ОЦЕНКА ПИТАТЕЛЬНОЙ ЦЕННОСТИ БЕЛКОВ НА ОСНОВЕ КАЧЕСТВЕННЫХ РЕАКЦИЙ
Отчёт по лабораторной работе №1
по дисциплине «Биологическая химия»
Специальность 1-49 01 02 Технология хранения и переработки животного сырья
Специализация 1-49 01 02 02 Технология молока и молочных продуктов
Проверил Выполнила
Старший преподаватель студент группы ТЖМ-191
____________ Ткаченко Л.М ____________ Мороз А. Г.
«___»____________2020г «___»____________2020г
Могилев 2020
Цель работы: Оценить питательную ценность белков на основе качественных реакций.
Материалы и реактивы. Разбавленный раствор яичного альбумина, 1 %- ный раствор желатина, 1 %-ный раствор растительного альбумина (см. приложение Б, п.1, 2), 10 %-ный раствор гидроксида натрия, 1 %-ный раствор сульфата меди, 0,5 %-ный раствор нингидрина, азотная кислота (конц.), 30 %-ный раствор гидроксида натрия, раствор глиоксиловой кислоты (см. приложение Б, п. 3), ледяная уксусная кислота, серная кислота (конц.), 5 %-ный раствора уксуснокислого свинца.
Оборудование: пробирки обыкновенные, спиртовки, водяная баня.
Общие положения
Присутствие белка в биологических объектах или растворах можно обнаружить с помощью цветных реакций, которые обусловлены наличием аминокислот в белке, их специфическими группами или пептидными группами.
Существуют универсальные и специфические качественные (цветные) реакции. Универсальные цветные реакции дают все белки (биуретовая и нингидриновая). Специфические цветные реакции характерны только для определенных аминокислот в молекуле белка. На основании некоторых цветных реакций разработаны методы количественного определения белков и аминокислот, которые широко используются в биохимических анализах.
|
|
В белках обнаружены двадцать α-аминокислот. Все аминокислоты по значимости делятся на три группы: заменимые, незаменимые и частично заменимые Незаменимых (эссенциальных) обязательных аминокислот для человека восемь: валин (Вал), лейцин (Лей), изолейцин (Иле), треонин (Тре), метионин (Мет), лизин (Лиз), фенилаланин (Фен), триптофан (Трп). Две аминокислоты являются частично незаменимыми – это аргинин и гистидин. Аргинин и гистидин не синтезируются в организме детей. Эти аминокислоты, как и все другие, синтезируют микроорганизмы и зеленые растения, но не могут синтезироваться в организме животного и человека, т.к. нет аналогов соответствующих кетокислот, необходимых для их биосинтеза. Незаменимые аминокислоты должны быть обязательно введены в организм человека или животного с пищей. Если их будет в пище недостаточно, то нормальное развитие и жизнедеятельность организма нарушаются, т.к. не могут синтезироваться белки органов и тканей, содержащие их. Остальные аминокислоты причислены к заменимым, способны синтезироваться в организме человека и животных
Отдельные пищевые белки могут быть биологически неполноценными по своему аминокислотному составу. Однако необходимо исследовать аминокислотный состав не отдельных белков, а всего их комплекса, содержащегося в пищевом продукте. Только при таком подходе могут быть получены правильные данные об аминокислотном составе, а, следовательно, и о пищевой ценности продукта. Для питания большое значение имеет сбалансированность аминокислотного состава белков.
|
|
По содержанию в белке незаменимых аминокислот, определяемых химическими методами, вычисляют аминокислотный скор, которым характеризуют биологическую ценность белка. В продукте определяют содержание каждой незаменимой аминокислоты. Найденное количество вычисляют в процентах к содержанию той же аминокислоты в идеальном белке (куриного яйца, молока). Чаще всего в качестве идеального белка применяют аминокислотную шкалу Комитета ФАО/ВОЗ (ФАО-Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН – межправительственная организация, специализированное учреждение ООН. ВОЗ- Всемирная организация здравоохранения).
Аминокислотный скор каждой незаменимой аминокислоты в идеальном белке (шкале ФАО/ВОЗ) принимают за 100 %.
Расчет аминокислотного скора ведут по формуле
где АK – аминокислота;
В – содержание (мг) незаменимой аминокислоты в 1 г исследуемого белка;
С – содержание (мг) этой же незаменимой кислоты в 1 г идеального белка (шкале ФАО/ВОЗ).
По вычисленному аминокислотному скору, определяют лимитирующую биологическую ценность изучаемого белка. Аминокислота с наименьшим скором является дефицитной в данном белке. Для растительного белка чаще всего дефицитным является лизин, триптофан, метионин и треонин. Белки животного происхождения – мяса, молока, яиц – биологически более ценные, т.к. их аминокислотный состав ближе к аминокислотному составу органов и тканей человека.
Биуретовая реакция
Принцип метода. В щелочной среде в присутствии солей меди растворы белка приобретают фиолетовый цвет с красным или синим оттенком, зависящим от количества пептидных связей в молекуле. Продукты неполного гидролиза белка, содержащие не менее двух пептидных связей, дают биуретовую реакцию с красным оттенком. Реакция обусловлена наличием пептидных групп, которые в щелочной среде образуют с ионами двухвалентной меди окрашенные комплексы.
|
|
В щелочной среде пептидная группа присутствует в своей таутомерной енольной форме:
Ион меди взаимодействует с отрицательным зарядом диссоциированной в этих условиях ОН-группой – возникает солеобразная связь; кроме того, медь образует дополнительные координационные связи с атомами азота, участвующими в пептидной связи, путем использования их неподеленных электронных пар. Комплексное соединение меди с енолизованными пептидными группами при участии четырех атомов азота можно представить следующим образом:
Нингидрированная реакция
Принцип метода. Белки, полипептиды, как и свободные α-аминокислоты, дают синее или фиолетовое окрашивание с нингидрином (гидрат трикетогидриндена). Реакция характерна для α-аминогрупп аминокислот.
На I стадии реакции образуется восстановленный нингидрин за счет окислительного дезаминирования (образование NН3) и декарбоксилирования (образование СО2) α-аминокислот: 
На II стадии образовавшийся аммиак реагирует с эквимолярными количествами окисленного и восстановленного нингидрина, образуя сине-фиолетовый продукт, интенсивность окраски которого (при 570 нм) пропорциональна количеству аминокислоты:
