![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Источник рентгеновских лучей
пучок рентгеновских лучей
кристалл белка
фотопленка
Рис.3. Схема рентгеновского кристаллографического анализа. Однонаправленный рентгеновский поток падает на белковый кристалл, который вызывает дифракцию лучей.
Определение структуры миоглобина и гемоглобина обеспечило первые представления о природе трехмерной структуры глобулярных белков. В отличие от рентгеноструктурной кристаллографии, ядерно-магнитная резонансная (ЯМР) спектроскопия позволяет изучать белки в растворах и, следовательно, не требует трудоемкого получения кристаллов белков. ЯМР спектроскопия основана на абсорбции электромагнитного излучения молекул в магнитных полях, позволяет определять состояние спинов определенных атомных ядер. При изучении белковой структуры обычно определяют спины водородных атомов. Рентгеноструктурная кристаллография и ЯМР спектроскопия требуют больших количеств очищенного белка. Метод дисперсии оптического вращения (ДОВ) является также одним из важнейших методов изучения белков в их водных растворах. Он основан на способности белков вращать плоскость поляризации света, падающего на их образцы. Измерение угла вращения проводят на спектрополяриметре. Однако метод ограничен в результате гидрофобных взаимодействий и ван-дерваальсовых сил. Для исследования белков используются также УФ-спектрофотометрия. Метод основан на гипохромном эффекте, т.е. понижении поглощения света при длине волны 190 нм белком, имеющим α -спирали и β -структуры по сравнению с белком с разрушенными этими структурами. Используют также метод электронной микроскопии, который в совокупности с вышеуказанными методами могут дать исчерпывающую информацию о структуре белка. При анализе аминокислотного состава пищевых белков проводят полный гидролиз исследуемого экстракта белков или пептидов и определение суммарного (аминного азота) содержания аминокислот или всех аминокислот в гидролизате. Для гидролиза обычно используют 5-7 N-раствор НCl, а при анализе содержания триптофана, неустойчивого в кислой среде, раствор щелочи. Благодаря наличию карбоксильных и аминных групп аминокислоты проявляют свои специфические реакции, которые нашли применение при разделении, идентификации и количественном определении аминокислот. Реакции по карбоксильным группам аминокислот протекают аналогично превращениям карбоновых кислот, т.е. образуют соли, сложные эфиры, тиоэфиры, с формальдегидом дают метильные или метиленовые производные. Сложные эфиры разных аминокислот со спиртами имеют различные коэффициенты летучести. R1 –
Поэтому их легко можно разделить фракционной перегонкой в вакууме. В специфических реакциях аминокислот особую роль играет реакционная способность α -аминогруппы. Реакция с азотистой кислотой (реакция Ван-лайка) позволяет определить суммарное содержание аминокислот по выделившемуся газообразному азоту. R – гидроксикислота α -аминогруппа может вступать в реакцию с формальдегидом (реакция Зёренсона):
При этом аминогруппа блокируется гидроксиметиленовой группой и теряет свои основные свойства, сохраняя кислотные свойства аминокислоты, которую затем можно оттитровать раствором щелочи. Эта реакция нашла применение при количественном определении по методу формольного титрования аминокислот:
НОН2С СН2ОН НОН2С СН2ОН
Для идентификации и количественного анализа аминокислот широкое применение получила цветная реакция с нингидрином:
При рН 5, 5 и нагревании с избытком нингидрина аминокислота дегидрируется, декарбоксилируется с образованием СО2, NН3, альдегида, а нингидрин превращается в восстановленный нингидрин. Нингидрин, восстановленный нингидрин и аммиак затем конденсируются с образованием окрашенного соединения. Интенсивность окраски определяется фотоколориметрическим методом анализа, в основе которого лежит способ построения градуировочного графика. Аминокислоты в белковых гидролизатах предварительно разделяют бумажной, ионообменной хроматографией или электрофорезом. Известен большой ряд реакций, лежащих в основе методов определения аминокислот: биуретовая, ксантопротеиновая, нитропруссидная, реакции Паули, Адамкевича и Вуазене, Сакагучи и др. В таблице 6 по результатам анализа приведена расшифровка аминокислот белков муки. Большое внимание уделяется определению общего содержания белка в пищевых объектах. Обычно определение проводят с использованием метода Къельдаля. Он основан на мокром сжигании материала в серной кислоте с использованием катализаторов: Na2SO4, CuSO4, Se, H2O2. В результате выделяющийся аммиак вступает в реакцию с серной кислотой: 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 Затем проводят отгонку NH3: (NH4)2SO4 + 2NaOH = 2NH3 + Na2SO4 + 2H2O Аммиак поглощают избытком 0, 1 н раствора H2SO4 и титруют избыток H2SO4 0, 1 н раствором NaОН в присутствии фенолфталеина: H2SO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O Таблица 6 Аминокислотный состав белков муки (в г на 100 г белка)
Рассчитывают содержание азота в %. Для перевода количества азота в содержание белка используют коэффициент 6, 25. Принят он потому, что большинство белков содержат 16% азота (100: 16 = 6, 25). Для пшеницы получен коэффициент 5, 7, т.к. ее белки содержат 17, 5% азота. Для ржи, ячменя, овса, семян подсолнечника также 5, 7; сои – 5, 8; кукурузы – 6, 25; молока – 6, 38 и т.д. По методу Къельдаля созданы высокопроизводительные, модифицированные, автоматические анализаторы типа «Къельфос». Имеются и другие методы определения азота, такие как Дюма, нейтронно-активационный, с фенолятгипохлоритом на приборе «Техникон». Метод Дюма заключается в разложении органического соединения в атмосфере оксида углерода до газообразного состояния с последующим измерением объема азота (N2). В нейтронно-активационном методе атомы азота анализируемого образца бомбардируются нейтронами в ядерном реакторе с получением изотопа 13N. Содержание белка рассчитывается по количеству гамма-лучей. Определение азота на приборе «Техникон» осуществляется фотоколориметрическим способом. Измеряется интенсивность сине-голубой окраски, образующейся в процессе минерализации образца с щелочным раствором фенола и гипохлорита. Широкое распространение получил метод инфракрасной спектроскопии, в основе которого лежит поглощение белками света с определенной длиной волны и измерение интенсивности его отражения в специальных приборах-анализаторах. Известен нефелонометрический метод определения белка, основанный на различной степени помутнения. Рефрактометрические методы основаны на способности белков адсорбировать красители (кумасси синий R-250, амидочерный и др.) и преломлять лучи света.
5. Методы исследования липидов в пищевом сырье и продуктах переработки Методы исследования липидов зависят от строения и состава липидов, жирнокислотного состава масел и жиров и претерпевают сложные стадии пробоподготовки. Липиды (от греческого слова lipos-жир) широко распространены в природе и вместе с белками и углеводами составляют основную массу органических веществ всех живых организмов, являясь обязательным компонентом каждой клетки. В растениях липиды накапливаются, главным образом, в семенах и плодах. По химическому составу липиды являются производными жирных кислот, спиртов, альдегидов, построенных с помощью сложноэфирной, простой эфирной, фосфоэфирной, гликозидной связей. Их делят на две основные группы: простые и сложные. Таблица 7 Содержание липидов в семенах и плодах растений
К простым нейтральным липидам (не содержащим атомов азота, фосфора, серы) относят производные высших жирных кислот (табл. 8) и спиртов: глицеролипиды, воски, эфиры холестерина, гликолипиды и др. Таблица 8 Основные карбоновые кислоты,
|