Свежий срез картофеля темнеет в результате окисления жиров под действием фермента тирозиназы
Обновлено: 18.09.2024
В организме человека и животных фермент тирозиназа катализирует превращение адреналина в физиологически неактивный красный пигмент адренохром. Последний, конденсируясь, превращается в бурый пигмент меланин. Если к раствору тирозина прибавить вытяжку из картофеля, содержащую фермент тирозиназу, и смесь для контакта с воздухом встряхивать, то жидкость через некоторое время постепенно окрашивается в розовый, бурый и, наконец, в черный цвет.
Принцип метода. Реакция обусловлена окислением тирозина кислородом воздуха и протекает благодаря каталитическому действию тирозиназы. В процессе окисления тирозина образуется красный пигмент галахром и затем темный пигмент меланин:
Исследуемый материал и реактивы
1. Клубень сырого картофеля. 2. Вода. 3. Раствор тирозина (0,1%) или раствор адреналина (0,1%). 4. Марля.
Ход работы
А. Получение тирозиназы из картофеля. 1г картофеля растирают в ступке с 3 мл воды и процеживают через двойной слой марли.
Б. Окисление тирозина кислородом воздуха в присутствии тирозиназы. В две пробирки наливают по 1 мл вытяжки из картофеля, содержащей фермент тирозиназу. Содержимое одной пробирки кипятят 1-2 мин и охлаждают в стакане с холодной водой. В обе пробирки добавляют по 5-10 капель 0,1% раствора тирозина, перемешивают и обе пробирки помещают в баню при 40-45 0 С. Каждые 5 мин пробирки вынимают и содержимое их сильно встряхивают. Жидкость в пробирке с активной вытяжкой постепенно принимает сначала розовую, затем бурую и черную окраску. В контрольной пробе с прокипяченной вытяжкой цвет жидкости не изменяется.
Аналогичную работу можно проделать, взяв вместо тирозина 0,1% раствор адреналина.
Указания к оформлению лабораторной работы
В тетради для лабораторных работ запишите ход работы, зарисуйте полученные окраски проб, запишите химизм реакции и сделайте выводы.
Контрольные вопросы
1. К какому классу ферментов относится тирозиназа?
2. Какова биологическая роль фермента тирозиназы у человека?
Обмен углеводов
Углеводы наряду с белками – наиболее распространенные соединения, участвующие в построении клетки и используемые в процессе её жизнедеятельности. Углеводами называют полигидроксикарбонильные соединения, содержащие альдегидную или кетонную группу либо образующие их при гидролизе.
Углеводам в организме принадлежат разнообразные функции: энергетическая, структурная, опорная, защитно-механическая, гидроосмотическая, кофакторная.
С углеводами связаны многие эффекты лекарственной терапии. В медицинской практике углеводы и их производные широко используют как фармпрепараты, как вспомогательные вещества при приготовлении различных лекарственных форм (глюкоза, фруктоза, сахароза, лактоза, крахмал, пектины, целлюлоза и др.) и как плазмозаменяющие растворы на основе декстрана (полиглюкин, реополиглюкин, реоглюман, рондекс и др.).
Этот факт, что очищенный сырой картофель темнеет, наверняка наблюдали многие из нас. В основе этого явления лежат химические реакции, в которых принимают участия ферменты. Ферменты - это сложные молекулы, которые ускоряют различные химические реакции. Ферменты широко используются в пищевой промышленности.
Самый знакомый пример - это когда тесто поднимается под действием ферментов дрожжей - в этой реакции ферменты дрожжей превращают крахмал (а он содержится в муке) в углекислый газ, пузырьки которого делают тесто мягким и рыхлым, как бы вспенивают его.
Но вернемся к сырой картошке. Тут тоже не обошлось без ферментов, и за потемнение сырого картофеля ответственны два вещества - тирозиназа и тирозин .
Что происходит?
После того, как мы очистим картофель от кожуры, ферменты картофеля получают доступ к кислороду, находящемуся в воздухе и происходит следующая реакция.
Фермент тирозиназа выступает катализатором и запускает с помощью второго фермента тирозина синтез меланина. Меланин - это пигмент темного цвета (кстати, меланин находится и у человека - в волосах, коже и радужной оболочке глаз).
В результате в сыром и очищенном картофеле образуются темноокрашенные вещества - меланины, которые не только ухудшают цвет картофеля, но и портят его вкус.
Почему не темнеет вареный картофель?
При варке картофеля разрушается тирозиназа, а без нее из тирозина не может синтезироваться меланин, поэтому вареная картошка и не темнеет.
Есть еще один способ уберечь сырой картофель от образования в нем меланина - это после чистки сразу поместить его в воду, тем самым оградив от кислорода воздуха.
Справедливости ради надо сказать, что при определенных условиях вареный картофель все-таки темнеет, и связано это с неправильным его хранением, с накоплением при этом сахаров внутри него, но это бывает нечасто.
Тирозиназа катализирует окисление фенолов и родственных по строению соединений. Она является металлопротеином, содержащим медь, которая служит переносчиком электронов от субстрата на кислород воздуха. Тирозиназа содержится в растениях, грибах, в отдельных органах и тканях животных.
Несколько кусочков свежего картофеля растирают в ступке с чистым песком, добавляют в ступку 10 – 15 мл дистиллированной воды и фильтруют через двойной слой марли. Экстракт делят на две равные части. Одну часть в пробирке или колбочке кипятят для денатурации фермента.
В две пробирки наливают по 1 мл раствора аминокислоты тирозина. В одну пробирку добавляют первую часть некипяченого экстракта картофеля. Во вторую пробирку наливают охлажденный кипяченый экстракт. Обе пробирки ставят в водяную баню (40°С). Время от времени пробирки встряхивают. Через некоторое время наблюдают, что в первой пробирке раствор постепенно становится розово-красным, потом бурым и, в конце концов, черным. В пробирке с кипяченым экстрактом фермент не активен из-за денатурации и поэтому окисление тирозина происходит значительно медленнее.
Опыт 4. Обнаружение уреазы в соевой муке.
Уреазагидролитически расщепляет мочевину на аммиак и углекислый газ. Реакция высокоспецифична. Фермент в значительных количествах содержится в сое.
В пробирку наливают 3 мл 5% раствора мочевины, добавляют 20 – 30 мг соевой муки и 2 капли фенолфталеина. Пробирку оставляют при комнатной температуре и наблюдают за появлением розовой окраски, что происходит вследствие смещения рН раствора в щелочную сторону за счет образования аммиака.
За образованием аммиака также можно наблюдать по изменению окраски влажной красной лакмусовой бумажки, помещенной в отверстие пробирки. Через некоторое время бумажка синеет от выделяющегося аммиака, который можно обнаружить и по запаху.
Опыт 5. Обнаружение сахаразы в дрожжах.
Фермент сахараза катализирует реакцию гидролиза сахарозы до глюкозы и фруктозы. Большое количество этого фермента содержится в дрожжах.
2 – 3 г дрожжей растирают в ступке с чистым песком, добавляют 15 мл дистиллированной воды, настаивают при перемешивании 10 мин, сначала фильтруют через марлю, а потом центрифугируют 5 мин (3 тыс. об/мин). Полученныйцентрифугат используют для проведения опыта.
В две пробирки наливают по 3 мл раствора сахаразы – экстракта из дрожжей. Одну пробирку, контрольную, кипятят для разрушения фермента и охлаждают. В обе пробирки наливают по 3 мл раствора сахарозы и ставят в водяную баню (40°С) на 10 – 15 минут.
По истечении времени в пробирки добавляют по 2 мл раствора Фелинга, нагревают. В пробирке с активным ферментом образуется красный осадок закиси меди, поскольку в ходе гидролиза образовалась глюкоза, которая восстановила медь из Cu+ 2 до Cu+ 1. В контрольной пробирке образование оксида не наблюдается.
Оформление работы
По каждому опыту описывается порядок его выполнения, условия проведения опыта, приводятся уравнения реакции и записываются наблюдения.
Лабораторная работа № 11
© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.003)
Тирозиназа (катехолоксидаза, полифенолоксидаза) относится к группе ферментов, действующих на фенолы (тирозин, катехоламины и полифенолы) и родственные им соединения. Акцептором электронов в реакции, катализируемой этим энзимом, служит молекулярный кислород.
Тирозиназа является металлопротеином, содержащим медь (0,20-0,25%). Ионы двухвалентной меди являются необходимым компонентом активного центра фермента, действующим как переносчик электронов в процессе окисления и восстановления. После ее удаления фермент инактивируется, в некоторых случаях происходит реактивация энзима ионами Cu 2+ . Тирозиназа распространена в растениях и грибах, особенно много ее содержится в клубнях картофеля. В организме животных и человека тирозиназа локализуется в основном в меланоцитах и катализирует превращение адреналина в физиологически неактивный адренохром. Последний, конденсируясь, превращается в бурый пигмент меланин.
Бронзовый цвет кожи при недостаточности коры надпочечников (болезнь Аддисона) обусловлен избыточной секрецией кортикотропина гипофизом, что приводит к стимуляции меланоцитов, чрезмерной активации тирозиназы в них и, как следствие, избыточному образованию меланина.
Ход работы
Измельченный картофель (0,5-1 г) растирают в фарфоровой ступке с 3 мл дистиллированной воды и фильтруют через два слоя марли. Фильтрат содержит фермент тирозиназу.
Если к раствору тирозина добавить вытяжку из картофеля, содержащую фермент, и смесь для контакта с кислородом воздуха встряхнуть, то жидкость через некоторое время приобретает сначала розовый, потом бурый и черный цвет. Реакция вызвана окислением тирозина кислородом воздуха и протекает благодаря каталитическому действию катехолоксидазы. При этом последовательно образуются галохром (5,6-дигидроксииндол-2-карбоновая кислота) красного цвета и меланин.
В две пробирки наливают по 1 мл вытяжки из картофеля. Содержимое одной пробирки кипятят 1-2 минуты и охлаждают в стакане с холодной водой. В обе пробирки добавляют по 5-10 капель 0,1% раствора тирозина, тщательно перемешивают и помещают в водяную баню при температуре 40-45°С. Через 5 минут их вынимают и сильно встряхивают. Жидкость в пробирке с активной вытяжкой принимает сначала розовую, а затем бурую окраску. В контрольной пробе цвет жидкости не меняется.
Вместо тирозина можно использовать 0,1% раствор адреналина.
4.2. Изучение действия пероксидазы крови
Пероксидазы в большом количестве встречаются в растительных клетках. У животных их активность обнаруживается в эритроцитах, мышцах, молоке. Этот фермент катализирует реакцию окисления многих фенолов и аминов (в частности, гидрохинона, пирокатехина, гваякола, крезола, бензидина, фенилендиамина и некоторых других соединений), причем акцептором водорода в этом случае является перекись водорода. Пероксидаза может окислять также адреналин, в результате чего образуется адренохром. Таким образом, пероксидазой окисляются те же субстраты, что и полифенолоксидазой, но с участием Н2О2 или органических пероксидов.
Пероксидазы представляют собой протеиды, содержащие в качестве активной группы железопорфириновый комплекс (родственный гему гемоглобина). Вследствие этого они угнетаются цианидами, сероводородом, гидроксиламином, тиомочевиной, перекисью водорода (при проведении работы необходимо следить за тем, чтобы количество этих соединений в пробах не превышало допустимый уровень). Активность пероксидазы может угнетаться присутствием каталазы из-за усиления реакции разложения перекиси водорода.
Для изучения действия растительных пероксидаз используют водные экстракты хрена и картофеля. Об активности пероксидазы, полученной из растительных продуктов, можно судить по изменению окраски гваяковой смолы или бензидина в присутствии перекиси водорода, которые окисляясь, приобретают синюю окраску.
Читайте также: