Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Химия / Другие методич. материалы / Исследовательская работа по теме: "Анализ пищевых продуктов"
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Химия

Исследовательская работа по теме: "Анализ пищевых продуктов"

библиотека
материалов













Исследовательская работа по теме:

Анализ пищевых продуктов







Выполнил ученик 9 класса

Малый Алексей.


Руководитель учитель химии

Малая Инга Николаевна.














Содержание.

Страница

  1. Цели и задачи……………………………………………………… …3

  2. Основная часть:

      • исследование яичной скорлупы………………………… …6

      • исследование картофельных очистков……………… ……7

      • исследование состава зеленого огурца………………… …11

      • исследование фруктовых соков и напитков…………… …13

      • определение пролина в фруктовых соках и напитках… …13

      • анализ табака……………………………………………… ..15

      • анализ пчелиного мёда………………………………… …..16

      • анализ продукта животноводства (сосиски)……… ………17

      • обнаружение нитритов в отваре сосисок…………… ……20

      • приготовление индикатора из краснокочанной капусты …22

3. Заключение………………………………………………… ………………23

4. Литература……………………………………………………… ………….24















Цель работы:

Исследование разного рода пищевых продуктов на содержание азотистых соединений, углеводов, белков.

Выяснить роль этих веществ в жизнедеятельности растительных организмов и организме человека.

Уметь ориентироваться в выборе пищевых продуктов на современном рынке.

Задачи:

1. Научится проводить самостоятельно качественные реакции.

2. Анализировать полученные результаты, делать выводы.


Питание – один из важнейших факторов связи человека с внешней средой.

Обеспечение безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов – одно из основных направлений, определяющих здоровье населения и сохранение генофонда.

С продуктами питания в организм человека поступает 40-50 % вредных веществ, с водой 20-40 %.

Интенсивное развитие сельского хозяйства и промышленности привело к увеличению вредных для человека выбросов во внешнюю среду жидких и газообразных технических отходов. В настоящее время в сельском хозяйстве используют сотни различных пестицидов химического и биологического происхождения. Многие из них попадают в продовольственное сырьё, а затем и в продукты питания. Таким образом, добившись увеличения количества продовольствия, мы значительно проиграли в их качестве.

Результаты обследования в нашей стране свидетельствуют о высоком уровне загрязненности продуктов питания токсичными химическими соединениями, биологическими агентами и микроорганизмами, что связанно главным образом с техногенным загрязнением окружающей среды с низкой агротехнической культурой и нарушением агрохимических технологий.

Пищевые продукты умеют аккумулировать из окружающей среды все экологически вредные вещества и концентрируют их в больших количествах.

Из окружающей среды 70 % ядов попадают в организм человека с пищей растительного и животного происхождения. С 1986 г. радионуклидов в продуктах питания увеличился в 5-20 раз по сравнению с 60-ми годами. За последние 5 лет загрязнение продуктов питания нитритами и продуктами их распада возросло в 5 раз.

Даже при соблюдении всех норм внесения в почву пестицидов мы не гарантированны от получения некачественных продуктов, так как в культуры попадают не только остаточные количества препаратов, но и продукты их метаболитов, обладающих более высокой концентрацией и токсичностью. В плодах и овощах загрязнение нитритами превышает суточную дозу до 8 раз. До 10 % проб пищевых продуктов содержат тяжёлые металлы и половина из них – в дозах превышающих ПДК. По отдельным видам продуктов этот показатель ещё выше. Так, в 52 % исследованных образцов сливочного масла содержались токсичные вещества (медь, железо, цинк, свинец и др.) выше ПДК.

Экологически безопасные продукты питания – это продукция, получена из экологически безопасного сырья по технологиям, исключающим образование и накопление в продуктах потенциально опасных для здоровья человека химических и биологических вещёств и отвечающая медико-биологическим требованиям и санитарным нормам качества продуктового сырья и пищевых продуктов. Безопасность пищевых продуктов гарантируется установлением и соблюдением регламентируемого уровня содержание любых загрязнителей. Центральное звено системы обеспечения безопасности пищевых продуктов – организация контроля и мониторинга за их загрязнением.

Неудовлетворительное состояние с качеством и безопасностью питания – одна из причин естественного прироста населения, сокращение средней продолжительностью жизни у мужчин до 58 лет, у женщин – до 72 лет.

По этим показателям Россия устойчиво занимает одно из последних мест среди индустриально развитых стран.

В связи с этим состояние питания населения становится важнейшим фактором, который в значительной степени определяет его здоровье и сохранение генофонда населения.

А у нас до 15% молочных продуктов и до 10 % мясопродуктов не соответствуют требованию стандартов по бактериологическим показателям.

Повышение содержание солей щавелевой кислоты в моркови, горохе фасоли, репе, шпинате и других культурах приводит к заболеванию желудочно-кишечного тракта, нарушению обмена кальция и заболевания почек.

В наше время отмечено значительным расширением количество производителей пищевых продуктов, а так же менее строгим подходом к применению разнообразных пищевых добавок и суррогатов. Погоня за сиюминутной прибылью ведёт к тому, что нечестные и безответственные люди используют некачественное, а порой и опасное для здоровья сырыё в производстве пищевых продуктов. Широко распространились, так называемые биологически активные добавки (БАД), контроль за качеством которых не слишком строг. Вообще в России как развивающейся стране ещё слабо поставлен механизм контроля качества пищевых продуктов, напитков и, что особенно удручает, лекарственных средств. Конечно, эта сфера требует дорогостоящего лабораторного оборудования и, главное, квалифицированных кадров. А пока можно посоветовать потребителю быть бдительным, критически относится к рекламным наворотам и развивать свою потребительскую культуру. В частности, было бы весьма полезно познакомиться с европейским кодом пищевых добавок, обозначаемым буквой «Е». Итак, читаем на упаковке сосисок, что в их состав входит «фиксатор окраски». Не очень-то информативно! Далее смотрим, что у этого «фиксатора» кодовый индекс Е 250. В справочнике находим, что под этим номером проходит нитрат натрия. Думаю, не было бы большого греха, если бы так и было указано «нитрат натрия». Важно, чтобы этот «фиксатор окраски» вносился в мясной фарш согласно принятой технологии и его концентрации в продукте соответствовала научно обоснованной норме.

Исследование яичной скорлупы.

Цhello_html_m59e96983.pngель: Определить состав яичной скорлупы.










Опыт. Яичную скорлупу освободим от подскорлуповой пленки, промоем дистиллированной водой, слегка измельчим и порошок разделим на 2 части. К первой добавим несколько капель концентрированной азотной кислоты, слегка прогреем. Наблюдаем бурное выделение пены (диоксид углерода), а кусочки скорлупы

Сhello_html_m8de550a.gifаСО3 +2НNО3 Са(NO3)2 2О+СО2

размягчаются и желтеют. Их отмоем водой от азотной кислоты и добавим примерно 1 мл 5-10%-ного раствора щелочи. Кусочки скорлупы окрашиваются в яркий желто-коричневый цвет, что характерно для так называемой ксантопротеиновой реакции. Ко второй порции порошка добавим 2-3 мл 10%-ной щелочи и прокипятим примерно 10-15 минут при помешивании стеклянной палочкой. Полученный мутноватый щелочной раствор сольем с осадка и, отобрав около 1 мл, выполним биуретовую реакцию (просто добавим 1-2 капли бледно-голубого сульфата меди). Появляется сиреневое окрашивание, характерное для белков полипептидов (осторожно: избыток сульфата меди маскирует цвет медно-белкового комплекса). Оставшийся раствор белка делим на три равные части. К первой добавляется несколько капель ацетата свинца; появляется коричневое окрашивание, указывающее на образование сульфида свинца. Следовательно, в белке скорлупы содержатся аминокислоты цистин и цистеин. Со второй порцией ставится цветная реакция Сакагуши на аргинин. Третья порция раствора нейтрализуется 20%-ной серной кислотой, и с ней ставится диазореакция Паули. Обе реакции положительны.

Вывод: Таким образом, с помощью нехитрых, уже знакомых опытов можно установить, что в ткани скорлупы куриного яйца содержатся щелочерастворимые белки, в которых присутствуют содержащие серу аминокислоты: аргинин, гистидин, тирозин. Известно, что белки скорлупы относятся к кератинам. По литературным данным, в этих белках действительно много аргинина (до 11%), цистеина (14%), тирозина гистидина (до 6%).


Исследование картофельных очистков.

Цель: Определить содержание хлорогеновой кислоты, провести качественную реакцию Сакагуши на содержание аргинина.

hello_html_5e30dc2d.png

Картофельные очистки принято считать абсолютно ни на что негодным, бросовым продуктом. Их место в мусорном баке. Однако если подойти к этим отходам, творчески, они могут явиться интересным объектом химического анализа на уроке химии. В клубнях картофеля помимо крахмала, растительного белка и т.п. содержатся весьма интересные циклические соединения, которые биохимики обозначают терминами «полифенолы», «биологически активные фенольные соединения», «фенолокислоты». Мы будем называть их фенилпропаноидами, хотя данный термин не охватывает всё разнообразие этих продуктов вторичного обмена у растений. Среди «картофельных» фенилпропаноидов мы обнаружим хлорогеновую (3-кофеил-хиновую) кислоту. Структурные формулы некоторых растительных фенилпропаноидов:


OH

hello_html_701df260.gif

hello_html_mbcd3f8b.gif OH

hello_html_mbcd3f8b.gifHOOC-CH=CH-




Кофейная кислота

hello_html_3ba246ed.gifhello_html_m438e6f54.gifhello_html_1d06507b.gif

O-CH3


HOOC-CH=CH- OH



Феруловая кислота


hello_html_m15efa60c.gif OH

hello_html_m438e6f54.gifhello_html_mbcd3f8b.gif О

║ OH

hello_html_mbcd3f8b.gifhello_html_mbcd3f8b.gif O-C-CH=CH-

Нhello_html_m438e6f54.gifООС

hello_html_m311f0002.gif

hello_html_32c4c743.gifhello_html_5124d0bb.gif ОН

Хлорогеновая кислота

hello_html_5951fc3b.gifhello_html_m311f0002.gif НО ОН


Хлорогеновая кислота найдена не только в клубнях картофеля. Мы находили её в листьях медовой травы стевии, подсолнечном жмыхе, зернах кофе (больше в непрожаренных). А авторитетный специалист по биохимии растений Дж. Харборн обнаружил хлорогеновую кислоту более чем в 100 видах диких и культурных растений.

В классических работах российского академика А. И. Опарина указано на роль этого фенилпропаноида в окислении аминокислот в растительной ткани. Интересные данные приводит Дж. Харборн. Оказывается в клубнях картофеля, пораженного картофельной гнилью, уровень хлорогеновой кислоты повышается в несколько раз. Причем последняя локализуется именно на границе между здоровой и поражённой тканью. Картофельные очистки надо измельчить и растереть в фарфоровой ступке с примерно тремя объёмами воды или лучше спирто-водной смеси. Полученную вытяжку профильтровать через бумажный фильтр. К фильтрату просто добавить несколько копель10%-ного гидроксида натрия. Сразу наблюдаем желтое окрашивание, интенсивность которого пропорциональна уровню хлорогеновой кислоты. Окрашивание даёт и другие фенилпропаноиды. Капли картофельного экстракта на фильтрованной бумаге, помещённой в атмосфере аммиака, также становится желтыми, но после удаления аммиака обесцвечивается. Ещё проще: на срез клубня нанести маленькую каплю щелочи. Появляется ярко-желтое пятно.

Заметим попутно, что в картофельных вытяжках легко обнаруживается аминосоединения (свободные аминокислоты и белки), а среди конкретных аминокислот всегда находим значительное количество аргинина реакцией Сакагуши.

Реакция Сакагуши: цветная реакция на аргинин, дающая ярко-красное окрашивание в щелочной среде при взаимодействии с α-нафтолом и гипохлоритом или гипобромитом Na.

В щелочной раствор картофельной вытяжки (3 мл) добавляем 1 каплю 5%-ного водного раствора NaClO (или NaBrO) (вместо него можно использовать бытовые отбеливающие средства «Белизна» или даже просто хлорную известь) и 2 капли раствора α-нафтола (100 мг α-нафтола в 100 мл 70% этанола).

NH2-C-NH-CH2-CH2-CH2-CH-COOH

║ │

NH аргинин NH2

Желтое окрашивание при добавлении щелочи – не единственный способ обнаружение растительных фенолокислоты. При добавлении 1-2 мл картофельной вытяжке раствора сульфаниловой кислоты, нитрата натрия и щелочи развивается вишнёвое окрашивание. Таким способом аналитики-пищевики определяют хлорогеновую кислоту в кофейных напитках. Дело в том, что натуральный кофе содержит до 8% и даже более этой кислоты, при внесении в порошок кофе суррогатов типа цикория и др. содержание хлорогеновой кислоты, естественно, будет ниже. Можно сравнить навески порошков качественного и суррогатного дешевого кофе и обнаружить в последнем более слабую цветовую реакцию.

В заключении приведём цитату из книги Т. Гудвина и Э Мерсера «Введение в биохимию растений» (1986 г.): «Растения способны синтезировать много тысяч соединений, содержащих один или более фенольных остатков».

Вывод: 1. В картофельных очистках обнаружена хлорогеновая кислота. Хлорогеновая кислота обладает, в дополнении к вышесказанному, значительной токсичностью в отношении ряда микроорганизмов. Она способна защищать биологически важные вещества, в том числе липиды клеточных мембран от избыточного окисления активными формами кислорода (свободнорадикальное окисление). Возможно, с её присутствием в кофейных зёрнах (до 8-9%) связано благоприятное действие напитка. А совсем недавно немецкие биохимики доказали, что хлорогеновая кислота обладает противодиабетическим эффектом, понижая уровень глюкозы в крови. Удалось даже установить механизм такого действия хлорогеновой кислоты: оказывается, она тормозит активность фермента, участвующего в транспорте глюкозы через клеточные мембраны.

2. Наличие в картофельных очистках аргинина (реакция Сакагуши).


Изучение состава зелёного огурца.

Цель: Определить состав огурца с помощью реакций Сакагуши (на аргинин), Паули (на гистидин), нингидриновую реакцию (на аминоазот) и на мочевину, уреиды.

hello_html_m5b850d2b.png

Опыт. Срезать немного кожуры зелёного огурца и растереть её в фарфоровой ступке с небольшим объёмом воды. Надосадочную жидкость осторожно слить в пробирку (или отфильтровать). С полученной бледно-зелёной взвесью выполним реакции:

  • на аргинин (реакция Сакагуши);

  • гистидин (реакция Паули);

  • мочевину и уреиды (реакция с диметилглиоксимом).

Нами проверенно – всё реакции положительные, т. е. в огуречном соке содержатся перечисленные вещества. Уреиды – это содержащие группу NH2CONН–. Формулы некоторых распространённых уреидов приведены ниже:


NH2-C-NH-CH2-CH2-CH2-CH-COOH

║ │

O NH2

Цитруллин

NH2-C-NH-CH-C=O

hello_html_438e1b6b.gif ║ │

O NH

HN- C=O

Аллантоин

Среди них особенно интересна уреидоаминокислота цитруллин (citrullus – арбуз). Ясно, что цитруллин впервые был обнаружен в арбузе. Но вот оказывается, что он присутствует и в огурцах. Доказать, что цветную реакцию с диметилглиоксимом дает цитруллин, а не мочевина, достаточно просто. Для этого огуречную вытяжку надо добавить шепотку соевой муки (содержит уреазу, фермент, разлагающий мочевину) и выдержать такую пробу 30-60 минут. Если в пробе имеется мочевина, - окраски нет, если цитруллин – пурпурное окрашивание сохраняется. Цитруллин содержится не только в растениях. Его можно обнаружить в крови и тканях животных, где он выполняет важную роль в орнитиновом цикле, в биосинтезе мочевины. Фармакологи предполагают, что препараты цитруллина – малеата обладает стимулирующим действием на спортсменов. Выпускается лекарственный препарат под названием «Стимол».

Вывод: В огурце содержатся все перечисленные вещества, что касается цитруллина, он содержится не только в растениях. Его можно обнаружить в крови и тканях животных, где он выполняет важную роль в орнитиновом цикле, в биосинтезе мочевины. Фармакологи предполагают, что препараты цитруллина – малеата обладает стимулирующим действием на спортсменов. Выпускается лекарственный препарат под названием «Стимол».

Исследование фруктовых соков и напитков.

Цель: Сравнить содержание пролина в апельсиновом и яблочном соках при помощи реакции Чинарда.

Ясно, что в соках будет содержаться определённый набор свободных аминокислот, органические оксикислоты и, конечно углеводы. Для нашего анализа потребуется 5-10 мл сока. Проблемой может быть присутствие в соке растительных пигментов, особенно в томатном, апельсиновом. Поскольку предложенные реакции достаточно чувствительны, соки можно разбавлять водой и тем самым снизить фоновую окраску сока. По нашим и литературным данным, разные фруктовые соки характеризуются своим специфическим набором аминокислот, и это обстоятельство можно использовать для контроля смесевых соков. Конкретный пример: в апельсиновом соке высока концентрация иминокислоты пролина, тогда как в яблочном пролина довольно мала. Следовательно, низкое содержание пролина в смешанном апельсиново-яблочном соке указывает на недостачу апельсиновой доли.


Определение пролина в овощных соках и фруктовых соках.

Реагенты:

1. Кислотный раствор нингидрина. Приготовим смесь ортофосфорной и угольной кислоты в отношении 1:4 в этой смеси растворим нингидрин до 2,5% (нингидрин растворяется постепенно при небольшом подогреве). Поскольку на анализ требуется 0,1 мл, можно приготовить 10 мл этого реактива (на 100 анализов). Реактив хорошо хранится.

2. Концентрированная уксусная кислота.

3. Раствор пролина как стандарт. Для качественных анализов можно обойтись и без пролина.

Реакция Чинарда.

Опыт. К 0.2-0.3 мл сока добавим1мл уксусной кислоты в 0.1 мл кислотного раствора нингидрина, перемешать и кипятить в водной банке в течение 10-15 минут. При наличии в пробе пролина развивается красно коричневое окрашивание, чем больше в пробе пролина, тем интенсивнее окраска.

Если к цветной пробе добавить 1-2 мл толуола или бензола и тщательно перемешать, окрашенное вещество целиком переходит в верхний толуольный слой. По нашим данным много пролина в виноградном соке, а также в виноградных винах и в пиве. Пролин (пирролидин – карбоновая кислота) в больших количествах содержится в растительных протеинах. Структурная формула:


hello_html_m2823cef2.gifhello_html_7e0a5019.gifhello_html_7b2dcded.gif Н2С СН2


hello_html_m73a19f0.gifNH


Н

hello_html_be45e8f.gifhello_html_m36d2df2a.gif С С

СООН


В цитоплазме клетки пролин активно связывает молекулы воды, поддерживая внутриклеточный водный баланс. Такие вещества, способные удерживать воду в клетке и сохранять нормальный тургор её, называется осмопротекторами. Они предохраняют цитоплазму растительных клеток, (и растения в целом) от высыхания. Кроме пролина к осмопротекторам относятся так называемые бетаины (N-метилированные аминосоединения), глицерин и другие многоатомные спирты. В условиях засухи и засоленности почвы содержание осмопротекторов в растении заметно возрастает. Увеличение уровня пролина четко прослеживается при подвяливании и увядании растений.

Интересным объектом для исследования уровня пролина может служить обыкновенный сигаретный табак.

Вывод: В апельсиновом соке пролина больше, чем в яблочном. По литературным данным пролина много в виноградных соках, винах, пиве. Пролин способен удерживать воду в клетке, и сохранять нормальный тургор, называется осмопротекторами.

Анализ табака.

Цель: Определить присутствие аминосоединений при помощи нингидриновой реакции и реакции Чинарда.

hello_html_m78193988.png

Как известно, в листьях табака содержание аминосоединений разной структуры (протеины свободные аминокислоты, никотин и др.) колеблется в зависимости от сорта табака от 1 до 13% в расчете на массы сухих листьев. В сигаретном табаке можно легко определить присутствие аминосоединений нингидриновой реакции и параллельно наличие свободного пролина с помощью вышеописанной реакции Чинарда.

Опыт. Растереть в ступке 100-200 мг табака из сигареты с 5-10 мл дистиллированной воды; настоять взвесь 15-20 мин с периодическим энергетическим перемешиванием, затем профильтровать через бумажный фильтр (для экономии времени можно аккуратно слить с осадка, но лучше профильтровать). К 2 мл желтоватого фильтрата добавим 0.2 мл 0.5%-ного раствора нингидрина, пробу кипятим в водяной бане до появления сине-фиолетового окрашивания. Из оставшегося объема фильтрата отберём 0.2-0.3 мл и выполнить описанную выше реакцию Чинарда.

Вывод: Появление красно-коричневого окрашивания говорит о присутствии в табачных листьях пролина. Интересно, что пути биосинтеза пролина и никотина в табаке частично совпадают: оба вещества образуются из аминокислоты орнитина. Естественно, что аминокислоты табака сами по себе никакой опасности для человека не представляют. Однако при сгорании табака при курении происходит окисление азота аминокислот с образованием различного рода оксидов азота – NO, NO2, N2O5, которые относятся к токсикантам второго класса опасности. Высший оксид N2O5,соединяясь в лёгочных альвеолах с молекулами воды, образуют азотную кислоту. Возможно также образование биоактивных нитрозильных катионов +NO, которые реагируют с вторичными аминами (тем же пролином), образуя весьма канцерогенные нитрозоамины. Да и сами по себе нитрозил-катионы и нитриты обладают выраженным мутагенным канцерогенным эффектом, взаимодействуя с основаниями ДНК и РНК. Таким образом, в дополнении к общественной никотиновой интоксикации курильщик получает целый букет летучих токсических соединений. Удалось обнаружить, что табак более дешевых сигарет, как правило, содержит больше аминокислот и пролина.

Анализ пчелиного мёда.

Цель: Определить наличие углеводов в растворе мёда.

hello_html_m77b43334.pnghello_html_352f5815.png

Как известно, типичный цветочный мёд содержит до 75% моносахаридов (глюкозу и фруктозу) и всего около 1% сахарозы. Высокая доля моносахаридов определяет выраженные восстанавливающие свойства этого продукта. Водные растворы мёда (1:10) дают реакции «серебряного зеркала». Мы, определим наличие углеводов в растворе мёда менее известной и совсем простой реакцией: к 1-2 мл раствора меда добавим такой же объём 5% раствора едкого натра, перемешаем и поставим в кипящую водяную баню; спустя 3-5 минут наблюдаем окрашивание от жёлтого до тёмно-коричневого в зависимости от концентрации моносахаридов. Из пробирки ощущается приятный запах карамели (жжёного сахара), усиливающийся при нейтрализации пробы кислотой. Это самая простая проба на присутствие углеводов, легко выполнимая у нас на кухне.

Вывод: Углеводы – основной, но не единственный компонент цветочного мёда. Полезность этого пищевого продукта связана с наличием азотсодержащих соединений (до 0.5 %). Аминокислоты мёда происходят из цветочного нектара, и их содержание значительно колеблется в зависимости от сорта мёда.

Анализ продукта животноводства.

Цель: Определение азотистых соединений, обнаружение нитритов в отваре сосисок.

hello_html_4bfbc049.png

Принципы химического анализа на школьном уроке – простота и наглядность. Предлагаем обнаружить в мясных продуктах некоторые азотистые соединения. Речь идёт о так называемых экстрактивных веществах, т. е. веществах, легко экстрагируемых из мясного продукта во время варки мяса. Эти вещества во многом ответственны за вкус и запах мясного отвара или, другими словами, бульона, супа.

Самый простой вариант подготовки пробы: мясную сосиску (сардельку) отварим в двойном объёме воды (например, 10г + 200 мл воды) в течение нескольких минут. Далее сосиску можно съесть, а мутноватый раствор подвергаем анализу.

1. Реакция на мочевину. Мочевина обнаруживается в отваре практически всегда.

2. Обнаружение карнозина и других гистидин-содержащих дипептидов. Для мышечной ткани характерны реакции биосинтеза так называемых гистидин-содержащих дипептидов (ГСД). К ним относятся карнозин, офидин, ансерин. Структурные формулы приводятся ниже:

hello_html_2d2985a9.gifhello_html_7e0a5019.gifhello_html_m682cdf42.gifhello_html_m5ee0d1.gifhello_html_4a0a859b.gif N CH2-CH-NH-C-CH2-CH2-NH2

hello_html_2d2985a9.gifhello_html_2d2985a9.gifhello_html_m5ee0d1.gifhello_html_70073f9.png

NH COOH O

Карнозин


N CH2-CH-NH-C-CH2-CH2-NH2

hello_html_m5ee0d1.gifhello_html_be45e8f.gifhello_html_m15efa60c.gifhello_html_m262ea49d.gifhello_html_70073f9.png

N-CH3 COOH O


Офидин


hello_html_m262ea49d.gifhello_html_7e0a5019.gifhello_html_m682cdf42.gif N CH2-CH-NH-C-CH2-CH2-NH2

hello_html_438e1b6b.gifhello_html_m262ea49d.gifhello_html_m262ea49d.gifhello_html_70073f9.pnghello_html_m5ee0d1.gifhello_html_m5ee0d1.gif

hello_html_2d2985a9.gifN COOH O


CH3

Ансерин


Из приведённых формул видно, что карнозин, офидин, ансерин представляют собой своеобразные дипептиды, состоящие из гистидина или метилгистидина и бета-аланина.

Заслуга открытия карнозина принадлежит русскому биохимику В. С. Гулевичу, который в 1900 году выделил из водного экстракта мясного фарша соединение следующего состава C9H14N4O3. Структура карнозина, именно так назвал Гулевич выделенное соединение (от carnis – мясо), была установлена к 1929 году в мясе птицы (anser – гусь), а офидин в 1939 году в мышечной ткани змей и китов.

Позже обнаружилось, что гистидин-содержащие дипептиды в значительных количествах содержатся в головном мозге, но все-таки это специфически мышечные (мясные) компоненты.

Определение карнозина в мясных продуктах имеет, на наш взгляд, чисто практическое значение. Как известно в колбасный фарш часто вводят растительные, более дешёвые добавки (крахмал, соевую муку и т. п.), не содержащие карнозина. Поэтому анализ карнозина можно использовать как один из показателей качества мясного фарша для колбас. Конкретно мы анализируем некий сорт варёной колбасы от двух производителей и обнаруживаем, что у первого содержание вдвое ниже, чем у второго, мы вправе предполагать: первый злоупотребляет внесением дешёвых наполнителей.

Итак, к 0,5-1 мл отвара сосиски добавляем по 0,1 мл раствора сульфаниловой кислоты, нитрата натрия, карбоната натрия. После добавления последнего реактива в течение 1 минуты развивается ярко-оранжевое окрашивание, если в отваре есть карнозин. Гистидин и тирозин практически не мешают определению, поскольку их концентрация на два порядка ниже. Реакцию желательно проводить в холоде.

Отметим, что карнозин входит в моду как пищевая добавка. Появляются патенты на внесение карнозина в напитки и пищевые продукты. Предпринимаются попытки использовать карнозин и другие ГСД в качестве лекарственных препаратов (глазные капли Севитин для лечения катаракты, противоожоговая мазь и др.).

В широком смысле к экстрактивным веществам мышц относят также мононуклеотиды (АТФ, АДФ, АМФ). Заслуживает упоминания и карнитин, представляющий собой N-мителированное производное аминогидроксимасляной кислоты.

Несмотря на то что содержание карнитина в мышцах относительно невелико (около 50 мг на 100 г сырой массы), он выполняет важную функцию транспорта высших жирных кислот через внутриклеточные мембраны. Фармакологи рекомендуют препарат карнитина детям с задержкой роста, плохим аппетитом и т. п. Карнитин еще называют витамином роста (витамин Вт).


Обнаружение нитритов в отваре сосисок.

На этикетке читаем, что в состав колбасного изделия входит цветообразователь с шифром Е 250. Кодовые названия пищевых добавок в нашей стране появились сравнительно недавно, и основная масса потребителей мало знакома с ними и не обращает на них внимания. И всё же что это такое – цветообразователь Е 250? Это не что иное как соль азотистой кислоты нитрит натрия. Попутно заметим, что Е 249 – это нитрит калия, а Е 251 – нитрат натрия.

Несмотря на это, в пищевой промышленности нитриты широко применяются с целью нитрозировать миоглобин мяса. Дело в том, что этот хромопротеин придаёт сырому мясу характерный красный (кровяной) цвет. В результате термической обработке красный миоглобин приобретает серый цвет варёного мяса. Если же мясной фарш предварительно выдержать в растворе нитрита натрия, его миоглобин превращается в нитрозомиоглобин, который придаёт мясным изделиям цвет красного солёного мяса. Безусловно, внешний вид розовой колбасы предпочтительнее для потребителя, чем товар грязно-серого цвета. Кроме того, нитриты в комбинации с поваренной солью обладает консервирующим действием. Однако надо иметь в виду, что токсичность нитритов требует особой санитарно-гигиенической регламентации. Надо помнить, что избыток нитритов в еде опасен для здоровья. Попробуем выяснить, есть ли в нашем сосисочном отваре нитриты. Тем более это сделать весьма несложно.

Опыт. К 2-3 мл отвара добавить 0,5-1,0 мл реактива Грисса и поставить на несколько минут в кипящую водяную баню. При наличии в отваре нитритов появляется пурпурное окрашивание разной степени интенсивности. Если выполнить аналогичную реакцию с отваром обычного мяса – окраски не будет.

При добавлении к мясному фаршу нитрата натрия Е 251 последний под действием бактерий, находящийся на мясе, восстанавливается до нитритов с тем же технологическим эффектом сохранения цвета мяса.

Вывод: 1.В мясном отваре обнаружена мочевина, так как в мышечной ткани её концентрация от 0,4 до 1,4 г на 1 кг веса.

2. Что касается биологической роли гистидин-содержащих дипептидов, то можно выделить следующие моменты:

  • Будучи органическими основаниями, они участвуют в нейтрализации образующихся в клетке кислых продуктов, например молочной кислоты.

  • Карнозин и его аналоги являются естественными гидрофильными (водорастворимыми) антиоксидантами, предохраняя структуры клетки от избыточного окисления активными формами кислорода.

  • Не исключено, что эти соединения выполняют функцию резервных источников гистидина для биосинтеза мышечных белков.

3. Нитриты – это довольно небезопасные соединения и их токсичный эффект обусловлен тем, что они нитрозируют протеины и нуклеиновые кислоты живого организма и таким образом могут провоцировать раковые заболевания.


Приготовление индикатора из краснокочанной капусты.

Кислотно-щелочные индикаторы, или просто индикаторы, широко используются в аналитической химии. Любой школьник, наверное, скажет, что такое фенолфталеин или лакмус (азолитмин), или метилоранж. Индикаторы используются для определения реакции среды (кислая, нейтральная, щелочная). Аналитическая промышленность выпускает десятки разнообразных индикаторов, охватывающий весь диапазон шкалы рН. Но мы приготовим индикатор сами. Это очень просто. Измельчаем лист краснокочанной капусту и растираем его в ступке с небольшим объёмом спирто-водной смеси (1:1) или просто с водой. Вытяжка приобретает фиолетовый цвет, поскольку из капустной ткани экстрагируется рубробрассицин. Это и есть кислотно-щелочной индикатор растительной природы. Приготовим 4 пробирки: первая– с раствором кислоты, капустный индикатор в этой пробирке ярко-красный; вторая просто с водой – цвет фиолетовый; третья – со слабым раствором гидрокарбоната натрия – цвет синий; четвёртая – с раствором щелочи, приобретает зелёный цвет. Можно даже приготовить индикаторную шкалу, с которой сравнивается проба с неизвестным рН. Индикатор можно приготовить из кожуры цветного винограда примерно так же, как из красной капусты. Кстати, изменение цвета виноградного сока и красного вина используется для определения общей кислотности продукта. И именно окрашенные растительные соки впервые использовались алхимиками позднего средневековья для оценки кислотности среды. Например, знаменитый Роберт Бойль, который был не только физиком, но и химиком, использовал экстракты лепестков фиалки в качестве кислотно-щелочного индикатора.

Как правило, окраска растительных пигментов-индикаторов в щелочной среде увеличивается. В этом легко убедится, если добавить щелочь к заварке чая, цвет раствора становится коричневым. Таким образом, возможна фальсификация крепости заварки чая добавлением, например чайной соды (гидрокарбоната натрия).

Заключение.

В результате проделанной работы можно сделать следующие выводы:

  • В пищевых продуктах содержатся большое разнообразие азотистых соединений, которые играют важную роль в жизнедеятельности растительных организмов. Многие из них оказывают огромное влияние и на организм человека.

  • Например, присутствие цитруллина (уреидов) во многих растениях, обладает стимулирующим эффектом на спортсменов.

  • А вот содержание в табаке аминокислот, при сгорании которых происходит окисления азота, он превращается в концерогенные нитрозоамины, которые обладают мутагенным эффектом.

  • По содержанию карнозина можно определить качество сосисок, чем больше его, тем меньше в них дешёвых добавок.

  • А вот наличие нитратов и нитритов выше ПДК является причиной раковых заболеваний желудка.

Поэтому необходимо употреблять пищевые продукты, изготовленные из экологически чистого сырья.

Быть химически грамотным. Некий директор в интервью по ТВ сообщал, что в напитках выпускаемых его предприятием, содержится 2000 (!) микроэлементов и витаминов. Притом что любому двоечнику известно, что вообще химических элементов чуть более 100 (а того, что называют микроэлементами, пожалуй, не более 15-20), что же касается витаминов, то для их перечисления хватит пальцев рук. Тем не менее, идёт реклама о наличии в каком-либо квасе 2000 элементов и витаминов. Дотошный потребитель может ещё задать такой вопрос: а все ли это микроэлементы, вообще говоря, действительно полезны. Тем более, что их так много, целых 2000. Думается, что развитие химической грамотности населения сродни выращиванию фруктового сада. Требуются годы и годы усилий.



Литература.

  1. Пищевая химия / под ред. А. П. Нечаева-СПб.: ГИОРД, 2003.

  2. Берёзов, Т. Т., Коровкин, Б. Ф. Биологическая химия. – М.: Медицина, 2004.

  3. Болдырёв, А. А. Карнозин. - М.: Издательство МГУ, 1998.

  4. Досон, Р., Элиот, Д., Элиот, У., Джонс, К. Справочник биохимика. - М.: Мир, 1991.

  5. Кретович, В. Л. Биохимия растений. – М.: Высшая школа, 1986.

  6. Скурихин, И. М., Нечаев, А. П. Всё о пище с точки зрения химика. – М.: Высшая школа, 1991.

  7. Храмов, В. А. Аналитическая биохимия. 10-11 классы: элективный курс.- Волгоград: Учитель, 2007.



















Реакция Паули: Обнаружение гистидина.

Для опыта потребуется 3 реактива:

  1. 1% раствор сульфаниловой кислоты, приготовленный на 1 нормальном растворе соляной кислоты;

  2. 0, 5%-ный раствор нитрита натрия;

  3. 20%-ный раствор карбоната натрия.

К 1-2 мл исследуемого раствора прибавили последовательно по 0, 1 мл вышеуказанных реагентов и наблюдать ярко-оранжевого окрашивания. Желательно, чтобы реактивы были охлаждёнными (из холодильника).

hello_html_7e0a5019.gifhello_html_m682cdf42.gifhello_html_m262ea49d.gifN CH2 – CH – COOH

hello_html_70073f9.pngNH2

NH

Гистидин

Нингидриновая реакция: Реакция аминосоединений с нингидрином весьма чувствительна и широко применяется в биохимической практике. Она была предложена ещё в 1900 году немецким химиком Руэманном. Поэтому полученный продукт с длинным названием дикетогидриндилиден-дикетогидриндамин называется просто «пурпур Руэманна».

К 1-2 мл исследуемого раствора добавим 4-5 капель 0, 5%-ного водного раствора нингидрина; перемешать, поставить в хорошо кипящую водяную баню на 10-15 минут. За это время развивается сине-фиолетовое окрашивание.




Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 09.01.2016
Раздел Химия
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров1042
Номер материала ДВ-319215
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх