Л1. Органические азотистые вещества растений

Л1.1. Аминокислоты

Л1.1.1. Определение свободных аминокислот в растительном

сырье методом формального титрования

Цель работы: ознакомление с химическими методами определения аминокислот в растительном сырье. Изучение влияния сроков хранения растениеводческой продукции на содержание в ней свободных аминокислот.

Основные теоретические положения. Общее содержание свободных аминокислот и их амидов значительно ниже, чем белков, и редко превышает 1 % сухой массы, но они оказывают определенное влияние на пищевую ценность, а также на качество продукции при хранении и переработке. Кроме того, при хранении и переработке сельскохозяйственного сырья их содержание может увеличиваться в результате гидролиза белков. Накопление аминокислот может явиться причиной образования ряда соединений, влияющих на вкус и аромат пищевых продуктов. Производными аминокислот являются такие соединения, как меланоидины, меланины, сивушные масла и др., которые в значительной мере определяют качество получаемых пищевых продуктов (табл. Л1.1.1Л).

Аминокислоты при определенных условиях могут оказывать влияние на ход технологического процесса. Например, в сахарном производстве они являются мелассообразователями и увеличивают потери сахара.

Производные аминокислот

Наименование соединений

Меланоидины (реакция Майяра)

Меланины

Сивушные масла

Характеристика соединений

Темноокрашенные соединения со специфическим вкусом и ароматом

Темноокрашенные горькие соединения

Маслянистая ядовитая жидкость с резким запахом

Химическая природа соединений

Разнообразные высокомолекулярные продукты полимеризации углеводов и аминокислот

Конденсированные полимерные продукты на основе индольных соединений

Изоамиловый, изобути- ловый и н-пропиловый спирты

Из каких веществ образуются соединения

Редуцирующие сахара (глюкоза, фруктоза, мальтоза) + растворимые аминокислоты (глицин, аланин, аспарагин и др.)

Тирозин, фенилаланин

Треонин, валин, лейцин и изолейцин

Условия протекания реакции

Температура 120—150 °С, присутствие воды

Наличие фермента тирозоназы

Гетероферментативное спиртовое брожение

Пищевые технологии, в которых образуются соединения

Хлебопечение, сушка или обжарка овощей

Хранение клубней картофеля; сушка плодов, овощей, грибов, макаронных изделий

Бродильные производства

Следствия"

Потемнение корки и появление специфического аромата хлеба (+), ухудшение цвета, вкуса и аромата чипсов (-)

Почернение сердцевины клубней картофеля при хранении (-), потемнение разрезанных плодов, овощей, макарон при сушке (-)

Отравляющее действие спирта-сырца (-)

*«+» — положительное следствие; «-» — нежелательное следствие.

По этой причине определение свободных аминокислот в пищевом сырье представляет большой практический интерес.

Методика проведения анализов

Принцип метода. Сущность реакции формольного титрования заключается в том, что аминные группы аминокислот взаимодействуют с формальдегидом (так же, как и с другими альдегидами) и образуют метиленовые производные. При этом аминогруппы теряют свои основные свойства, свободная же карбоксильная группа оттитро- вывается едкой щелочью. Реакция с формальдегидом идет по следующей схеме:

Полученную метиленаминокислоту оттитровывают щелочью:

При этом условно считают, что количество титруемых карбоксильных трупп эквивалентно количеству связанных формальдегидом аминных групп (верно в основном для моноаминомонокарбоновых кислот). Чтобы ввести поправку для дикарбоновых аминокислот (глютаминовой, аспарагиновой), раствор предварительно нейтрализуют до pH 7,0.

Подготовка проб для анализа

  • 1. Приготовление водной вытяжки: 5—10 г размолотого высушенного растительного материала помещают в колбу на 100—200 мл, приливают 50—100 мл дистиллированной воды, плотно закрывают пробкой и взбалтывают в шуттель-аппарате. Осадок отфильтровывают через складчатый бумажный фильтр или центрифугируют.
  • 2. Клубни, корнеплоды и другие виды растительного сырья, содержащего много воды, предварительно тщательно измельчают и извлекают сок отжатием и фильтрацией.

В водных вытяжках не должно содержаться взвешенных веществ. Это же требование предъявляют и к жидким продуктам. Если цвет растворов очень темный, то их разбавляют водой.

Реактивы

  • 1. Титрованный 0,05 н раствор NaOH: 2 г NaOH растворить в дистиллированной воде в мерной колбе на 1 дм3. Титр раствора проверить титрованием стандартным раствором янтарной кислоты.
  • 2. 0,05 н раствор НС1 (для приготовления 1 дм3 раствора нужно 4,1 см3 концентрированной НС1 удельным весом 1,19).
  • 3. 0,5 %-й раствор фенолфталеина.
  • 4. 0,04 %-й раствор бромтимола синего: ОД г бромтимола синего растирают в ступке с 3,2 см3 0,05 н NaOH. Смесь переносят количественно дистиллированной водой в мерную колбу емкостью 250 см3 и доводят водой до метки.
  • 5. Формольная смесь: смешивают 50 см3 40 %-го формалина с 2 см3 0,5 %-го фенолфталеина, полученную смесь титруют 0,2 н NaOH до слабо-розового окрашивания (обычно достаточно 3—5 капель). Формалин с повышенной кислотностью использовать для анализа не рекомендуется. Его следует предварительно обработать мелом в течение суток. Формольную смесь готовят каждые два-три дня, после приготовления ее фильтруют. В случае исчезновения розовой окраски перед использованием смеси добавляют 1—2 капли 0,2 н NaOH до появления слабо-розовой окраски.
  • 6. Буферный раствор с pH 9,2: 50 см3 смеси 0,2 М Н3В03*КС1. (т. е. 12,4048 г Н3В03 и 14,912 г КС1 в 1 л воды) и 26,70 см3 0,2 М NaOH доводят водой до объема 200 см3.
  • 7. Буферный раствор с pH 7: 50 см3 0,2 М КН2Р04 и 29,63 см3 0,2 М NaOH доводят водой до объема 200 см3.

Приборы и оборудование: 1) химические стаканы на 100 см3;

2) цилиндры мерные на 25 см3, на 10 см3; 3) микробюретка.

Ход анализа. Берут два стаканчика каждый емкостью 100 см3 (№ 1 и № 2) одинакового диаметра. В первый стаканчик наливают 20 см3 буферного раствора с pH 9,2, во второй — 20 см3 раствора с pH 7,0. В оба стаканчика прибавляют но 5 капель бромтимолового синего. В первый стаканчик добавляют 3 капли 0,5 %-го фенолфталеина. При этом в первом стаканчике жидкость окрасится в сине-фиолетовый цвет, во втором — в слабо-зеленый. Если эталоны герметически закрыть, то они могут храниться, не изменяя цвета, до 15 дней.

Формольное титрование проводят следующим образом: 2 см3 исследуемой вытяжки аминокислот смешивают с 18 см3 воды и 5 каплями бромтимолового синего. Смесь нейтрализуют: если она синяя, то осторожно по каплям добавляют 0,05 н НС1, если желтая — 0,05 н NaOH до образования желто-зеленой окраски (pH 7,0). Титруемый раствор сравнивают с эталоном (стаканчик № 2). Окраски растворов сравнивают при титровании их на белом листе бумаги. Цвет, толщина стекла и диаметр сравниваемых стаканчиков должны быть одинаковыми.

После доведения опытного раствора до pH 7,0 добавляют из мерного цилиндра (но не пипеткой) 2 см3 формольной смеси и титруют (из микробюретки от нуля) 0,05 н NaOH, сравнивая с эталоном (стаканчик № 1 с pH 9,2), до хорошо выраженной сине-фиолетовой окраски. Желаемый цвет раствора обычно появляется от прибавления одной избыточной капли щелочи. Для введения поправки в таких же условиях титруют дистиллированную воду (контрольный опыт).

Если раствор аминокислот прозрачный и бесцветный, то для повышения точности определения берут не 2 см3 вытяжки, как указано выше, а значительно больше.

При выработке навыка можно пренебречь сравнением титруемых растворов с эталонами (стаканчики № 1 и 2), так как желаемое изменение цвета титруемого раствора наступает от одной капли раствора щелочи.

Обработка и обсуждение результатов. Разность между количеством 0,05 н NaOH, пошедшего на титрование опытного и контрольного раствора, умноженная на 0,7, соответствует количеству миллиграммов азота аминокислот в 2 см3 исследуемой жидкости. При определении содержания азота аминокислот в 100 см3 вытяжки или гидролизата полученный результат умножают на 50. При необходимости определения азота в мг % полученный результат пересчитывают на 100 г исследуемого продукта.

Для исследования берут несколько видов растительного сырья, различающихся сроками и способами хранения. Каждая бригада анализирует один образец и результаты исследований вносит в сводную таблицу (табл. Л 1.1.1.2). После обсуждения результатов делают выводы о влиянии вида сырья и способов хранения растениеводческой продукции на содержание в ней свободных аминокислот.

Таблица Л1.1.1.2

Содержание свободных аминокислот в растениеводческой продукции

п/п

Образец

Срок и спо- соб хранения

Количество аминокислот

Примеча-

ние

мг на 100 г вытяжки

мг %

  • 1
  • 2

И т. д.

Контрольные вопросы и задания

  • 1. Какова роль аминокислот в растениях?
  • 2. Приведите строение и классификацию аминокислот.
  • 3. Что такое незаменимые аминокислоты?
  • 4. Как происходит изменение содержания аминокислот при хранении и переработке растениеводческой продукции?
  • 5. Каково влияние свободных аминокислот на качество растениеводческой продукции при хранении и переработке?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >