Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Univerza v Ljubljani
Biotehniška fakulteta
Oddelek za živilstvo
VAJE IZ ŽIVILSKE KEMIJE
za študente živilske tehnologije
2. popravljena izdaja
Veronika Abram, Marija Zelenik - Blatnik
Ljubljana, 2002
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
II
Recenzenta: prof. dr. Marina Komar, univ. dipl. kem.
prof. dr. Anton Perdih, univ. dipl. ing. kem.
Lektor: prof. dr. Andrej Šmalc, univ. dipl. ing. kem.
Izdalatelj: Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo
Tisk: Tiskarna Littera picta, d.o.o.
Rožna dolina c.IV/34, Ljubljana
Naklada: 300 izvodov
ABRAM, Veronika
Vaje iz živilske kemije za študente živilske tehnologije / Veronika
Abram, Marija Zelenik-Blatnik. - 2. popravljena izd. - Ljubljana :
Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002 (Ljubljana : Littera
picta)
ISBN 961-6333-18-6
1. Zelenik-Blatnik, Marija [avtor]. - I. Blatnik, Marija
Zelenik-Zelenik-Blatnik, Marija
663/664:543(075.8)(076.5)
COBISS-ID 116512512
Vse pravice pridržane. Ponatis celote ali posameznih delov je dovoljen le s pisnim
dovoljenjem izdajatelja.
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
III
KAZALO
1. VAJA
KVANTITATIVNO DOLOČANJE GLUKOZE IN SAHAROZE V SKUPNEM
VZORCU (METODA PO SCHOORL-LUFFU) .................................................... 1
2. VAJA
SPEKTROFOTOMETRIČNO DOLOČANJE VINSKE KISLINE V SADNIH
SOKOVIH .......................................................................................................... 7
3. VAJA
DOLOČANJE AKTIVNOSTI TRIPSINSKEGA INHIBITORJA V SOJI ............ 11
4. VAJA
KVANTITATIVNA DOLOČITEV ŠKROBA V MOKI .......................................... 15
5. VAJA
KVANTITATIVNA DOLOČITEV HOLESTEROLA V MLEKU .......................... 19
6. VAJA
DOLOČANJE AKTIVNOSTI POLIFENOL OKSIDAZE V KROMPIRJU ......... 23
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
1
1. VAJA
KVANTITATIVNO DOLOČANJE GLUKOZE IN SAHAROZE V SKUPNEM
VZORCU (METODA PO SCHOORL-LUFFU)
Uvod
D(+)-glukoza (grozdni sladkor ali dekstroza) je kemijsko aldoheksoza z
molekulsko formulo C6H12O6. V naravi je zelo razširjena, saj je najpomembnejši
monosaharid v živalskih in rastlinskih organizmih. Prosto glukozo najdemo v
sadju, medu, krvi, vezano pa v mnogih oligosaharidih (saharoza, laktoza,
maltoza) in polisaharidih (škrob, glikogen, celuloza). Pomembni metabolični
intermediati so fosfatni estri. ADP-glukoza je nujna za sintezo škroba v rastlinah,
medtem ko je UDP-glukoza donor glukoznih enot v sintezi številnih drugih oligo-
in polisaharidov.
Glukoza nastaja v rastlinah v temotnih reakcijah fotosinteze, potem ko se veže
CO2 na ribuloza-1,5-difosfat, pri čemer nastane 3-fosfoglicerat ter po redukciji z
NADPH gliceraldehid-3-fosfat. Ta se lahko vključi v nastanek glukoze-fosfata in
dalje v tvorbo saharoze ali škroba.
Saharoza (trsni ali pesni sladkor) je -D-glukopiranozil--D-fruktofuranozid z
molekulsko formulo C12H10O11. Je zelo razširjena v rastlinah, kjer je v vakuolah
glavno transportno sredstvo za prenos C-atomov. V rastlinah nastaja saharoza
po reakciji med UDP-glukozo in fruktoza-6-fosfatom. Pod vplivom saharoza-6-
fostat sintaze nastane saharoza-6-fosfat in po delovanju fosfataze prosta
saharoza. Živali je ne morejo sintetizirati. Saharoza se veliko uporablja v
prehrani, predvsem kot sladilo. Mikroorganizmi jo lahko izrabljajo kot vir
prehrane, v visokih koncentracijah pa saharoza zavira rast mikroorganizmov.
Tako Schoorl-Luffova kot Fehlingova metoda za določanje reducirajočih
sladkorjev v vzorcu se sedaj precej opuščata in ju nadomeščata encimska
metoda in visokotlačna tekočinska kromatografija (HPLC). Slednji sta seveda
hitrejši, vendar pa tudi dražji. Predvsem velja to za HPLC, ker je potrebna
oprema zelo draga in se dejansko izplača nakup samo tedaj, kadar bomo stalno
analizirali veliko število vzorcev.
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
2
Princip
Reducirajoči sladkorji, kot sta glukoza in fruktoza, izločijo iz alkalne kompleksne
raztopine CuSO4 rdečerjavo oborino Cu2O. Redukcijo bakrovega(II) iona zato
lahko uporabimo za titrimetrično določanje tistih sladkorjev, ki so reducenti. V ta
namen je na razpolago več metod, ki se med seboj razlikujejo po pripravi alkalne
raztopine CuSO4.
Tako Fehlingovo raztopino sestavlja bakrov(II) sulfat, natrijev hidroksid in kalij-
natrijev tartrat. Tartratni ion tvori z bakrovim ionom kompleksen ion, s čimer
preprečimo izločanje težko topne oborine bakrovega hidroksida. Pri
kvantitativnem določanju glukoze po Schoorl-Luffu dodamo bakrovemu sulfatu
natrijev karbonat in citronsko kislino, pri čemer nastane bakrov citratni kompleks.
Glukozo lahko določimo z eno ali drugo raztopino. Za kvantitativno določitev
količine saharoze v vzorcu moramo najprej določiti količino glukoze in nato
invertirati saharozo. Inverzija pomeni razgradnjo saharoze s kislino ali encimi. Pri
inverziji razpade saharoza v zmes glukoze in fruktoze (invertni sladkor), ki sta
reducenta. To lastnost lahko izkoristimo za titrimetrično določanje saharoze v
vzorcu. Po inverziji saharoze določimo skupaj prvotno prosto glukozo in invertni
sladkor. Če od tega odštejemo količino glukoze, ki smo jo določili pred inverzijo
saharoze, dobimo količino invertnega sladkorja oziroma saharoze v vzorcu.
Določitev glukoze
Izvedba
Vzorec v merilni bučki razredči z destilirano vodo do 250 ml in ga dobro
premešaj. Nato najprej odpipetiraj v erlenmajerico z obrusom 25 ml Luffove
raztopine in šele potem dodaj 25 ml raztopine razredčenega vzorca.
Erlenmajerico priključi na povratni hladilnik nad gorilnikom in raztopino segrevaj
toliko časa, da bo vrela točno 10 minut. Nato erlenmajerico odstrani s hladilnika
(ne sme biti zamašena z zamaškom) ter jo ohladi pod tekočo vodo. K ohlajeni
raztopini dodaj z merilnim valjem 50 ml 0,4 M raztopine CH3COOH, premešaj in
nato s polnilno pipeto dodaj 10 ml 0,1 M raztopine jodovice in z merilnim valjem
še 55 ml 0,75 M raztopine HCl. Pri stresanju se izločeni Cu2O raztopi in z
jodovico oksidira v CuCl2. Prebitno jodovico retitriraj z 0,1M raztopino Na2S2O3 ob
dodatku 1 ml 1% raztopine škrobovice do preskoka barve iz temno modre v
svetlo modro.
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
3
Za pripravo slepega vzorca uporabi 25 ml Luffove raztopine in 25 ml destilirane
vode. Z njim postopaj enako kot s pravim vzorcem.
Kemizem
1. Nastanek oborine Cu2O - oksidacijsko-redukcijska reakcija:
R-CHO + 2/Cu(citrat)2/4-
+ 5OH- R-COO
- + Cu2O + 4 citrat
3- + 3H2O
2. Raztapljanje Cu2O in ponovna oksidacija Cu(I) v Cu(II) :
Cu2O + I2 + 4 HCl 2 CuCl2 + 2 HI + H2O
3. Retitracija prebitnega joda v vzorcu:
2 Na2S2O3 + I2 2 NaI + Na2S4O6
Račun
Volumen O,1 M raztopine Na2S2O3, ki si jo porabil za titracijo vzorca, je Vb,
volumen O,1 M raztopine Na2S2O3, ki si jo porabil za titracijo slepega vzorca pa
je Va.
Število milimolov Na2S2O3, n(Na2S2O3), izračunaj z naslednjo relacijo:
n(Na2S2O3) = (Va -Vb) .c(Na2S2O3)
Ker poteče v alkalnem mediju izomerizacija monosaharidov, nastanejo pri
oksidaciji monosaharidov tudi stranski produkti oksidacije. Pri računanju količine
sladkorjev v vzorcu tako ne moremo uporabiti stehiometrijskega razmerja med
glukozo in natrijevim tiosulfatom. To razmerje je določeno eksperimentalno. Za
25 mL dodane Luffove raztopine in 10 minutno segrevanje je eksperimentalno
določeno razmerje med natrijevim tiosulfatom in maso reducirajočih sladkorjev,
predstavljeno v tabeli 1.
Dobljeno število milimolov natrijevega tiosulfata, ki ustreza množini reduciranega
bakra, uporabi za določitev količine glukoze iz tabele 1. Dobljeno maso v mg
pomnoži z 10, da dobiš maso glukoze v celotnem vzorcu.
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
4
Inverzija in določitev celotnega sladkorja
50 ml raztopine razredčenega vzorca prenesi v 100 ml merilno bučko, dodaj 5 ml
36 % raztopine HCl. Merilno bučko postavi v vodno kopel in ko doseže
temperatura raztopine 70 °C, počakaj še 10 minut, da poteče hidroliza saharoze.
Merilno bučko nato ohladi pod tekočo vodo, dodaj kapljico fenolftaleina in
nevtraliziraj klorovodikovo kislino s 15% raztopino NaOH. Indikator bo v
ekvivalentni točki obarval raztopino rdečevijolično. Raztopino nato razredči z
destilirano vodo do značke.
Za določitev invertnega sladkorja odpipetiraj 25 ml hidrolizata k 25 ml Luffove
raztopine in naprej postopaj enako kot pri določanju glukoze.
Volumen 0,1 M raztopine Na2S2O3, ki si jo porabil za titracijo, je Vc.
Račun
Število milimolov raztopine natrijevega tiosulfata, n(Na2S2O3), izračunane z
relacijo:
n(Na2S2O3) = (Va - Vc) . c (Na2S2O3)
ustreza množini bakrovih ionov, potrebnih za oksidacijo glukoze in invertnega
sladkorja. Skupno maso glukoze in invertnega sladkorja pomnoži z 20, da dobiš
maso sladkorja v prvotnem vzorcu. Če od tega odšteješ maso glukoze, ki si jo
določil pred inverzijo saharoze, dobiš maso saharoze v izhodnem vzorcu.
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
5
Reagenti
Schoorl-Luffov reagent: 50 g citronske kisline (C6H8O7).H2O raztopi v 50 ml vode, dodaj raztopino Na2CO3 (143,73 g v 350 ml H2O) in raztopino bakrovega sulfata (25 g CuSO4.5H2O/100 ml) ter dopolni do 1000 ml.
0,4 M raztopina CH3COOH
0,1 M raztopina jodovica
0,75 M raztopina HCl
1 % raztopina škrobovice
0,1 M raztopina Na2S2O3
36 % raztopina HCl
15 % raztopina NaOH
fenolftalein (0,1 % raztopina v 70 % etanolu)
Pribor
erlenmajerice z obrusom (300 ml), vodni hladilnik, gorilnik, polnilne pipete (10, 25, 50 ml), merilni valj (50 ml), birete (100 ml), vodna kopel
Literatura
Pelshenke,P., Hampel,G.,Schăfer,W., Kleber,W., Lüdecke, H., Heuer, E., Die Untersuchung von Getriede, Mehl, Braugeste, Wurzel- und Knollengewächsen, Methodenbuch Band XV, Neumann Verlag, Berlin, 1953, str. 61.
Ough,C.S.,Amerine,D.L., Methods for Analysis of Musts and Wine, Rev.Ed., J.Wiley&Sons, New
York, 1988, s.36-39.
Wade, L.G. JR., Organic Chemistry, nd. Ed, Prentice-Hall International, Englewood Cliffs, 1991, s. 1057-1059. Lehninger,A.L.,Nelson,D.L.,Cox,M.M., Principles of Biochemistry, Worth Publishers, New York,
1993.
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
6
Tabela 1. Pretvorba ekvivalentne množine Na2S2O3 v maso reducirajočega
sladkorja za 25 mL Luffove raztopine in 10 minutno segravanje.
n(Na2S2O3)
(mmol)
m reducir.
sladkorjev (mg)
m (mg)
0,05 2,4
0,10 4,8 2,4
0,15 7,2 2,4
0,20 9,7 2,5
0,25 12,2 2,5
0,30 14,7 2,5
0,35 17,2 2,5
0,40 19,8 2,6
0,45 22,4 2,6
0,50 25,0 2,6
0,55 27,6 2,6
0,60 30,3 2,7
0,65 33,0 2,7
0,75 38,5 2,8
0,80 41,3 2,8
0,85 44,2 2,9
0,90 47,1 2,9
0,95 50,0 2,9
1,00 53,0 3,0
1,05 56,0 3,0
1,10 59,1 3,1
1,15 62,2 3,1
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
7
2. VAJA
SPEKTROFOTOMETRIČNO DOLOČANJE VINSKE KISLINE V SADNIH
SOKOVIH
Vinska kislina je 2,3-dihidroksibutandiojska ali 2,3-dihidroksijantarna kislina,
HOOC-CH(OH)-CH(OH)-COOH. Njene soli in estri so tartrati. Obstaja v treh
izomernih oblikah, L-, D- in optično neaktivni mezo-obliki.
L-jabolčna in L-citronska kislina sta glavni organski kislini v sadju. Obe sta
intermediata citratnega cikla. Ostale organske kisline, ki so tudi vključene v
Krebsov ciklus, se nahajajo v sadju v majhnih količinah. Vinsko kislino najdemo
predvsem v grozdju. Na podlagi vsebnosti vinske kisline lahko sklepamo na
nedovoljene mešanice drugih sokov z grozdnim sokom. Biosinteza vinske kisline
ni povsem poznana. Predvidevajo, da se začne z oksidacijo glukoze ali fruktoze
verjetno v 5-oksoglukonsko ali askorbinsko kislino, iz katere potem nastane
vinska kislina. V človeškem organizmu se vinska kislina razgradi v glioksilatni
(CHO-COO) in hidroksipiruvatni ion (CH2OH-CO-COO).
Za določanje vsebnosti vinske kisline je znanih veliko metod. Včasih se je najbolj
uporabljala metoda, pri kateri se vinska kislina obori kot kalijev hidrogentartrat
(vinski kamen), čemur sledi alkalimetrična titracija. Metoda je doživela številne
modifikacije, ki pa niso izboljšale njene uporabnosti, zlasti v območju nizkih
koncentracij. Danes je posebno razširjena kolorimetrična metoda po Rebeleinu.
Osnova za določitev je barvna reakcija, ki jo daje vinska kislina z amonijevim ali
natrijevim vanadatom (NH4VO3 oziroma NaVO3).
Pred dodatkom monovanadata je potrebno iz vzorca, v katerem hočemo določiti
vsebnost vinske kisline, odstraniti vse snovi, ki motijo pri določanju. To so
sladkorji, druge organske kisline kot npr. mlečna, jabolčna, citronska kislina, ter
fenolne spojine.
Poleg teh spektrofotometričnih metod se dandanes za določanje vsebnosti
vinske kisline uporablja tudi visokotlačna tekočinska kromatografija (HPLC).
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
8
Eksperimentalni del
Princip
Preden barvno reakcijo razvijemo, moramo iz sadnega soka odstraniti sestavine,
ki jo motijo. To so sladkorji, barvila in fenolne spojine, ki jih odstranimo z uporabo
ustreznega ionskega Izmenjalca. V ta namen je primeren močno bazični
izmenjalec Merck III, ki ga uporabljamo v acetatni obliki. Ocetna kislina je
šibkejša od vinske in mlečne kisline, ki se adsorbirata na izmenjalcu, reagira pa
še vedno bolj kislo kot sladkorji, barvila ali fenolne spojine tako da je slednji ne
morejo izpodriniti z ionskega izmenjalca. Pri uporabi izmenjalca Merck III v
acetatni obliki dosežemo popolno izpiranje motečih spojin z 80 ml destilirane
vode. Na izmenjalec vezane kisline eluiramo z natrijevim sulfatom (s soljo
močnejše kisline).
Tako dobljeni eluat uporabimo za določanje vsebnosti posameznih kislin - vinske,
jabolčne in mlečne kisline, ki jih določamo s specifičnimi barvnimi reakcijami.
Priprava vzorca
Močno bazični anionski izmenjalec Merck III suspendiraj v 30 % raztopini
CH3COOH vsaj en dan pred uporabo.
S tako pripravljenim izmenjevalcem napolni stekleno kolono dolžine 25 cm in
premera 10-11 mm. Na dno kolone daj plast vate do višine 2-3 mm, nato začni
polniti kolono z ionskim izmenjevalcem. Plast vate daj tudi na vrh kolone, da se
izmenjalec pri nanašanju sokov in izpiranju ne bi dvigal. 30% raztopino ocetne
kisline nad izmenjevalcem pusti odteči do višine 2-3 mm nad površino zgornje
plasti vate v koloni in izperi kolono s 50 ml 0,5 % raztopine CH3COOH. Po
zadnjem izpiranju nanesi na izmenjalec 10 ml sadnega soka.
Hitrost odtekanja tekočine iz kolone uravnaj na 1-2 kapljici na sekundo, tako da
se kisline iz sadnega soka počasi adsorbirajo. Nato nanesi na kolono 10 ml 0,5
% raztopine ocetne kisline in jo končno izperi s 70 ml destilirane vode. Še preden
odteče vsa voda iz kolone, postavi pod njo 100 ml merilno bučko, v katero eluiraj
na izmenjalce vezane kisline s 7,1 % raztopino natrijevega sulfata do značke. Na
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
9
ta način dobiš raztopino vinske kisline v približno 7,1 % raztopini natrijevega
sulfata. Koncentracija elektrolita je namreč pri barvni reakciji vinske kisline precej
pomembna.
Spektrofotometrično določanje vinske kisline
Princip
Reakcija z amonijevim vanadatom je za vinsko kislino sicer zelo specifična,
vendar druge hidroksikarboksilne kisline (jabolčna, citronska) znižajo
absorbanco, ki jo daje sama vanadijeva kislina brez dodatka vinske kisline. Da bi
se izognili vplivu omenjenih kislin, oksidiramo vinsko kislino pri slepem vzorcu z
dodatkom prebitne količine perjodove kisline. Presežek perjodove kisline
odstranimo z glicerolom. Produkti razgradnje vinske kisline(tj. mravljinčna kislina
in formaldehid) ne dajejo z vanadijevo kislino barvnih reakcij.
Priprava slepega vzorca
20 ml eluata dodaj 2 ml 1 M raztopine H2SO4 in 5 ml 0,05 M raztopine H5IO6.
Pusti stati 15 minut, da se vsa vinska kislina oksidira. Nato dodaj 1 ml 10%
raztopine glicerola, pusti stati 2 minuti in dodaj 5 ml 2% raztopine NH4VO3.
Priprava vzorca
20 ml eluata dodaj 2 ml 1 M raztopine H2SO4 in 5 ml 0,05 M raztopine H2SO4 ter
1 ml 10% raztopine glicerola. Dobro premešaj in dodaj 5 ml 2% raztopine
NH4VO3.
Z vzorcema napolni kiveti in izmeri absorbanco pri 530 nm proti slepemu vzorcu.
Iz umeritvene krivulje odčitaj ustrezno vrednost za vsebnost vinske kisline v
sadnem soku (v g/dm3).
Umeritvena krivulja
500 mg vinske kisline prenesi v 500 ml merilno bučko, dodaj 6,66 ml 1 M
raztopine NaOH in s 7,1% raztopino natrijevega sulfata dopolni do značke.
Odmeri po 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 40 in 50 ml te raztopine v 100 ml merilne
bučke in jo vsakokrat razredči s 7,1% raztopino Na2SO4 do značke. Nato naredi
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
10
barvno reakcijo z vsako od pripravljenih raztopin in izmeri absorbanco pri 530
nm.
Na ta način dobiš raztopine, ki ustrezajo eluatu sadnega soka z vsebnostjo
vinske kisline po 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 in 5,0 g/dm3.
Ko naneseš izmerjene vrednosti absorbanc standardnih raztopin na ordinato,
ustrezne masne koncentracije vinske kisline pa na absciso, dobiš premico, ki je
proti izhodišču koordinatnega sistema rahlo ukrivljena.
Reagenti
30 % raztopina CH3COOH
ionski izmenjalec Merck III
0,5 % raztopina CH3COOH
7,1 % raztopina Na2SO4
1 M raztopina H2SO4
0,05 M raztopina H2SO4
2 % raztopina NH4VO3
10 % raztopina glicerola
raztopina vinske kisline (1 mg/ml)
0,05 % raztopina H5I06
Pribor
steklena kolona (250x10 mm), kosem vate, steklene palčke, 100 ml merilni valj, 100 ml merilni bučki, erlenmajerici, 2 ml, 5 ml in 20 ml polnilne pipete, kolorimeter.
Literatura
Rebelein,H., Deutsche Lebensmittel Rundschau, 2,1961,s. 36-41. Rebelein, H.,Deutsche Lebensmittel Rundschau, 5,1963, s.129-132. Belitz,H.D., W.Grosch, Food Chemistry, Springer Verlag, Berlin,1987, s. 592. Zoecklein,B.W., K.C.Fugelsang, B.H.Gump, F.S.Nury, Wine Analysis and Production,
Champman&Hall,1994,s.504-508.
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
11
3. VAJA
DOLOČANJE AKTIVNOSTI TRIPSINSKEGA INHIBITORJA V SOJI
Stročnice vsebujejo veliko inhibitorjev tripsina in drugih serinskih proteaz. Njihova
fiziološka vloga še ni pojasnjena, predvidevajo pa možnost sodelovanja teh
inhibitorjev pri obrambi pred insekti. Inhibitorji proteaz naj bi inhibirali delovanje
proteaz insektov.
Inhibitorji teh proteaz se delijo na dve skupini: Kunitzov (KI) in Bowman-Burkov
(BBI) tip tripsinskih inhibitorjev, ki se med seboj razlikujeta. Tripsinski inhibitorji
Kunitzovega tipa imajo Mr okrog 22.000 in relativno malo cisteinskih ostankov,
Bowman-Burkov tip tripsinskega in kimotripsinskega inhibitorja pa imajo molske
mase od 8000 do 10.000 ter več cisteinskih ( 20 %) ostankov, torej tudi več
disulfidnih mostičkov.
Prvi, ki je izoliral in karakteriziral nek tripsinski inhibitor je bil Kunitz, ki je l.1947
izoliral tripsinski inhibitor iz soje, katerega primarna struktura je bila objavljena
šele l.1973. Zgrajen je iz 181 aminokislinskih ostankov; v molekuli so 4 cisteinski
ostanki, torej lahko tvori dva disulfidna mostička in ima v reaktivnem mestu
naslednje zaporedje aminokislin:
60 61 62 63 64 65 66 67
-Pro-Ser-Tyr-Arg-OH H-Ile-Arg-Phe-Ile-
Določanje aktivnosti tripsinskega inhibitorja je pomembno zaradi čedalje večje
uporabe soje za človeško prehrano. Raziskave na živalih so pokazale, da
povzroča uživanje surove soje motnje pri prebavi in absorpciji beljakovin.
Vsebnost Kunitzovega tripsinskega inhibitorja močno in hitro pade pri toplotni
obdelavi, Bowman-Burkovi inhibitorji pa so temperaturno dosti bolj stabilni. V
literaturi je znanih več načinov za določanje aktivnosti Kunitzovega tripsinskega
inhibitorja. Posebno se je uveljavila metoda, ki jo je razvil Kakade s sodelavci
l. 1974. Modificirano verzijo te metode so objavili Hamerstrand in sodelavci v
Cereal Chemistry 58 (1), 1981, in jo bomo uporabili tudi pri naših vajah.
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
12
Eksperimentalni del
Princip
Tripsin katalizira odcepitev p-nitroanilina iz substrata N-benzoil-D,L-arginin-
p-nitroanilida pri pH 8,2. Rumeno obarvan produkt ima največjo absorbanco pri
410 nm. Tripsinski inhibitor zavira delovanje tripsina, tako da nastane manj
produkta p-nitroanilina v enakem času.
O
O
N
H
C
C
H
N
CH2
(CH2)2
H2C
N
H
C
NO2
NH2
NH2
+
E (OH
-)
+
O
O
N
H
C
C
H
N
CH
(CH2)2
H2C C
NH2
NH2
O-
+
NO2H2N
Izvedba
Priprava ekstrakta
1 g vzorca zmlete soje dodaj 50 ml 0,01 M raztopine NaOH, uravnaj pH na 8,6 in
ekstrahiraj tripsinski inhibitor 1 uro pri sobni temperaturi med stalnim mešanjem.
Po končani ekstrakciji izmeri volumen ekstrakta, odvzemi 1 ml suspenzije in jo
razredči v 50 ml merilni bučki z destilirano vodo. Nato pripravi tri epruvete, jih
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
13
označi s številkami od 1 do 3 ter postopoma dodaj naslednje reagente kot je
navedeno v razpredelnici:
epruveta
V (ekstrakt soje)
(ml)
V (H2O)
(ml)
V (tripsin)
(ml)
1 2 - -
2 - 2 2
3 2 - 2
Vzorce in raztopino substrata nato termostatiraj 5 minut pri temperaturi 37°C in
dodaj v prvi vzorec 1 ml 30% raztopine ocetne kisline, 5 ml raztopine substrata
(BAPNA) in 2 ml raztopine tripsina. To je sedaj slepi vzorec. Vzorcu 2 in 3 dodaj
po enominutnem presledku 5 ml raztopine substrata (BAPNA). Reakcijo pusti teči
točno 10 minut, nakar dodaj po 1 ml 30 % raztopine ocetne kisline ter dobro
premešaj. Nato izmeri absorbanco raztopin proti slepemu vzorcu pri 410 nm. Po
potrebi ponovi razredčenje ekstrakta soje in sicer tako, da boš dosegel območje
od 40 % do 60 % inhibicije tripsina.
Izračun vsebnosti tripsinskega inhibitorja
Vzorec v drugi epruveti ne vsebuje sojinega ekstrakta in zato ne pride do
inhibicije encimske hidrolize substrata N-benzoil-D,L-arginin-p-nitroanilida s
tripsinom. Vrednost izmerjene absorbance tega vzorca pri 410 nm ustreza
največji možni količini p-nitroanilina, ki lahko nastane v 10 minutah pri teh pogojih
merjenja. Tretji vzorec vsebuje inhibitor tripsina in zato je v njem nastalo manj
p-nitroanilina v enakem času. Razlika v absorbanci pri 410 nm med drugim in
tretjim vzorcem mora biti taka, da ustreza od 40 % do 60 % celotne absorbance
p-nitroanilina, sproščenega v 10 minutah.
1 TU (tripsinska enota) je definirana kot povečanje absorbance raztopine pri 410
nm za 0,010 v 10 ml reakcijske mešanice pri teh pogojih določanja. Aktivnost
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
14
tripsinskega inhibitorja je izražena s številom tripsinskih enot, ki so se inhibirale
(TIU). Število TIU lahko izrazimo kot TIU/ml ekstrakta ali TIU/mg soje.
TIU/ml = (A410/0,010) x F
TIU/mg = ((A410/0,010) x 1/a
F je ustrezni faktor razredčenja, a pa masa soje v reakcijski zmesi (mg).
Reagenti
- 0,01 M raztopina NaOH
- 0,05 M Tris-HCl pufer, pH 8,2, z dodatkom CaCl2.2H2O do koncentracije 0,05 M
- N-benzoil-D,L-arginin-p-nitroanilid (BAPNA): 0,080 g BAPNA raztopi v 2 ml
dimetilsulfoksida in razredči do 200 ml z 0,05 M Tris-HCl pufrom s pH 8,2
- tripsin: 0,020 mg tripsina raztopi v 1 ml 0,001 M raztopine HCl.
Pribor
250 ml čaša, mešalo, polnilne pipete (1,2,5 ml), epruvete, električni vibrator,
kolorimeter
Literatura
Onesti, S., Brick, P., Blow, D.M. J.Mol.Biol., 217,1991, s. 153-176.
Hydrolytic Enzymes in New Comprehensive Biochemistry, Ed. Neuberger, A., H. Brockhurst, V.16,
Elsevier, Amsterdam, 1987, s.269-273.
Hamerstrand, G.E., Black, L.T., Glover, J.D. Cereal Chem., 58(1), 1981, s. 42-45.
Kakade, M.L., Rachis, J.J., Mc Ghee, J.E., Puski, G., Cereal Chem., 51, 1974, s. 376-382.
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
15
4. VAJA
KVANTITATIVNA DOLOČITEV ŠKROBA V MOKI
V večini organizmov se lahko odvečna količina glukoze pretvori v spojino,
primerno za transport, ali v polimer, ki je namenjen za shranjevanje. Tako je
rezervna snov v rastlinah škrob, ki nastaja v kloroplastih. Hitrost sinteze škroba
regulira ADP-glukoza, ki nastaja iz glukoze-1-fosfata in ATP, s pomočjo encima
ADP-glukoza- pirofosforilaze. Nato encim škrob-sintaza omogoči prenos
glukoznega ostanka z ADP-glukoze na nereducirajoči konec že obstoječe,
vendar krajše verige škroba, ki se tako podaljša za en glukozni ostanek. Škrob se
kopiči v kloroplastih, nato se razgradi, produkti razgradnje pa se prenesejo v
druge dele rastline, kjer se škrob resintetizira in shrani kot rezervna snov.
Poleg celuloze je škrob najbolj razširjen polisaharid v rastlinah. Kot rezervna snov
se nahaja v obliki zrnc v različnih delih rastline (semenih, koreninah). Oblika in
velikost škrobnih zrnc je karakteristična za posamezno rastlino, tako da je možno
pod mikroskopom določiti, kateri rastlini pripadajo določena zrnca škroba.
Škrob je sestavljen iz amilopektina (približno 80%), ki je v vodi netopen in topne
amiloze (približno 20%). Molekula amiloze je zgrajena iz linearne verige
500-2000 glukoznih enot, molekule amilopektina pa so razvejene in vsebujejo
nekaj 100 kratkih linearnih ter okrog 4 % razvejenih verig. Povprečna molska
masa amilopektina je najmanj 1,000.000, amiloze pa 80.000 g/mol.
Za koruzni, pšenični in krompirjev škrob je značilno dokaj stalno razmerje amiloze
in amilopektina. Škrob nekaterih vrst koruze in riža v celoti sestavlja samo
amilopektin, škrob graha in drugih vrst koruze pa vsebuje tudi od 70 do 80%
amiloze.
Vsebnost škroba v živilih je možno določiti na različne načine. Metode se
razlikujejo tudi po natančnosti. Hidroliza škroba do glukoze samo s kislino da
napačne rezultate, ker lahko pride tudi do razgradnje drugih polisaharidov (ne
samo škroba) ter razgradnje glukoze. Zato je bolj zanesljiva kombinacija kislinske
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
16
in encimske razgradnje z -amilazo in amiloglukozidazo do glukoze, katere
koncentracijo lahko kvantitativno določimo.
Eksperimentalni del
Princip
Pri kislinski hidrolizi nastanejo različni oligosaharidi. -amilaza, ki jo dodamo
reakcijski zmesi, cepi -(1,4)-glikozidne vezi v notranjosti, amiloglukozidaza pa
-(1,4)- glikozidne vezi od konca oligosaharidov in tudi -(1,6)-glikozidne vezi,
čeprav bolj počasi. Tako je končni produkt razgradnje samo glukoza. Hidrolizatu
nato spektrofotometrično določimo vsebnost glukoze. Glukoza je namreč močan
reducent in reducira nitro skupino v 3,5-dinitrosalicilni kislini do aminoskupine. Pri
tem nastane značilno obarvan produkt, kar omogoča spektrofotometrično
določitev.
Izvedba
a. Kislinska hidroliza
0,80 g moke stresi v 100 ml čašo, dodaj 25 ml 2 M raztopine HCl in približno
25 ml vode. Nastalo koloidno raztopino mešaj pri sobni temperaturi 20 minut.
Čašo nato postavi na ogreto ploščo (200-300°C) in počakaj, da raztopina
zavre. Raztopino pusti vreti 20 minut, čašo nato odstavi in jo ohladi na sobno
temperaturo. Izmeri pH raztopine in ga uravnaj na vrednost 6,9 s 3 M raztopino
NaOH. Raztopino kvantitativno prelij v 100 ml merilno bučko ter razredči z
vodo do značke.
b. Encimska hidroliza
Odpipetiraj 0,40 ml raztopine iz merilne bučke v epruveto, dodaj 0,70 ml
-amilaze in pusti učinkovati točno 3 minute. Nato dodaj 0,10 ml raztopine
amiloglukozidaze in postavi epruveto za 10 minut v vodno kopel s temperaturo
55°C.
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
17
c. Kolorimetrična določitev glukoze
Po končani hidrolizi ohladi epruveto na sobno temperaturo in dodaj 1 ml
raztopine 3,5-dinitrosalicilne kisline. Hkrati pripravi tudi slepi vzorec: odpipetiraj
1,20 ml vode in dodaj 1 ml raztopine 3,5-dinitrosalicilne kisline. Obe epruveti
nato postavi v vrelo vodo in ju segrevaj točno 5 minut. Potem ju ohladi na
sobno temperaturo in vsako posebej kvantitativno prelij v 25 ml merilno bučko,
dopolni z vodo do značke ter premešaj. Izmeri absorbanco vzorca proti
slepemu vzorcu pri 540 nm ali ob uporabi zelenega filtra.
d. Umeritvena krivulja za določitev glukoze
Pripravi 100 ml raztopine glukoze z masno koncentracijo 2 mg /ml in 7 epruvet,
v katere odpipetiraj naslednje količine raztopine in vode:
vzorec V (razt. glukoze)
(ml)
m (glukoza)
(mg)
V(H2O) (ml)
1 - - 1,20
2 0,20 0,40 1,00
3 0,40 0,80 0,80
4 0,60 1,20 0,60
5 0,80 1,60 0,40
6 1,00 2,00 0,20
7 1,20 2,40 -
Vsakemu vzorcu nato dodajaj po 1 ml raztopine 3,5-dinitrosalicilne kisline, ga
dobro premešaj in postavi v vrelo vodo za točno 5 minut. Ko raztopine ohladiš,
vsako posebej kvantitativno prelij v 25 ml merilno bučko ter razredči z vodo do
značke, premešaj in izmeri absorbanco pri 540 nm proti slepemu vzorcu. Iz
dobljenih absorbanc in mas glukoze (v mg) nariši umeritveno krivuljo za
določanje glukoze.
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
18
Račun:
w (škrob) = (a x 0,9 x 250 x 100)/b
w je odstotek škroba v moki, a so mase glukoze v vzorcu (mg), ki si jih odčital z
umeritvene krivulje, b pa masa vzorca (mg), pri čemer je 0,9 koeficient
razmerja molskih mas glukoznega ostanka v škrobni molekuli in proste glukoze,
250 pa faktor razredčenja.
Reagenti
- -amilaza: 10 mg encima raztopi v 20 ml fosfatnega pufra, pH 6,9. Encim naj
ima tako aktivnost, da 1 g encima razgradi 50 g škroba v 30 minutah pri
standardnih pogojih
- amiloglukozidaza: 100 mg encima raztopi v 2 ml acetatnega pufra s pH 4,3
- 3,5-dinitrosalicilna kislina: 5 g 3,5-dinitrosalicilne kisline raztopi med
segrevanjem v 100 ml 2M raztopine NaOH. Posebej med segrevanjem
raztopi 150 g kalij-natrijevega tartrata v 25 ml vode. To raztopino dolij
raztopini 3,5-dinitrosalicilne kisline v 500 ml merilni bučki in dopolni z vodo do
500 ml
- fosfatni pufer, pH 5,9: raztopi 170 mg Na2HPO4, dodaj 140 mg NaH2PO4.10H2O
ter 30 mg NaCl. Ko se vse raztopi, dopolni z vodo do 100 ml
- acetatni pufer: 29,4 ml konc. ocetne kisline (17 N) raztopi v 470,6 ml vode,
raztopini dodaj toliko NaOH, da bo pH točno 4,3 in dopolni v merilni bučki z
vodo do 500 ml.
Pribor
tehtnica, 250 ml čaše, merilni valji (50 ml), mešalo z grelno ploščo, pH-meter,
kapalke, merilne bučke (100 ml, 25 ml), merilne pipete (1 ml, 2 ml), termostat,
epruvete, kolorimeter, stojalo za epruvete
Literatura
Woods, A.E., Aurand, L.W., Laboratory Manual in Food Chemistry, AVI Publishing Company,
Westport, Connecticut, ZDA, 1977, s. 17-18.
Lehninger,A.L.,Nelson,D.L.,Cox,M.M.,Principles of Biochemistry,Worth Publishers, New York, 1993,
s.616-617.
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
19
5. VAJA
KVANTITATIVNA DOLOČITEV HOLESTEROLA V MLEKU
Holesterol je zelo pomembna sestavina živalskih celic. Spada med lipide,
kemično je sterol, njegova strukturna formula je:
HOH
H
H
H
H
H
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
C
CH2CH2CH2CH
Sinteza holesterola v živalskih celicah se začne s kondenzacijo treh molekul
acetil-CoA. Najprej nastane -hidroksi--metilglutaril-CoA (HMG-CoA), iz
katerega po redukciji z NADPH nastane mevalonat. Encim HMG-CoA reduktaza,
ki katalizira nastanek mevalonata, je tudi glavno mesto regulacije sinteze
holesterola in je lociran na membrani gladkega endoplazmatskega retikuluma.
V človeškem organizmu je holesterol sestavni del lipoproteinov, celičnih
membran, žolčnih kamnov. Iz njega nastajajo steroidni hormoni, vitamin D3 in
žolčne kisline. Holesterol je za organizem nujno potreben, vendar so prevelike
količine holesterola v krvi škodljive, saj pospešuje nastanek ateroskleroze. Zato
je vsebnost holesterola v živilih pomemben podatek posebno, če gre za
dietetično prehrano.
V literaturi so opisane številne metode za določanje holesterola. Razlikujejo se
po različnih načinih priprave vzorcev in po kvantitativni meritvi pri določanju
(kolorimetrična, kromatografska ali encimska). Kolorimetrične metode se
razlikujejo
po reagentu za razvijanje barve (reakcija s železovim(II)sulfatom, železovim
(III)kloridom ali o-ftalaldehidom v kislem mediju itd).
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
20
Eksperimentalni del
Princip
V holesterolu sta dve reaktivni mesti, kjer lahko poteče reakcija (-OH skupina in
dvojna vez). V vzorcu mleka najprej s saponifikacijo razgradimo trigliceride in
razcepimo vez holesterol-protein. Prost holesterol nato ekstrahiramo v organsko
fazo in ga kvantitativno določimo v alikvotnem delu z o-ftalaldehidom v prisotnosti
žveplove kisline. Reakcijski produkt je vijoličaste barve.
Izvedba
V veliko epruveto odpipetiraj 2 ml mleka, dodaj 3 ml 95% raztopine etanola in
2 ml 50 % raztopine KOH. Epruveto dobro zapri in segrevaj 15 minut pri 60°C na
vodni kopeli. Ko se raztopina ohladi, dodaj 5 ml heksana in 3 ml vode. Nato
centrifugiraj 10 minut pri 2500 min-1
v laboratorijski centrifugi, tako da se
organska plast zbistri. Odlij organsko plast v epruveto, odpipetiraj 3 ml v drugo
epruveto in odstrani heksan s prepihavanjem z dušikom. Suhemu ostanku dodaj
4 ml o-ftalaldehida, premešaj in po 10 minutah previdno dolij po steni epruvete še
2 ml koncentrirane H2SO4. Ko dodaš vso kislino, dobro premešaj in izmeri
absorbanco obarvane raztopine po 30 minutah pri 550 nm ali zelenem filtru.
Umeritvena krivulja za določanje holesterola
Pripravi raztopino holesterola v 95% etanolu (koncentracija 0,1 mg/ml) in
odpipetiraj za umeritveno krivuljo naslednje količine posameznih reagentov:
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
21
vzorec V(razt. holesterola)
(ml)
V(95% etanol) (ml)
1 0,25 2,75
2 0,50 2,50
3 0,75 2,25
4 1,00 2,00
5 1,25 1,75
Nato dodaj v vsako epruveto po 2 ml 50% raztopine KOH, segrevaj 15 minut pri
60°C, ohladi in dodaj 5 ml heksana in po 3 ml vode. Po centrifugiranju odlij
organsko plast v eno epruveto in odpipetiraj 4 ml v drugo epruveto. Odstrani
heksan s prepihovanjem z dušikom. Suhemu ostanku dodaj 4 ml o-ftalaldehida in
po 10 minutah še previdno dolij po steni 2 ml koncentrirane H2SO4. Počakaj 30
minut, da se barva razvije in izmeri absorbanco pri 550 nm. Slepi vzorec pripravi
iz 4 ml o-ftalaldehida in 2 ml koncentrirane H2SO4. Iz izmerjenih absorbanc in
količine holesterola v vzorcih 1, 2, 3, 4 in 5 nariši umeritveno krivuljo. Pri izračunu
vsebnosti holesterola v mleku upoštevaj, da si odvzel za analizo vzorca samo 3/5
organske faze.
Reagenti
raztopina o-ftalaldehida: 50 mg o-ftalaldehida raztopi v 100 ml koncentrirane ocetne kisline. Vsak dan pripravi svežo raztopino
95 % raztopina etanola
50 % raztopina KOH
heksan
koncentrirana žveplova kislina
standardna raztopina holesterola: 0,1 mg holesterola raztopi v 1 ml 95% etanola
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
22
Pribor
20 ml epruvete z obrusom, 20 ml epruvete, 5 ml merilne pipete, gumijasta
sesalka, električni vibrator, vodna kopel, laboratorijska centrifuga, jeklenka z
dušikom, kolorimeter
Literatura
Bachman, K. C., Lin Jan-Hei, Wilcox C.J., Journal of AOAC, 59(5), 1976, s. 1146-1149 Yeagle, P. L., Biology of Cholesterol, CRC Press, Boca Raton, Florida, 1988, s. 72-78.
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
23
6. VAJA
DOLOČANJE AKTIVNOSTI POLIFENOL OKSIDAZ V KROMPIRJU
Polifenol oksidaze se nahajajo v rastlinskih in živalskih celicah. Krompir vsebuje
polifenol oksidazo (tirozinazo), ki katalizira hidroksilacijo monofenolov in aerobno
oksidacijo nastalih difenolov v o-kinone. Primer take reakcije za tirozin prikazuje
naslednja reakcijska enačba:
OH
CH2
COOH
OH
CH NH2
O2
PFO
O
CH2
COOH
O
CH NH2
N
O
O
H
+ CO2
Nastali o-kinoni nato vstopajo v številne druge reakcije in povzročajo rjavo
obarvanje sadja in zelenjave. Encimsko porjavenje nastopi vedno, kadar
prerežemo ali poškodujemo sadje ali zelenjavo. Komercialno je ta pojav
nezaželen, ker poslabša senzorične lastnosti živil.
Med polifenol oksidaze spada tudi tirozinaza v živalskih celicah, ki je pomembna
pri metabolizmu tirozina za nastanek kožnega pigmenta melanina.
V katalitično aktivnost polifenol oksidaz so vključeni tudi bakrovi ioni, ki se v
reakciji reverzibilno oksidirajo in reducirajo. Polifenol oksidaze niso strogo
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
24
specifični encimi in lahko katalizirajo reakcije z različnimi fenolnimi spojinami kot
substrati.
Fenolne spojine so vse spojine, ki imajo na aromatski obroč vezane hidroksilne
skupine in njihove derivate. Znanih je približno 4000 naravnih fenolnih spojin,
najbolj so razširjeni flavonoidi.
Eksperimentalni del
Princip
Polifenol oksidaza (PFO) katalizira oksidacijo substrata 3,4-dihidroksifenilalanina (DOPA) v o-kinon:
OH
OH
CH2
CH NH2
COOH
O2
E
O
O
CH2
CH NH2
COOH
N
O
O
H
+ CO2
DOPA
Izvedba
a. Priprava surovega ekstrakta
Srednje velik, surov, ohlajen krompir hitro olupi in razreži na drobne koščke.
Odtehtaj 25 g krompirja, ga stresi v mikser, dolij 50 ml ledenomrzlega
fosfatnega pufra I. Zmes homogeniziraj 1 minuto, počakaj 15 sekund, da se
homogenat ohladi in ga nato hitro filtriraj skozi več plasti gaze. Ker je filtrat
moten, ga še centrifugiraj v laboratorijski centrifugi 10 minut pri 10.000 min-1
.
PAZI! Ekstrakt mora biti pripravljen neposredno pred analizo. Ves čas analize
ga hrani v ledenomrzli kopeli!
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
25
b. Vpliv koncentracije encima na aktivnost
Supernatant po centrifugiranju razredči s fosfatnim pufrom II v razmerju 1:1.
Nato pripravi vzorce za encimsko reakcijo, tako da spreminjaš volumen
dodanega ekstrakta od 0,050 do 0,300 ml.
vzorec V(pufer II) (ml)
V
(DOPA)ml)
V(razr. krom. ekstr.)
(ml)
1 1,95 1,00 0,050
2 1,90 1,00 0,100
3 1,80 1,00 0,200
4 1,70 1,00 0,300
Za vsak vzorec moraš pripraviti tudi prazni vzorec. Namesto razredčenega
krompirjevega ekstrakta uporabi enako količino vode.
PAZI! Raztopini pufra in substrata odpipetiraj neposredno v kiveto. Ko dodaš
ekstrakt, sproži štoparico, vsebino v kiveti dobro premešaj in kiveto hitro
postavi v spektrofotometer. Odčitaj absorbanco (Aizm) pri 475 nm vsakih 30
sekund. Spektrofotometer mora biti umerjen z vodo, absorbanco slepega
vzorca (Asl) izmeri glede na vodo, še preden začneš z encimsko reakcijo.
Podatke sproti vpisuj v tabelo!
Avz v odvisnosti od časa prikaži v diagramu, točke poveži v krivuljo. Nato nariši
tangento na krivuljo, ki poteka skozi čas 0. Odčitaj začetno hitrost A/min za
vsak volumen ekstrakta. Iz odčitanih začetnih hitrosti A/min in volumnov
ekstrakta nariši nov diagram, točke poveži v premico. Izberi optimalni volumen
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
26
t(s) Aizm Asl Aizm-Asl=Avz
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
ekstrakta za določanje aktivnosti in s tem naredi nov poskus, vendar vzemi
1,25 ml raztopine DOPA in ustrezno količino pufra II. Nariši nov diagram Avz
proti času, tangento na to krivuljo in odčitaj začetno hitrost Avz/min. To
vrednost uporabi za izračun aktivnosti polifenol oksidaz v krompirju.
Račun
Iz vrednosti začetne hitrosti A/min in molskega absorpcijskega koeficienta,
katerega vrednost je 5012 l.mol-1
.cm-1
, izračunaj, množino produkta (mol), ki
je nastal oziroma množino substrata ( mol), ki ga je razgradil encim v
določeni količini ekstrakta ter podaj rezultat kot U/ml surovega ekstrakta. Enota
encimske aktivnosti (U) je definirana kot tista množina encima, ki razgradi
1mol substrata v 1 minuti pri določenih pogojih encimske reakcije.
Reagenti
fosfatni pufer I: 0,1M Na2HPO4, pH 6,8, ki vsebuje 0,1M NaF
fosfatni pufer II: 0,1M Na2HPO4, pH 6,8
Abram,V., M.Zelenik-Blatnik, Vaje iz živilske kemije Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 2002
27
substrat: 4 mg 3,4-dihidroksifenilalanina raztopi v 1 ml fosfatnega pufra II.
Pripravi svežo raztopino vsak dan sproti.
Pribor
nož, deska za rezanje, mikser, 50 ml merilni valj, večplastna gaza, lij,
laboratorijska centrifuga, ledenomrzla kopel, vodna kopel, spektrofotometer,
kivete, parafilm, 2 in 5 ml merilne pipete, mikropipete, epruvete.
Literatura
Boyer, R. F., A Spectrophotometric Assay of Polyphenoloxidase Activity, J. Chemical Education,
54(9), 1977, s 585-586.
Encyclopedia of Food Science and Technology, Ed., Y. H. Hui, V.3, John Wiley & Sons, New York,
1992, s. 2055-2061.