Sprawozdanie

Własności białek i cukrów

1. Wstęp teoretyczny

Białka - wielkocząsteczkowe biopolimery, zbudowane z reszt aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniami peptydowymi -CONH-. Występują we wszystkich organizmach żywych oraz wirusach. Synteza białek odbywa się w specjalnych organellach komórkowych zwanych rybosomami. Zazwyczaj liczba reszt aminokwasowych pojedynczego łańcucha polipeptydowego jest większa od 100, a cała cząsteczka może być zbudowana z wielu łańcuchów polipeptydowych.

Głównymi pierwiastkami wchodzącymi w skład białek są C, O, H, N, S a także P oraz niekiedy kationy metali Mn²⁺, Zn²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Cu²⁺, Co²⁺ i inne. Skład ten nie pokrywa się ze składem aminokwasów. Wynika to stąd, że większość białek ma dołączone do reszt aminokwasowych różne inne cząsteczki. Regułą jest przyłączanie cukrów, a ponadto kowalencyjnie lub za pomocą wiązań wodorowych dołączane może być wiele różnych związków organicznych pełniących funkcje koenzymów oraz jony metali.

Węglowodany - organiczne związki chemiczne składające się z atomów węgla, wodoru i tlenu. Są to związki zawierające jednocześnie liczne grupy hydroksylowe, karbonylowe oraz czasami mostki pólacetalowe. Ogólnym wzorem sumarycznym węglowodanów jest C_nH_2nO_n lub C_n(H₂O)_n (znane są jednak węglowodany nie spełniające tego wzoru, np. deoksyryboza).

Ze względu na liczbę jednostek cukrowych w cząsteczce, węglowodany dzielą się na:

1. cukry proste (monosacharydy)

2. dwucukry (disacharydy)

3. trójcukry (trisacharydy)

4. penta-, heksa-, hepta- itd. sacharydy: oligosacharydy

5. wielocukry (polisacharydy)

2. Opis doświadczeń

1. Rozdział chromatograficzny aminokwasów hydrolizatu włosów ludzkich

Materiały: hydrolizat włosów ludzkich, 0,5% roztwory wodne aminokwasów (histydyna, arginina, glicyna, cystyna, lizyna, kwas glutaminowy, tyrozyna, walina, fenyloalanina), płytka do chromatografii TLC pokryta silikażelem, rozpuszczalnik: n-butanol - kwas octowy - woda (w stosunku 12:3:5), 0,1% alkoholowy roztwór ninhydryny, komora chromatograficzna

Opis doświadczenia: Na płytce TLC rysujemy linię startu a następnie w odstępach ok. 1cm nanosimy próbki kontrolne i hydrolizat włosa. Zanurzamy w komorze chromatograficznej i pozostawiamy na ok. 1 godzinę.

Obserwacje: Na płytce TLC pojawiły się liczne plamki charakterystyczne dla poszczególnych aminokwasów. Z próbki hydrolizatu włosów ludzkich wyodrębniło się kilka plamek o różnych wysokościach. Porównując wysokość tych plamek z wysokością plamek pochodzących z aminokwasów można wysnuć wnioski dotyczące składu włosów ludzkich.

Start - linia, wzdłuż której zostały umieszczone poszczególne próbki.

Meta - linia oddzielająca fazę mokrą od fazy suchej

Współczynnik retencji - iloraz odległość środka plamki od linii startu i odległości startu do mety.

W naszym doświadczeniu odległość startu od mety wynosiła 60 mm.

Współczynniki retencji poszczególnych aminokwasów (uszeregowane malejąco) wynosiły odpowiednio:

aminokwas	współczynnik retencji
fenyloalanina	0.5150
tyrozyna	0.4280
glicyna	0.1600
kwas glutaminowy	0.1330
histydyna	0.1130
arginina	0.1120
lizyna	0.0968
cysteina	0.0951

Współczynniki retencji poszczególnych składników hydrolizatu włosów ludzkich (uszeregowane malejąco) wynosiły odpowiednio:

aminokwas	współczynnik retencji
A	0.500
B	0.475
C	0.348
D	0.190
E	0.074

Wnioski: Porównując współczynniki retencji ustaliliśmy skład włosów ludzkich:

aminokwas	nazwa
A	fenyloalanina
B	tyrozyna
C	tyrozyna
D	glicyna
E	cysteina

2. Odczyn barwny wiązania peptydowego - próba biuretowa

Materiały: roztwór NaOH, 0,5% roztwory żelatyny, peptonu i glicyny, woda destylowana, 0,1% roztwór siarczanu(VI) miedzi(II)

Opis doświadczenia: Do czterech ponumerowanych probówek wlewamy odpowiednio 2ml żelatyny, peptonu, glicyny oraz wody. Następnie do każdej probówki wprowadzamy 2ml roztworu NaOH, mieszamy i dodajemy 15 kropli 0,1% roztworu siarczanu(VI) miedzi(II). Zapisujemy obserwacje.

Obserwacje: Żelatyna i pepton zabarwiły się na kolor jasnofioletowy, natomiast glicyna na jasnoniebieski. Woda również przybrała kolor jasnoniebieski, zatem próba na glicynie daje wynik negatywny.

Wnioski: Glicyna nie posiada odpowiednich protein, aby powstały złożone związki kompleksowe, gdzie jon Ca²⁺ jest kompleksowany przez minimum 2 grupy peptydowe. Próba biuretowa na roztworach białek daje wynik pozytywny.

3. Wykrywanie wolnych grup aminowych za pomocą ninhydryny

Materiały: 0,1% roztwór ninhydryny, 0,5% roztwory żelatyny, peptonu i glicyny, woda destylowana, łaźnia wodna

Opis doświadczenia: Do czterech ponumerowanych probówek wlewamy odpowiednio 2ml żelatyny, peptonu, glicyny oraz wody. Do każdej probówki dodajemy 0,5 ml roztworu ninhydryny. Zapisujemy obserwacje, a następnie probówki wkładamy do łaźni wodnej o temp. 95°C na 5 minut. Ponownie zapisujemy obserwacje.

Obserwacje: Pepton i żelatyna po dodaniu ninhydryny zabarwiły się na kolor żółty, a glicyna na fioletowy. Po podgrzaniu probówek w łaźni wodnej zawartość każdej z nich przybrała kolor głębokiej purpury.

Wnioski: Temperatura znacznie przyśpiesza tempo zachodzenia reakcji chemicznych.

4. Rozpuszczalność polisacharydów

Materiały: agar, celuloza, skrobia, woda destylowana

Opis doświadczenia: Do trzech osobnych probówek prowadzamy odpowiednio agar, celulozę i skrobię, następnie do każdej z nich dodajemy 2ml wody destylowanej. Zapisujemy obserwacje i umieszczamy probówki w łaźni wodnej o temp. 95°C na 5 minut. Ponownie zapisujemy obserwacje.

Obserwacje: W zimnej wodzie jedynie agar uległ rozpuszczeniu, skrobia natomiast napęczniała. Po podgrzaniu skrobia rozpuściła się i przybrała galaretowatą postać. Celuloza nie rozpuściła się w ogóle.

Wnioski: Agar jest łatwo rozpuszczalny w wodzie, skrobia średnio rozpuszczalna, a celuloza jako cukier złożony nie rozpuszcza się wcale.

5. Własności redukcyjne cukrów

Materiały: glukoza, laktoza, odczynniki: Fehlinga I (roztwór siarczanu(VI) miedzi(II)) oraz Fehlinga II (roztwór NaOH i winianu sodowo-potasowego), odczynnik Benedicta, woda destylowana, łaźnia wodna

Ad.1. Próba Fehlinga

Opis doświadczenia: W trzech ponumerowanych probówkach mieszamy ze sobą roztwory Fehlinga I i II. Do jednej z nich dodajemy 1ml wody destylowanej, do pozostałych odpowiednio 1ml glukozy i 1ml laktozy. Zawartość probówek mieszamy i wstawiamy do łaźni wodnej o temp. 95°C na 5 minut. Zapisujemy obserwacje.

Obserwacje: Przed podgrzaniem laktoza zabarwiła się delikatnie na {?Inny?} kolor. Pozostałe probówki bez zmian. Po wyjęciu probówek z łaźni wodnej ich zawartość miała kolor zielony; dodatkowo w każdej z nich wytrącił się żółtawy osad (w wodzie najmniej).

Ad.1. Próba Benedicta

Opis doświadczenia: Do trzech ponumerowanych probówek wprowadzamy po 5ml roztworu Benedicta. Do pierwszej dodajemy 1ml wody destylowanej, do drugiej 1ml glukozy, a do trzeciej 1ml laktozy. Probówki umieszczamy w łaźni wodnej o temp. 95°C na 5 minut. Zapisujemy obserwacje.

Obserwacje: Przed podgrzaniem probówki nie różniły się między sobą. Po podgrzaniu jednak glukoza i laktoza przybrały barwę czerwono-żółtą. Woda pozostała bez zmian - wynik próby negatywny.

Wnioski Ad.1. i Ad.2.: Laktoza i glukoza są cukrami redukującymi.

6. Badanie produktów spożywczych na zawartość skrobi i cukrów redukujących

Materiały: mąka, sucharek, ryż, odczynnik Benedicta, płyn Lugola

CZĘŚĆ 1

Opis doświadczenia: Przygotowujemy 6 probówek. W pierwszych dwóch umieszczamy szczyptę mąki, w kolejnych dwóch po kawałku sucharka, a w ostatnich ziarenka ryżu. Do każdej z probówek dodajemy 2ml wody destylowanej. Dla każdego produktu spożywczego wykonujemy próbę Benedicta (opisana w doświadczeniu 5) oraz próbę Lugola, polegającą na dodaniu do preparatów kilku kropli płynu Lugola. Zapisujemy obserwacje.

Obserwacje: Na zimno wynik próby Lugola pozytywny w każdej probówce, jednak zabarwione były jedynie produkty spożywcze, a nie cały roztwór (skrobia nie uwolniła się do roztworu, lecz nadal znajduje się w produkcie spożywczym). Próba Benedicta natomiast w każdej probówce dała wynik negatywny.

CZĘŚĆ 2

Opis doświadczenia: Przygotowujemy 6 probówek. W pierwszych dwóch umieszczamy szczyptę mąki, w kolejnych dwóch po kawałku sucharka, a w ostatnich ziarenka ryżu. Do każdej z probówek dodajemy 2ml wody destylowanej i umieszczamy je wszystkie w łaźni wodnej. Po upływie 5 minut wykonujemy próbę Benedicta oraz próbę Lugola dla każdego produktu spożywczego.

Obserwacje: Po podgrzaniu w łaźni wodnej próba Lugola dała wynik pozytywny w każdej z probówek, jednak barwa była intensywniejsza, niż w części 1 oraz cały roztwór był zabarwiony. Świadczy to o istnieniu skrobi w całej objętości roztworu pod wpływem dostarczonego ciepła. Próba Benedicta natomiast w każdej probówce dała wynik negatywny.

Wnioski: Podgrzanie probówek przed wykonaniem prób wzmocniło jedynie intensywność koloru otrzymanego dzięki płynowi Lugola. Podgrzewanie było zbyt krótkie aby rozłożyć wielocukry występujące w badanych próbkach.

---