64 г сернокислой меди (СuSO4·5Н2О) и доводят водой до метки; II —в
200-250 мл воды растворяют 173 г сегнетовой соли (СООК - СНОН - СНОН - СОONа-4Н20).
Pаствор количественно переносят в мерную колбу на 500 мл. Сюда же вливают раствор 50 г
едкого натра в 100 мл воды и доводят водой до метки. Растворы хранят раздельно.
Непосредственно в момент употребления смешивают равные объемы первого и второго
растворов
Ход работы
К 3-4 мл 1%-ного раствора глюкозы (мальтозы) добавляют равный объем реактива (2
мл I раствора и 2 мл II раствора) и нагревают до начала кипения. Выпадает красный осадок
закиси меди.
Реакция с реактивом Фелинга широко используется при количественном
определении содержания редуцирующих cахаров в животных и растительных тканях.
Результат опыта занести в таблицу:
№
прбирки
1
2
Глюкоза
3-4
-
Используемые реактивы (мл)
Мальтоза
раствор I раствор II
2
2
3-4
2
2
Сделать вывод:
19
t°С
+
+
Образование
осадка
Лабораторная работа № 37
РЕАКЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОЗАЗОНА
Принцип метода. Карбонильные группы углеводов реагируют с фенилгидразином с
образованием вначале гидразона, а затем озазона. Реакция весьма чувствительна. Озазоны
глюкозы, фруктозы характеризуются одинаковой структурой и свойствами кристаллов, у
других же cахаров они отличаются формой кристаллов, их структурой, точкой плавления.
Реакция образования озазонов используется для идентификации моносахаридов. Она
протекает в три стадии.
I) При взаимодействии карбонильной группы монозы с фенилгидразином образуется
растворимый в воде гидразон
2) Гидразон реагирует еще с одной молекулой фенилгидразина. В результате
образуется промежуточное соединение, содержащее карбонильную группу у второго атома
углерода, и выделяются аммиак и анилин
3) Промежуточное соединение взаимодействует с третьей молекулой
фенилгидразина. Результатом реакции является образование характерных кристаллов
глюкоозазона, трудно растворимых в воде
20
Реактивы: Глюкоза, 5%-ный раствор
Фенилгидразин или фенилгидразин солянокислый
Уксусная кислота, ледяная
Уксуснокислый натрий, кристаллический.
Ход работ
В пробирку наливают 4—5 мл 5°/о-ного раствора глюкозы, подкисляют 5—6
каплями ледяной уксусной кислоты и добавляют 5 капель фенилгидразина или 0,25—0,3 г
фенилгидразина солянокислого (в последнем случае требуется также прибавить равное
весовое количество уксуснокислого натрия, при взаимодействии которого с
фенилгидразином солянокислым выделяется фенилгидразин — основание).
Пробирку ставят в кипящую водяную баню на 25-35 минут. Выделяется желтый
кристаллический осадок глюкоозазона. После остывания кристаллы рассматривают под
микроскопом и зарисовывают. Кристаллы глюкоозазона имеют игольчатую форму, они часто
собраны в пучки, ”букеты”, ”снопы”.
Результат опыта занести в таблицу:
Используемые реактивы (мл)
№
прбирки Глюкоза СН3СООН
Фенилгидразин
1
4-5
5-6 кап.
5 кап.
t°С
Образование
осадка
+
Сделать вывод:
Лабораторная работа № 38
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОССТАНАВЛИВАЮЩИХ СВОЙСТВ ДИСАХАРИДОВ
Реактивы: Мальтоза, 2%-ный раствор
Лактоза, 2%-ный раствор
Сахароза, 2°/0-ный раствор
Реактивы Бенедикта, Ниландера, Фелингова жидкость
Реактивы для реакции Троммера
Ход работы
В пробирки вносят по 3—4 мл растворов мальтозы, лактозы, сахарозы и производят с
ними реакции Бенедикта, Ниландера, Троммера, с фелинговой жидкостью. Мальтоза и
лактоза обладают восстанавливающими свойствами, сахароза, как уже было указано, лишена
этой способности.
Результаты опыта занести в таблицу:
Окраска с используемыми реактивами
Вариант
Реактив
Реактив
Фелингова
Реакция
опыта
Бенедикта
Ниландера
жидкость
Троммера
Мальтоза
Лактоза
Сахароза
21
Вывод
Лабораторная работа № 39
ПРОВЕРКА ВОССТАНАВЛИВАЮЩИХ СВОЙСТВ КРАХМАЛА
Реактивы: Крахмал, 1%-ный раствор
Соляная кислота, концентрированная
Реактивы для реакции Троммера (см. выше)
Ход работы
В две пробирки наливают по 4—5 мл раствора крахмала. В одну пробирку
добавляют 3 капли концентрированной соляной кислоты, во вторую — столько же
дистиллированной воды (контроль). Обе пробирки ставят на 10—15 мин. в кипящую
водяную баню. После охлаждения производят реакцию Троммера. В первой пробирке
выпадает красный осадок закиси меди, что свидетельствует о гидролитическом расщеплении
крахмала и освобождении веществ, обладающих восстанавливающими свойствами, во
второй пробирке — реакция отрицательная.
Результат опыта занести в таблицу:
Используемые реактивы
№
пробирки
1
2
Крахмал
HCl
Н2О
t°С
4-5 мл
4-5 мл
3 кап
-
3 кап.
+
+
Реакция
Троммера
Выпадени
е
осадка
Сделать вывод:
ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ:
Дать определение углеводов.
Биологические функции углеводов.
Современная классификация углеводов.
Классификация моносахаридов. Основные представители.
Стереоизомерия моносахаридов. D и L-формы, явление муторатации.
Циклические формы моносахаридов.
Физико-химические свойства моносахаридов: окисление, восстановление, образование
эфиров и гликозидов.
8. Классификация олигосахаридов: дисахариды и трисахариды. Строение и основные
представители.
9. Классификация полисахаридов. Строение и основные представители.
10. Перечислить качественные реакции на углеводы.
11. Перечислить качественные реакции на дисахариды.
12. Перечислить качественные реакции на полисахариды.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
22
КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ, ПРИОБРЕТЕННЫХ НА
ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЯХ ПО РАЗДЕЛУ «ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА УГЛЕВОДОВ» (4 часа)
I. Ответить на контрольные вопросы:
1.
Как классифицируются углеводы по количеству мономеров?
2.
К каким соединениям, (на основании их строения), принадлежат
моносахариды?
3.
Какие соединения относятся к дезоксисахаридам?
4.
Чем обусловлено количество стериоизомеров моносахаридов?
5.
По каким признакам моносахариды относятся к L- или D- ряду?
6.
Что такое мультиротация (мутаротация)?
7.
Что такое полуацеталь?
8.
Какие основные реакции характеризуют свойства моносахаридов?
9.
Какие кислоты образуются при окислении альдегидной группы моносахаридов
– глюкозы или галактозы?
10. Какие соединения относятся к олигосахаридам?
11. Укажите из олигосахаридов являются дисахаридами.
12. Чем обусловлены редуцирующие свойства олигосахаридов?
13. Какие соединения относятся к полисахаридам?
14. Какую реакцию следует использовать, чтобы выявить крахмал в растворе?
15. Укажите какие углеводы относятся к полисахаридам?
16. Укажите качественную реакцию на глюкозу, фруктозу, мальтозу, лактозу.
17. Укажите качественную реакцию на карбонильные группы углеводов
(гликозидный гидроксил глюкозы, фруктозы и маннозы).
18. Укажите качественную реакцию на альдопентозы: рибозу, ксилозу, арабинозу.
19. Укажите качественную реакцию на нередуцирующие сахара (сахароза).
20. Укажите качественную реакцию на полисахарид: крахмал.
II. Провести следующие качественные реакции:
Реакции
Раствор № 1
Тип
Название
Результат исслед-я
1. на обнаружение
углеводов
2. на обнаружение
редуцирующих
сахаров
3. на редуцирующие
моно- и дисахариды
4. на кетосахара
5. на альдопентозы
6. на сахарозу
7. на крахмал
Выводы:
23
Раствор № 2
Результат исслед-я
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛИПИДОВ
Липиды — весьма разнородные по своему химическому строению вещества,
характеризующиеся различной растворимостью в органических растворителях и, как
правило, нерастворимые в воде. Они играют важную роль в процессах жизнедеятельности.
Будучи одним из основных компонентов биологических мембран, липиды влияют на их
проницаемость, участвуют в передаче нервного импульса, создании межклеточных
контактов.
Другие функции липидов — образование энергетического резерва, создание защитных водоотталкивающих и термоизоляционных покровов у животных и растений,
защита органов и тканей от механических воздействий. Липидная фракция содержит
вещества большинство, из которых представлены в таблице. Вследствие гетерогенности
входящих в липидную фракцию компонентов термин «липидная фракция» нельзя
рассматривать как структурную характеристику; он является лишь рабочим лабораторным
названием фракции, получаемой при экстракции биологического материала неполярными
растворителями. Тем не менее, большинство липидов имеет некоторые общие структурные
особенности, обусловливающие их важные биологические свойства и сходную
растворимость. Наиболее распространенные липиды - это нейтральные жиры, структурным
компонентом которых, как и большинства липидов, являются жирные кислоты.
Число
атомов
углерода
12
14
16
18
20
24
16
18
18
18
20
НЕКОТОРЫЕ ПРИРОДНЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ
Структура
Систематическое
Тривиальное
название
название
Насыщенные жирные кислоты
н-Додекановая
СН3(СН2)10СООН
н-Тетрадекановая
СН3(СН2)12СООН
н- Гексадекановая
СН3(СН2)14СООН
н- Октадекановая
СН3(СН2)16СООН
н- Эйкозановая
СН3(СН2)18СООН
н- Тетракозановая
СН3(СН2)22СООН
Ненасыщенные жирные кислоты
СН3(СН2)5СН =СН(СН2)7СООН
СН3(СН2)7СН =СН(СН2)7СООН
СН3(СН2)4СН =СНСН2СН=СН(СН2)7СООН
СН3СН2СН
=СНСН2СН=СНСН2СН=СН(СН2)7СООН
СН3(СН2)4СН
=СНСН2СН=СНСН2СН=СНСН2СН=(СН2)3СООН
Лауриновая
Миристиновая
Пальмитиновая
Стеариновая
Арахиновая
Лигноцериновая
Пальмитолеиновая
Олеиновая
Линолевая
Линоленовая
Арахидоновая
Жирные кислоты — алифатические карбоновые кислоты — в организме могут
находиться в свободном состоянии (следовые количества в клетках и тканях) либо
выполнять роль строительных блоков для большинства классов липидов.
Природные жирные кислоты, правда несколько условно, можно разделить на три
группы: насыщенные, мононенасыщенные и полиненасыщенные жирные кислоты. Жирные
кислоты, встречающиеся в природных липидах, содержат, как правило, четное число
углеродных атомов и имеют по преимуществу неразветвленную цепь.
Жирные кислоты, входящие в состав липидов животных и высших растений,
имеют много общих свойств. Как уже отмечалось, почти все природные жирные кислоты
содержат четное число углеродных атомов, чаще всего 16 или 18. Ненасыщенные жирные
кислоты животных и человека, участвующие в построении липидов, обычно содержат
24
двойную связь между 9-м и 10-м атомами углерода; дополнительные двойные связи, как
правило, бывают на участке между 10-м атомом углерода и метильным концом цепи.
Своеобразие двойных связей природных ненасыщенных жирных кислот заключается в том,
что они всегда отделены двумя простыми связями, т. е. между ними всегда имеется хотя бы
одна метиленовая группа ( —СН = СН — СН2 — СН = СН —). Подобные двойные связи
обозначают как «изолированные». Природные ненасыщенные жирные кислоты имеют цисконфигурацию и крайне редко встречаются транс-конфигурации. Считают, что в
ненасыщенных жирных кислотах с несколькими двойными связями цис-конфигурация
придает углеводородной цепи изогнутый и укороченный вид, что имеет биологический
смысл (особенно если учесть, что многие липиды входят в состав мембран).
Жирные кислоты с длинной углеводородной цепью практически нерастворимы в
воде. Их натриевые и калиевые соли (мыла) образуют в воде мицеллы. В последних,
отрицательно заряженные карбоксильные группы жирных кислот обращены к водной
фазе, а неполярные углеводородные цепи спрятаны внутри мицеллярной структуры.
Такие мицеллы имеют суммарный отрицательный заряд и в растворе остаются
суспендированными благодаря взаимному отталкиванию.
ТЕМА. 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕЙТРАЛЬНЫХ ЖИРОВ
(8 часов)
Нейтральные жиры — это эфиры глицерина и жирных кислот. Если жирными
кислотами этерифицированы все три гидроксильные группы глицерина (ацильные
радикалы R1 ,R2 и R3 могут быть одинаковы или различны), то такое соединение называют
триглицеридом
Глицерин (глицерол)
Моноглицерид (моноацилглицерол)
(триацилглицеролом), если две — диглицеридом (диацилглице-ролом) и, наконец, если
этирифицирована одна группа — моноглицеридом (моно-ацилглицеролом).
Диглицерид (диацилглицерол)
Триглицерид (триацилглицерол)
Нейтральные жиры находятся в организме либо в форме протоплазматического
жира, являющегося структурным компонентом клеток, либо в форме запасного, резервного
жира. Роль этих двух форм жира в организме неодинакова. Протоплазматический жир имеет
постоянный химический состав и содержится в тканях в определенном количестве, не
25
изменяющемся даже при патологическом ожирении, в то время как количество резервного,
жира подвергается большим колебаниям.
Основную массу природных нейтральных жиров составляют триглицериды. Жирные
кислоты в триглицеридах могут быть насыщенными и ненасыщенными. Чаще среди
жирных кислот встречаются пальмитиновая, стеариновая и олеиновая кислоты. Если все три
кислотных радикала принадлежат одной и той же жирной кислоте, то такие триглицериды
называют простыми (например, трипальмитин, тристеарин, триолеин и т. д.), если же
разным жирным кислотам, — то смешанными. Названия смешанных триглицеридов
образуются от входящих в их состав жирных кислот; при этом цифры 1, 2 и 3 указывают
на связь остатка жирной кислоты с соответствующей спиртовой группой в молекуле
глицерина (например, 1-олео-2-пальмитостеарин).
Жирные кислоты, входящие в состав триглицеридов, практически определяют их
физико-химические свойства. Так, температура плавления триглицеридов повышается с
увеличением числа и длинны остатков насыщенных жирных кислот. Напротив, чем выше
содержание ненасыщенных жирных кислот или кислот с короткой цепью, тем ниже точка
плавления. Животные жиры (сало) обычно содержат значительное количество насыщенных
жирных кислот (пальмитиновой, стеариновой и др.), благодаря чему они при комнатной
температуре твердые. Жиры, в состав которых входит много моно- и полиненасыщенных
кислот, при обычной температуре жидкие и называются маслами. Так, в конопляном масле
95 % всех жирных кислот приходится на долю олеиновой, линолевой и линоленовой кислот
и только 5 % — на долю стеариновой и пальмитиновой кислот. Заметим, что в жире
человека, плавящемся при 15 °С (при температуре тела он жидкий), содержится 70%
олеиновой кислоты.
Глицериды способны вступать во все химические реакции, свойственные сложным
эфирам. Наибольшее значение имеет реакция омыления, в результате которой из триглицеридов образуются глицерин и жирные кислоты. Омыление жира может происходить как
при ферментативном гидролизе, так и при действии кислот или щелочей.
Лабораторная работа № 40
ОБРАЗОВАНИЕ МАСЛЯНОГО ПЯТНА
Ход работы
Каплю масла наносят стеклянной палочкой на кусочек бумаги. Образуется пятно, не
исчезающее при нагревании.
Лабораторная работа № 41
РАСТВОРИМОСТЬ ЖИРОВ
Реактивы: Растительное масло (подсолнечное, льняное, хлопковое или другое)
Твердый жир (бараний, говяжий)
Диэтиловый эфир, ацетон
Этиловый спирт
Ход работы
Ставят два ряда пробирок по 4 в каждом. В пробирки первого ряда вносят по нескольку
капель растительного масла, в пробирки второго ряда—по кусочку твердого жира. В первую
26
пробирку каждого ряда наливают 2 мл дистиллированной воды, во вторую — столько же
диэтилового эфира, в третью — ацетона, четвертую—спирта. Все пробирки взбалтывают и
наблюдают растворимость жиров в различных растворителях. Пробирки со спиртом рекомендуется
подогреть на водяной бане. Записывают результаты опыта.
Результат опыта занести в таблицу:
Используемые реактивы (мл)
№
Вариант
опыта
пробирки
Н2О
Эфир
Ацетон
Спирт
1
2
2
2
Растительное
масло
3
2
4
2
1
2
2
2
Жир
3
2
4
2
Степень
растворимости
Сделать вывод:
Лабораторная работа № 42
ЭМУЛЬГИРОВАНИЕ ЖИРНЫХ МАСЕЛ
Реактивы: Растительное масло
Углекислый натрий, 2% -ный раствор
Мыло, 2%-ный раствор
Желчь
Ход работы
В четыре пробирки вносят по 5 капель масла. В первую пробирку добавляют 2 мл
дистиллированной воды, во вторую — 2 мл 2%-ного раствора углекислого натрия (соды), в
третью — столько же 2%-ного раствора мыла, в четвертую — 2 мл воды и несколько капель
желчи. Все пробирки взбалтывают и наблюдают образование в первой пробирке неустойчивой эмульсии
масла в воде, быстро расслаивающейся при стоянии, а в остальных - устойчивой эмульсии
благодаря действию добавленных эмульгаторов, которые адсорбируются в наружном слое жировых капель
и понижают их поверхностное натяжение.
Результат опыта занести в таблицу:
Используемые реактивы (мл)
№
Растительное
пробирки
Н2О
Na2CO3
Мыло
масло
1
5 кап.
5
кап.
2
2
5
кап.
3
2
5 кап.
4
Сделать вывод:
27
Н2О+
желчь
+
Характер эмульсии
Лабораторная работа № 43
АКРОЛЕИНОВАЯ РЕАКЦИЯ
С помощью пробы на акролеин определяют наличие глицерина в жирах. При
нагревании жира с кислым сернокислым калием (KHSO4), натрием (NaHSO4) или борной кислотой
(Н3ВО3) происходит отщепление от молекулы глицерина двух молекул воды и образование акрилового
альдегида, или акролеина, обладающего резким раздражающим запахом (пригоревшего сала).
Химизм реакции:
Глицерин
Акролеин
Реактивы: Растительное масло или животный жир
Воск пчелиный
Кислый сернокислый калий или натрий, кристаллический
Борная кислота, кристаллическая
Ход работы
В сухую пробирку вносят несколько капель растительного масла или кусочек
животного жира, добавляют немного порошка кислого сернокислого калия (или натрия) или
борной кислоты и осторожно подогревают. Появляются белые пары акролеина, обладающие резким
запахом. Повторяют реакцию с воском — акролеин не образуется, так как глицерин не
входит в состав восков.
Результат опыта занести в таблицу:
Используемые реактивы (мл)
№
Растительное
пробирки
Жир
Воск
KHSO4
масло
1
+
+
2
+
+
3
+
+
Образование акролеина
Сделать вывод:
Лабораторная работа № 44
ОМЫЛЕНИЕ ЖИРА
При взаимодействии жиров со щелочами происходит их гидролиз с образованием
солей высших жирных кислот (мыла) и глицерина. Натриевые соли представляют собой
твердые мыла, калийные— жидкие. Химизм реакции:
28
Реактивы: Растительное масло или животный жир
Кали едкое, 30%-ный спиртовой раствор
Дистиллированная вода
Ход работы
В широкую пробирку вносят 0,5 мл растительного масла или около 0,5 г животного
жира и добавляют 10 мл спиртового раствора едкого кали. Пробирку закрывают пробкой с
воздушным холодильником и нагревают на кипящей водяной бане в течение 30 мин., после чего в
пробирку наливают горячую воду и растворяют в ней мыло.
Сделать вывод:
Лабораторная работа № 45
В Ы Д Е Л Е Н И Е С В О Б О Д Н Ы Х Ж И РН Ы Х К И С ЛОТ
Реактивы: Раствор мыла
Соляная кислота (1:1 по объему).
Ход работы
К 5 мл раствора мыла добавляют 1—2 мл раствора соляной кислоты. При
взаимодействии соляной кислоты с мылом выделяются свободные жирные кислоты, которые
всплывают на поверхность жидкости. Реакция идет по следующему уравнению:
C 17 H 35 COOK + HCl →C 17 H 35 COOH + KCl
Результат опыта занести в таблицу:
№
пробирк
и
1
Используемые реактивы (мл)
Мыло
HCl
5
1-2
Сделать вывод:
29
Выделение жирных кислот
Лабораторная работа № 46
ОБРАЗОВАНИЕ НЕРАСТВОРИМЫХ МЫЛ
Кальциевые, магниевые соли жирных кислот нерастворимы в воде.
Химизм реакции:
C 17 H 35 COOK + СаCl 2 →(C 17 H 35 COO) 2 Са + 2KCl
Реактивы: Раствор мыла
Растительное масло
Хлористый кальций, 5—10%-ный раствор
Ход работы
К 2—3 мл раствора калийного мыла добавляют 1 мл раствора хлористого кальция.
Выпадает нерастворимый в воде осадок стеарата кальция
Результат опыта занести в таблицу:
Используемые реактивы (мл)
№
Растительное
пробирки
Мыло
СаCl 2
масло
1
2-3
1
2
2-3
1
Образование осадка
Сделать вывод:
Лабораторная работа № 47
П РОБ А Н А НЕП РЕ ДЕЛЬН ЫЕ ЖИ РН ЫЕ К ИСЛОТЫ
Принцип метода. Непредельные жирные кислоты способны присоединять галоиды по
месту двойных связей.
Реактивы: Растительное масло, твердый жир
Бромная вода (хранят под тягой!)
Диэтиловый эфир или хлороформ
Ход работы
В пробирки наливают 1-2 мл масла, растворяют его в 2—3 мл диэтилового эфира или
хлороформа, прибавляют 1—2 капли бромной воды и взбалтывают. Буровато-желтая окраска
бромной воды исчезает, что указывает на присутствие непредельных кислот.
Результат опыта занести в таблицу:
Используемые реактивы (мл)
№
Растительное
Твердый
пробирки
Эфир
Бромная вода
масло
жир
1
1-2
2-3
1-2 кап.
2
1-2
2-3
1-2 кап.
Сделать вывод:
30
Окраска
Лабораторная работа № 48
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОГО ЧИСЛА
Принцип метода. Кислотным числом называется количество миллиграммов едкого
кали, необходимое для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира.
Реактивы: Растительное масло, твердый жир
Едкое кали, 0,1 н спиртовый раствор
Смесь этилового спирта с диэтиловым эфиром (1:1)
Фенолфталеин, 1%-ный спиртовый раствор
Тимолфталеин, 1%-ный спиртовый раствор
Ход работы
В сухую коническую колбу (емкостью 250 мл) отвешивают 3—5 г жира. Навеску
растворяют в 50 мл предварительно нейтрализованной смеси спирта с эфиром.
Примечание. Смесь спирта с эфиром нейтрализуют 0,1 н спиртовым раствором едкого кали (в
присутствии 3—4 капель раствора фенолфталеина) до слабо-розового окрашивания, лишь после этого вливают в колбу с
навеской жира.
Раствор жира титруют 0,1 н спиртовым раствором едкого кали (индикатор —
фенолфталеин) до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 0,5—1 мин.
При определении кислотного числа темноокрашенных жиров вместо фенолфталеина
пользуются 1 %-ным спиртовым раствором тимолфталеина (в кислой среде — бесцветен, в
щелочной — голубое окрашивание).
Кислотное число к. ч. вычисляют по формуле:
к.ч. =
вк 5,611
н
где
в — количество 0,1 н спиртового раствора едкого кали, израсходованное на
титрование навески жира, мл;
к- поправочный коэффициент к титру 0,1 н раствора КОН;
5,611 — титр точно 0,1 н раствора КОН;
н —навеска жира, г.
Для характеристики кислотности растительных масел, кроме кислотного числа, часто
рассчитывают процентное содержание свободной олеиновой кислоты О по формуле:
О = к.ч. 0,53
Где к.ч.-кислотное число масла, мг.
Сделать вывод о различии к.ч. растительного масла и твердого жира.
31
Лабораторная работа № 49
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ОМЫЛЕНИЯ
Принцип метода. Число омыления показывает сколько миллиграммов едкого кали
надо израсходовать для нейтрализации как свободных, так и связанных (в эфиры) кислот,
содержащихся в 1 г жира.
Реактивы: Растительное масло или животный жир;
Едкое кали, 0,5 н спиртовой раствор: 29—30 г гранулированного едкого
кали растворяют в 25—30 мл воды, после чего для осаждения карбонатов прибавляют
несколько миллилитров 35—40%-ного раствора хлористого бария и раствор в литровой
мерной колбе доводят этиловым спиртом — ректификатом до метки. Хранят в хорошо
укупоренной склянке из оранжевого стекла. Для защиты от проникновения углекислоты воздуха
склянку снабжают хлоркальциевой трубкой с натронной известью;
Соляная кислота, 0,5 н раствор;
Фенолфталеин, 1%-ный спиртовой раствор.
Ход работы
Коническую колбу (емкостью 250 мл) взвешивают на аналитических весах, затем в
нее вносят около 2 г растительного масла или животного жира и снова взвешивают. По разности
устанавливают навеску жира. В колбу с помощью пипетки с резиновой грушей вливают 25 мл
0,5 н спиртового раствора КОН, укупоривают пробкой с обратным холодильником и нагревают
на водяной бане 35—40 мин., время от времени взбалтывая содержимое колбы. При омылении
жира не следует допускать бурного кипения воды в бане. К концу процесса омыления раствор в
колбе становится однородным, прозрачным, без капелек жира.
Горячий мыльный раствор в колбе оттитровывают 0,5 н соляной кислотой
(индикатор — фенолфталеин) до обесцвечивания розовой окраски. Параллельно проводят
контрольный опыт с тем же количеством 0,5 н соляной кислоты и спиртового раствора КОН,
но без добавления жира. Контрольный опыт необходим для проверки титра раствора КОН,
так как вследствие частичного проникновения углекислоты воздуха и окисления этилового
спирта титр может меняться.
Число омыления ч. о. рассчитывают по формуле:
ч.о. = (с - о) · к · 28,055 / н
где
с — количество 0,5 н раствора соляной кислоты, израсходованное на титрование
контрольного («слепого») опыта, мл;
о — количество 0,5 н раствора соляной кислоты, израсходованное на титрование
испытуемого образца, мл;
к — поправочный коэффициент к титру приблизительно 0,5 н спиртового раствора
КОН;
28,055 — титр точного 0,5 н раствора КОН (1 мл раствора содержит 28,055 мг КОН);
н — навеска жира, г.
Сделать вывод:
32
Лабораторная работа № 50
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФИРНОГО ЧИСЛА
Принцип метода. Эфирным числом называют количество миллиграммов едкого
кали, которое требуется для нейтрализации жирных кислот, связанных в виде эфиров в 1 г
жира.
Эфирное число (э. ч.) определяют расчетным путем, вычитая кислотное число из
числа омыления:
э.ч.= ч.о.- к.ч
Таким образом, число омыления является суммой кислотного и эфирного чисел.
Лабораторная работа № 51
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ГЛИЦЕРИНА В ЖИРЕ
Химическое определение содержания глицерина в жирах является довольно
трудоемким и продолжительным. Сравнительно неплохие результаты дает расчетный метод.
Зная эфирное число жира, можно вычислить содержание глицерина, приняв во внимание, что
для высвобождения одной молекулы глицерина надо израсходовать три молекулы едкого кали
Процентное содержание глицерина в жире (г) рассчитывают по формуле:
где
92,06 — молекулярный масса глицерина;
э. ч. — эфирное число жира;
56,11 — молекулярный масса едкого кали.
Рассчитать количество глицерина в растительном масле и животном жире.
Сделать вывод:
33
Лабораторная работа № 52
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЙОДНОГО ЧИСЛА
Принцип метода. Йодное число показывает количество граммов йода, которое
присоединяется к 100 г жира. Оно свидетельствует о количественном содержании
непредельных кислот в жире, что позволяет судить о его устойчивости, к окислению,
полимеризации и другим превращениям. Иодное число является показателем, характерным для
каждого вида свежего жира.
Следует подчеркнуть, что йод присоединяется главным образом к двойным связям,
тогда как более реакционноспособные галоиды — хлор и бром — могут также замещать
атомы водорода в углеводородном радикале кислоты.
Наиболее точным является определение йодного числа по Гюблю, однако оно связано
с применением весьма ядовитого реактива — сулемы (HgCl2) и поэтому не может быть
рекомендовано для студенческого практикума. Описываем более простой и быстрый метод
определения йодного числа, применение которого не связано с использованием сулемы. Метод
обладает вполне удовлетворительной точностью.
Определение йодного ч и с л а с бромистым йодом (по Ганусу). Бромистый йод
образуется при взаимодействии иода с бромом в уксуснокислой среде.
Бромистый йод количественно присоединяется к непредельным жирным кислотам
по месту двойных связей.
Избыток бромистого йода не вошедший в реакцию, реагирует с йодистым калием по
уравнению:
BrI + KI = KBr + I2
Выделившийся иод оттитровывают тиосульфатом:
I2 + Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6
Реактивы: Растительное масло, животный жир
Реактив Гануса: 13 г кристаллического иода растворяют в 100 мл
ледяной уксусной кислоты (в мерной колбе емкостью 1 л). К раствору добавляют 8,2 г
брома и доводят ледяной уксусной кислотой до 1 л. Хранят в склянке оранжевого стекла с
притертой пробкой. Раствор готовится лаборантом (в вытяжном шкафу!)
Йодистый калий, 20%-ный раствор
Тиосульфат натрия (гипосульфит, серноватистокислый натрий), 0,1 н р-р
Крахмал, 1%-ный раствор
Хлороформ
Ход работы
В сухую коническую колбу или склянку с притертой пробкой емкостью 250—300 мл
отвешивают на аналитических весах 0,2—0,3 г масла, а в другую – животный жир и
растворяют его в 10 мл хлороформа. В третью колбу или склянку вносят 10 мл хлороформа
без масла («слепой опыт»). Во все колбы из бюретки (со стеклянным краном) добавляют по
25 мл реактива Гануса. Сосуды плотно закрывают пробками, смоченными в растворе
йодистого калия. Содержимое сосудов осторожно взбалтывают, после чего сосуды ставят в
темное место на 1—1,5 ч. По истечении указанного времени во все сосуда добавляют по 10
мл 20% -ного раствора йодистого калия и 50 мл воды. Выделившийся иод оттитровывают 0,1
н раствором тиосульфата натрия до слабо-желтой окраски, потом добавляют 10—12 капель
раствора крахмала и продолжают титрование до полного обесцвечивания раствора.
При расчетах принимают во внимание, что 1 мл 0,1 н раствора тиосульфата натрия
соответствует 1 мл 0,1 н раствора иода. Йодное число (и. ч.) вычисляют по формуле:
34
и. ч. = (с - о) · к · 0,01269 · 100 / н
где
с — количество 0,1 н раствора тиосульфата, израсходованное на титрование
контрольной пробы («слепой опыт»), мл;
о — количество 0,1 н раствора тиосульфата, израсходованное при титровании
опытного образца, мл;
к — поправочный коэффициент к титру приблизительно 0,1 н раствора тиосульфата;
0,01269 — титр раствора тиосульфата по иоду;
н — навеска масла, г.
Рассчитать йодное число в растительном масле и животном жире.
Сделать вывод:
Лабораторная работа № 53
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕКИСНОГО ЧИСЛА
Непредельные жирные кислоты легко подвержены окислению. Этот «процесс
протекает под воздействием кислорода воздуха, влаги, света и катализируется ферментом
липоксигеназой (липооксидазой).
Перекиси — неустойчивые соединения. Они легко распадаются с образованием
окисей и освобождением атомарного кислорода. Атомарный кислород в свою очередь служит
источником образования озона и перекиси водорода.
В дальнейшем перекиси и окиси превращаются в оксикислоты.
Выделившийся озон окисляет новые молекулы непредельных кислот. Образуются
нестойкие соединения, озониды, которые гидролитически расщепляются, превращаясь в
альдегиды.
Вот почему определение содержания перекисей и альдегидов может оказать
большую помощь при суждении о качестве растительного масла.
К о л и ч е ственное определение перекисей в растительном масле основано на реакции
выделения иода перекисями из йодистого калия в кислой среде
Йод оттитровывают раствором тиосульфата.
Реактивы:Растительное масло (лучше прогорклое), животный жир
Уксусная кислота, ледяная
Хлороформ, химический чистый (лучше —для наркоза)
Калий йодистый, насыщенный раствор. Готовится перед употреблением.
Тиосульфат натрия (гипосульфит, серноватистокислый натрий), 0,002 н
раствор. Готовят перед употреблением из 0,1 н раствора: в мерную колбу на 250 мл с
помощью пипетки вносят 5 мл 0,1 н раствора и доводят до метки прокипяченной (и затем
охлажденной до 20° С) дистиллированной водой
Крахмал, 0,5%~ный раствор.
35
Ход работы
В 2-е конические колбы или склянки с притертой пробкой емкостью 200 мл
отвешивают (на аналитических весах) около 2 г масла и жира. Навески растворяют в 20 мл
смеси ледяной уксусной кислоты и хлороформа (2:1 <по объему), прибавляют 5 мл
насыщенного раствора йодистого калия, сосуды укупоривают пробкой и ставят в темное
место на 10 мин., после чего доливают по 50 мл дистиллированной воды и оттитровывают
выделившийся иод 0,002 н раствором тиосульфата (индикатор — крахмал). Одновременно
проводят также контрольное определение (без масла).
Перекисное число п. ч. (количество граммов иода, выделенное перекисями,
содержащимися в 100 г масла) рассчитывают по формуле:
п. ч. = (с - о) · к · 0,0002538 · 100 / н
где
г —количество 0,002 н раствора тиосульфата, израсходованное при контрольном
определении, мл;
о —количество 0,002 н раствора тиосульфата, израсходованное при титровании
опытного образца, мл;
к — поправочный коэффициент раствора тиосульфата;
0,0002538 — титр 0,002 н раствора тиосульфата по иоду (! мл раствора соответствует
0,0002538 г иода);
н - навеска масла, г.
Рассчитать перекисное число в растительном масле и животном жире.
Сделать вывод:
Воска — сложные эфиры высших жирных кислот и высших одноатомных или
двухатомных спиртов с числом углеродных атомов от 16 до 22. Общие их формулы можно
представить так:
где R, R' и R'' — возможные радикалы.
Воска могут входить в состав жира, покрывающего кожу, шерсть, перья. У растений
80% от всех липидов, образующих пленку на поверхности листьев и плодов, составляют
воска. Известно также, что воска являются нормальными метаболитами некоторых
микроорганизмов.
Природные воска (например, пчелиный воск, спермацет, ланолин) обычно содержат,
кроме упомянутых сложных эфиров, некоторое количество свободных высших жирных
кислот, спиртов и углеводородов с числом углеродных атомов 21—35.
36
ТЕМА. 2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФОСФОЛИПИДОВ (8 часов)
Фосфоглицериды являются производными фосфатидной кислоты. В их состав
входят глицерин, жирные кислоты, фосфорная кислота и обычно азотсодержащие
соединения. Общая формула фосфоглицеридов выглядит так:
Фосфатидная кислота
Фосфоглицерид
где R1 и R2 — радикалы высших жирных кислот, a R3 — чаще радикал азотистого
соединения. Для всех фосфоглицеридов характерно, что одна часть их молекулы
(радикалы R1 и R2) обнаруживает резко выраженную гидрофобность, тогда как другая часть гидрофильна благодаря отрицательному заряду остатка фосфорной кислоты и
положительному заряду радикала R3.
Из всех липидов фосфоглицериды обладают наиболее выраженными полярными
свойствами. При помещении фосфоглицеридов в воду в истинный раствор переходит лишь
небольшая их часть, основная же масса липида находится в водных системах в форме
мицелл. Существует несколько групп (подклассов) фосфоглицеридов.
1. Плазмалогены. Отличаются от рассмотренных выше фосфоглицеридов тем, что
вместо одного остатка высшей жирной кислоты содержат остаток а, р-ненасыщенного
спирта, который образует простую эфирную связь (в отличие от сложноэфирной связи,
образуемой остатком жирной кислоты) с гидроксильной группой глицерина в положении
С—1:
Плазмалоген
Основными
подклассами
плазмалогенов
фосфатидальэтаноламины и фосфатидальсерины.
являются
фосфатидальхолины,
а) Фосфатидилхолины (лецитины). В отличие от триглицеридов в молекуле
фосфатидилхолина одна из трех гидроксильных групп глицерина связана не с жирной, а с
фосфорной кислотой. Кроме того, фосфорная кислота в свою очередь соединена эфирной
связью с азотистым. основанием холином НО - СН2 - СН2 - Л (СН3)3. Таким образом, в
молекуле фосфатидилхолина соединены глицерин, высшие жирные кислоты, фосфорная
кислота и холин:
37
Фосфотидилхолин (лецитин)
б) Фосфатидилэтаноламины. Основным различием между фосфатидилхолинами и
фосфатидилэтаноламинами является наличие в составе последних азотистого осно вания
этаноламина (НО—СН2—СН2—NH3):
Фосфотидилэтаноламин
Из фосфоглицеридов в организме животных и высших растений в наибольшем
количестве встречаются фосфатидилхолины и фосфатидилэтаноламины. Эти две группы
фосфоглицеридов метаболически связаны друг с другом и являются главными липидными
компонентами мембран клеток.
в) Фосфатидилсерииы. В молекуле фосфатидилсерина азотистым соединением
служит остаток аминокислоты серина (НО —СН2 —СН —N+Н3):
Фосфатидилсерин
Фосфатидилсерины распространены гораздо менее широко, чем фосфатидилхолины
и фосфатидилэтаноламины, и их значение определяется в основном тем, что они
участвуют в синтезе фосфатидилэтанол аминов.
38
2. Фосфатидилинозитолы. Также относятся к группе производных фосфатидной
кислоты, но не содержат азот. Радикалом (R3) в этом подклассе фосфоглицеридов является
шестиуглеродный циклический спирт — инозитол:
Фосфатидилинозитол
Фосфатидилинозитолы довольно широко распространены в природе. Обнаружены у
животных, растений и микроорганизмов. В животном организме они найдены в мозге,
печени и легких.
3. Кардиолипины. К фосфоглицеридам, точнее к полифосфоглицеридам, относятся
кардиолипины. Остов молекулы кардиолипина включает три остатка глицерина, соединенных друг с другом двумя фосфодиэфирными мостиками через С-1 и С-3; гидроксильные группы внешних остатков глицерина этерифицированы жирными кислотами.
Кардиолипины входят в состав мембран митохондрий и бактерий.
Кардиолипин
где R1; R2; R3; R4 — радикалы высших жирных кислот.
Необходимо отметить, что в природе встречается и свободная фосфатидная
кислота, хотя по сравнению с другими фосфоглицеридами в относительно небольших
количествах.
Среди жирных кислот, входящих в состав фосфоглицеридов, обнаружены как насыщенные, так и ненасыщенные жирные кислоты (чаще стеариновая, пальмитиновая,
олеиновая и линолевая).
Установлено также, что большинство фосфатидилхолинов и фосфатидилэтаноламинов содержат одну насыщенную высшую жирную кислоту в положении С-1 и одну
ненасыщенную высшую жирную кислоту в положении С-2. Гидролиз фосфатидилхолинов и
фосфатидилэтанол аминов при участии особых ферментов, содержащихся, например, в яде
кобры, приводит к отщеплению ненасыщенной жирной кислоты и образованию
лизофосфолипидов — лизофосфатидилхолинов или лизофосфатидилэтаноламинов,
обладающих сильным гемолитическим действием:
39
Лизофосфатидилхолин
Лабораторная работа № 54
ВЫДЕЛЕНИЕ ЛЕЦИТИНОВ ИЗ ЖЕЛТКА КУРИНОГО ЯЙЦА
Лецитины относятся к фосфоглицеридам (фосфатидилхолинам). При гидролизе
лецитинов освобождается молекула глицерина, две молекулы жирных кислот (из которых одна
является непредельной), молекулы фосфорной кислоты и азотистого основания холина.
Фосфорная кислота в молекуле лецитина соединена сложноэфирной связью со спиртовой группой
холина.
В зависимости от того, к какому углеродному атому глицерина присоединен остаток
холинфосфорной кислоты, выделяют α- и β- лецитины. Лецитины различаются также по жирным
кислотам, входящим в их состав.
40
Реактивы:Желток куриного яйца
Этиловый спирт
Ацетон
Хлористый кадмий, насыщенный спиртовой раствор
Ход работы
В небольшой стаканчик вносят около 1/5— 1/6 желтка куриного яйца и, помешивая
стеклянной палочкой, добавляют 10 мл горячего спирта. После остывания содержимое стаканчика
фильтруют в сухую пробирку. Фильтрат должен быть прозрачным. Если в нем появляется муть,
фильтрование повторяют до получения прозрачного фильтрата.
Со спиртовым раствором лецитинов проделывают ряд реакций.
Лабораторная работа № 55
ОСАЖДЕНИЕ ЛЕЦИТИНОВ АЦЕТОНОМ
Реактивы: Ацетон
Спиртовой раствор лецитинов
Ход работы
В сухую пробирку наливают 2—3 мл ацетона и по каплям прибавляют спиртовой
раствор лецитинов. Выпадает осадок, так как лецитины в ацетоне не растворяются.
Результат опыта занести в таблицу:
Используемые реактивы (мл)
№
пробирки
Ацетон
Раствор лецитинов
1
2-3
Образование осадка
Сделать вывод:
Лабораторная работа № 56
ПОЛУЧЕНИЕ ЭМУЛЬСИИ ЛЕЦИТИНОВ
Реактивы: Спиртовой раствор лецитинов
Ход работы
Д л я п о лучения эмульсии к 2—3 мл спиртового раствора лецитинов добавляют (по каплям)
дистиллированную воду. Образуется устойчивая эмульсия лецитинов в воде.
Сделать вывод:
Лабораторная работа № 57
ОСАЖДЕНИЕ ЛЕЦИТИНОВ ХЛОРИСТЫМ КАДМИЕМ
Реактивы: Хлористый кадмий
Спиртовой раствор лецитинов
41
Ход работы
В с у х о й пробирке к 1 мл спиртового раствора лецитинов добавляют по каплям
насыщенный раствор хлористого кадмия. Выпадает белый осадок соединения лецитинов с хлористым
кадмием.
Результат опыта заносят в таблицу:
№
Используемые реактивы (мл)
пробирк
Раствор лецитинов
CdCl2
и
1
1
+
Образование осадка
Сделать вывод:
Лабораторная работа № 58
Г И Д Р О Л И З Л Е Ц И Т И Н О В И И С С Л Е Д О В А Н И Е И Х СОСТАВА
Реактивы: Спиртовой раствор лецитинов (см. выше)
Едкое кали или едкий натр,10%-ный раствор
Хлорная платина, 10%-ный спиртовой раствор
Кислый сернокислый калий или натрий (KHSO4 или NaHSO4),
кристаллический,
или борная кислота (Н3ВО3), кристаллическая
Ацетон
Азотнокислый калий (KNO3), кристаллический
Углекислый натрий (Na2СО3), кристаллический
Азотная кислота, концентрированная
Молибденовый реактив (см. «Гидролиз нуклеопротеидов»)
Ход работы
К спиртовому раствору лецитинов прибавляют ацетон до выпадения осадка, с которым
производят реакции. Для выполнения работы можно также использовать фармацевтический препарат
«лецитин-церебро» в драже (перед проведением реакций драже очищают от оболочки).
Часть осадка лецитинов нагревают с несколькими миллилитрами 10%-ного раствора едкого
натра или едкого кали. Лецитины гидролизуются на свои компоненты. При гидролизе происходит
частичный распад холина с отщеплением триметиламина, обладающего селедочным запахом.
С гидролизатом производят реакции на жирные кислоты, холин, глицерин и фосфат-ион.
ПРОБА НА ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ.
Ход работы
К части гидролизата добавляют по каплям 10%-ный раствор серной кислоты —
выделяются свободные жирные кислоты. Содержимое пробирки фильтруют через бумажный фильтр, на
котором задерживаются жирные кислоты.
К фильтрату прибавляют раствор едкого кали или едкого натра до нейтральной реакции на
лакмус, после чего выпаривают досуха на водяной бане. Сухой остаток делят на три части.
ПРОБА НА ГЛИЦЕРИН.
Ход работы
42
Часть сухого остатка сплавляют с порошком кислого сернокислого калия или натрия,
или борной кислоты. Образуется акролеин, который обнаруживается по резкому специфическому запаху.
ПРОБА НА ХОЛИН.
Ход работы
Наличие холина определяют с помощью реакции с хлорной платиной. Другую часть сухого
остатка растворяют в этиловом спирте и к раствору добавляют по каплям 10%-ный спиртовый раствор хлорной платины. Выпадает осадок хлороплатината холина. Осадок отделяют фильтрованием, растворяют его в
нескольких каплях горячей воды. При медленном охлаждении раствора выделяются кристаллы
хлороплатината холина оранжево-красного цвета.
ПРОБА НА ФОСФАТ - ИОН.
Ход работы
Часть сухого остатка переносят в небольшой тигель, прибавляют немного азотнокислого
калия и углекислого натрия в порошке, перемешивают с сухим остатком и сплавляют на
небольшом огне. Сплав растворяют в 2 мл азотной кислоты, растирая палочкой. К раствору
добавляют 2 мл молибденового реактива и нагревают. Выпадет желтый осадок фосфорномолибденовокислого аммония.
Сделать вывод:
Сфинголипиды
Существуют три подкласса сфинголипидов: сфингомиелины, цереброзиды и
ганглиозиды. Все сфинголипиды в своей структуре не содержат глицерин.
1. Сфингомиелины. Наиболее распространенные сфинголипиды. Они в основном
находятся в мембранах животных и растительных клеток. Особенно богата ими нервная
ткань; сфингомиелины обнаружены также в ткани почек, печени и других органов. При
гидролизе сфингомиелины образуют одну молекулу жирной кислоты, одну молекулу
двухатомного ненасыщенного аминоспирта сфингозина, одну молекулу азотистого
основания (чаще это холин) и одну молекулу фосфорной кислоты. Общую формулу
сфингомиелинов можно представить так:
Сфингомиелин
Общий план построения молекулы сфингомиелина в определенном отношении
напоминает строение молекул фосфоглицеридов. Молекула сфингомиелина содержит как
бы полярную «головку», которая несет одновременно и положительный (остаток холина), и
отрицательный (остаток фосфорной кислоты) заряд, и два неполярных «хвоста» (длинная
алифатическая цепь сфингозина и ацильный радикал жирной кислоты). Следует заметить,
что в некоторых сфингомиелинах, например выделенных из мозга и селезенки, вместо
сфингозина найден спирт дигидросфингозин (восстановленный сфингозин):
43
Сфингозин
Дигидросфингозин
2. Цереброзиды. Цереброзиды не содержат ни фосфорной кислоты, ни холина. В их
состав входит гексоза (обычно это D-галактоза), которая связана эфирной связью с
гидроксильной группой аминоспирта сфингозина. Кроме того, в состав цереброзида
входит жирная кислота. Среди этих жирных кислот чаще всего встречается
лигноцериновая, нервоновая и цереброновая кислоты, т. е. жирные кислоты, имеющие 24
углеродных атома. Структура цереброзидов может быть представлена следующей схемой:
Наиболее изученными представителями цереброзидов являются нервон, содержащий нервоновую кислоту, цереброн, в состав которого входит цереброновая кислота, и
керазин, содержащий лигноцириновую кислоту. Особенно велико содержание цереброзидов
в мембранах нервных клеток (в миелиновой оболочке).
Существуют цереброзидсульфатиды (сульфаты цереброзидов), которые отличаются
от цереброзидов наличием в молекуле остатка серной кислоты, присоединенного к третьему
углеродному атому гексозы. В мозге млекопитающих цереброзидсульфатиды находятся в белом
веществе. Однако содержание их в мозге намного ниже, чем цереброзидов.
3. Ганглиозиды. При гидролизе ганглиозидов можно обнаружить высшую жирную
кислоту, спирт сфингозин, D-глюкозу и D-галактозу, а также производные аминосахаров: Nацетилглюкозамин и N-ацетилнейраминовую кислоту. Последняя синтезируется в
организме из фосфоенолпирувата и N-ацетилманнозамин-б-фосфата и имеет следующую
формулу, которую можно изобразить двумя различными способами:
Форма с открытой цепью
Пиранозная форма
N-ацетилнейраминовая кислота
44
В структурном отношении ганглиозиды в значительной мере сходны с
цереброзидами, с той только разницей, что вместо одного остатка галактозы они содержат
сложный олигосахарид.
В отличие от цереброзидов и цереброзидсульфатидов ганглиозиды находятся преимущественно в сером веществе мозга и сосредоточены в плазматических мембранах
нервных и глиальных клеток.
Все рассмотренные выше липиды принято называть омыляемыми, поскольку при
их гидролизе образуются мыла. Однако имеются липиды, которые не гидроли-зуются с
освобождением жирных кислот. К таким липидам относятся стероиды.
ТЕМА. 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТЕРОИДОВ (6 часов)
Стероиды — широко распространенные в природе соединения. Они являются
производными циклопентанпергидрофенантренового ядра, содержащего три конденси
рованных в фенантреновом сочленении циклогексановых и одно циклопентановое
кольцо:
К стероидам относятся, например, гормоны коркового вещества надпочечников,
половые гормоны, желчные кислоты, сердечные гликозиды. В организме человека важное
место среди стероидов занимают стерины (стеролы), т. е. стероидные спирты. Главным
представителем стеринов является холестерин (холестерол):
45
Он содержит спиртовую гидроксильную группу при С-3 и разветвленную алифатическую цепь из восьми атомов углерода при С-17. Гидроксильная группа при С-3 может
быть этерифицирована высшей жирной кислотой; при этом образуются эфиры холестерина
(холестериды):
Остаток жирной кислоты
Стерины входят в состав белого вещества головного мозга, участвуют в образовании
ряда биологически активных веществ — витаминов, гормонов, желчных кислот и т. д.
Лабораторная работа № 59
РЕАКЦИЯ САЛЬКОВСКОГО НА ХОЛЕСТЕРИН
Холестерин — типичный представитель стеринов животного организма (зоостеринов).
При дегидрировании молекулы холестерина образуется провитамин D3 (7-дегидрохолестерин). Из холестерина образуются желчные кислоты, стероидные гормоны.
Под действием концентрированной серной кислоты происходит дегидратация
молекулы холестерина с образованием холестерилена — соединения, окрашенного в
красный цвет.
Реактивы: Холестерин, 1 %-ный хлороформный раствор, растительное масло,
46
хлороформный раствор; животный жир, хлороформный раствор
Серная кислота, концентрированная (Р20= 1,836).
Ход работы
К 2—3 мл хлороформного раствора холестерина, растительного масла, животного
жира в пробирке осторожно, наслаивая по стенке, добавляют 1—2 мл концентрированной
серной кислоты. Пробирки легко встряхивают. Вначале верхний слой, а затем и вся жидкость в
пробирке принимает красную, оранжевую или красно-фиолетовую окраску.
Результат опыта занести в таблицу:
Используемые реактивы (мл)
№
Раствор
Раствор
Раствор
пробирки
растительного
животного
холестерина
масла
жира
1
2-3
2
2-3
3
2-3
Окраска
H2SO4
1-2
1-2
1-2
Сделать вывод:
Лабораторная работа № 60
РЕАКЦИЯ ЛИБЕРМАНА — БУРХАРДА НА ХОЛЕСТЕРИН
При реакции холестерина с уксусным ангидридом и серной кислотой образуются
сульфокислоты холестерилена, обладающие сине-зеленой или зеленой окраской.
Реактивы: Холестерин, 1%-ный хлороформный раствор, растительное масло,
хлороформный раствор; животный жир, хлороформный раствор
Уксусный ангидрид
Серная кислота, концентрированная (Р20= 1,836).
Ход работы
В пробирки наливают 2—3 мл хлороформного раствора холестерина, растительного
масла и животного жира прибавляют по10 капель уксусного ангидрида и наслаивают по
стенке 2—3 капли концентрированной серной кислоты. Через 5—8 мин. появляется вначале
красное, затем сине-зеленое и зеленое окрашивание.
Результат опыта занести в таблицу:
Используемые реактивы (мл)
№
Раствор
Раствор
Раствор
Уксусный
пробирки
растительного животного
ангидрид
холестерина
масла
жира
1
2-3
10 кап.
2
2-3
10 кап.
3
2-3
10 кап.
Сделать вывод:
47
H2SO4
1-2 кап.
1-2 кап.
1-2 кап.
Окраска
Лабораторная работа № 61
РЕАКЦИЯ ВИТБИ НА НАЛИЧИЕ СТЕРИНОВ
В РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЛАХ
Стерины, встречающиеся в растениях, называются фитостеринами.
Реактивы: Растительные масла
Хлороформ
Смесь концентрированной серной кислоты с формалином (50:1)
Ход работы
В сухие пробирки наливают 1 мл хлороформа, добавляют 2—3 капли растительных
масел и легко встряхивают для растворения масла. К хлороформному раствору масла
прибавляют 20 капель смеси концентрированной серной кислоты с формалином (50:1) и
встряхивают. Хлороформный слой окрашивается в яркий вишнево-красный цвет, кислотный —
в тусклый красно-коричневый с зеленой флуоресценцией. Из хлороформного слоя можно
отобрать пипеткой несколько капель, перенести в другую пробирку (сухую!) и добавить 2
капли уксусного ангидрида — появляется сине-зеленое окрашивание.
Результат опыта занести в таблицу:
Используемые реактивы (мл)
№
Растворы
Хлороформ
H2SO4 +
Окраска
пробирки
растительных
формалин
масел
1
1
2-3 кап.
20 кап.
Сделать вывод:
Уксусный
ангидрид
Окраска
1-2 кап.
ТЕМА. 4. ФЕРМЕНТАТИВНЫЙ ГИДРОЛИЗ ЛИПИДОВ (4 часа)
Жиры и липоиды подвергаются гидролитическому расщеплению в пищеварительном
тракте. Нейтральные жиры распадаются на глицерин и жирные кислоты; фосфатиды
(лецитины, кефалины, серинфосфатиды и др.) расщепляются на глицерин, жирные кислоты,
фосфорную кислоту и азотистые основания — холин, коламин (этаноламин), серии и т. д. При
гидролизе стеридов освобождаются холестерин или эргостерин и жирные кислоты.
Гидролитический распад жиров катализируется ферментами липазами, которые
содержатся в соке желудка, поджелудочной железы и тонкого кишечника. Роль желудочной
липазы у взрослого человека весьма невелика, так как фермент катализирует расщепление
лишь тонкодиспергированных, предварительно
эмульгированных жиров (например,
молочного). Значительная роль в переваривании жиров принадлежит липазе поджелудочной
железы. Расщепление жиров происходит главным образом в тонком кишечнике.
Липаза поджелудочной железы выделяется в малоактивной форме и активируется
желчными кислотами. Значение желчных кислот в переваривании жира очень велико. Они
являются не только активаторами липазы. Будучи поверхностно-активными веществами,
желчные кислоты способствуют эмульгированию жиров, что увеличивает во много раз их
поверхность соприкосновения с водным раствором липазы.
Липазы содержатся также в растительных объектах (семенах злаков, масличных
растений) и микроорганизмах. При их участии происходит порча круп, муки и других
продуктов при хранении.
48
Гидролитическое расщепление жиров протекает в несколько стадий. Липаза действует
главным образом на внешние (а) эфирные связи молекулы триглицерида. Вначале
отщепляются жирные кислоты, связанные с глицерином в α-положении, и образуется глицерин-2жирная кислота, которая затем изомеризуется в глицерин-1 -жирную кислоту, подвергающуюся
уже окончательному расщеплению.
Продукты гидролитического расщепления жиров всасываются в тонком кишечнике.
Глицерин растворим в воде и всасывается легко. Жирные кислоты образуют растворимые
комплексные соединения с желчными кислотами (так называемые холеиновые кислоты), которые
также всасываются в кишечнике. Холеиновые кислоты затем расщепляются на свои
компоненты в клетках эпителия кишечных ворсинок.
Освободившиеся желчные кислоты всасываются в кровь и через систему воротной
вены снова поступают в печень. Жирные же кислоты вступают в сложноэфирную связь с
глицерином, образуя жир, свойственный уже данному виду животного.
Гидролиз фосфолипидов катализируется ферментами фосфолипазами (А, В, С, D).
Расщепление холестеридов происходит под влиянием холестеролэстеразы.
Лабораторная работа № 62
КАЧЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА ЖЕЛЧНЫЕ КИСЛОТЫ
Желчные кислоты по своему строению близки к холестерину и являются
производными холановой кислоты.
49
Желчные кислоты (холевая, дезоксихолевая, литохолевая) входят в состав желчи как
в чистом виде, так и в виде парных соединений с гликоколлом (глицином) и таурином (с
которыми они соединяются посредством пептидной ковалентной связи).
Для открытия желчных кислот используют их способность давать красное окрашивание
с оксиметилфурфуролом (реакция Петтенкофера). Оксиметилфурфурол образуется при
реакции фруктозы с концентрированной соляной или серной кислотой.
Реактивы: Желчь, водный раствор (1:2)
Сахароза, 5%-ный раствор, или фруктоза, 3%-ный раствор
Серная кислота, концентрированная.
Ход работы
В сухую пробирку наливают 10 капель разведенной желчи, добавляют 1—2 капли
раствора сахарозы (или фруктозы) и, наклонив пробирку, осторожно (по стенке) наслаивают
равный объем концентрированной серной кислоты. На границе слоев образуется пурпурное
кольцо, которое затем принимает красно-фиолетовое окрашивание.
Результат опыта заносят в таблицу:
№
Используемые реактивы
пробирк
Желчь
Сахароза
H2SO4
и
1
10 кап.
1-2 кап.
1-2 кап.
Окраска
Сделать вывод:
Лабораторная работа № 63
ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЙСТВИЯ ЭМУЛЬГАТОРОВ НА ЖИР
В тонком кишечнике гидролизу подвергаются только эмульгированные жиры.
Основной эмульгатор — желчные кислоты, но определенными эмульгирующими свойствами
обладают и бикарбонаты кишечного и панкреатического соков, белковые вещества и в
сравнительно небольшой степени мыла, содержащиеся в полости кишечника.
Реактивы: Желчь
Мыло, 2%-ный раствор
Яичный белок, 2%-ный раствор
Двууглекислый натрий, 2%-ный раствор
Растительное масло.
50
Ход работы
В штатив ставят 5 пробирок. В первую из них наливают 20 капель желчи, во вторую
— 20 капель раствора мыла, в третью, четвертую и пятую соответственно по 20 капель раствора
яичного белка, двууглекислого натрия и дистиллированной воды. Затем во все пробирки вносят по 3
капли растительного масла, содержимое взбалтывают. Через 5 мин. отмечают результаты
опыта.
№
пробирки
1
2
3
4
5
Результат опыта занести в таблицу:
Используемые реактивы (мл)
Яичный Двууглекислы
Желчь
Мыло
Н2О
й натрий
белок
20 кап.
20 кап.
20 кап.
.20 кап
20 кап.
ВЫВОД
Растительно
е масло
3 кап.
3 кап.
3 кап.
3 кап.
3 кап.
Сделать вывод:
ВОПРСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ:
1. Дайте определение липидам.
2. Классификация липидов (основные классы).
3. Перечислите основные функции липидов.
4. Дать определение основным группам ЖК.
5. Перечислите основные физико-химические свойства жирных кислот (ЖК).
6. Охариктеризовать класс нейтральных жиров.
7. Дайте общую характеристику классу - ВОСКА.
8. Охарактеризуйте класс фосфоглицеридов (подклассы; физико-химические
свойства; распространение; значение).
9. Дайте общую характеристику сфинголипидам (подклассы; хим. строение;
значение).
10. Охарактеризовать класс стероидов (представители).
11. С помощью каких реакций можно определить физико-химические свойства
нейтральных жиров:
-растворимость;
-эмульгирование, эмульгирование желчными кислотами;
-наличие глицерина;
-омыление;
12. Какие физико-химические свойства характеризуют:
-кислотное число;
-число омыления;
-эфирное число;
-йодное число;
-перекисное число;
13. Какими качественными реакциями можно определить наличие фосфолипидов
(лецитина)?
14. Какие качественные реакции используют для выявления стеринов (холестерина)?
51
КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ, ПРИОБРЕТЕННЫХ НА
ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЯХ ПО РАЗДЕЛУ «ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА ЛИПИДОВ» (4 часа)
I. Ответить на контрольные вопросы:
1. Что такое липиды?
2.
Чем отличаются сложные липиды от простых?
3. Какие соединения относятся к глицеридам?
4.
Какие функции выполняют липиды?
5. Какие жирные кислоты входят в состав липидов млекопитающих?
6.
В чем различия между моно-, ди- и триглицеридами?
7.
Какие жирные кислоты являются незаменимыми?
8.
Какие ткани высших животных содержат наибольшее количество
фосфолипидов?
9. Чем отличаются фосфолипиды от триглицеридов?
10. Какие структурные компоненты входят в состав сфинголипидов?
11. Какие вещества входят в состав цереброзидов?
12 Какова физиологическая роль стеридов?
13. Какие соединения относятся к стеридам?
14. Что такое терпены?
15. Какие качественные реакции используют для выявления стеринов (холестерина)?
16. Что характеризует йодное число жира?
17. Что характеризует число омыления?
18. Что характеризует кислотное число?
19. Что характеризует перекисное число?
20. Какую качественную реакцию используют для определения фосфоглицерида
(лецитина).
II. Провести следующие качественные реакции:
Реакции
Тип
Название
Раствор № 1
Результат исслед-я
1. на омыление жиров
2.
на
свободные
жирные кислоты
3. на ненасыщенные
жирные кислоты
4. на холестерин
5.
на
кислоты
желчные
Выводы:
52
Раствор № 2
Результат исслед-я
ЛИТЕРАТУРА
1. Биологическая химия: Практикум / Под общ. Ред. Ю.В. Хмелевского. – К.:Вища
школа., Головное изд-во, 1985. – 208 с.
2. Біологічна хімія: Лабораторний практикум / За заг. ред. проф. Я.І. Гонського. –
Тернопіль: Укрмедкнига, 2001. – 288 с.
3. Біохімія: Підручник / М.Є. Кучеренко та ін.. – К.: Либідь, 1995. – 464 с.
4. Горячковский А.И. Справочное пособие по клинической биохимии.-Одесса:
ОКФА, 2005.- 616 с.
5. Пустовалова Л.М. Практикум по биохимии. – Ростов – на – Дону: Феникс, 1999. –
544 с.
6. Кучеренко Н. Е., Бабенюк Ю. Д., Васильев А. Н. Биохимия (практикум). - Киев.:
Вища школа, 1988. - 128 с.
53
Составители:
Доц. Запорожченко А.В.,
Проф. Петров С.А.,
Доц. Чернадчук С.С.,
Доц. Захариева З.Е.,
Доц. Федорко Н.Л.,
Доц. Вовчук И.Л.,
Доц. Сорокин А.В.,
Доц. Будняк А.К.
54