Látky obsahujúce dusík s alkalickými vlastnosťami sa nazývajú.

Pomocou tohto videonávodu si každý môže urobiť predstavu o téme „Organické zlúčeniny obsahujúce dusík“. V tomto videu sa dozviete o organických zlúčeninách, ktoré obsahujú dusík. Učiteľ bude hovoriť o organických zlúčeninách obsahujúcich dusík, ich zložení a vlastnostiach.

Téma: Organická hmota

Lekcia: Organické zlúčeniny obsahujúce dusík

Väčšina prírodných organických zlúčenín obsahuje dusík NH 2 - aminoskupina. Organické látky, ktorých molekuly obsahujú aminoskupina sa volajú amíny. Štruktúra molekúl amínu je podobná štruktúre amoniaku, a preto sú vlastnosti týchto látok podobné.

Amíny sa nazývajú deriváty amoniaku, v molekulách ktorých je jeden alebo viac atómov vodíka nahradených uhľovodíkovými radikálmi. Všeobecný vzorec amínov - R - NH 2.

Ryža. 1. Guľôčkové modely molekuly metylamínu ()

Ak sa nahradí jeden atóm vodíka, vytvorí sa primárny amín. Napríklad metylamín

(pozri obr. 1).

Ak sa nahradia 2 atómy vodíka, vytvorí sa sekundárny amín. Napríklad dimetylamín

Nahradením všetkých 3 atómov vodíka v amoniaku vzniká terciárny amín. Napríklad trimetylamín

Rozmanitosť amínov je určená nielen počtom substituovaných atómov vodíka, ale aj zložením uhľovodíkových radikálov. SnH 2n +1 - NH 2 je všeobecný vzorec pre primárne amíny.

Vlastnosti amínov

Metylamín, dimetylamín, trimetylamín sú zapáchajúce plyny. Hovorí sa, že majú rybiu vôňu. Vďaka prítomnosti vodíkovej väzby sa dobre rozpúšťajú vo vode, alkohole, acetóne. Vďaka vodíkovej väzbe v molekule metylamínu je tiež veľký rozdiel v bodoch varu metylamínu (bod varu = -6,3 °C) a príslušného metánového uhľovodíka CH 4 (bod varu = -161,5 °C). Ostatné amíny sú kvapalné alebo pevné, za normálnych podmienok látky s nepríjemným zápachom. Iba vyššie amíny sú prakticky bez zápachu. Schopnosť amínov vstupovať do reakcií podobných amoniaku je spôsobená aj prítomnosťou „osamelého“ páru elektrónov v ich molekule (pozri obr. 2).

Ryža. 2. Prítomnosť „osamelého“ páru elektrónov v dusíku

Interakcia s vodou

Alkalické prostredie vo vodnom roztoku metylamínu je možné detegovať pomocou indikátora. metylamín CH 3 -NH 2- tiež základ, ale iného typu. Jeho hlavné vlastnosti sú spôsobené schopnosťou molekúl pripájať katióny H +.

Celková schéma interakcie metylamínu s vodou:

CH 3 -NH 2 + H-OH → CH 3 -NH3+ + OH -

METYLAMÍNOVÝ ION METYLAMÓNNY

5interakcia s kyselinami

Rovnako ako amoniak, amíny interagujú s kyselinami. V tomto prípade vznikajú pevné látky podobné soli.

C2H5 -NH2 + HCl→ C2H5 -NH3++ Cl -

ETYLAMÍN CHLORID ETYLAMÓNNY

Etylamóniumchlorid je vysoko rozpustný vo vode. Roztok tejto látky vedie elektrický prúd. Keď etylamóniumchlorid interaguje s alkáliou, vytvorí sa etylamín.

C2H5 -NH3 + Cl - + NaOH → C2H5 -NH2+NaCl+ H20

Pri horení amíny, vznikajú nielen oxidy uhlíka a voda, ale aj molekulárne dusíka.

4CH 3 -NH2 + 902 -> 4 CO2 + 10 H20 + 2N 2

Zmesi metylamínu so vzduchom sú výbušné.

Nižšie amíny sa používajú na syntézu liečiv, pesticídov a pri výrobe plastov. Metylamín je toxická zlúčenina. Dráždi sliznice, bráni dýchaniu, pôsobí negatívne na nervový systém a vnútorné orgány.

Zhrnutie lekcie

Naučili ste sa ďalšiu triedu organických látok – amíny. Amíny sú organické zlúčeniny obsahujúce dusík. Funkčná skupina amínov - NH 2, nazývaná aminoskupina. Amíny možno považovať za deriváty amoniaku, v molekulách ktorých je jeden alebo viacero atómov vodíka nahradených uhľovodíkovým radikálom. Zohľadnili sa chemické a fyzikálne vlastnosti amínov.

1. Rudzitis G.E. Anorganická a organická chémia. 9. ročník: Učebnica pre vzdelávacie inštitúcie: základná úroveň / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M .: Vzdelávanie, 2009.

2. Popel P.P. Chémia. 9. ročník: Učebnica pre vzdelávacie inštitúcie / P.P. Popel, L.S. Krivia. - К .: IC "Akadémia", 2009. - 248 s.: chorý.

3. Gabrielyan O.S. Chémia. 9. ročník: Učebnica. - M .: Drop, 2001 .-- 224 s.

1. Rudzitis G.E. Anorganická a organická chémia. 9. ročník: Učebnica pre vzdelávacie inštitúcie: základná úroveň / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M .: Vzdelávanie, 2009. - №№ 13-15 (s. 173).

2. Vypočítajte hmotnostný zlomok dusíka v metylamíne.

3. Napíšte reakciu spaľovania propylamínu. Uveďte súčet koeficientov reakčných produktov.

KLASIFIKÁCIA Táto skupina zlúčenín zahŕňa niekoľko tried: Amíny Amidy Imidy Azozlúčeniny Diazozlúčeniny. Aminokyseliny Nitrozlúčeniny Nitrozlúčeniny

AMÍNY Amíny možno považovať za deriváty amoniaku. Amíny sú organické zlúčeniny, ktoré sa získavajú nahradením atómov vodíka v amoniaku uhľovodíkovými radikálmi.

o KLASIFIKÁCIE V závislosti od počtu atómov vodíka v molekule amoniaku sa amíny substituované uhľovodíkovými radikálmi delia na: Primárne Sekundárne Terciárne

Podľa typu radikálov sa amíny delia na: § limitujúce; § Neobmedzené; § Aromatické. Podľa počtu aminoskupín sa amíny delia na: § monoamíny; § diamíny; § Polyamíny.

o NOMENKLATÚRA Univerzálny. Názov amínu je vytvorený z dvoch slov: názvov uhľovodíkových radikálov podľa radikálovej nomenklatúry a slova „amín“. Racionálne. Používa sa na vytváranie názvov iba pre primárne amíny. Vychádza z názvu uhľovodíka a predpony „amino“, pred ktorou číslo označuje polohu aminoskupiny. Niekedy sa namiesto predpony používa prípona „amín“.

Primárne amíny metylamín aminometán metalomín etylamín aminoetán propylamín 1-aminopropán izopropylamín 2-aminopropán propylamín-2 sek. propylamín Butylamín 1-aminobután

nem. butylamín 2-aminobután Izobutylamín 2-metyl-1-aminopropánaminoizobután Tert. butylamín 2-metyl-2-aminopropán 2-metylpropylamín-2 Sekundárne amíny Dimetylamín Metyletylamín

o FYZIKÁLNE VLASTNOSTI Metylamín, dimetylamín, trimetylamín sú plyny. Zvyšok nižších amínov sú kvapaliny. Vyššie amíny sú pevné látky. Amíny majú nepríjemný zápach „sleďovej soľanky“, ktorý je výraznejší v nižších a slabší (alebo chýba) vo vyšších. Nižšie amíny (prví predstavitelia) sú celkom dobre rozpustné vo vode (ako amoniak), ich roztoky majú hlavnú reakciu média.

o METÓDY PRÍPRAVY V roku 1850 nemecký vedec Hoffmann prvýkrát získal amín ako výsledok chemickej reakcie interakcie halogénovaného uhľovodíka s nadbytkom amoniaku.Na získanie čistého amínu je potrebný nadbytok amoniaku. Pri nedostatku amoniaku vždy vzniká zmes.

Primárne amíny sú biologicky najaktívnejšie. Získali sa rozkladom amidov kyselín (Hoffmannov prešmyk). Amid kyseliny propiónovej Táto metóda je široko používaná v laboratórnej praxi.

V priemysle sa primárne amíny získavajú redukciou nitrozlúčenín a kyslých nitrilov. nitroetán Nitril kyselina propiónová etylamín propylamín

Interakcia s kyselinou dusitou Keď primárne amíny reagujú s kyselinou dusitou, tvoria sa primárne alkoholy.

Sekundárne amíny reagujú s kyselinou dusitou za vzniku nitrozamínov (žlto-oranžové zlúčeniny).

Oxidácia. postupuje ťažko a výsledok závisí od štruktúry. Oxidácia primárnych amínov vedie k tvorbe nitrozlúčenín.

Sú to zlúčeniny, v ktorých molekulách je aminoskupina pripojená k benzénovému kruhu. Najjednoduchším predstaviteľom a predchodcom anilínových farbív je

o. FYZIKÁLNE VLASTNOSTI Anilín je bezfarebná kvapalina, ktorá na vzduchu rýchlo hnedne. Zle rozpustný vo vode.

o. CHEMICKÉ VLASTNOSTI vďaka aminoskupine a benzénovému kruhu. Aminoskupina je elektrónový donorový substituent a vlastnosti anilínu vďaka benzénovému kruhu sú nasledovné:

interakcia s alkoholmi - špecifické chemické vlastnosti aminoskupiny, v dôsledku priameho kontaktu s benzénovým kruhom.

UREA je úplný amid kyseliny uhličitej. V prírode široko rozšírené. Je konečným produktom metabolizmu bielkovín. Močovina je za normálnych podmienok tuhá kryštalická látka topiaca sa pri teplote 133 C. Je vysoko rozpustná v polárnych a absolútne nerozpustná v nepolárnych rozpúšťadlách. Má slabé zásadité vlastnosti, ale sú menej výrazné ako vlastnosti amínov, kvôli karbonylovej skupine.

PRÍPRAVA MOČOVINY V priemysle sa močovina získava nasledujúcimi spôsobmi:

Biuret je najjednoduchšia organická zlúčenina s peptidovou väzbou. Peptidová väzba je hlavnou väzbou všetkých prirodzených proteínových tiel. Reakcia biuretu s hydroxidom meďnatým je kvalitatívna reakcia na proteíny.

Aminokyseliny sú tie deriváty karboxylových kyselín, ktoré možno získať nahradením jedného alebo viacerých atómov vodíka v kyselinovom radikále

o KLASIFIKÁCIE V závislosti od počtu karboxylových skupín: Jednosýtne dvojsýtne viacsýtne

V závislosti od počtu aminoskupín: Mono-aminokyseliny Di-aminokyseliny Tri-aminokyseliny V závislosti od štruktúry radikálu: S otvoreným reťazcom Cyklické

o UNIVERZÁLNA NÁZVOSŤ: pravidlá pre zostavovanie názvov sú rovnaké ako pre karboxylové kyseliny, iba označujú prítomnosť, počet a polohu aminoskupín v predpone. RATIONAL: poloha aminoskupín je označená písmenami gréckej abecedy + slovom "amino" + názvom karboxylovej kyseliny podľa racionálneho názvoslovia.

o IZOMÉRIA Izoméria polohy aminoskupiny vzhľadom ku karboxylovej skupine. Rozlišujte medzi α-, β-, γ-, δ-, ε- atď. Štrukturálna izoméria Optická izoméria

o FYZIKÁLNE VLASTNOSTI Aminokyseliny sú bezfarebné kryštalické látky s vysokou teplotou topenia. Nelietajte. Roztápajú sa rozkladom. Dobre sa rozpúšťajú vo vode a ťažko sa rozpúšťajú v organických rozpúšťadlách. Majú optickú aktivitu.

HOMOLOGICKÁ SÉRIA 2-aminoetán α-aminooctová glycín 2-aminopropán α-aminopropiónová α-alanín 3-aminopropán β-aminopropiónová β-alanín 2-aminobután α-aminobutánová 3-aminobután β-aminobutánová γ-aminobutánová

ŠPECIFICKÉ VLASTNOSTI AMINOKYSELÍN Vzťah k zahrievaniu α-aminokyseliny v neprítomnosti minerálnych kyselín

Dibázické aminokyseliny sú schopné tvoriť vnútorné soli. Obidva sa nachádzajú medzi produktmi hydrolýzy proteínových tiel. Voľná kyselina asparágová sa nachádza v živočíchoch a rastlinách. Hrá dôležitú úlohu v metabolizme dusíka. Tvorí amid – asparagín. Kyselina glutámová sa používa pri liečbe duševných porúch. Tvorí amid – glutamín.

Src = "https://present5.com/presentation/1/206975869_437124838.pdf-img/206975869_437124838.pdf-81.jpg" alt = "(! JAZYK: CHEMICKÉ VLASTNOSTI Interakcia s vodou H> 7 vodných roztokov str. )"> ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Взаимодействие с водой (в водных растворах p. H>7)!}

α-aminokyseliny sa podieľajú na syntéze bielkovín. Zloženie proteínových teliesok zahŕňa aj také aminokyseliny, ktoré okrem aminoskupín obsahujú ďalšie funkčné skupiny. Všetky aminokyseliny sa podľa dôležitosti pre organizmus delia na: § Nahraditeľné (syntetizované v organizme) § Nenahraditeľné (zásoba sa dopĺňa len potravou)

Názov Vzorec Nomenklatúra triviálne Konv. O. α-aminooctová Glycín glycín α-aminopropiónová Alanín Ala α-aminoizovalérová valínová šachta α-aminoizokaprónová Leucín leu Nem. butyl-a-aminooctová izoleucín Ile

α, εdiaminín kyselina aprónová lyzín lyzín lýza α-amino-δ guanid arginín lerian ARG α-amino-βoxypropiónový serín síra α-aminoβoxybutánová treonín tre β-tio-αaminopropiónový cysteín cis

cystín α-amino-γ-metionín metyltiomaslát kyselina α-amino-βfenylpropiónová

PROTEÍNY Proteíny alebo proteínové látky sú organické zlúčeniny s vysokou molekulovou hmotnosťou, ktorých molekuly sú postavené zo zvyškov α-aminokyselín spojených peptidovými väzbami. Počet týchto môže veľmi silne kolísať a niekedy dosiahnuť niekoľko tisíc. Štruktúra bielkovín je veľmi zložitá. Jednotlivé peptidové reťazce alebo ich časti môžu byť spojené disulfidovými, soľnými alebo vodíkovými väzbami. Soľné väzby sa tvoria medzi voľnými aminoskupinami (napríklad koncová aminoskupina umiestnená na jednom konci polypeptidového reťazca alebo ε-aminoskupina lyzínu) a voľnými karboxylovými skupinami (koncová karboxylová skupina reťazca alebo voľné karboxylové skupiny dvojsýtnej aminoskupiny kyseliny); Vodíkové väzby môžu vzniknúť medzi atómom kyslíka karbonylovej skupiny a atómom vodíka aminoskupiny, ako aj v dôsledku hydroxoskupín oxyaminokyselín a kyslíka peptidových skupín.

PROTEÍNY Existujú primárne, sekundárne, terciárne a kvartérne štruktúry molekúl proteínov. Všetky proteíny, bez ohľadu na to, do ktorej skupiny patria a aké funkcie plnia, sú postavené z relatívne malej množiny (zvyčajne 20) aminokyselín, ktoré sa nachádzajú v inom, no vždy presne definovanom poradí pre daný typ proteínu. Proteíny sa delia na proteíny a proteíny. Ø Proteíny sú jednoduché bielkoviny pozostávajúce len zo zvyškov aminokyselín. ü Albumín – má relatívne nízku molekulovú hmotnosť, je ľahko rozpustný vo vode a pri zahriatí koaguluje.

PROTEÍNY ü Globulíny sú nerozpustné v čistej vode, ale rozpustné v teplom 10% roztoku Na. Cl. ü Prolamíny - mierne rozpustné vo vode, ale rozpustné v 60 ÷ 80% vodnom etylalkohole. ü Glutelíny - rozpustné len v 0,2% alkáliách. ü Protamíny – absolútne bez síry. ü Proteinoidy sú nerozpustné bielkoviny. ü Fosfoproteíny – obsahujú kyselinu fosforečnú (kazeín).

PROTEÍNY Ø Proteíny sú komplexné bielkoviny, ktoré spolu s aminokyselinami zahŕňajú sacharidy, lipidy, heterocyklické zlúčeniny, nukleové kyseliny, kyselinu fosforečnú. ü Lipoproteíny – hydrolyzované na jednoduché bielkoviny a lipidy. (chlorofylové zrná, bunková protoplazma). ü Glykoproteíny – hydrolyzované na jednoduché bielkoviny a sacharidy s vysokou molekulovou hmotnosťou. (slizničný výtok zvierat). ü Chromoproteíny – hydrolyzované na jednoduché bielkoviny a farbivá (hemoglobín) ü Nukleoproteíny – hydrolyzované na jednoduché bielkoviny (zvyčajne protamíny) a nukleové kyseliny

Späť dopredu

Pozor! Ukážky snímok slúžia len na informačné účely a nemusia predstavovať všetky možnosti prezentácie. Ak vás táto práca zaujala, stiahnite si plnú verziu.

Ciele lekcie:

Aktualizovať vedomosti študentov o prírodných polyméroch na príklade bielkovín. Oboznámiť sa so zložením, štruktúrou, vlastnosťami a funkciami bielkovín.
Podporovať rozvoj pozornosti, pamäti, logického myslenia, schopnosti porovnávať a analyzovať.
Formovanie záujmu študentov o túto tému, komunikačné kvality.

Typ lekcie: lekciu formovania nových poznatkov.

Vzdelávacie zdroje:

Knižnica elektronických vizuálnych pomôcok "Chémia 8-11 ročníkov", vývojár "Cyril a Metod", 2005
Elektronické vydanie „Chémia 8-11. Virtuálne laboratórium “, vývojár Mar GTU, 2004
Elektronické vydanie na kurze "Biotechnológia", vývojár "New Disc", 2003

Materiálno-technické vybavenie, didaktická podpora: Počítač, projektor, plátno. Prezentácia bielkovín. Učebnica. Rudzitis G.E. Chémia 10. ročník 2011, Učebnica. Yu.I. Polyanský. Všeobecná biológia.10-11 ročník. 2011 r.

Laboratórne vybavenie a činidlá: Proteínový roztok, hydroxid sodný, octan olovnatý, síran meďnatý, koncentrovaná kyselina dusičná, alkoholová lampa, držiak, skúmavky.

Počas vyučovania

I. Organizačný moment(3–5’)

II. Komunikácia témy a účelu hodiny (3–5’). (Snímka 1-2)

III. Vysvetlenie materiálu k téme „ Organické zlúčeniny obsahujúce dusík. Proteíny“.

1. Bielkoviny (Snímka 3). Štúdium bielkovín začíname výrokom biochemika J. Müldera „Vo všetkých rastlinách a živočíchoch je určitá látka, ktorá je nepochybne najdôležitejšou zo všetkých známych látok živej prírody a bez ktorej by život na našej planéte nebol možný“ .

2. Stanovenie bielkovín (Snímka 4-6) žiaci diskutujú a píšu do zošita.

Snímka 4. Stanovenie bielkovín. Proteíny sú organické látky s vysokou molekulovou hmotnosťou obsahujúce dusík so zložitým zložením a štruktúrou molekúl.

Snímka 5. Bielkoviny sú spolu so sacharidmi a tukmi hlavnou zložkou našej potravy.

Snímka 6. Proteín je najvyššia forma vývoja organickej hmoty. Všetky životné procesy sú spojené s proteínmi. Proteíny sú súčasťou buniek a tkanív všetkých živých organizmov. Obsah bielkovín v rôznych bunkách sa môže meniť od 50 do 80 %.

3. História proteínu (Snímka 7-11). Zoznámte sa s prvými výskumníkmi proteínov( Jacopo Bartolomeo Beccari, François Quene, Antoine François de Furcroix).

Snímka 7. Názov proteínu je odvodený od vaječného bielka. V starovekom Ríme sa vaječný bielok používal ako liek. Skutočná história bielkovín začína prvým poznaním ich vlastností.

Snímka 6. Prvýkrát bol proteín izolovaný (vo forme lepku) v roku 1728 talianskym Ya.B. Baccari z pšeničnej múky. Táto udalosť sa považuje za zrod proteínovej chémie. Čoskoro sa zistilo, že podobné zlúčeniny sa nachádzajú vo všetkých orgánoch nielen rastlín, ale aj zvierat. Táto skutočnosť prekvapila vedcov, ktorí sú zvyknutí deliť látky na zlúčeniny „sveta zvierat a rastlín“. Spoločnou vlastnosťou nových látok bolo, že pri zahrievaní uvoľňovali zásadité látky – amoniak a amíny.

Snímka 9. 1747 – Francúzsky fyziológ F. Kene prvýkrát aplikoval termín „proteín“ na tekutiny živého organizmu.

Snímka 10. V roku 1751 vstúpil termín proteín do „Encyklopédie“ od D. Diderota a J. Alamberta.

4. Zloženie bielkovín (Snímka 12) žiaci píšu do zošita.

Snímka 12. Zloženie bielkovín . Elementárne zloženie proteínu sa mierne líši (v % na sušinu): C - 51-53%, O - 21,5-23,5 %, N - 16,8-18,4%, H - 6,5-7,3 %, S - 0,3–2,5 %. Niektoré bielkoviny obsahujú P, Se atď.

5. Štruktúra bielkovín (Snímka 13-15).

Snímka 13. Proteíny sú prírodné polyméry, ktorých molekuly sú zostavené z aminokyselinových zvyškov spojených peptidovou väzbou. V inzulíne je 51 zvyškov, v myoglobíne 140.

Relatívna molekulová hmotnosť proteínov je veľmi veľká, pohybuje sa od 10 tisíc do mnohých miliónov. Napríklad: inzulín - 6500, vaječný bielok - 360 000 a jeden zo svalových bielkovín dosahuje 150 000.

Snímka 14. Viac ako 150 aminokyselín sa nachádza v prírode, ale len asi 20 aminokyselín sa nachádza v bielkovinách.

Snímka 15. Žiaci si zopakujú definíciu, názov a štruktúru aminokyselín. Aminokyseliny nazývané organické zlúčeniny obsahujúce dusík, ktorých molekuly obsahujú aminoskupiny - NH 3 a karboxylové skupiny - COOH.

Aminokyseliny možno považovať za deriváty karboxylových kyselín, v ktorých je atóm vodíka v zvyšku nahradený aminoskupinou.

6. Peptidová teória proteínovej štruktúry (Snímka 16-19). Otázka pre študentov – Čo sa nazýva peptidová väzba?

Peptidová väzba je väzba tvoriaca sa medzi zvyškom - NH - aminoskupinou jednej molekuly aminokyseliny a zvyškom - CO - karboxylovej skupiny inej molekuly aminokyseliny.

Snímka 16. Začiatkom 19. storočia sa objavili nové práce o chemickom štúdiu bielkovín. Fischer Emil Hermann v roku 1902 navrhol peptidovú teóriu štruktúry proteínu, experimentálne dokázal, že aminokyseliny sa viažu za vzniku zlúčenín, ktoré nazval polypeptidy. 1902 nositeľ Nobelovej ceny.

Snímka 17. Proteíny zahŕňajú niekoľko stoviek a niekedy aj tisíce kombinácií esenciálnych aminokyselín. Poradie ich striedania je veľmi rôznorodé. Každá aminokyselina sa môže v proteíne vyskytovať viackrát. Pre proteín pozostávajúci z 20 aminokyselinových zvyškov je teoreticky možných asi 2x1018 variantov (jeden z variantov).

Snímka 18. Polymér pozostávajúci z aminokyselín (druhá možnosť).

19 Snímka. Reťazec pozostávajúci z veľkého počtu navzájom spojených aminokyselinových zvyškov sa nazýva polypeptid. Obsahuje desiatky a stovky aminokyselinových zvyškov. Všetky proteíny majú rovnakú polypeptidovú kostru. Na jednu otáčku špirály pripadá 3,6 aminokyselinových zvyškov.

7. Klasifikácia bielkovín (Snímka 20). Študentská správa na tému „Niekoľko klasifikácií proteínov“.(Príloha 2).

8. Štruktúra molekuly proteínu (Snímka 21-29). Pri štúdiu zloženia proteínov sa zistilo, že všetky proteíny sú postavené podľa jediného princípu a majú štyri úrovne organizácie. Študenti počúvajú,diskutujte a napíšte definíciu štruktúr molekuly proteínu.

Snímka 21. Štruktúra molekuly proteínu . V prvej polovici 19. storočia sa ukázalo, že bielkoviny sú neoddeliteľnou súčasťou všetkých živých látok na Zemi bez výnimky. Objav aminokyselín, štúdium vlastností a spôsobov získavania peptidov boli krokom k vytvoreniu štruktúry proteínových molekúl. Pri štúdiu zloženia bielkovín sa zistilo, že všetky sú postavené podľa jediného princípu a majú štyri úrovne organizácie: primárnu, sekundárnu, terciárnu a niektoré z nich majú kvartérnu štruktúru.

Snímka 22. Primárna proteínová štruktúra. Ide o lineárny reťazec aminokyselinových zvyškov umiestnených v špecifickej sekvencii a vzájomne prepojených peptidovými väzbami. Počet jednotiek aminokyselín v molekule sa môže pohybovať od niekoľkých desiatok do stoviek tisíc. To sa odráža v molekulovej hmotnosti proteínov, ktorá sa veľmi líši: od 6500 (inzulín) po 32 miliónov (proteín vírusu chrípky). Primárna štruktúra molekuly proteínu hrá mimoriadne dôležitú úlohu. Zámena len jednej aminokyseliny za inú môže viesť buď k smrti organizmu, alebo k vzniku úplne nového druhu.

Snímka 23. Zopakovanie mechanizmu tvorby peptidovej väzby.

Študenti dostanú úlohu: Vytvorte reakčnú rovnicu na získanie dipeptidu z ľubovoľných dvoch aminokyselín z navrhovaného zoznamu (tabuľka aminokyselín je priložená). Kontrola dokončenej úlohy.

Snímka 24. Danilevsky A.Ya. - ruský biochemik, akademik. Jeden zo zakladateľov ruskej biochémie. Pracoval v oblasti enzýmov a bielkovín. V roku 1888 Danilevsky A.Ya. navrhol teóriu štruktúry proteínovej molekuly (existencia peptidových väzieb v proteínoch). Experimentálne sa dokázalo, že pod pôsobením pankreatickej šťavy podliehajú proteíny hydrolýze. Študoval svalové proteíny (myozín), objavil antipepsín a antitrypsín.

Snímka 25. Sekundárna štruktúra proteínu je stočený polypeptidový reťazec. Je držaný v priestore v dôsledku tvorby mnohých vodíkových väzieb medzi skupinami - CO - a - NH -, ktoré sa nachádzajú na susedných závitoch špirály. Existujú dve triedy takýchto štruktúr - špirálové a skladané. Všetky sú stabilizované vodíkovými väzbami. Polypeptidový reťazec môže byť stočený do špirály, na ktorej každom otočení je 3,6 aminokyselinových väzieb s radikálmi smerujúcimi von. Jednotlivé závity sú držané pohromade vodíkovými väzbami medzi skupinami rôznych častí reťazca. Táto bielkovinová štruktúra sa nazýva špirála a pozorujeme ju napríklad pri keratíne (vlna, vlasy, rohy, nechty). Ak vedľajšie skupiny aminokyselinových zvyškov nie sú príliš veľké (glycín, alanín, serín), dva polypeptidové reťazce môžu byť umiestnené paralelne a držané pohromade vodíkovými väzbami. V tomto prípade pásik nie je plochý, ale zložený. Ide o proteínovú štruktúru typickú napríklad pre hodvábny fibroín.

Snímka 26. V roku 1953 L. Pauling vyvinul model sekundárnej štruktúry proteínu. V roku 1954 mu bola udelená Nobelova cena za chémiu. V roku 1962 - Nobelova cena za mier.

Snímka 27. Terciárna štruktúra je spôsob umiestnenia špirály alebo štruktúry v priestore. Ide o skutočnú trojrozmernú konfiguráciu špirály polypeptidového reťazca stočenú v priestore (t. j. špirálu stočenú do špirály).

Snímka 28. Terciárna štruktúra je podporovaná väzbami medzi funkčnými skupinami radikálov - disulfidové mostíky (–S – S–) medzi atómami síry (medzi dvoma cysteínovými zvyškami rôznych častí reťazca), - esterové mostíky medzi karboxylovou skupinou (–COOH) a hydroxylovou skupinou (–OH), - soľné mostíky medzi karboxylovou skupinou (–COOH ) a aminoskupinou (–NH 2) . Podľa tvaru molekuly proteínu, ktorý je daný terciárnou štruktúrou, sa izolujú globulárne proteíny (myoglobín) a fibrilárne (vlasový keratín), ktoré plnia v organizme štrukturálnu funkciu.

Snímka 29. Kvartérna štruktúra – forma interakcie medzi niekoľkými polypeptidovými reťazcami. Polypeptidové reťazce sú vzájomne prepojené vodíkovými, iónovými, hydrofóbnymi a inými väzbami. Príspevok študenta na tému „Kvartérna štruktúra molekuly proteínu“. (príloha 3).

9. Chemické vlastnosti bielkovín (Snímka 30). Z chemických vlastností uvažujeme tieto vlastnosti: denaturácia, hydrolýza a farebné reakcie na proteín.

Snímka 30. Vlastnosti bielkovín sú rozmanité: niektoré bielkoviny sú pevné látky, nerozpustné vo vode a v roztokoch solí; väčšina bielkovín sú tekuté alebo želatínové, vo vode rozpustné látky (napríklad albumín, bielkovina kuracieho vajca). Protoplazma buniek pozostáva z koloidného proteínu.

Snímka 31. Denaturácia proteínov - deštrukcia sekundárnych, terciárnych a kvartérnych štruktúr molekuly proteínu pod vplyvom vonkajších faktorov. Reverzibilná denaturácia je možná v roztokoch amónnych, draselných a sodných solí. Pod vplyvom solí ťažkých kovov dochádza k nevratnej denaturácii. Preto sú výpary ťažkých kovov a ich solí pre organizmus mimoriadne škodlivé. Na dezinfekciu, konzervovanie a pod. sa používa formalín, fenol, etylalkohol, ktorých pôsobenie tiež vedie k nevratnej denaturácii. Počas denaturácie stráca proteín množstvo najdôležitejších funkcií živej štruktúry: enzymatické, katalytické, ochranné atď.

10. Denaturácia bielkovín (Snímka 31–32). Denaturácia proteínov - deštrukcia sekundárnych, terciárnych a kvartérnych štruktúr molekuly proteínu pod vplyvom vonkajších faktorov. (Študenti si zapíšu definíciu do zošita)

Snímka 32. Denaturácia bielkovín. Faktory spôsobujúce denaturáciu: teplota, mechanické namáhanie, pôsobenie chemikálií atď.

11. Virtuálna laboratórna práca (Snímka 33-35). Pozeranie videa z filmu a diskusia.

Snímka 33. Skúsenosť číslo 1. Reverzibilná denaturácia bielkovín. K proteínovému roztoku sa pridá nasýtený roztok síranu amónneho. Roztok sa zakalí. Došlo k denaturácii bielkovín. Proteínový sediment v skúmavke. Táto zrazenina sa môže znova rozpustiť pridaním niekoľkých kvapiek zakaleného roztoku do vody a miešaním roztoku. Zrazenina sa rozpustí.

Snímka 34. Skúsenosť číslo 2. Nevratná denaturácia bielkovín. Proteín nalejte do skúmavky a zohrejte do varu. Číry roztok sa zakalí. Koagulovaný proteín sa vyzráža. Keď sú proteíny vystavené vysokým teplotám, dochádza k nevratnej koagulácii proteínov.

Snímka 35. Skúsenosť číslo 3. Nevratná denaturácia bielkovín kyselinami. Opatrne pridajte roztok proteínu do skúmavky s kyselinou dusičnou. Na hranici dvoch roztokov sa objavil prstenec koagulovaného proteínu. Keď sa skúmavka pretrepala, množstvo koagulovaného proteínu sa zvýšilo. Dochádza k ireverzibilnej koagulácii bielkovín.

12. Farebné reakcie bielkovín (Snímka 36). Ukážka experimentov:

Biuretová reakcia.
Xantoproteínová reakcia.
Kvalitatívne stanovenie síry v bielkovinách.

1) Biuretová reakcia. Keď čerstvo získaná zrazenina hydroxidu meďnatého pôsobí na bielkoviny v alkalickom prostredí, objaví sa fialová farba. Z farebných reakcií na proteíny je najcharakteristickejší biuret, pretože peptidové väzby proteínov poskytujú komplexnú zlúčeninu s iónmi medi (II).

2) Xantoproteínová reakcia (interakcia aromatických radikálov s koncentrovanou kyselinou dusičnou). Keď sú proteíny vystavené koncentrovanej kyseline dusičnej, vytvorí sa biela zrazenina, ktorá po zahriatí zožltne a po pridaní roztoku amoniaku zmení farbu na oranžovú.

3) Kvalitatívne stanovenie síry v bielkovinách. Ak sa k roztoku bielkovín pridá octan olovnatý a potom hydroxid sodný a zahreje sa, vytvorí sa čierna zrazenina, ktorá indikuje obsah síry.

13. Hydrolýza bielkovín (Snímka 37-38). Študenti rozoberú typy hydrolýzy bielkovín a zapíšu si ich do zošita.

Snímka 37. Hydrolýza bielkovín je jednou z najdôležitejších vlastností bielkovín. Vyskytuje sa v prítomnosti kyselín, zásad alebo enzýmov. Pre úplnú kyslú hydrolýzu musíte bielkovinu povariť s kyselinou chlorovodíkovou 12-70 hodín. V organizme dochádza k úplnej hydrolýze bielkovín za veľmi miernych podmienok pôsobením protolytických enzýmov. Je dôležité upozorniť študentov na skutočnosť, že aminokyseliny sú konečným produktom hydrolýzy bielkovín.

Snímka 38. Typy hydrolýzy bielkovín . Každý typ organizmu, každý orgán a tkanivo obsahuje svoje charakteristické bielkoviny a pri asimilácii potravinových bielkovín ich telo rozloží na jednotlivé aminokyseliny, z ktorých si telo vytvorí vlastné bielkoviny. Rozklad bielkovín sa uskutočňuje v tráviacich orgánoch ľudí a zvierat (žalúdok a tenké črevo) pôsobením tráviacich enzýmov: pepsín (v kyslom prostredí žalúdka) a trypsín, chemotrypsín, dipeptidáza (v slabo alkalickom - pH 7,8 črevného prostredia). Hydrolýza je základom procesu trávenia. Ľudské telo musí byť denne prijímané s jedlom 60 – 80 g bielkovín. V žalúdku, pôsobením enzýmov a kyseliny chlorovodíkovej, sa molekuly bielkovín rozkladajú na „stavebné kamene“ – aminokyseliny. Keď sa dostanú do krvi, prenesú sa do všetkých buniek tela, kde sa podieľajú na konštrukcii vlastných molekúl bielkovín, charakteristických len pre tento druh.

14. Výskum v oblasti proteínových štúdií v 19. storočí (Snímka 39-42). Objavy vedcov – chemikov F. Sangera, M.F.Perutza a D.K. Kendyru.

Snímka 39. Vedci úplne určili štruktúru niektorých bielkovín: hormón inzulín, antibiotikum gramicidín, myoglobín, hemoglobín atď.

Šmykľavka 40. V roku 1962 M.F. Perutz a D.K. Kendyru získali Nobelovu cenu za výskum v oblasti proteínových štúdií.

Snímka 41. Molekula hemoglobínu (Mr = (C 738 H 1166 O 208 S 2 Fe) = 68 000) sa skladá zo štyroch polypeptidových reťazcov (každý Mr = 17 000). Pri spojení s kyslíkom molekula mení svoju kvartérnu štruktúru a zachytáva kyslík.

Snímka 42. V roku 1954 F. Sanger rozlúštil sekvenciu aminokyselín v inzulíne (po 10 rokoch bol syntetizovaný). F. Senger - anglický biochemik. Od roku 1945 začal študovať prírodný proteín inzulín. Tento hormón pankreasu reguluje hladinu glukózy v krvi v tele. Porušenie syntézy inzulínu vedie k poruche metabolizmu uhľohydrátov a vážnemu ochoreniu - diabetes mellitus. Pomocou všetkých metód, ktoré mal k dispozícii, a preukázal veľkú zručnosť, F. Senger rozlúštil štruktúru inzulínu. Ukázalo sa, že pozostáva z dvoch polypeptidových reťazcov s dĺžkou 21 a 30 aminokyselinových zvyškov, prepojených na dvoch miestach disulfidovými mostíkmi cysteínových fragmentov. Práce trvali dlhých deväť rokov. V roku 1958 bol vedec ocenený Nobelovou cenou „za prácu o štruktúre bielkovín, najmä inzulínu“. Na základe objavu F. Sengera v roku 1963 bola dokončená prvá syntéza inzulínu z jednotlivých aminokyselín. Bol to triumf syntetickej organickej chémie.

15. Funkcie bielkovín (Snímka 43). Študenti samostatne pracujú s učebnicou Yu.I. Polyanský. Všeobecná biológia s. 43-46. Úloha pre žiaka: zapíšte si funkcie bielkovín do zošita.

Snímka 43. Skontrolujte a upevnite dokončenú úlohu.

16. Bielkoviny ako zložka potravy pre zvieratá a ľudí (Snímka 44–49). Výživová hodnota bielkovín je určená ich obsahom esenciálnych aminokyselín.

Snímka 44. Úplným rozkladom 1 gramu bielkovín sa uvoľní 17,6 kJ energie.

Študentský odkaz na tému: „Proteíny sú zdrojom esenciálnych aminokyselín v tele“ (Príloha 4).

46 Snímka. Rastlinné bielkoviny sú menej hodnotné. Sú chudobnejšie na lyzín, metionín, tryptofán a v tráviacom trakte sú ťažšie stráviteľné.

V procese trávenia sa bielkoviny štiepia na voľné aminokyseliny, ktoré sa po vstrebaní v čreve dostávajú do krvného obehu a sú prenášané do všetkých buniek.

47 Snímka. Kompletné a chybné bielkoviny. Kompletné bielkoviny sú tie, ktoré obsahujú všetky esenciálne aminokyseliny. Chybné bielkoviny neobsahujú všetky esenciálne aminokyseliny.). Študentský odkaz na tému - "Energetická hodnota niektorých potravín."(Príloha 6).

17. Význam bielkovín (Snímka 48-49).

Snímka 48. Bielkoviny sú nevyhnutnou zložkou všetkých živých buniek, zohrávajú mimoriadne dôležitú úlohu v živej prírode, sú hlavnou, najcennejšou a nenahraditeľnou zložkou výživy. Proteíny sú základom stavebných prvkov a tkanív, podporujú metabolizmus a energiu, podieľajú sa na procesoch rastu a rozmnožovania, zabezpečujú mechanizmy pohybu, rozvoj imunitných reakcií, sú nevyhnutné pre fungovanie všetkých orgánov a systémov tela.

Snímka 49. Štúdium témy zakončíme vymedzením života F. Engelsa „Život je spôsob existencie bielkovinových teliesok, ktorého podstatným bodom je neustála výmena látok s okolitou vonkajšou prírodou a s ukončením tohto metabolizmu sa zastaví aj život, čo vedie k rozkladu bielkovín.“

IV. Analýza domácich úloh: Chémia. G.E.Rudzitis, s. 158-162 študujte materiál.

V. Zhrnutie lekcie.

Literatúra:

Baranová T.A. Správna výživa. - M .: Interbook, 1991. - S. 78–80.
Volkov V.A., Vonsky E.V., Kuznecovová G.I. Vynikajúci chemici sveta. - M .: VSh, 1991,656 s.
Gabrielyan O.S. Chémia. Učebnica.10 cl. pre všeobecné vzdelanie. inštitúcie - M .: Drop, 2007.
Gorkovenko M.Yu. Rozvoj lekcie v chémii. - M .: Vako, 2006. S. 270–274.
Polyanský Yu.I. Všeobecná biológia. Učebnica.10-11 trieda. 2011
Rudzitis G.E. Chémia: Organická chémia. Učebnica. 10 cl. pre všeobecné vzdelanie. inštitúcií. - M .: Vzdelávanie, 2011 - s. 158-162.
Figurovský N.A. Náčrt všeobecných dejín chémie. Od staroveku do začiatku 19. storočia. - Moskva: Nauka, 1969,455 s.
internetové zdroje.

Látky obsahujúce dusík - amoniak NHL, anhydridy kyselín dusičných NrO3 a dusíkatý M205 - vznikajú vo vode najmä v dôsledku rozkladu bielkovinových zlúčenín, ktoré sa do nej dostávajú s odpadovými vodami. Niekedy môže byť amoniak nachádzajúci sa vo vode anorganického pôvodu, pretože vzniká v dôsledku redukcie dusičnanov a dusitanov humínovými látkami, sírovodíkom, dvojmocným železom atď. [...]

Látky obsahujúce dusík, amónne ióny, dusitany a dusičnany) vznikajú vo vode v dôsledku redukcie dusitanov a dusičnanov železa sírovodíkom, humínovými látkami a pod., alebo v dôsledku rozkladu bielkovinových zlúčenín zavádzaných do nádrž s odpadovou vodou. V druhom prípade je voda z hygienického hľadiska nespoľahlivá. V artézskych vodách obsah dusitanov dosahuje desatiny mg / l a v povrchových vodách až tisíciny mg / l. Formy zlúčenín obsahujúcich dusík prítomných vo vode umožňujú posúdiť čas zavedenia odpadovej vody do vody. Napríklad prítomnosť amónnych iónov a neprítomnosť dusitanov svedčia o nedávnom znečistení vody. [...]

Látky obsahujúce dusík (napríklad bielkoviny) podliehajú procesu amonifikácie spojenej s tvorbou amoniaku a potom amónnych solí, ktoré sú dostupné v iónovej forme na asimiláciu rastlinami. Časť amoniaku pod vplyvom nitrifikačných baktérií však podlieha nitrifikácii, t. j. oxidácii najprv na kyselinu dusičnú, potom na kyselinu dusičnú a potom, keď táto interaguje s pôdnymi zásadami, dochádza k tvorbe solí kyseliny dusičnej. Každý proces zahŕňa špeciálnu skupinu baktérií. V anaeróbnych podmienkach prechádzajú soli kyseliny dusičnej denitrifikáciou za tvorby voľného dusíka. [...]

Látky obsahujúce dusík (amónne soli, dusitany a dusičnany) vznikajú vo vode najmä v dôsledku rozkladu bielkovinových zlúčenín, ktoré sa dostávajú do nádrže s domovými a priemyselnými odpadovými vodami. Menej často sa vo vode nachádza amoniak minerálneho pôvodu, ktorý vzniká v dôsledku redukcie organických dusíkatých zlúčenín. Ak je príčinou tvorby amoniaku rozklad bielkovín, potom takéto vody nie sú vhodné na pitie. [...]

Látky obsahujúce dusík (amónne ióny, dusitanové a dusičnanové ióny) vznikajú vo vode v dôsledku rozkladu bielkovinových zlúčenín, ktoré sa do nej takmer vždy dostávajú s odpadovými vodami z domácností, odpadovým koks-benzénom, dusíkatými hnojivami a inými rastlinami. Proteínové látky pod vplyvom mikroorganizmov podliehajú rozkladu, ktorého konečným produktom je amoniak. Prítomnosť posledne menovaného naznačuje znečistenie vody odpadovou vodou. [...]

Rozklad látok obsahujúcich dusík až do štádia amoniaku (prebieha pomerne rýchlo, preto jeho prítomnosť vo vode naznačuje jej čerstvé znečistenie. Nedávne znečistenie vody naznačuje aj prítomnosť kyseliny dusnej v nej. [...]

K syntéze látok obsahujúcich dusík v rastline dochádza vďaka anorganickému dusíku a organickým látkam bez dusíka. [...]

Dusíkaté látky. Ak sa proteíny vyzrážajú v krvnej plazme a potom sa oddelia, potom v nej zostáva množstvo látok obsahujúcich dusík. Dusík týchto látok sa nazýva zvyškový dusík. Do tejto skupiny látok patrí močovina, kyselina močová, amoniak, amíny, kreatín, kreatinín, trimetylamínoxid atď. [...]

Primárne látky v lišajníkoch sú vo všeobecnosti rovnaké ako v iných rastlinách. Škrupiny hýf v lišajníkovom taluse sú zložené prevažne zo sacharidov.V hýfach sa často nachádza chitín (C30 H60 K4 019). Charakteristickou zložkou hýf je polysacharidový lichenín (C6H10O6) n, nazývaný lišajníkový škrob. V protoplaste sa okrem membrán hýf našiel aj menej bežný izomér lichenínu, izolichenín. Z vysokomolekulárnych polysacharidov v lišajníkoch, najmä v membránach hýf, sú hemicelulózy, ktoré sú zjavne rezervnými sacharidmi. V medzibunkových priestoroch niektorých lišajníkov sa nachádzajú pektínové látky, ktoré absorbovaním veľkého množstva vody napučiavajú a olizujú slez. Lišajníky obsahujú aj mnohé enzýmy – invertázu, amylázu, katalázu, ureázu, zymázu, lichenázu vrátane extracelulárnych. Z látok obsahujúcich dusík v lišajníkových hýfach sa našlo veľa aminokyselín - alanín, kyselina asparágová, kyselina glutámová, lyzín, valín, tyrozín, tryptofán atď. ]

Existujú látky, ktoré sa syntetizujú iba v bunkách korvu. V prácach sovietskeho akademika A. A. Šmuka sa ukázalo, že v bunkách koreňa dochádza k tvorbe látok obsahujúcich dusík, ako sú alkaloidy. Francúzsky fyziológ de Ropp klíčil pšeničné klíčky na živnej pôde za sterilných podmienok, ich korene neprišli do kontaktu so živnou pôdou, ale boli vo vlhkej atmosfére, čo ich udržalo pri živote a živiny sa dostávali priamo cez scutellum. Sadenice sa vyvíjali normálne. Ak sa korene odlomili, sadenice zomreli. Tieto experimenty ukazujú, že koreňové bunky sú potrebné pre normálne fungovanie organizmu, dodávajú mu niektoré špecifické látky, prípadne hormonálneho typu. Nemecký vedec Motes ukázal, že ak sa izolované tabakové listy umiestnia do živného média a vytvoria sa na nich korienky, zachovajú si zelenú farbu po dlhú dobu. Ak sú korene odtrhnuté, listy pri udržiavaní na živnej zmesi žltnú. Zároveň bolo možné nahradiť účinok koreňov aplikáciou roztoku fytohormónu kinetín na listy. Živé koreňové bunky sú teda zdrojom mnohých dôležitých a nenahraditeľných organických látok vrátane hormónov. [...]

Podľa prítomnosti látok obsahujúcich dusík vo vode možno usudzovať na jej kontamináciu domovou odpadovou vodou. Ak je kontaminácia nedávna, potom je všetok dusík zvyčajne vo forme amoniaku. Ak sú spolu s iónom 1CHH4 + dusitany, znamená to, že od okamihu infekcie uplynul nejaký čas. A ak je všetok dusík zastúpený dusičnanmi, od okamihu infekcie uplynulo veľa času a voda z nádrže v mieste odberu sa vyčistila. [...]

Rozklad látok s obsahom dusíka (proteínov) prebieha v dvoch stupňoch. V prvej fáze sa pod vplyvom aeróbnych a anaeróbnych mikroorganizmov štiepia proteíny za uvoľnenia dusíka v nich obsiahnutého vo forme MN (amonifikačná fáza) a tvorby peptónov (produktov primárneho rozkladu bielkovín), a potom aminokyseliny. Následná oxidačná a redukčná deaminácia a dekarboxylácia vedú k úplnému rozkladu peptónov a aminokyselín. Trvanie prvej etapy je od jedného do niekoľkých rokov. V druhom stupni sa NH3 najprv oxiduje na H102 a potom na NH3O3. Konečný návrat dusíka do atmosféry nastáva pôsobením baktérií – denitrifikátorov, ktoré rozkladajú molekulárne dusíkaté dusičnany. Doba mineralizácie je 30-40 rokov alebo viac. [...]

Väčšina látok obsahujúcich dusík patrí do 3. a 4. skupiny podľa klasifikácie L.A. Kulského. Vzhľadom na prítomnosť suspenzií sú však do schémy zahrnuté aj mechanické metódy, najmä pri biochemickom čistení všeobecných odpadových vôd. [...]

Zo všetkých látok s obsahom dusíka však najväčšie ťažkosti spôsobuje stanovenie vysoko polárnych zásaditých zlúčenín - alkanolamínov (aminoalkoholov). Hoci tieto zlúčeniny, ktoré nie sú vhodné na analýzu, možno v zásade určiť plynovou chromatografiou, technika priamej analýzy1 nie je použiteľná na analýzu stôp aminoalkoholov, pretože nízke koncentrácie týchto látok sú ireverzibilne sorbované náplňou kolóny a chromatografiou. zariadení. Preto pre správne stanovenie nečistôt aminoalkoholov vo vzduchu bola vyvinutá metóda na analýzu týchto toxických zlúčenín v koncentráciách pod 10 – 5 % vo forme „derivátov s organofluórovými zlúčeninami“.

Ťažko rozložiteľné látky, ako je kyselina lignosulfónová v odpadových vodách z celulózového priemyslu, si samozrejme vyžadujú dlhší čas rozkladu. V druhom stupni sa nitrifikujú látky obsahujúce dusík. [...]

Podobne ako v hrachu bola syntéza látok obsahujúcich dusík v listoch kukurice narušená, keď bola syntéza cukrov potlačená; v tomto prípade sa zvýšil obsah dusíkatých látok (varianty so simazínom, chlórazínom a atrazínom). Keď bola kukurica vystavená pôsobeniu ipazínu, propazínu a tritazínu, množstvo celkového dusíka sa blížilo kontrole. [...]

Ide o heterocyklické dusíkaté látky alkalického charakteru so silným fyziologickým účinkom. Patria tiež k nebielkovinovým dusíkatým zlúčeninám. V súčasnosti je známy značný počet alkaloidných rastlín, z ktorých mnohé boli zavedené do kultivácie. V listoch tabaku sa hromadí alkaloid nikolín (3-7%), v listoch, stonkách a semenách alkaloidov vlčí bôb - vlčí bôb, sparteín, lupanín a niektoré ďalšie alkaloidy (1-3%), v kôre mochyne alkaloid chinín (8-12 %), v sušenej mliečnej šťave ópiového maku (ópia) tvoria alkaloidy 15-20 %, z ktorých hlavné sú morfín, narkotín a kodeín. Alkaloid kofeín sa nachádza v kávových zrnách (1-3%), v čajových listoch (až 5%), v malom množstve v kakaových bôboch, kolových orechoch a iných rastlinách. Alkaloid teobromín je obsiahnutý (až 3 %) v kakaových bôboch, menej v čajových listoch. [...]

Biochemický proces oxidácie organických látok v odpadových vodách (biochemická oxidácia) prebieha za pomoci mikroorganizmov-mineralizátorov v dvoch fázach: v prvej fáze oxidácia organických látok, obsahujúcich najmä uhlík, a látok obsahujúcich dusík - pred spustením. nitrifikácie. Preto sa prvá fáza často nazýva uhlíková. Druhá fáza zahŕňa proces nitrifikácie, t.j. oxidáciu dusíka amónnych solí na dusitany a dusičnany. Druhá fáza trvá približne 40 dní, to znamená, že je oveľa pomalšia ako prvá fáza, ktorá trvá približne 20 dní a vyžaduje oveľa viac kyslíka. Biochemická spotreba kyslíka (BSK) zohľadňuje iba prvú fázu oxidácie. V prírode je však ťažké oddeliť obe oxidačné fázy, pretože sa vyskytujú takmer súčasne. Pri výpočte samočistiacej schopnosti nádrží na vyriešenie otázky požadovaného stupňa čistenia odpadových vôd pred ich vypustením do nádrže sa berie do úvahy iba prvá oxidačná fáza, pretože je prakticky ťažké získať údaje pre druhú fázu. [...]

Huminové kyseliny extrahované z rašeliny sú vysokomolekulárne dusíkaté látky cyklickej štruktúry s molekulovou hmotnosťou okolo 30-40 tis. Humínové kyseliny tvoria Komplexné zlúčeniny s hlinitokremičitanmi, oxidmi kovov, iónmi železa a mangánu. [...]

Amoniak sa do atmosféry dostáva v dôsledku rozkladu organických látok obsahujúcich dusík a môže byť prítomný vo vzduchu ďaleko od sídiel v koncentrácii 0,003 – 0,005 mg/m3. [...]

Na kolobehu látok s obsahom dusíka sa podieľajú ďalšie fyziologické skupiny anaeróbov: rozkladajú bielkoviny, aminokyseliny, puríny (proteolytické, purinolytické baktérie). Mnohí sú schopní aktívne fixovať atmosférický dusík a premieňať ho na organickú formu. Tieto anaeróby zvyšujú úrodnosť pôdy. Počet buniek proteolytických a sacharolytických anaeróbov v 1 g úrodných pôd dosahuje až milióny. Zvlášť dôležité sú tie skupiny mikroorganizmov, ktoré sa podieľajú na rozklade ťažko dostupných foriem organických zlúčenín, ako je pektín a celulóza. Práve tieto látky tvoria veľkú časť rastlinných zvyškov a sú hlavným zdrojom uhlíka pre pôdne mikroorganizmy. [...]

Vo všeobecnosti materiály uvedené v tejto kapitole ukazujú, že sacharidy a látky obsahujúce dusík sú dôležitými trofickými faktormi, ktoré majú určitý kvantitatívny vplyv na kvitnutie rastlín. Experimenty s krátkodobými a dlhodobými druhmi ukázali, že metabolizmus sacharidov a dusíka v rastlinách je súčasťou metabolického pozadia, ktoré aktívne pôsobí na syntézu špecifickejších hormonálnych regulátorov kvitnutia rastlín. [...]

Kvapalinová chromatografia sa môže použiť na stanovenie akýchkoľvek organických látok obsahujúcich dusík v plynoch a kvapalinách. Zároveň sú široko používané aj tradičné chemické metódy. Aminoskupina posledne menovaného sa viaže s formaldehydom a karboxylová skupina sa titruje roztokom hydroxidu sodného. [...]

Doteraz sme porovnávali analytické údaje o obsahu sacharidov a látok obsahujúcich dusík v listoch krátkodenných a dlhodobých druhov rastlín v závislosti od dĺžky dňa, priaznivého alebo nepriaznivého pre kvitnutie. Hlavnou myšlienkou ďalšej série experimentov bolo objasniť vplyv uhľohydrátov a zlúčenín obsahujúcich dusík na kvitnutie rastlín, keď sú umelo obohatené alebo ochudobnené o tieto látky. Tento prístup k skúmanej otázke možno označiť ako syntetický [Chashshkhyan, 1943]. [...]

Výlučky a mŕtve organizmy slúžia ako potrava pre rozkladače, ktoré premieňajú organické látky obsahujúce dusík na anorganické. [...]

Oxidácia dvojchrómanom draselným je kompletnejšia, dokonca sa oxidujú aj niektoré anorganické látky (NO, B2-, 8203 ", Fe2 +, NaO3"). Amoniak a amónne ióny vznikajúce pri oxidácii organického dusíka nie sú oxidované. Niektoré látky obsahujúce dusík, ako je trimetylamín, ktorý sa bežne nachádza v odpadových vodách z produkcie rýb, a cyklické zlúčeniny dusíka, ako je pyridín, tiež neoxidujú pri analýze CHSK. Vo všeobecnosti analýza CHSK umožňuje odhadnúť obsah organickej hmoty v komunálnych odpadových vodách, možno v rozsahu 90 – 95 % teoretickej spotreby kyslíka potrebnej na úplnú oxidáciu všetkých prítomných organických látok. [...]

Rastlinné a živočíšne zvyšky, ktoré sa dostávajú do pôdy a vodných útvarov, vždy obsahujú organické látky obsahujúce dusík - bielkoviny a močovinu. Pod vplyvom mikroorganizmov dochádza k mineralizácii týchto látok, sprevádzaná hromadením amoniaku. Rozklad bielkovín je spojený s rozvojom hnilobných mikroorganizmov. Ide o komplexný, viacstupňový proces, ktorý začína rozkladom proteínov na peptóny pôsobením mikrobiálnych proteázových enzýmov. Ďalej sa peptóny štiepia na aminokyseliny za účasti peptinázových enzýmov. Rôzne aminokyseliny vznikajúce v procese rozkladu bielkovín sa zase rozkladajú. [...]

V rašelinových a bažinatých oblastiach spolu s poklesom hladiny podzemnej vody dochádza k rozkladu organickej hmoty v horninách, čo prispieva k zvýšeniu obsahu látok obsahujúcich dusík vo vode a železa vynášaného z hornín ako tzv. výsledkom obohatenia vody o organické látky a oxid uhličitý. [...]

V rybníkárstve sa za kritérium hodnotenia krmiva považuje pomer bielkovín, čo znamená pomer stráviteľných dusíkatých látok v krmive k stráviteľným dusíkatým. Pomer bielkovín do 1:5 sa nazýva úzky a nad ním široký. Verilo sa, že čím je užšie, tým je krmivo hodnotnejšie, ale v praxi to tak nie je. vždy nájde potvrdenie. V niektorých prípadoch majú potraviny so širším pomerom bielkovín (napr. 1:7) rovnaký účinok ako potraviny s úzkym pomerom bielkovín (napr. 1:2). Dá sa to vysvetliť tým, že nedostatok stráviteľných bielkovín v krmive je doplnený hodnotnou prírodnou potravou. Hodnotu prirodzenej potravy a krmiva určuje nielen tento pomer, ale aj komplex faktorov, ktoré vytvárajú najlepšie podmienky prostredia, najmä vitamíny, ktoré môže kapor prijímať najmä z prirodzenej potravy. [...]

Preto v chemických závodoch spravidla vytvárajú zariadenia na hĺbkovú dodatočnú úpravu odpadových vôd, kde sa ničia zvyšky toxických látok. Prísne požiadavky na dodatočnú úpravu do značnej miery závisia od kumulatívneho účinku mnohých toxických látok obsahujúcich dusík. [...]

Obyčajná destilovaná voda sa okyslí, pridá sa do nej manganistan draselný a destiluje sa. Táto operácia sa opakuje ešte raz. Destilácia vody aj samotné stanovenie látok obsahujúcich dusík sa musia vykonávať v miestnosti, kde nie je vo vzduchu žiadny amoniak. [...]

Zo zlúčenín kyslíka a dusíka prítomných v atmosfére sú znečisťujúcimi látkami oxid dusíka, oxid dusičitý a kyselina dusičná. Oppos sa v podstate tvoria v dôsledku rozkladu látok obsahujúcich dusík pôdnymi baktériami. Ročne sa na celom svete uvoľní do ovzdušia 50 107 ton oxidov dusíka prírodného pôvodu, pričom v dôsledku ľudskej činnosti len 5-107 ton oxidov dusíka a oxidu uhličitého. V zemskej atmosfére je prirodzený obsah oxidu dusičitého 0,0018–0,009 mg/m3, oxidu dusíka 0,002 mg1 m3; životnosť oxidu dusičitého v atmosfére 3 dni, oxidu 4 dni. [...]

Zároveň je potrebné poznamenať, že tento vzor nie je univerzálny. Je komplikovaný mnohými okolnosťami, predovšetkým zvláštnosťami druhovej špecifickosti rastlín. Je to komplikované tým, že obsah sacharidov a látok obsahujúcich dusík má svoju dynamiku a zmeny počas vegetačného obdobia, ako aj s vekom jednotlivých orgánov a tkanív [Ľvov, Obukhova, 1941, Zhdanova, 1951; Reimers, 1959]. V týchto prácach sa tiež ukázalo, že celkový obsah uhľohydrátov a látok obsahujúcich dusík v rastline závisí nielen od vplyvu dĺžky dňa a ich syntézy a rozpadu, ale aj od charakteru ich odtoku a prerozdeľovania. v celom závode. [...]

Škody, ktoré dusičnany spôsobujú na zdraví, už boli spomenuté vyššie (časť 3.3.1). Špenát a mrkva sú najdôležitejšími zložkami detskej výživy a detský organizmus je obzvlášť citlivý na pôsobenie dusičnanov. Na rozdiel od vyššie uvedenej zeleniny tabak pri bohatom hnojení látkami obsahujúcimi dusík vykazuje nadmerne vysoký obsah organických amínov. Podobné nebezpečenstvo môže nastať aj v prípade množstva iných rastlín, ktoré sa využívajú na potravu. So zvyšujúcim sa obsahom amínov sa zvyšuje aj pravdepodobnosť tvorby nitrozamínov v žalúdku (rovnica 3.16). [...]

Vzdušný dusík je pre väčšinu organizmov, najmä živočíchov, neutrálny plyn. Pre významnú skupinu mikroorganizmov (uzlinové baktérie, modrozelené riasy atď.) je však dusík faktorom životnej aktivity. Tieto mikroorganizmy, asimilujúce molekulárny dusík, po smrti a mineralizácii dodávajú koreňom vyšších rastlín prístupné formy tohto prvku. Dusík je teda obsiahnutý v rastlinných látkach obsahujúcich dusík (aminokyseliny, bielkoviny, pigmenty atď.). Následne je biomasa týchto rastlín spotrebovaná bylinožravcami atď. pozdĺž potravinového reťazca. [...]

Druhý prístup, nazvime ho produkcia, pri výbere hlavných ukazovateľov vychádza z „agronomickej hodnoty“ určitých mikroorganizmov a biochemických procesov. Je to skôr podmienené, keďže samotný pojem „agronomická hodnota“ je veľmi relatívny a môže sa časom meniť v súlade so zmenou technológie výroby a prehlbovaním našich vedomostí. Mineralizácia organickej hmoty je teda „agronomicky hodnotný“ proces, ktorý však podlieha plnej reprodukcii humusu a obnove pôdnej štruktúry. V opačnom prípade skôr či neskôr dôjde k odvlhčovaniu a degradácii pôdy so všetkými následnými dôsledkami na jej úrodnosť. Proces nitrifikácie je integrálnym ukazovateľom procesov mineralizácie látok obsahujúcich dusík a je nepochybne užitočný v prírodnej krajine. [...]

V laboratórnych podmienkach sa druhé štádium začína až po 10 dňoch a trvá niekoľko mesiacov. V prírode prebiehajú oba stupne súčasne, pretože v nádržiach s nerovnakou koncentráciou kyslíka sa miešajú rôzne odpadové vody. Na obr. 5 Theriault udáva spotrebu kyslíka pri aeróbnom rozklade komunálnych odpadových vôd, ktorý sa uskutočnil v laboratórnych podmienkach pri 9, 20, 30 °. Z týchto údajov vyplýva, že nitrifikácia látok s obsahom dusíka si prakticky vyžaduje rovnaké množstvo kyslíka, aké sa spotrebuje na rozklad látok s obsahom uhlíka. [...]

Koniec fixácie sa kontroluje nasledovne: vzorky sa vyberú zo skrine, rozvinú sa - rastlinný materiál musí byť vlhký a letargický, pričom si musí zachovať farbu, t.j. nezožltnú. Ďalšie sušenie vzorky sa vykonáva za prístupu vzduchu v otvorených vreciach pri teplote 50-60 ° C po dobu 3 - 4 hodín.Uvedená teplota a časové intervaly by sa nemali prekračovať. Dlhodobé zahrievanie pri vysokých teplotách vedie k tepelnému rozkladu mnohých látok obsahujúcich dusík a karamelizácii rastlinných sacharidov. [...]

Dažďové zrážky spôsobujú, že vzduch sa čistí aj iným spôsobom, ako je práve opísaný. Už sme povedali, že kvapôčky vo vnútri oblaku vznikajú ako výsledok kondenzácie na malých časticiach s polomerom 0,1 - 1,0 mikrónu. Účinnými kondenzačnými jadrami sú častice morskej soli. Podľa vedcov väčšinu kondenzačných jadier, ešte menších rozmerov, tvoria častice obsahujúce síru, ktoré do atmosféry vypúšťajú zdroje priemyselného znečistenia. Určité zlúčeniny dusíka môžu tiež slúžiť ako kondenzačné jadrá. Keď prší, kvapôčky vo vnútri oblaku sa v dôsledku kolízie a splynutia spájajú s kvapkami dažďa. Keď spadnú na zem, odnesú so sebou látky obsahujúce síru a dusík. Niekedy tieto dva druhy látok dokonca pôdu zúrodňujú, keďže do nej dodávajú živiny (pre rastliny).

LIPIDY

Lipidy- prírodné organické zlúčeniny, z ktorých mnohé sú estery mastných kyselín a alkoholov. Všeobecnými vlastnosťami lipidov sú ich hydrofóbnosť a nerozpustnosť vo vode, ale všetky sa rozpúšťajú rôznymi spôsobmi v organických rozpúšťadlách – éteri, benzíne, chloroforme, acetóne atď.

Z lipidov sa v komoditnej vede o potravinárskych výrobkoch študujú tuky, kyseliny s vysokou molekulovou hmotnosťou a lipoidy.

Tuky. Majú vysokú energetickú hodnotu - 1 g tuku pri oxidácii uvoľní 9,0 kcal (37,7 kJ), aktívne sa zúčastňuje plastických procesov, je súčasťou membrán živých buniek a iných štruktúr a ukladá sa aj v tkanivách tela. Sú zdrojom základných vitamínov a iných biologicky aktívnych látok. Tuky sú široko používané pri výrobe mnohých potravinárskych výrobkov, zlepšujú chuť jedla.

Podľa pôvodu sa tuky delia na rastlinné a živočíšne.

TO rastlinné tuky(oleje) zahŕňajú kakaové maslo, kokosové maslo a palmové maslo.

Kvapalné tuky podľa vlastností sa delia na nevysychavé (olivový, mandľový) a sušiace (ľanový, konopný, makový a pod.) oleje.

Živočíšne tuky tiež rozdelené na kvapalina a pevný. Rozlišujte tekuté tuky suchozemských zvierat (kopytný tuk) a tekuté tuky morských živočíchov a rýb (rybí tuk, olej z veľrybej pečene atď.). Tuhé živočíšne tuky - hovädzie, bravčové, jahňacie, ako aj maslo.

Z hľadiska chemického zloženia sú tuky zmesou esterov trojsýtnych alkoholov glycerolu C 3 H 5 (OH) 3 a mastných kyselín. Zloženie tukov zahŕňa zvyšky nasýtených (nasýtených) a nenasýtených (nenasýtených) mastných kyselín. Tuky rôzneho pôvodu sa od seba líšia zložením mastných kyselín. Všetky mastné kyseliny, ktoré tvoria tuky, obsahujú párny počet atómov uhlíka – od 14 do 22, častejšie však 16 a 18. Rastlinné tuky, okrem kokosového oleja a oleja z kakaových bôbov, zostávajú tekuté pri teplotách blízkych 0 °C, od r. obsahujú značné množstvo nenasýtených mastných kyselín.

Nasýtené mastné kyseliny - palmitová (C 15 H 31 COOH), stearová (C 17 H 35 COOH), myristová (C 13 H 27 COOH).Tieto kyseliny sa využívajú najmä ako energetický materiál, v najväčšom množstve sa nachádzajú aj v živočíšnych tukoch, ktoré určuje vysokú teplotu topenia (50-60 °C) a skupenstvo týchto tukov.

Nenasýtené mastné kyselinyďalej rozdelené na mononenasýtené (obsahujú jeden nenasýtený vodík) a polynenasýtené (niekoľko väzieb). Hlavným predstaviteľom mononenasýtených mastných kyselín je kyselina olejová (C 18 H 34 O 2), ktorej obsah v olivovom oleji je 65%, v masle - 23%.

Medzi polynenasýtené mastné kyseliny patrí kyselina linolová (C 18 H 32 O 4) s dvoma dvojitými väzbami; linolénová (C 18 H 30 O 2) s tromi dvojitými väzbami a arachidónová (C 20 H 32 O 2), so štyrmi dvojitými väzbami. Esenciálne mastné kyseliny sú linolová, linolénová a arachidónová. Majú najväčšiu chemickú aktivitu, patria medzi zlúčeniny podobné vitamínom a nazývajú sa faktorom F. Kyselina arachidónová sa nachádza v rybom tuku a v tuku morských živočíchov. Hlavným zdrojom kyseliny linolovej je slnečnicový olej (60%). Z rastlinných olejov dominujú kyseliny olejová, linolová a linolénová. V normách pre rastlinné oleje existuje indikátor - jódové číslo, ktoré charakterizuje stupeň nenasýtenosti kyselín. Čím vyššie jódové číslo, tým viac nenasýtených kyselín v tuku, tým vyššia je pravdepodobnosť žltnutia.

Stráviteľnosť tukov vo veľkej miere závisí od teploty topenia. Podľa stráviteľnosti sa rozlišujú: tuky s teplotou topenia 37 "C, stráviteľnosť 70-98% (všetky tekuté tuky, mliečne tuky, ghee, hydinové a rybie tuky); tuky s teplotou topenia 50-60° C sa zle vstrebávajú (baraní tuk - 44 -51 °C).

Kvapalné tuky sa môžu premeniť na tuhé tuky nasýtením nenasýtených mastných kyselín vodíkom. Tento proces sa nazýva hydrogenácia. Výroba margarínu je založená na hydrogenácii tuku.

Tuky sú vo vode nerozpustné, ale v prítomnosti bielkovín sú slizovité látky nazývané emulgátory schopné vytvárať s vodou stabilné emulzie. Na tejto vlastnosti tukov je založená výroba margarínov, majonéz a rôznych krémov.

Tuky sú ľahšie ako voda, pretože majú hustotu pod jednotnou - 0,7-0,9. Tuky majú vysoký bod varu, preto sa používajú na vyprážanie, z horúcej panvice sa neodparujú. Pri silnom zahriatí (240-260 °C) sa však tuk rozkladá, pričom vznikajú prchavé, silne zapáchajúce látky. Tuky sú nestabilné zlúčeniny, preto pri výrobe, spracovaní a skladovaní, vplyvom vonkajších faktorov, v nich môže dochádzať k hydrolytickým procesom (štiepenie na glycerol a voľné mastné kyseliny za prítomnosti vody, kyselín, enzýmov). Hydrolýza je počiatočná fáza kazenia tuku počas skladovania. Výsledné voľné mastné kyseliny dodávajú tuku pachuť, preto sa do noriem pre jedlé tuky zaviedol ukazovateľ kvality tukov, číslo kyslosti. V priemysle sa mydlo získava zo surovín obsahujúcich tuk pri vysokých teplotách v prítomnosti zásad (proces zmydelnenia).

Oxidácia tukov - proces chemickej interakcie kyslíka a zvyškov nenasýtených mastných kyselín triglyceridov - prebieha v troch fázach.

Oxidácia tukov vzdušným kyslíkom sa nazýva autooxidácia. Prvým stupňom autooxidácie je indukčná perióda, kedy sa oxidačné procesy v tukoch takmer nedetekujú. Odolnosť rôznych tukov a olejov voči oxidácii je charakterizovaná porovnateľným trvaním ich indukčných periód. V druhom stupni autooxidácie dochádza k reakciám, v dôsledku ktorých vznikajú peroxidové zlúčeniny. V treťom stupni prebiehajú sekundárne reakcie peroxidových zlúčenín, v dôsledku ktorých sa v tukoch hromadia hydroperoxidy a produkty ich premien - aldehydy, ketóny, voľné nízkomolekulové mastné kyseliny, ktoré menia chuť a vôňu tukov a olejov. a výrazne znížiť ich nutričnú hodnotu.

Lipoidy (tukové látky). Patria sem fosfatidy, steroly a vosky.

Fosfatidy sú lipidy obsahujúce viazanú kyselinu fosforečnú. Sú to estery zvyčajne jednosýtnych alkoholov, ktorých jedna alebo dve alkoholové skupiny sú esterifikované kyselinou fosforečnou. Okrem zvyškov kyseliny fosforečnej zahŕňajú fosfatidy jednu z dusíkatých zásad – cholín, kolamín alebo serín. Fosfatidy, ktoré sa skladajú zo zvyškov glycerolu, mastných kyselín, kyseliny fosforečnej a cholínu, sa nazývajú lecitíny. Lecitín je nerozpustný vo vode, ale tvorí s ním emulzie. Táto vlastnosť lecitínu sa využíva v margarínovom priemysle, pri výrobe čokolády, vaflí, sušienok. Veľa lecitínu je vo vaječnom žĺtku (9,4 %), sóji (1,7 %), mliečnom tuku (1,3 %), hubách (7,0 %), nerafinovaných rastlinných olejoch.

kefalín - je to fosfatid, v ktorom je kyselina fosforečná kombinovaná s kalomínom, ktorý je menej silnou zásadou ako cholín. Cefalín je kyslejší ako lecitín; hrá dôležitú úlohu v procese zrážania krvi.

Steroly- vysokomolekulárne cyklické alkoholy, nachádzajúce sa v tukoch vo voľnej forme a vo forme steridov - estery mastných kyselín. Zloženie živočíšnych tukov zahŕňa cholesterol (mozog, vaječný žĺtok, krvná plazma - 1,6%). V rastlinných a bakteriálnych bunkách má najväčší význam ergosterol, ktorý sa od cholesterolu líši dvomi dodatočnými dvojitými väzbami a jednou metylovou skupinou, pôsobením ultrafialových lúčov sa ergosterol mení na kalciferol - vitamín D.

Vosky chemicky blízko k tukom. Rastlinné vosky vytvárajú na povrchu listov, ovocia, zeleniny povlak, ktorý ich chráni pred mikróbmi, vysychaním, nadmernou vlhkosťou. Medzi živočíšne vosky patrí včelí vosk.

Aminokyseliny sú hlavnými štrukturálnymi zložkami molekúl bielkovín a objavujú sa vo voľnej forme v potravinových produktoch počas rozkladu bielkovín.

Aminokyseliny sa nachádzajú v rastlinných potravinách ako prirodzená zložka. Napríklad kapusta a špargľa obsahujú amid asparagínu (0,2 – 0,3 %).

Zlúčeniny amoniaku sa v potravinách nachádzajú v malých množstvách vo forme amoniaku a jeho derivátov. Amoniak je konečným produktom rozkladu bielkovín. Značné množstvo amoniaku a amínov poukazuje na hnilobný rozklad potravinových bielkovín. Preto sa pri skúmaní čerstvosti mäsa a rýb zisťuje obsah amoniaku v nich. Medzi deriváty amoniaku patria monoamíny CH 3 NH 2, dimetylamíny (CH 3) 2 NH a trimetylamíny (CH 3) 3 NH, ktoré majú špecifický zápach. Metylamín má vôňu podobnú čpavku. Dimetylamín je plynná látka s vôňou sleďovej soľanky, ktorá vzniká najmä pri rozklade rybích bielkovín a iných produktov. Trimetylamín je plynná látka obsiahnutá vo významných množstvách v slanom náleve zo sleďov. V koncentrovanej forme páchne po čpavku, no v nízkych koncentráciách zapácha ako zhnité ryby.

Dusičnany sú soli kyseliny dusičnej. V potravinárskych výrobkoch sú obsiahnuté v zanedbateľných množstvách, s výnimkou tekvice a cukety.

Dusitany sa pridávajú v malých množstvách pri solení mäsa a do mletej klobásy, aby mäso získalo ružovú farbu. Dusitany sú vysoko toxické, takže ich použitie v potravinárskom priemysle je obmedzené (roztok dusitanov sa pridáva do mletej klobásy v množstve nie viac ako 0,005% hmotnosti mäsa).

Proteíny sú najdôležitejšie zlúčeniny obsahujúce dusík pre ľudskú výživu. Sú to najdôležitejšie organické zlúčeniny nachádzajúce sa v živých organizmoch. V minulom storočí vedci pri štúdiu zloženia rôznych zvierat a rastlín izolovali látky, ktoré sa v niektorých vlastnostiach podobali vaječnému bielku: pri zahrievaní sa teda zrazili. To dalo dôvod nazývať ich proteínmi. Význam bielkovín ako základu všetkého živého si všimol už F. Engels. Napísal, že tam, kde je život, sa nachádzajú bielkoviny, a kde sú bielkoviny, tam sú známky života.

Pojem "proteíny" teda označuje veľkú triedu organických vysokomolekulárnych zlúčenín obsahujúcich dusík prítomných v každej bunke a určujúcich jej životnú aktivitu.

Chemické zloženie bielkovín. Chemická analýza ukázala prítomnosť vo všetkých proteínoch (v %): uhlík - 50-55, vodík - 6-7, kyslík - 21-23, dusík - 15-17, síra - 0,3-2,5. V jednotlivých bielkovinách sa nachádza fosfor, jód, železo, meď a niektoré makro- a mikroprvky v rôznom množstve.

Na stanovenie chemickej povahy proteínových monomérov sa vykonáva hydrolýza - predĺžený var proteínu so silnými minerálnymi kyselinami alebo zásadami. Najčastejšie sa používa 6N HNO 3 a varí sa 24 hodín pri 110 ° C. V ďalšej fáze sa oddelia látky, ktoré tvoria hydrolyzát. Na tento účel sa používa chromatografická metóda. Nakoniec je povaha izolovaných monomérov objasnená pomocou určitých chemických reakcií. V dôsledku toho sa zistilo, že počiatočnými zložkami bielkovín sú aminokyseliny.

Molekulová hmotnosť (mw) proteínov je od 6000 do 1 000 000 a vyššia, napríklad m.m. bielkovina mliečny albumín - 17400, mliečny globulín - 35200, vaječný albumín - 45000. V tele zvierat a rastlín sa bielkoviny nachádzajú v troch skupenstvách: tekuté (mlieko, krv), sirupovité (vaječný bielok) a tuhé (pokožka, vlasy, vlna).

Vďaka veľkému m.m. proteíny sú v koloidnom stave a dispergované (distribuované, rozptýlené, suspendované) v rozpúšťadle. Väčšina proteínov sú hydrofilné zlúčeniny schopné interakcie s vodou, ktorá sa viaže na proteíny. Táto interakcia sa nazýva hydratácia.

Mnohé bielkoviny pod vplyvom určitých fyzikálnych a chemických faktorov (teplota, organické rozpúšťadlá, kyseliny, soli) sa koagulujú a vyzrážajú. Tento proces sa nazýva denaturácia. Denaturovaný proteín stráca schopnosť rozpúšťať sa vo vode, soľných roztokoch alebo alkohole. Všetky potravinárske výrobky spracované pri vysokých teplotách obsahujú denaturované bielkoviny. Väčšina proteínov má denaturačnú teplotu 50-60 °C. Denaturačná vlastnosť bielkovín má veľký význam najmä pri pečení chleba a pri výrobe cukroviniek. Jednou z dôležitých vlastností bielkovín je schopnosť vytvárať gély, keď napučiavajú vo vode. Napučanie bielkovín má veľký význam pri výrobe chleba, cestovín a iných produktov. Pri „starnutí“ gél uvoľňuje vodu, pričom zmenšuje objem a sťahuje sa. Tento jav, opak opuchu, sa nazýva syneréza.

Pri nesprávnom skladovaní bielkovinových produktov môže dôjsť k hlbšiemu rozkladu bielkovín s uvoľňovaním produktov rozkladu aminokyselín, vrátane amoniaku a oxidu uhličitého. Proteíny obsahujúce síru uvoľňujú sírovodík.

Človek potrebuje 80-100 g bielkovín denne, z toho 50 g živočíšnych bielkovín. Pri oxidácii 1 g bielkovín sa v tele uvoľní 16,7 kJ, čiže 4,0 kcal.

Aminokyseliny sú organické kyseliny, v ktorých je atóm vodíka na atóme uhlíka nahradený aminoskupinou NH2. Ide teda o α-aminokyselinu so všeobecným vzorcom

Treba si uvedomiť, že v zložení všetkých aminokyselín sú spoločné skupiny: - CH 2, -NH 2, -COOH a líšia sa bočné reťazce aminokyselín, čiže radikálov (R). Chemická povaha radikálov je rôznorodá: od atómu vodíka po cyklické zlúčeniny. Práve radikály určujú štrukturálne a funkčné vlastnosti aminokyselín.

Aminokyseliny vo vodnom roztoku sú v ionizovanom stave v dôsledku disociácie amínových a karboxylových skupín, ako aj skupín, ktoré tvoria radikály. Inými slovami, sú to amfotermické zlúčeniny a môžu existovať buď ako kyseliny (donory protónov) alebo ako zásady (akceptory protónov).

Všetky aminokyseliny sú rozdelené do niekoľkých skupín v závislosti od ich štruktúry.

Obrázok 1.1. Klasifikácia aminokyselín

Z 20 aminokyselín, ktoré sa podieľajú na stavbe bielkovín, nie všetky majú rovnakú biologickú hodnotu. Niektoré aminokyseliny sú syntetizované ľudským telom a ich potreba je uspokojená bez vonkajšieho vstupu. Takéto aminokyseliny sa nazývajú neesenciálne (histidín, arginín, cystín, tyrozín, alanín, serín, glutámová a asparágová kyselina, prolín, hydroxyprolín, glycín). Ďalšiu časť aminokyselín si telo nesyntetizuje a musia byť dodávané potravou. Nazývajú sa nenahraditeľné (tryptofán). Bielkoviny obsahujúce všetky esenciálne aminokyseliny sa nazývajú kompletné a ak aspoň jedna z esenciálnych kyselín chýba, proteín je chybný.

Klasifikácia bielkovín. Klasifikácia proteínov je založená na ich fyzikálno-chemických a chemických vlastnostiach. Proteíny sa delia na jednoduché (bielkoviny) a komplexné (bielkoviny). Jednoduché proteíny zahŕňajú proteíny, ktoré po hydrolýze poskytujú iba aminokyseliny. Komplexné - proteíny pozostávajúce z jednoduchých proteínov a zlúčenín neproteínovej skupiny, nazývané protetické.

Bielkoviny zahŕňajú albumín (mlieko, vajcia, krv), globulíny (krvný fibrinogén, mäsový myozín, vaječný globulín, zemiakový tuberín atď.), glutelíny (pšenica a raž), prodmíny (pšeničný gliadín), skleroproteíny (kostný kolagén, spojivové elastínové tkanivo vlasový keratín).

Proteidy zahŕňajú fosfoproteíny (mliečny kazeín, vitellín z kuracieho vajca, ichtulín z rybieho ikry), ktoré pozostávajú z bielkovín a kyseliny fosforečnej; chromoproteíny (hemoglobín krvi, myoglobín svalového tkaniva mäsa), čo sú zlúčeniny globínového proteínu a farbiva; glukoproteíny (proteíny chrupavky, slizníc), pozostávajúce z jednoduchých bielkovín a glukózy; lipoproteíny (proteíny obsahujúce fosfatid) sú súčasťou protoplazmy a zŕn chlorofylu; nukleoproteíny obsahujú nukleové kyseliny a hrajú pre organizmus dôležitú biologickú úlohu.