Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (066) 185-39-18
Вконтакте Студентська консультація
 portalstudcon@gmail.com

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Вітаміни харчової сировини. Методи аналізу, властивості.

Предмет: 
Тип роботи: 
Методичні вказівки
К-сть сторінок: 
20
Мова: 
Українська
Оцінка: 
ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ТЕХНОЛОГІЇ ХАРЧОВИХ ВИРОБНИЦТВ (частина 2)
 
ВІТАМІНИ ХАРЧОВОЇ СИРОВИНИ.
МЕТОДИ АНАЛІЗУ, ВЛАСТИВОСТІ
 
Вітаміни Вітаміни - біоорганічні сполуки, що є життєво необхідними компонентами в обміні речовин. На відміну від інших біомолекул вітаміни не синтезуються в організмі людини і тварин або синтезуються в незначній кількості, тому вони мають надходити в нього з компонентами харчування. На відмітку від таких поживних речовин, як вуглеводи, ліпіди та білки, вітаміни належать до мік-рокомпонентів харчування, їх добові потреби для людини становлять міліграмові або мікрограмові кількості. Класифікація вітамінів. Враховуючи, що відкриття перших препаратів вітамінів значно випередило розшифрування їх хімічної структури, історично склалися емпіричні назви (номенклатура) вітамінів, що містять велику літеру латинського алфавіту з цифровим індексом; у сучасних назвах вітамінів вказують також їх хімічну природу та в деяких випадках основний біологічний ефект із префіксом «анти-». Залежно від фізико-хімічних властивостей (розчинності у воді або в ліпідах) вітаміни поділяють на дві великі групи - водорозчинні та жиророзчинні. Водорозчинні вітаміни Вітамін В1 (тіамін; антиневритний вітамін). Вітамін В2 (рибофлавін). Вітамін РР (вітамін В5; ніацин; нікотинамід; антипелагричний вітамін). Вітамін В6 (піридоксин; антидерматитний вітамін). Вітамін В12 (кобаламін; антианемічний вітамін). Фолієва кислота (птероїлглутамат; антианемічний вітамін). Вітамін Н (біотин; антисеборейний, антидерматитний вітамін). Паитотенова кислота (вітамін В3; антидерматитний вітамін). Вітамін С (аскорбінова кислота). Вітамін Р (рутин; вітамін проникності). Жиророзчинні вітаміни Вітамін А (ретинол; аксерофтол; вітамін росту).
Вітамін К (філохінон; антигеморагічний вітамін). Вітамін Е (α-токоферол; вітамін розмноження). Вітамін Р (комплекс поліненасичених жирних кислот). Вітамін D (кальциферол; антирахітний вітамін). Механізм біохімічної дії більшості водорозчинних вітамінів (за винятком вітамінів С та Р) полягає в їх використанні в побудові коферментів, які каталізують у складі ферментних білків важливі метаболічні реакції і становить коферментну функцію вітамінів. Жиророзчинні вітаміни є олієподібними речовинами, які добре взаємодіють із гідрофобними розчинниками (пентан, гексан, хлороформ, циклогексан, бензол, діетиловий ефір та ін.). Завдяки наявності в структурі молекул довгих вуглеводневих (переважно ізо- , преноїдних) радикалів більшість з цих вітамінів є компонентами біомембран, у складі яких виконують специфічні біологічні функції, зокрема функцію потужних біоантиоксидантів (вітаміни Е, А, К). Порушення балансу вітамінів в організмі проявляється в їх недостатності (негативний баланс) або надлишку (позитивний баланс, гіпервітаміноз). Вітамінна недостатність супроводжується важкими розладами біохімічних і фізіологічних процесів, виникненням специфічних патологій. Часткову недостатність вітамінів називають гіповітамінозом, а виражений дефіцит — авітамінозом. їх клінічними проявами є цинга, рахіт, пелагра, бері-бері, нічна сліпота та ін. Недостатність одного вітаміну називають моногіповіта-мінозом, а відразу кількох - полігіповітамінозом. Причини гіповітамінозу можуть мати як екзогенного, так і ендогенного характеру. До екзогенних відносять аліментарну форму вітамінної недостатності, зумовлену нераціональним харчуванням, неправильним зберіганням і кулінарним обробленням продуктів о Іншою, не менш поширеною причиною екзогенного гіповітамінозу є зміна складу нормальної кишкової мікрофлори (дисбактеріоз), спричинена довготривалим і безконтрольним вживанням хіміотерапевтичних засобів (антибіотиків, сульфаніламідів тощо), Ендогенні авітамінози спричиняються порушенням засвоєння певних вітамінів клітинами організму (через розлад їх всмоктування в травному тракті або неспроможність біохімічних систем організму включати вітаміни в обмінні процеси, зокрема, унаслідок наявності їх структурних конкурентів - антивітамінів) або через збільшення виведення вітамінів з організму чи підвищення їх утилізації в біохімічних та фізіологічних процесах(лактація, вагітність, виснажлива фізична праця, знаходження в екстремальних температурних умовах, тяжкі інфекційні хвороби тощо). Антивітаміни - структурні аналоги вітамінів, які витісняють останні з відповідних реакцій обміну речовин і не здатні виконувати їх функції. Крім того, антивітамінами можуть бути сполуки, які інактивують вітаміни, розщеплюючи їх на прості речовини, або утворюють з вітамінами хімічно неактивні комплекси. Наприклад: оксид ванадію окиснює вітамін А, і цей продукт викликає типовий авітаміноз А; альдегіди і кетони, що виникають при прогоранні жирів, ліпідів є антагоністами вітаміну Е; антагоністами вітаміну В2 є його структурні аналоги динитрофеназин, ізорибофлавін та ін.; антивітаміном для В6 є ізоніазид, протитуберкульозний засіб, похідний ізонікотинової кислоти; сульфопа-нтотенова кислота, що інколи використовується як бактерицидний препарат - антивітамін для В3. Гіпервітамінози трапляються досить рідко й характерні не для всіх вітамінів, ці явища добре вивчені на тваринах. Так, у разі надлишку в раціоні вітаміну А або каротиноїдів у тварин може виникати інтоксикація організму, судоми, парези, паралічі, геморагії, кон'юктивіти, риніти, набряк мозку тощо. При надлишку вітаміну В6 - диспепсія, порушення травлення і серцевої діяльності, кістки втрачають міцність і можуть бути спонтанні переломи. Надлишок вітаміну РР в організмі може призвести до уражень нервової системи та епітеліальних тканин. 1.ЯКІСНЕ ВИЗНАЧЕННЯ ВОДОРОЗЧИННИХ ВІТАМІНІВ Вітамін С. За хімічною будовою вітамін С є у-лактоном 2,3-дигі-дро-β-гулонової кислоти. Емпірична назва вітаміну - аскорбінова кислота вказує на його профілактичну дію щодо цинги, або скорбуту - специфічного патологічного процесу, спричиненого екзогенною недостатністю вітаміну. Біологічні властивості та механізм дії. Біологічна дія вітаміну С переважно пов'язана з гідроксилюванням біомолекул в ході таких біохімічних перетворень:
біосинтезу колагену, а саме: в посттрансляційній модифікації білка з утворенням зрілого колагену шляхом гідроксилювання залишків проліну та лізину до відповідних гідроксіаміно-кислот; у процесі гідроксилювання проліну до 4-гідроксипро-ліну бере участь Fe2+ аскорбатзалежний фермент пролілгід-роксилаза; роль вітаміну С полягає в регенерації відновленої форми іона заліза, необхідного для каталітичного циклу;
біосинтез дофаміну, норадреналіну та адреналіну (етапи гідроксилювання в циклі та бічному кільці катехоламінів);
біосинтезу стероїдів (численні реакції гідроксилювання на етапах утворення холестерину та біологічно активних стероїдних гормонів);
біосинтезу серотоніну (реакція гідроксилювання триптофану);
катаболізму тирозину (через стадію утворення гомогентизинової кислоти). Джерела та добова потреба. Вітамін С міститься в більшості продуктів харчування, особливо рослинного походження, недостатність у вітаміні розвивається, як правило, за умов нераціональної дієти (відсутність свіжих рослинних продуктів) або неправильного приготування страв. Особливо шкідливою для вмісту L-Аскорбінової кислоти є термічна обробка продуктів в умовах високої температури, наявності оксигену (кисню) та металів (нагрівання продуктів у металевому посуді). Добова потреба в L-аскорбіновій кислоті становить 50-70 мг. Вітамін В6. Хімічна будова. Терміном піридоксин об'єднують три близькі за дією та взаємно перетворювані в біологічних тканинах сполуки: піридоксол (2-метил-3-окси-4,5-дюксиметилпіри-дин), піридоксальтапіридоксамін(рис.1). Біологічні властивості та механізм дії. Біологічна дія вітаміну В6 пов'язана з участю в реакціях амінокислотного обміну. Його коферментними формами є піридоксальфосфат (ПАЛФ) та піридоксамінфосфат (ПАМФ), що беруть участь у каталітичних циклах таких ферментних реакцій:
трансамінування у складі ферментів амінотрансфераз (коферментну функцію виконують ПАЛФ та ПАМФ, що взаємно перетворюються в ході каталізу);
декарбоксилювання у складі ферментів декарбоксилаз амінокислот (коферментну функцію виконує ПАЛФ);
перетворення триптофану кінуреніновим шляхом з утворенням нікотинаміду НАД (у метаболічному процесі бере участь ПАЛФ-залежний фермент кінуреніназа);
біосинтезі гему (ПАЛФ є коферментом α-амінолевулінатсинтази- ферменту, що каталізує утворення α-амінолевулінату, першого метаболіту цього синтетичного шляху). Прояви недостатності піридоксину найчастіше спостерігаються в дитячому віці за умов харчування синтетичними сумішами, незбалансованими за вмістом цього вітаміну у вигляді пелагропо-дібного дерматиту, судом, анемії. Вважають, що розвиток судом може бути пов'язаний з дефіцитом утворення в нервовій системі гальмівного медіатора ГАМК через недостатню активність ПАЛФ-залежного ферменту глутамат декарбоксилази. Нестача вітаміну В6 може бути також спричинена тривалим застосуванням протитуберкульозних засобів — похідних ізснікотинової кислоти (ізоніазид, тощо), що є структурними аналогами піридоксину і можуть виступати як його антивітаміни. Джерела та добова потреба. Потреби у вітаміні В6 людина покриває завдяки його споживанню у складі таких поширених продуктів харчування, як хліб, картопля, круп'яні вироби, м'ясо, печінка тощо. Частково потреби в цьому вітаміні задовольня-ються внаслідок синтезу його мікрофлорою кишківника. Добова потреба в піридоксині становить 2-3 мг. 1.1. Відновлення калій фериціаніду аскорбіновою кислотою Принцип методу. Аскорбінова кислота відновлює калій (ПІ) фериціанід до калій (IV) фероціаніду, який, реагуючи з ферум хлоридом, утворює берлінську блакить - сполуку синього кольору. Обладнання та реактиви: 5% розчин калію фериціаніду, 1% феруму хлориду, 1% витяжка з шипшини, дистильована вода, пробірки. Хід роботи У дві пробірки додають по одній краплі 5% розчину калію фериціаніду і 1 % розчину феруму хлориду. У першу пробірку до зелено-бурої рідини, яка утворилася, додають 5-10 крапель 1% витяжки з шипшини, у другу - 5-10 крапель дистильованої
Піридоксамін Піридоксол Піридоксаль Рис. 1. Форми вітаміну В6 води. Рідина в першій пробірці забарвлюється в зелено-синій колір, і випадає синій осад берлінської блакиті. Унаслідок обережного нашаровування дистильованої води осад на дні пробірки стає виразнішим. У другій пробірці зелено-бура рідина забарвлення не змінює. Пояснити отримані результати, зробити висновок, результати записати в робочий зошит.
 
1.2. Йодна проба на аскорбінову кислоту Принцип методу
 
Під впливом аскорбінової кислоти молекулярний йод відновлюється з утворенням безбарвної йодидної кислоти. Обладнання та реактиви: 0.1 % розчин йоду в калій йодиді, 1% витяжка з шипшини, дистильована вода, пробірки. Хід роботи У дві пробірки наливають по 10 крапель дистильованої води і додають по 1-2 краплі 0,1% розчину йоду в калій йодиді, у першу пробірку додають 10 крапель витяжки з шипшини, у другу - таку саму кількість дистильованої води. У пробірці з витяжкою з шипшини розчин йоду знебарвлюється. Пояснити отримані результати, зробити висновок, результати записати в робочий зошит.
 
1.3. Ферумхлоридна проба на піридоксин Принцип методу
 
У разі додавання до розчину піридоксину (вітаміну В ) розчину ферум хлориду утворюється комплексна сполука тину ферум феноляту, яка має характерний червоний колір. Обладнання та реактиви: водний розчин піридоксину, 5% розчин ферум хлориду, пробірки. Хід роботи До 6 крапель водного розчину піридоксину додають 1 краплю 5% розчину ферум хлориду і збовтують. Рідина забарвлюється в червоний колір. Пояснити отримані результати, зробити і записати висновок.
 
1.4. Діазореакція на вітамін В1 (тіамін) Принцип методу
 
Розчин тіаміну при додаванні до нього діа-зореактиву та лугу забарвлюється в помаранчевий або червоний колір внаслідок утворення складної сполуки тіаміну з діазобен-зосульфокислотою. Обладнання та реактиви: 1% розчин сульфанілової кислоти, вітамін В1, 5% розчин натрій нітрату, пробірки, штативи, скляні палички. Хід роботи
До 5 крапель 1 % розчину сульфанілової кислоти в пробірці додають 5 крапель 5% розчину натрій нітрату. Отримують діазо-реактив. До діазореактиву додають невелику кількість порошку тіаміну (на кінчику скляної палички) і 5-7 крапель 10% розчину соди. Спостерігають забарвлення розчину в помаранчевий або червоний колір. Пояснити отримані результати, зробити висновок, результати записати в робочий зошит. 1. 5. Реакція відновлення вітаміну В2 (рибофлавіну) Принцип методу. Вітамін В2 (рибофлавін) в основі хімічної будови містить гетероциклічну сполуку ізоалоксазин (поєднання бензольного, піразинового та піримідинового кілець), до якої в положенні 9 приєднаний п'ятиатомний спирт рибітол. Рибофлавін добре розчинний у воді, стійкий у кислих розчинах, але легко руйнується в нейтральних та лужних розчинах. Вітамін В2 чутливий до видимого та УФ-опромінення й досить легко підлягає зворотному відновленню, приєднуючи водень на місці подвійних зв'язків і перетворюючись на безбарвну лейкоформу. Ця здатність рибофлавіну легко окиснюватися й відновлюватися лежить в основі його біологічної дії. Добова потреба людини в рибофлавіні становить 1,7 мг. Принцип якісної реакції на вітамін В2 зумовлений здатністю рибофлавіну до відновлення зі зміною забарвлення розчину від жовтого (рибофлавін) до червоного (родофлавін) і в подальшому -безбарвного (лейкофлавін). Обладнання та реактиви: 0,025 % розчин рибофлавіну, концентрована НС1, цинк металічний, 1% розчин сульфанілової кислоти, вітамін В2, 5% розчин натрій нітрату, пробірки, піпетки, штативи.
 
Хід роботи
 
Наливають у пробірку 1 мл 0,025% розчину рибофлавіну й додають 0,5 мл концентрованої НС1, а також невеликий шматочок металічного цинку. Спостерігають зміну забарвлення розчину з жовтого до червоного, рожевого, а потім безбарвного завдяки водню, що виділяється з рибофлавіну. Пояснити отримані результати, зробити висновок, результати записати в робочий зошит. 1. 6. Реакція на вітамін Р (рутин) з ферум хлоридом Принцип методу. Термін «вітамін Р» (рутин, цитрин, вітамін проникності) об'єднує групу речовин з подібною біологічною активністю: катехіни, халкони, дигідрохалкони, флавіни, флавонони, ізофлавони тощо. В основі їх структури лежить дифеніл-пропановий вуглеводний скелет хромону або флавону. При додаванні ферум хлориду до насиченого водного розчину рутину рідина забарвлюється в зелений колір. Реакція зумовлена утворенням комплексної сполуки рутину з ферум хлоридом. Обладнання та реактиви: насичений водний розчин рутину, 1% розчин ферум хлориду FеС13, пробірки, піпетки, штативи. Хід роботи До 10 крапель насиченого водного розчину рутину в пробірці додають 2-3 краплі 1% розчину ферум хлориду. Спостерігають появу зеленого забарвлення. Пояснити отримані результати, зробити висновок, результати записати в робочий зошит. 1. 7. Реакція вітаміну РР з натрій гідросульфітом Принцип методу. Вітамін РР (ніацин, антипелагричний вітамін) в організмі перебуває у вигляді аміду нікотинової кислоти. Нікотинова кислота являє собою сполуку піридинового ряду, яка містить карбоксильну групу (нікотинамід відрізняється наявністю амі-дної групи). Вітамін РР мало розчиняється у воді, але добре у водних розчинах лугів. Добова потреба вітаміну РР становить 18 мг. Принцип якісної реакції на нікотинамід полягає в здатності натрій гідросульфіту відновлювати вітамін РР з утворенням сполук жовтого кольору. Обладнання та реактиви: вітамін РР, 10% розчин натрій бікарбонату Nа2С03, 5% розчин натрій гідросульфіту NаНS02, пробірки, піпетки, штативи.
 
Хід роботи
 
У пробірку поміщають 5-10 мг вітаміну РР й додають 1,5 мл 10% розчину натрій бікарбонату. Перемішують і додають 1,5 мл свіжоприготованого 5% розчину натрій гідросульфіту. Спостерігають появу жовтого забарвлення. Пояснити отримані результати, зробити висновок, результати записати в робочий зошит. Контрольні запитання 1. Які функції виконують вітаміни в організмі? 2. Як визначається аскорбінова кислота? 3. Яка хімічна будова вітамінів С і Вв? 4. Які біологічні властивості та механізми дії вітамінів С та В3? 5. Як визначається рибофлавін? 6. Як визначаються вітаміни рутин і ніацин? 2. КІЛЬКІСНЕ ВИЗНАЧЕННЯ ВІТАМІНУ С 2. 1. Кількісне визначення вітаміну С методом йодометричного титрування Принцип методу. Аскорбінова кислота є сильним відновником і може бути виявлена йодометрично при певному значенні рН розчину (наприклад, рН 7). У разі титрування йодом аскорбінова кислота окиснюється, утворюючи дегідроаскорбінову кислоту. Обладнання та реактиви: капуста або картопля, тертка, фарфорова ступка, чашки Петрі, лійка (воронка) скляна, вата, вода дистильована, піпетка на 10 мл, колби на 50-100 мл, бюретка для титрування на 25 мл, 2% розчинНС1,0,003 н. розчинйоду, 0,5% розчин крохмалю. Хід роботи Підготувати екстракт з харчових продуктів для виявлення ві-таміну С. Для цього 2 г капусти або картоплі натерти на тертці в чашці Петрі чи дрібно порізати й розтерти в ступці з невеликою кількістю товченого скла або піска. Потім, якщо подрібнили на тертці, зібрати масу з чашки Петрі в склянку, якщо в ступці - одразу в ступку додати 10 мл 2% розчину НС1. Добре перемішану масу відфільтрувати через скляну лійку з паперовим фільтром в конічну колбу на 50-100 мл. Масу на фільтрі промити декількоми краплями води. У фільтрат додати 1 мл 0,5% розчину крохмалю і титрувати робочим розчином 0,003 н. І2 до появи синього кольору. У розрахунку вмісту вітаміна С в продукті використати формулу визначення маси: M= υ *E*V/1000, де υ - молярна концентрація еквіваленту йоду; Е - молярна маса еквіваленту аскорбінової кислоти в г, яка в даному випадку дорівнює 88 г; V- об'єм витраченого на титрування йоду, у мл. Для перерахування на вміст вітаміну С у 100 г продукту (X) слід використати формулу: Х =M*1000/2(г). Отриманий результат порівняти з нормою: вміст вітаміну С в капусті, у межах 45±5 мг%, у картоплі - 20±5 мг%. Пояснити отримані результати, зробити висновок, результати записати в робочий зошит. Контрольні запитання 1. Які хімічні властивості вітаміну С? 2. Які фізіологічні функції виконує вітамін С? 3. У чому полягає титрометричний метод аналізу? 3. ЯКІСНЕ ВИЗНАЧЕННЯ ЖИРОРОЗЧИННИХ ВІТАМІНІВ На відміну від водорозчинних вітамінів, надлишкове (щодо фізіологічних потреб) надходження жиророзчинних вітамінів (особливо А, Д, К) є небезпечним для організму людини, оскільки ці сполуки можуть накопичуватися в тканинних депо і спричиняти токсичну дію (стан гіпервітамінозу). Вітамін Е. Хімічна будова. Властивості вітаміну Е має група похідних токолу (2-метил-2(4',8',12'-триметилтридецил)-6-хроманолу) – α, β та γ-токофероли, що були вперше виділені з рослинних олій. Найбільшу біологічну активність має α-токоферол (б, 7,8-триметилтокол).
Біологічні властивості та механізм дії. Вітамін Е має широкий спектр біологічної активності - його недостатність супроводжується численними змінами в обмінних процесах і фізіологічних функціях організму. Згідно із сучасними уявленнями, основні молекулярні механізми дії вітаміну Е (α-токоферолу) полягають у наступному: антирадикальні та мембраностабілізуючі властивості вітаміну Е є біохімічною основою його біологічної функції як найбільш потужного біоантиоксиданта. Протидіючи перекисному окисненю біомоле-кул (ліпідів, білків, нуклеїнових кислот), α -токоферол захищає клітинні структури від цитотоксичної дії вільних радикалів як ендогенного походження, так і ксенобіотиків, що надходять в організм із зовнішнього середовища. Джерела та добова потреба. Найбагатшими джерелами вітаміну Е в харчуванні людини є олії (соняшникова, кукурудзяна, соєва тощо), свіжі овочі та тваринні продукти (м'ясо, вершкове масло, яєчний жовток). Добова потреба людини у вітаміні Е (α-токоферолі) становить 10-20 мг. Вітамін К. Хімічна будова. Властивості вітаміну К має група вітамерів - похідних 2-метил-1,4-нафтохінона. Розрізняють вітамін К] (філохінон, фітохінон), вітамін К2 (фарнохінон) та синтетичний вітамін К3(вікасол, або 2-метил.-1,4-нафтохінон). Біологічні властивості. Біологічна дія вітаміну К в організмі людини і тварин полягає в його впливі на функціонування системи зсідання крові («антигеморагічний» вітамін). Оскільки вітамін К є необхідним компонентом для утворення факторів коагу-ляції крові, недостатність вітаміну супроводжується небезпечними для життя кровотечами. При підвищеній активності системи зсідання крові нагальною проблемою клінічної практики є застосування антикоагулянтів, що за механізмом дії є антивітамінами вітаміну К (група похідних кумарину). Джерела та добова потреба. Джерелами вітаміну К для організму людини є переважно рослинні продукти харчування (капуста, помідори, салат); певна кількість вітаміну міститься в печінці та м'ясі. Значна кількість вітаміну синтезується також кишковою мікрофлорою, що може забезпечити потреби організму людини в цьому вітаміні навіть в умовах зменшеного його надходження з продуктами харчування. Добова потреба людини у вітаміні К становить 200-300 мкг. 3. 1. Реакція з ферум хлоридом на виявлення вітаміну Е Принцип методу. Спиртовий розчин α-токоферолу окиснюється ферум хлоридом до токоферилхінону червоного кольору. При цьому FеС13 відновлюється до FеСІ2.
Обладнання та реактиви: α-токоферол (0,1% спиртовий розчин), 1% розчин ферум хлориду, спиртівка або газовий пальник, піпетки, пробірки. Хід роботи У суху пробірку вливають 4-5 крапель 0,1% спиртового розчину токоферолу, додають 0,5 мл 1% розчину ферум хлориду, інтенсивно перемішують, нагрівають на відкритому вогні до зміни кольору. Вміст пробірки набуває червоного забарвлення. Пояснити отримані результати, зробити висновок, результати записати в робочий зошит. 3.2. Реакція з нітратною кислотою на виявлення вітаміну Е Принцип методу. Спиртовий розчин α-токоферолу окиснюється нітратною кислотою з утворенням продукту червоного кольору. Обладнання та реактиви: α-токоферол (0,1% спиртовий розчин), концентрована нітратна кислота, піпетки, пробірки. Хід роботи У суху пробірку вливають 4-5 крапель 0,1% спиртового розчину токоферолу, додають 1 мл концентрованої нітратної кислоти. Пробірку інтенсивно струшують і спостерігають поступову появу червоного забарвлення. Пояснити отримані результати, зробити висновок, результати закисати в робочий зошит. 3. 3. Реакція вітаміну К з аніліном Принцип методу. Спиртовий розчин 2-метил-1,4-нафтохінону (вітаміну К) за наявності аніліну (бензоламін, С6Н7N) забарвлюється в червоний колір, що зумовлено утворенням 2-метил-З-феніламіно-1,4-нафтохінону. При цьому також утворюється 2-метил-1,4-діоксинафталін. Обладнання та реактиви: 0,05% розчин вікасолу, 0,05% розчин аніліну, пробірки, піпетки. Хід роботи У пробірку наливають 1 мл 0,05% спиртового розчину вікасолу і додають 2 краплі 0,05% розчину аніліну, струшують. Рідина забарвлюється в червоний колір. Пояснити отримані результати, зробити висновок, результати записати в робочий зошит.
3.4. Реакція вітаміну К з діетилдитіокарбаматом Принцип методу. Спиртовий розчин вітаміну К за наявності діетилдитіокарбамату в лужному середовищі забарвлюється в блакитний колір. Обладнання та реактиви: 0,05% спиртовий розчин вітаміну К, 5% розчин діетилдитіокарбамату, 2% розчин натрій гідроксиду в етанолі, пробірки, піпетки. Хід роботи У пробірку наливають 2 мл 0,05% спиртового розчину вітаміну К, додають 2 мл 5% розчину діетилдитіокарбамату та 0,5 мл 2% розчину натрій гідроксиду в етанолі. Рідина забарвлюється в блакитний колір. Пояснити отримані результати, зробити висновок, результати записати в робочий зошит. Контрольні запитання 1. За допомогою яких реакцій виявляють вітаміни Е і К? 2. Які функції виконують вітаміни Е і К в організмі? 3. Які джерела та добова потреба організму людини в жиророзчинних вітамінах? Що таке авітамінози та гіпервітамінози? 4. КІЛЬКІСНЕ ВИЗНАЧЕННЯ ЖИРОРОЗЧИНИХ ВІТАМІНІВ А ТА Е Вітамін А. Хімічна будова та біологічні джерела. Сполуки, що мають біологічні властивості вітаміну А, є похідними β-іонону. Дві молекулярні форми вітаміну А (вітамери) - А1 та А2 є циклічними ненасиченими спиртами (транс-ізомери), що мають як бічний радикал гідрофобну диізопреноїдну групу, завдяки якій ці сполуки розчиняються в ліпідному біошарі мембран. Обидві сполуки проявляють повний спектр біологічних ефектів вітаміну А, проте вітамін А1 є дещо активнішим. У рослинах містяться провітаміни (біологічні попередники) вітаміну А - жовті пігменти α,β та γ-каротини (уперше були виявлені в моркві - лат. саrоtа). Найбільш активним провітаміном вітаміну А є β-каротин, у процесі гідролізу якого за участю ферменту β-каротинази стінки тонкої кишки та печінки людини утворюються дві молекули вітаміну А1.
Біологічні властивості. Після надходження в організм людини (з тваринною їжею або у вигляді рослинних каротинів) ретинол та дегідроретинол депонуються в тканинах (переважно в печінці) у вигляді складних жирнокислотних ефірів, які в міру фізіологічної потреби утворюють активні молекулярні форми вітаміну А - спирт (ретинол), альдегід (ретиналь) та ретиноєву кислоту. Біологічна активність вітаміну А полягає переважно в регуляції таких функцій організму:
процесів темпового (нічного) зору - нестача вітаміну А супроводжується порушенням темпового зору і розвитком «курячої сліпоти» (гемералопії);
процесів росту та диференціації клітин;
процесів утворення глікопротеїнів, що є компонентами біологічних слизів організму. Характерним проявом нестачі вітаміну А в людини та тварин є виражена сухість слизових оболонок. Введення препаратів вітаміну А або продуктів, що його містять, протидіє вказаним патологічним проявам, зокрема сухості очного яблука («антиксерофтальмічний» вітамін, «аксерофтол»). Добова потреба. Вітамін А надходить в організм людини з продуктами тваринного походження (особливо у складі вершкового масла, сметани, молока, печінки, риб'ячого жиру, яєчного жовтка) та у вигляді рослинних каротинів. Добова потреба людини у вітаміні А становить 1,5-2,5 мг, або 3-5 мг каротинів. 4. 1. Колориметричне визначення вітаміну А в риб'ячому жирі Принцип методу. Метод ґрунтується на колориметричному виявленні інтенсивності забарвлення, яке утворюється під час реакції вітаміну А з трихлористою сурмою за наявності оцтового ангідриду. Обладнання та реактиви: риб'ячий жир ~ хлороформ (1:10), концентрат вітаміну А в риб'ячому жирі, хлороформ, оцтовий ангідрид, 33% розчин трихлористої сурми (стибію) у хлороформі, ФЕК або спектрофотометр, пробірки, піпетки. Хід роботи У пробірку до 0,4 мл хлороформового розчину риб'ячого жиру додають 1-2 краплі оцтового ангідриду (для попередження появи помутніння) і 4 мл 33% розчину трихлористої сурми у хлороформі. Через 10 хв на фотоелектроколориметрі або спектрофотометрі вимірюють оптичну густину або коефіцієнт екстинкції за довжини хвилі 620 нм (червоний світлофільтр) проти розчину трихлористої сурми. Концентрацію вітаміну А в риб'ячому ясирі знаходять за калібрувальним графіком, де кожному значенню знайденої екстинкції відповідає певний вміст вітаміну А в 0,4 мл розчину. Побудова калібрувального графіка здійснюється за допомогою концентрату вітаміну А в риб'ячому жирі. Якщо вміст вітаміну А в 1 мл концентрату становить 500 од. (інтернаціональні одиниці), то для виготовлення початкового розчину беруть 10 мл риб'ячого жиру і розчиняють в 50 мл хлороформу. З 1 мл цього розчину розведення виконують таким чином, щоб в 0,4 мл містилося від 20 до 80 од. вітаміну А. Стандартні розчини обробляють трихлористою сурмою, і виявляють оптичну густину. Отримані дані використовують для побудови калібрувального графіка. Вміст вітаміну А в 1 мл риб'ячого жиру визначають за формулою: C=α*V/Q, де С - вміст вітаміну А в 1 мл риб'ячого жиру, од.; α - кількість вітаміну А в 1 мл досліджувального розчину - для цього кількість вітаміну А, знайдену за графіком в 0,4 мл розчину, поділити на 0,4, од.; V- загальний об'єм досліджуваного хлороформового розчину риб'ячого жиру, мл; Q - взята на аналіз кількість риб'ячого жиру, мл. Пояснити отримані результати, зробити висновок, результати записати в робочий зошит. 4. 2. Кількісне визначення вітаміну Е Принцип методу. Під час взаємодії спиртового розчину α-токоферолу з концентрованою нітратною кислотою суміш забарвлюється в червоний колір, інтенсивність якого пропорційна концентрації вітаміну Е й може бути визначена за допомогою фотоелектроколориметра. Обладнання та реактиви: 10% спиртовий розчин вітаміну Е, концентрована нітратна кислота, спирт етиловий абсолютний, ФЕК або спектрофотометр, колби, пробірки, пінетки, водяна баня.
Хід роботи У дві пробірки наливають по 2,5 мл спиртового розчину вітаміну Е, додають по 0,5 мл розчину нітратної кислоти й ставлять на водяну баню на 3 хв. Пробірки охолоджують і залишають у темному місці на 15 хв. Об'єм рідини в кожній пробірці доводять абсолютним етанолом до 5 мл, перемішують і фотометрують за λ=470 нм (синій світлофільтр). Концентрацію вітаміну Е в дослідному розчині визначають за калібрувальним графіком, де кожному значенню знайденої екстинкції відповідає певний вміст вітаміну Е в 1 мл розчину. Для побудови калібрувального графіка використовують спиртовий препарат, який містить в 1 мл 100 мг α-токоферолу. З цією метою 0,5 мл такого препарату розчиняють абсолютним етанолом у колбі об'ємом 50 мл (в 1 мл міститься 1 мг препарату). У чотири пробірки наливають по 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 мл цього розчину й доводять загальний об'єм рідини абсолютним етанолом до 2,5 мл у кожній пробірці. За значеннями оптичної густини розчинів, які мають різну кількість вітаміну Е, будують калібрувальний графік. На осі ординат відкладають екстинкції, на осі абцис -відповідні концентрації вітаміну Е в 1 мл. Пояснити отриманий результат, зробити висновок, результати записати в робочий зошит. Контрольні запитання 1. Яка будова та фізіологічні функції вітаміну А? 2. Що таке антивітаміни? 3. Яким методом користуються для кількісного визначення вітаміну А? У якому матеріалі? 4. Охарактеризуйте принцип методу кількісного визначення вітаміну Е.
 
Література
 
  1. М.Є.Кучеренко, Ю.Д.Бабенюк, О.М.Васильєв та ін. Біохімія: Підручник. – К.: ВПЦ "Київський університет", 2002.
  2. М.Є.Кучеренко, Ю.Д.Бабенюк, О.М.Васильєв та ін. Біохімія. – К., 1994.
  3. Ленинджер А. Основы биохимии.-М.:Мир,1985.
  4. Кольман Я., Рем К.-Г. Наглядная биохимия.- Пер. с нем. – М., Мир, 2005. – 469 с.
  5. Попков В.А., Берлянд А.С. Общая и биоорганическая химия. М.:Академия, 2010. - 361 с.
  6. Тагер А.А. Физико-химия полимеров. М.: Научный мир, 2007. – 573 с.
  7. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И., Зурабян С.Э. Биоорганическая химия. – ГЭОТАР-Медиа. 2012. - 416 с.
  8. Губський Ю.І. Біохімія. Підручник. – Нова книга, 2007. – 658 с.
  9. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. Підручник. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002.– 744 с.
  10. Рачинский Ф. Ю., Рачинская М. Ф. Техника лабораторных работ. – Л.: Химия, 1982. – 432 с.
  11. Доис Э. Количественные проблемы биохимии (оптический и фотометрический анализ). – М.: Мир, 1983. – 376 с.;
  12. Карнаухов А.И., Безнис А.Т. Бионеорганическая химия: Учеб.пособие.– К.: Вища шк., 1992.– 223 с.
  13. Болдырев А. А., Кяйвяряйнен Е. И., Илюха В. А. Биомебранология: Учебное пособие. – Петрозаводск, 2006. – 226 с.
  14. 2- Геннис Р. Биомембраны: Молекулярная структура и функции. – М.: Мир, 1997. – 624 с.
  15. Lehninger A. L. Principles of biochemistry. – fourth edition, 2004. – 1119 p.
  16. Сибірина Н.О., Чайка Я.П., Климишин Н.І. та ін. Механізми біохімічних реакцій: навчальний посібник для вузів. Львів. 2009.
 
 
Фото Капча