Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Самарская государственная сельскохозяйственная академия»
М. В. Чугунова
БИОХИМИЯ
Практикум
Кинель 2015
Стр.1
УДК 664 : 577.1(075)
ББК 36-1 Я 7
Ч83
Рецензенты:
д-р с.-х. наук, проф., зав. кафедрой «Технология производства
и экспертиза продуктов из растительного сырья»
ФГБОУ ВО «Самарская государственная сельскохозяйственная
академия»
М. И. Дулов;
д-р биол. наук, проф. кафедры «Биохимия, биотехнология
и биоинженерия»
ФГБОУ ВПО «Самарский государственный университет»
О. Н. Макурина
Чугунова, М. В.
Ч83 Биохимия : практикум. – Кинель : РИЦ СГСХА, 2015. – 129 с.
ISBN 978-5-88575-398-2
Практикум содержит сведения о биохимических превращениях
в сырье и готовых продуктах питания. В практикуме подробно
изложены методики проведения лабораторных работ по биохимии.
Предназначен для студентов, обучающихся по направлению
подготовки 38.03.07 «Товароведение», специалистов, работающих
в системе товароведения и экспертизы качества продуктов питания.
Также может быть полезен магистрам, аспирантам, преподавателям
химических дисциплин в высших учебных заведениях.
УДК 664 : 577.1(075)
ББК 36-1 Я 7
ISBN 978-5-88575-398-2
© Чугунова М. В., 2015
© ФГБОУ ВО Самарская ГСХА, 2015
2
Стр.2
Предисловие
Практикум составлен на основе современных знаний развития
биологической химии. Биохимия является одной из фундаментальных
наук естественнонаучного цикла.
В основе производства пищевых продуктов лежат превращения
основных компонентов пищи – воды, белковых веществ, липидов,
углеводов, солей и витаминов. В связи с этим в учебном
издании «Биохимия» значительное место отведено изучению и
рассмотрению химической природы, биохимическим изменениям
компонентов пищи в процессе хранения и переработки.
Цель данного издания – ознакомить студентов с теоретическими
основами биохимии.
Практикум «Биохимия» предусматривает применение и закрепление
ранее полученных знаний и формирование у студентов
базовых знаний по дисциплине «Биохимия».
Содержание данного издания соответствует рабочей программе
по направлению подготовки 38.03.07 «Товароведение».
В процессе изучения данного учебного издания у обучающихся
должны сформироваться следующие профессиональные компетенции:
–
готовность оценивать качество сельскохозяйственной продукции
с учетом биохимических показателей и определять способ ее
хранения и переработки;
– готовность оценивать качество и безопасность сельскохозяйственного
сырья и продуктов его переработки в соответствии с
требованиями государственных стандартов.
3
Стр.3
Общие правила техники безопасности при работе
в химической лаборатории
При работе в химической лаборатории необходимо соблюдать
определенные правила предосторожности. Эти правила необходимо
выполнять не только в целях личной безопасности, но и для
обеспечения безопасности окружающих.
Обычно характер мер предосторожности, обеспечивающих
безопасность выполнения какого-либо химического эксперимента,
зависит от вида работы. Однако существуют общие правила, выполнение
которых обязательно для каждого работающего в лаборатории.
К
ним относятся следующие:
1) Каждый должен работать на закрепленном за ним рабочем
месте. Переход на другое место без разрешения преподавателя не
допускается.
2) Рабочее место следует поддерживать в чистоте, не загромождать
его посудой и посторонними предметами.
3) Студентам запрещается работать в лаборатории без присутствия
преподавателя или лаборанта, а также в неустановленное
время без разрешения преподавателя.
4) К выполнению лабораторной работы можно приступить
только после получения инструктажа по технике безопасности и
разрешения преподавателя.
5) Приступая к работе, необходимо: ознакомиться с предметом
выполнения работы и техникой безопасности; проверить соответствие
взятых веществ тем веществам, которые указаны в методике
работы.
6) Опыт необходимо проводить в точном соответствии с его
описанием, особенно придерживаться единой последовательности
добавления реактивов.
7) Для выполнения опыта пользоваться только чистой, сухой
лабораторной посудой; для отмеривания каждого реактива нужно
иметь мерную посуду (пипетки, бюретки, мензурку, мерный цилиндр
или мерный стакан); не следует выливать избыток налитого
в пробирку реактива обратно в емкость, чтобы не испортить реактив.
8)
Если в ходе опыта требуется нагревание реакционной смеси,
необходимо ознакомиться с нормами способа нагрева: на
4
Стр.4
вод яной бане, на электроплитке или на газовой горелке и др.
Сильно летучие горючие вещества опасно нагревать на открытом
огне.
9) Пролитые на пол и стол химические вещества обезвреживают
и убирают под руководством лаборанта (преподавателя) в
соответствии с правилами.
10) При работе в лаборатории следует соблюдать следующие
требования: выполнять работу нужно аккуратно, добросовестно,
внимательно, быть наблюдательным, рационально и правильно
использовать время, отведенное для работы.
11) По окончании работы следует привести в порядок свое
рабочее место: помыть посуду, протереть поверхность рабочего
лабораторного стола, закрыть водопроводные краны, выключить
электрические приборы.
12) Ни в коем случае нельзя пробовать какие-либо вещества
на вкус. Нюхать вещества можно, лишь осторожно направляя к
себе его пары или газ легким движением руки, а не наклоняясь к
сосуду и не вдыхая их полной грудью.
Правила техники безопасности в лаборатории при работе
с кислотами и щелочами
1) Кислоты и щелочи относятся к веществам повышенного
класса опасности и способны вызвать химические ожоги и отравления.
Поэтому необходимо внимательно следить за тем, чтобы
реактивы не попадали на лицо, руки и одежду.
2) Не ходить по лаборатории с концентрированными кислотами
и щелочами, а наливать их только в отведенном для этого
месте.
3) Разливать концентрированную азотную, серную и соляную
кислоты следует только при включенной вентиляции в вытяжном
шкафу.
4) Запрещается набирать кислоты и щелочи в пипетку ртом.
Для этого следует применять резиновую грушу и прочее оборудование
для отбора проб.
5) Для приготовления растворов серной, азотной и других
кислот необходимо их приливать к воде тонкой струей при непрерывном
перемешивании, а не наоборот. Приливать воду в кислоту
запрещается!
5
Стр.5
6) Растворять твердые щелочи следует путем медленного добавления
их небольшими кусочками к воде при непрерывном перемешивании.
Кусочки щелочи нужно брать только щипцами.
7) При смешивании веществ, которое сопровождается выделением
тепла, необходимо пользоваться термостойкой толстостенной
стеклянной или фарфоровой посудой.
8) Разлитые кислоты или щелочи необходимо немедленно засыпать
песком, нейтрализовать, и только после этого проводить
уборку.
9) При попадании на кожу или одежду кислоты, надо смыть
ее большим количеством воды, а затем 3-5% раствором питьевой
соды или разбавленным раствором аммиака.
10) При попадании на кожу или одежду щелочи, после смывания
ее большим количеством воды, нужно провести обработку
2-3% раствором борной, лимонной или уксусной кислоты.
11) Вещества, фильтры, бумагу, использованные при работе,
следует выбрасывать в специальное ведро, концентрированные
растворы кислот и щелочей также сливать в специальную посуду.
Правила техники безопасности в лаборатории
с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями
(ЛВЖ и ГЖ)
1) Все работы с ЛВЖ и ГЖ должны осуществляться в вытяжном
шкафу при включенной вентиляции, отключенных газовых
проводках и электронагревательных приборов.
2) Запрещается нагревать на водяных банях вещества, которые
могут вступать между собой в реакцию, которая сопровождается
взрывом или выделением паров и газов.
3) При случайном проливании ЛВЖ (сероуглерод, бензин,
диэтиловый эфир и др.), а также при потерях горючих газов необходимо
немедленно отключить все источники открытого огня,
электронагревательные приборы.
4) Сосуды, в которых проводились работы с ЛВЖ и ГЖ, после
окончания исследований должны быть немедленно освобождены
от оставшейся жидкости и промыты.
5) Опыты с ядовитыми веществами и веществами, которые
имеют сильно выраженный запах, можно проводить только в вытяжном
шкафу.
6
Стр.6
6) При тушении бензина, спирта, эфира, пользоваться песком,
которым следует засыпать вспыхнувшее пламя.
7) При распознавании газа по запаху, который выделяется,
нюхать газ только на определенном расстоянии, направляя его
струю движением руки от сосуда к себе.
Правила техники безопасности
в лаборатории с химической посудой
1) Основным травмирующим фактором, который связан с использованием
стеклянной посуды, аппаратов и приборов, являются
острые осколки стекла, способные вызвать порезы тела работающего,
а также ожоги рук при неосторожном обращении с нагретыми
до высокой температуры частями стеклянной посуды.
2) Размешивать реакционную смесь в сосуде стеклянной палочкой
или шпателем надо осторожно, не допуская разлома сосуда.
Держать сосуд при этом необходимо за ее горловину.
3) Перенося сосуды с горячей жидкостью, надо держать их
двумя руками: одной – за дно, другой – за горловину, используя
при этом полотенце (чтобы избежать ожогов кистей и пальцев
рук).
4) При закрывании толстостенной посуды пробкой следует
держать ее за верхнюю часть горловины. Нагретый сосуд нельзя
закрывать притертой пробкой пока он не охладится.
5) В опытах с нагревом необходимо пользоваться посудой,
которая имеет соответствующую маркировку.
6) В случае пореза стеклом нужно сначала внимательно
осмотреть рану и извлечь из нее осколки стекла, если они есть, а
затем обмыть раненное место 2% раствором перманганата калия,
смазать йодом и завязать бинтом или заклеить лейкопластырем.
Правила техники безопасности в лаборатории
с электрооборудованием и электроприборами
1) Химические лаборатории (включая биохимические и микробиологические)
согласно степени опасности поражения электрическим
током относятся к помещениям с повышенной или особой
опасностью, которая обусловлена возможностью воздействия
на электрооборудование химически активных сред.
2) Все работы, связанные с применением электроприборов,
должны проходить под наблюдением преподавателя (лаборанта).
7
Стр.7
3) При работе с водяной баней нельзя пробовать степень
нагрева воды рукой.
4) При неисправности в работе электроприбора (например,
подсветка в микроскопе) необходимо обратиться к преподавателю.
Чинить самостоятельно приборы запрещается.
5) При поражении электрическим током, если пострадавший
остается в соприкосновении с токоведущими частями, необходимо
немедленно выключить ток с помощью пускателя или вывернуть
охранную пробку или перерубить токопроводящий провод изолированным
инструментом. К пострадавшему, пока он находится
под током, нельзя прикасаться незащищенными руками (без резиновых
перчаток). Если пострадавший потерял сознание, после выключения
тока нужно немедленно, не дожидаясь врача, делать искусственное
дыхание.
Правила техники безопасности в лаборатории
при работе с реактивами
1) Если перед началом работы не дано указаний относительно
дозировки реактивов, то брать их для проведения опытов необходимо
в возможно меньшем количестве (экономия материалов и
времени, которое затрачивается на опыт).
2) Избыток реактива нельзя высыпать и выливать обратно в
сосуд, из которого он был взят.
3) После расходования реактива банку или стакан необходимо
сразу закрыть пробкой и поставить на место.
4) Сухие реактивы брать с помощью лопаток, пластмассовых
или металлических шпателей. Шпатель должен быть всегда сухим
и чистым. После расходования следует его тщательно протереть.
5) Когда реактив отбирается пипеткой, ни в коем случае нельзя
той же пипеткой, не вымыв ее, брать реактив с другой емкости.
6) При наливании реактивов нельзя наклоняться над сосудом,
предотвращая попадания брызг на лицо или одежду.
7) Нельзя держать банку или стакан с реактивом, которую
нужно открыть, держа в руках, ее надо поставить на лабораторный
стол и только после этого открывать.
Меры оказания первой помощи
При ожогах химическими веществами, особенно кислотами и
щелочами, пораженный участок кожи быстро промывают
8
Стр.8
большим количеством воды, а затем на обожженное место накладывают
примочку:
– при ожогах кислотой из 2% раствора питьевой соды;
– при ожогах щелочами из 2% раствора уксусной кислоты.
При сильных ожогах после оказания первой помощи следует
обратиться к врачу.
При попадании брызг или паров кислоты или щелочи в глаза
их следует немедленно промыть большим количеством воды, а
затем разбавленными растворами (2-3%) питьевой соды или уксусной
кислоты. Все остальные мероприятия проводит только
врач-офтальмолог.
При термических ожогах обожжённое место присыпают двууглекислым
натрием (питьевая сода), крахмалом или тальком, либо
прикладывают примочки из 96% этилового спирта, 2% свежеприготовленного
раствора питьевой соды или 2% раствора перманганата
калия. Затем смазывают пораженное место мазью от
ожогов. При тяжелых ожогах пострадавшего следует немедленно
отправить в медпункт.
При отравлении через пищевод дать пострадавшему большое
количество 2% раствора перманганата калия, вызвать рвоту, дать
противоядие (молоко), вызвать врача или отправить в медпункт.
9
Стр.9
Лабораторная работа 1
Определение влаги в сырье и продуктах растительного
происхождения
Цель работы: изучить методы определения влаги в сырье и продуктах
растительного происхождения.
Аппаратура, материалы, реактивы: бюретка для титрования, весы
аналитические; патрон для взвешивания образца, реактив Фишера, шкаф
сушильный СЭМ, бюксы металлические.
Вода – важнейшая составляющая пищевых продуктов. Она
присутствует в разнообразных растительных и животных продуктах
как клеточный и внеклеточный компонент, как диспергирующая
среда и растворитель, обусловливая консистенцию и структуру.
Вода влияет на внешний вид, вкус и устойчивость продукта
при хранении. Благодаря физическому взаимодействию с белками,
полисахаридами, липидами и солями, вода вносит значительный
вклад в структуру пищи.
Содержание влаги (%) в пищевых продуктах изменяется в
широких пределах: фрукты, овощи – 70-95; мясо – 65-75; молоко –
87; сыр – 37; хлеб – 35; джем – 28; мука – 12-14; сухое молоко – 4.
Общая влажность продукта указывает на количество влаги в нем,
но не характеризует ее причастность к химическим и биологическим
изменениям в продукте. В обеспечении его устойчивости при
хранении важную роль играет соотношение свободной и связанной
влаги.
Связанная влага – это ассоциированная вода, прочно связанная
с различными компонентами – белками, липидами и углеводами
за счет химических и физических связей.
Свободная влага – это влага, не связанная полимером и доступная
для протекания биохимических, химических и микробиологических
реакций.
Содержание влаги (сухого вещества) в пищевых продуктах
определяют прямыми и косвенными методами. Прямыми методами
из продукта извлекают влагу и устанавливают ее количество;
косвенными (высушиванием, рефрактометрией, по плотности и
электропроводности раствора) – определяют содержание сухих
веществ (сухого остатка). К косвенным относят также метод, основанный
на взаимодействии воды с определенными реагентами.
10
Стр.10