EXPERIMENTY K TÉME "BIELKOVINY"
Kadička, lyžička, skúmavky, držiak na skúmavky, liehový kahan, stojan na skúmavky. Vajce, voda, 30% vodný roztok modrej skalice (CuSO4.5 H2O), etanol (CH3CH2OH). Postup práce: Z vajca oddeľte vaječný bielok a rozpustite ho v kadičke v 100 cm3 vody. Do troch skúmaviek si pripravte asi po 5 cm3 roztoku vaječného bielka. Potom do prvej skúmavky pridajte malé množstvo roztoku modrej skalice, do druhej skúmavky prilejte etanol a obsah tretej skúmavky jemne zahrievajte nad kahanom. Pozorujte zmeny v skúmavkách. Pozorovanie a vysvetlenie: V roztoku vaječného bielka v prvej skúmavke sa pôsobením modrej skalice vytvorila bledomodrá zrazenina. Roztok v druhej skúmavke sa po pridaní etanolu zakalil a rovnako sa zakalil aj obsah tretej skúmavky, ktorú sme zahrievali. Bielkoviny obsiahnuté vo vaječnom bielku (obsahuje 12% bielkovín, pričom 70% z nich tvorí vajcový albumín) reagujú citlivo na soli ťažkých kovov, etanol aj na zvýšenú teplotu. Organickými rozpúšťadlami (napr. etanol) a niektorými soľami (napr. CuSO4) sa bielkoviny vratne zrážajú. V prípade pôsobenia vysokej teploty nastáva u bielkovín denaturácia, pri ktorej sa narúša terciárna štruktúra, aktívne miesta strácajú svoje špecifické priestorové usporiadanie a teda sa znižuje alebo stráca biologická aktivita bielkoviny. Denaturácia je nevratná reakcia. Pôsobením ťažkých kovov, príp. vysokých teplôt sa teda narúša štruktúra bielkovín, pričom tieto už neplnia svoju funkciu v organizme. Zneškodnenie splodín: Produkty vznikajúce pri uvedenom pokuse nie sú zdraviu škodlivé. Všetko sklo môžeme vymývať priamo vodou do výlevky. Zvýšenú pozornosť venujeme zahrievaniu tretej skúmavky, zahrievame pomaly. |
Varič, hrnček, nôž. 2 vajcia, voda. Postup práce: Na variči uvarte bežným spôsobom dve vajcia na tvrdo (približne 10 minút). Jedno vajce potom prudko ochlaďte v studenej vode a druhé nechajte voľne vychladnúť na vzduchu. Pozorujte, čím sa vajcia líšia. Pozorovanie a vysvetlenie: Z vajca, ktoré sme schladili vo vode sa škrupina lúpe oveľa ľahšie, ako z vajca, ktoré chladlo pozvoľna na vzduchu. Po rozrezaní pozvoľna chladnúceho vajca objavíme na povrchu žĺtka zelenkavý povlak, ktorý sa u rýchlo schladeného vajca nenachádza. Nie len vaječný bielok, ale aj žĺtok obsahuje bielkoviny (15 - 17%). Okrem nich sa v žĺtku nachádzajú hlavne tuky (28 - 36%) a voda (47 - 50%). Základnou väzbou, ktorou sú bielkoviny vytvorené z aminokyselín, je peptidová väzba (CO-NH). Okrem tejto väzby sa v reťazcoch bielkovín nachádzajú aj iné typy väzieb. Sú to najmä disulfidické väzby, ktorými sú pospájané rôzne časti jedného alebo viacerých peptidických reťazcov. Tieto priečne väzby sa môžu pôsobením vysokých teplôt rozpadať a preto sa pri varení vo vajci tvorí sulfán (H2S). U prudko schladeného vajca sa plyn nahromadí až pod škrupinou, kde plynová vrstvička uľahčuje lúpanie škrupiny. V pozvoľna chladnúcom vajci sa ióny síry viažu s iónmi železa, ktoré sú obsiahnuté vo vaječnom žĺtku a tvorí sa tmavá vrstva železnatej soli. Zneškodnenie splodín: Zvýšenú opatrnosť venujeme manipulácii s horúcimi predmetmi. Sulfán sa tvorí iba v nepatrnom množstve, ktoré nie je zdraviu škodlivé. |
Kadičky (fľaštičky od detskej výživy), skúmavka, lievik, filtračný papier (filter na kávu), lyžička, držiak na skúmavky, kahan. Mlieko, 8% roztok kyseliny octovej (CH3COOH) - ocot. Postup práce: Asi 50 cm3 mlieka rozrieďte v kadičke rovnakým množstvom vody a prikvapkajte k nemu niekoľko kvapiek roztoku kyseliny octovej (octu). Premiešajte a vzniknutú zrazeninu odfiltrujte. Filtrát zahrejte nad kahanom a pozorujte zmeny, ktoré v ňom prebiehajú. Pozorovanie a vysvetlenie: Prikvapkaním kyseliny octovej sa v mlieku tvorí biela zrazenina. Po jej odfiltrovaní môžeme pozorovať, že lepí papier. Vo filtráte sa pri zahriatí tvorí opäť biela zrazenina (roztok sa zakalí). Kravské mlieko obsahuje 3,3% bielkovín. Okrem bielkovín sa v mlieku nachádza aj mliečny cukor a mliečne tuky. Z jednotlivých bielkovín sa v mlieku nachádza najmä kazeín a mliečny albumín. Bielkovina kazeín (patrí medzi fosfoproteíny) sa v čerstvom mlieku nachádza viazaný s iónmi Ca2+. Pridaním kyseliny octovej (ocot je jej zriedený roztok) sa zmení pH roztoku na takú hodnotu pri ktorej sa dosiahne tzv. izoelektrický bod kazeínu (pI = 4,6) a vyzráža sa biela zrazenina - voľný kazeín, ktorý je takmer úplne bez vápnika. Po jej odfiltrovaní ostáva vo filtráte ďalšia bielkovina - mliečny albumín. Tento je rozpustný vo vode a zráža - denaturuje sa - pri 65OC. Zneškodnenie splodín: Produkty pokusu nie sú zdraviu škodlivé. Sklo môžeme vymyť vodou priamo do výlevky. Zvýšenú pozornosť venujeme zahrievaniu skúmavky s filtrátom nad kahanom. |
Príprava extraktu bielkovín zo zemiakovej hľuzy: Olúpaný surový zemiak postrúhajte a v roztieračke roztierajte niekoľko minút. Kašovitú masu vložte do handričky a vytlačte z nej kalnú šťavu. Prefiltrujte ju cez skladaný filter. Príprava roztoku bielka: Vajcový bielok dobre rozmiešajte so 150 cm3 vody a prefiltrujte cez sklenú vatu. ! Pri všetkých nasledujúcich pokusoch uskutočnite kontrolný pokus s roztokom bielka ! a) Biuretová reakcia Pomôcky a chemikálie: Skúmavka s extraktom bielkoviny, sklenená tyčinka. 1% roztok CuSO4, 20% roztok KOH. Postup práce: Do 1 cm3 extraktu v skúmavke pridajte 1 cm3 roztoku KOH a opatrne po kvapkách pridávajte roztok CuSO4. Pozorovanie a vysvetlenie: Obsah skúmavky sa sfarbil na modrofialovo - čo je dôkazom prítomnosti bielkovín. Názov "biuretová reakcia" je odvodený od biuretu, ktorý vzniká zohrievaním močoviny, pričom sa uvoľňuje amoniak. Vznikajúci biuret má peptidovú väzbu, preto aj pri bielkovinách, hoci biuret neobsahujú, je rekcia pozitívna. b) Xantoproteínová reakcia Pomôcky a chemikálie: Skúmavka s extraktom bielkoviny, sklenená tyčinka. Koncentrovaná kyselina dusičná HNO3, vodný roztok amoniaku. Postup práce: Do 2 cm3 extraktu pridajte 1 cm3 kyseliny dusičnej HNO3. Roztok zahrejte. Obsah skúmavky sa sfarbí na žlto, prípadne vznikne žltá zrazenina. Skúmavku ochlaďte a roztok zneutralizujte amoniakom. Pozorovanie a vysvetlenie: Žltá farba sa zmení na oranžovú. V molekule bielkovín sú viazané aromatické aminokyseliny (tyrozín, tryptofán, fenylalanín) s benzénovým jadrom. Jadro sa kyselinou dusičnou HNO3 nitruje za vzniku na žlto sfarbených zlúčenín. c) Raspailová reakcia Pomôcky a chemikálie: Skúmavka s extraktom bielkoviny, 2 sklenené tyčinky. Koncentrovaná kyselina sírová H2SO4 ,koncentrovaný roztok sacharózy. Postup práce: Do skúmavky s extraktom pridajte niekoľko kvapiek koncentrovaného roztoku sacharózy a rovnaké množstvo kyseliny sírovej H2SO4. Pozorovanie a vysvetlenie: Skúmaný extrakt sa sfarbí na červeno (príp. až na purpurovo). Je to preukázaná, aj keď nie celkom špecifická reakcia na bielkoviny. Zneškodnenie splodín: Produkty vznikajúce pri uvedených pokusoch môžete vymývať priamo vodou do výlevky. |
Suché semená hrachu, trecia miska, kadička, skúmavky, stojan na skúmavky, kvapkadlo, lievik, filtračný papier. 2% roztok hydroxidu draselného KOH, kyselina octová CH3COOH, etanol CH3CH2OH, destilovaná voda. Postup práce: Suché semená hrachu dôkladne rozotrite v trecej miske a múčku nasypte do kadičky. Hrachovú múčku zalejte 50 cm3 vody a 5 cm3 2% roztoku KOH. O hodinu prefiltrujte. Do prvej skúmavky s 5 cm3 filtrátu opatrne prikvapkávajte kyselinu octovú, do druhej skúmavky s 5 cm3 filtrátu prilejte malé množstvo etanolu. Pozorovanie a vysvetlenie: V slabo alkalickom roztoku sa bielkoviny rozpúšťajú. Keď neutralizujete filtrát zriedenou kyselinou octovou, bielkoviny sa zrážajú. Keď vo filtráte bude väčšie množstvo kyseliny, bielkoviny sa opäť rozpustia. Na rozdiel od koagulácie varom (koaguláciou sa menia vlastnosti bielkovín - denaturujú - ide o ireverzibilný dej) je v tomto prípade zrážanie bielkovín dej reverzibilný. Keď do filtrátu pridáte etanol, vznikne nerozpustná zrazenina. |
Kadička (fľaštička od majonézy), lyžička. Mlieko, hydrogenuhličitan sodný (NaHCO3) - sóda bikarbóna, 8% roztok kyseliny octovej (CH3COOH) - ocot. Postup práce: Do kadičky v ktorej je 50 cm3 mlieka nasypte asi 2 lyžičky hydrogenuhličitanu sodného (sódy bikarbóny). Dobre premiešajte a potom prikvapkajte roztok kyseliny octovej (ocot). Pozorujte zmeny. Pozorovanie a vysvetlenie: Keď je v mlieku rozpustený hydrogenuhličitan sodný, bielkoviny v mlieku sa po pridaní roztok kyseliny octovej nevyzrážajú. Roztok v kadičke búrlivo pení, ale zrazenina nevzniká. Kyselina octová (ocot), ktorú prikvapkávate do roztoku, reaguje s hydrogenuhličitanom sodným, obsiahnutým v sóde bikarbóne. Preto sa kazeín nezráža.
Pri reakcii vzniká oxid uhličitý, ktorý spôsobuje búrlivé penenie. Zneškodnenie splodín: Produkty pokusu nie sú zdraviu škodlivé. Sklo môžete vymyť vodou priamo do výlevky. |
Kadička (širšia sklenná miska), husté plátno, papier. Múka, voda. Postup práce: Na husté plátno nasypte asi 5 lyžičiek múky a zabaľte ju. Balíček preplachujte vodou dovtedy, kým vzniká mliečnobiely roztok. Pozorujte, čo ostane na plátne. Pozorovanie a vysvetlenie: Na plátne ostáva žltkastá hmota, ktorá lepí papier. V pšeničnej múke je asi 10 - 15% bielkovín. Medzi najdôležitejšie bielkoviny pšenice patrí gliadín a glutenín, ktoré tvoria tzv. lepok, t.j. napučanú, pružnú a ťažnú hmotu, ktorá sa získa vypieraním múky slabým prúdom vody. Lepok je zložený z týchto zložiek: gliadínu (43%), glutenínu (39%), z iných bielkovín (4%), tuku (3%), cukrov (2%) a škrobu (6%). |