Действие амилазы на крахмал уравнение

Исследовательская работа Тема: «Исследование расщепления крахмала под действием α-амилазы слюны»

Действие амилазы на крахмал уравнение

Тема: «Исследование расщепления крахмала под действием α-амилазы слюны»

Авторы: Учитель химии

Ученицы 11а класса

Рогова Екатерина, Белова Юля

Видео:Действие амилазы слюны на крахмалСкачать

Действие амилазы слюны на крахмал

Содержание

1. Актуальность работы

3. Литературный обзор

3.1. Крахмал. Строение крахмала

3.2. Общие понятия о ферментах

3.3. Характеристика амилаз

3.5. Гидролиз крахмала α-амилазами

Видео:изменение крахмала под действием слюныСкачать

изменение крахмала под действием слюны

1. Актуальность работы

Амилазы широко используются в пищевой промышленности. Так амилазы используются в хлебопечении и технологиях брожения. Также α-амилаза играет значительную роль в расщеплении крахмала в организме человека. Поэтому понимание действия амилазы важно для оптимизации промышленного производства и изучения обмена веществ в организме человека.

Видео:Лабораторная работа по биологии 8 класс "Действие слюны на крахмал"Скачать

Лабораторная работа по биологии 8 класс "Действие слюны на крахмал"

2. Цель работы

Исследовать активность фермента α-амилазы слюны при различных температурах и нахождение оптимальной температуры действия фермента в нейтральной среде.

Видео:Опыт по биологии🍀 {Действие ферментов слюны на крахмал}Скачать

Опыт по биологии🍀 {Действие ферментов слюны на крахмал}

3. Литературный обзор

Видео:Лабораторная работа "Действие ферментов слюны на крахмал"Скачать

Лабораторная работа "Действие ферментов слюны на крахмал"

3.1. Крахмал. Строение крахмала

Крахмал – один из наиболее распространенных запасных полисахаридов растений. Он интенсивно накапливается в результате фотосинтеза и откладывается в семенах, клубнях и других частях растений. Семена и клубни содержат 40-70% крахмала, другие части растений от 4 до 25%. При кислотном гидролизе крахмал распадается с образованием D — глюкозы, являющейся его структурным элементом, и небольшого количества глюкозо-6 — фосфата, так как все виды крахмала содержат немного (0,02 – 0,16%) фосфора. Установлено, что глюкоза в составе крахмала находится в виде б – D – глюкопиранозы.

Природный крахмал состоит из двух различных фракций, отличающихся по своему строению и свойствам. Примерно 20% крахмала составляет амилоза (от греч. амилон–крахмал). Остальное приходится на вторую фракцию, получившую название амилопектина (от греч. пектос – студнеобразный). Такая терминология отражает некоторые свойства этих двух видов крахмала. Амилопектин с трудом растворяется в горячей воде, причём раствор получается вязкий (крахмальный клейстер) и при охлаждении застывает в студневидную массу. Амилоза же хорошо растворима в тёплой воде и не образует клейстера. Пользуясь этим обстоятельством, амилозу отделяют от амилопектина, многократно извлекая её тёплой водой. С этой же целью используют способность амилозы осаждаться под действием бутилового спирта при насыщении последним горячего раствора, содержащего смесь амилозы и амилопектина. Применяют и хроматографические методы. Например, после пропускания диспергированного крахмала через колонку с фосфатом кальция и последующего промывания фосфатным буфером амилоза элюируется, а амилопектин остаётся на сорбенте.

Молекулярная масса амилозы и амилопектина различна: у не деградировавшиз в процессе выделения препаратов амилозы она составляет от 100000 до 400000, а у амилопектина превышает, как правило 20*106. Соответственно коэффициент полконденсации б-D-глюкопиранозы в молекулах амилозы оценивается в несколько сотен, а у амилопектина – в несколько десятков и даже сотен тысяч.

Различна и химическая структура амилозы и амилопектина. Молекулы первой, как правило, строго линейны. В них остатки α-D-глюкопиранозы связаны друг с другом исключительно α-1,4-глюкозидными связями, т. е. кислородные мостики возникают за счёт гликозидного гидроксила 1-го атома одной молекулы α-D-глюкопиранозы и спиртового гидроксила при 4-м атоме другой:

Действие амилазы на крахмал уравнение

В соответствии с таким строением амилозу можно характеризовать как α-1,4-глюкан. Таким образом, амилоза представляет линейный полисахарид, молекулы которого имеют нитевидную структуру.

Современные данные о строении амилозы основаны на предположении, что остатки α-D-глюкопиранозы в её составе в силу некоторых обстоятельств имеет конформацию типа лодки. В этом случае структурная формула амилозы принимает следующий вид:

Действие амилазы на крахмал уравнение

Лодкообразная конформация α-D — глюкопиранозных остатков в молекуле амилозы способствует спирализации полигликозидной цепи. При этом один виток спирали включает 6-7 остатков глюкозы. При длине каждого остатка глюкозы, равной 0,5 нм, возникает спираль диаметром 1 нм. Допускают, что молекулы амилозы, как и других линейных полисахаридов, могут на том или ином протяжении взаимодействовать друг с другом, образуя вторичные структуры бисприрального типа с взаимно закрученными полисахаридными цепями.

Амилопектин имеет сферические молекулы с радиусом вращения от 82 до 255 нм. Их сферическая форма обеспечивается тем, что молекула составлена из множества (несколько сотен) коротких полигликозидных цепочек, каждая из которых в среднем содержит 20 остатков α-D — глюкопиранозы. В пределах каждой короткой цепи глюкозные остатки соединены α-1,4 гликозидными связями. Друг с другом цепи соединяются посредством α-1,6 гликозидных связей. Строение этого разветлённого участка молекулы амилопектина таково:

Действие амилазы на крахмал уравнение

Общая структура молекулы амилопектина в соответствии с ранними данными показана на рис. На этом же рисунке приведена более современная модель амилопектина, выведенная на основании детального исследования продуктов ферментативного гидролиза и рентгенографического анализа этого полисахарида. Она получила название гроздевидной, так как по расположению в ней полигликозидных звеньев весьма напоминает гроздь винограда. Степень полимеризации остатков α-D-глюкозы в звеньях, обозначенных утолщёнными линиями, достигает 45, тонкими – 15. Протяжённость каждой псевдокристаллической области составляет 6 нм, аморфой – втрое меньшую величину

Считают, что в составе амилопектина α-D-глюкопираноза также находится в лодкообразной конформации. Вследствие этого отдельные участки полигликозидных цепочек, составляющих молекулу амилопектина, видимо спирализованы подобно амилозе.

Обе фракции крахмала дают окрашивание с йодом в растворе KI, однако амилоза окрашивается в чисто синий цвет, а амилопектин – в фиолетовый. Реакция крахмала с йодом не связана с химическим взаимодействием между ними, а состоит в образовании комплексов адсорбционного типа. Так как ведущую роль в возникновении этих комплексов играют спиральные участки молекул крахмала того или другого типа, то различие в тональности окраски вполне естественно. Предполагают, что молекулы йода втягиваются внутрь полигликозидной спирали, где и замыкаются соответствующие связи, дающие начало цветным комплексам.

При кратковременном нагревании порошкообразного крахмала его гигантские молекулы распадаются, образуя смесь более простых полисахаридов меньшей молекулярной массы – декстринов. Декстринизация крахмала при нагревании сопровождается повышением его растворимости в воде. Обработанный таким образом крахмал называют растворимым. Распад молекул крахмала до декстринов особенно интенсивно идёт при нагревании крахмального клейстера с 10% — ным раствором H2SO4. При дальнейшей обработке молекулярная масса декстринов прогрессивно падает и конечным продуктом распада является D-глюкоза. Крупномолекулярные декстрины окрашиваются йодом в красный цвет, низкомолекулярные – окраски с йодом не дают. Таким образом, гидролиз крахмала происходит ступенчато.

Действие амилазы на крахмал уравнение

Рис.1 А – амилоза; Б – амилопектин; В – гликоген; каждый кружок обозначает остаток глюкозы; Г – современная гроздевидная модель молекулы амилопектина (а – компактная, псевдокристалическая область, б – менее компактная аморфная область; точкой обозначена редуцирующая группа); Д – модернизированная модель молекулы гликогена, демонстрирующая наличие спрятанных полигликозидных цепей; Е — строение частичкового гликогена; центральная линия – полипептидная цепь, к которой через остатки фосфата присоединены субъединицы гликогена.

Видео:Переваривание крахмала ферментами слюны человекаСкачать

Переваривание крахмала ферментами слюны человека

3.2. Общие понятия о ферментах

Важнейшим свойством ряда белков является их каталитическая активность. Вещества белковой природы, способные каталитически ускорять химические реакции, называют ферментами (от лат. Fermentum – закваска) или энзимами (от греч. ен – внутри, зим – закваска). Как вытекает из происхождения названий этих веществ, первые сведения об их существовании были получены при изучении процессов брожения.

Роль ферментов в жизнедеятельности животных, растений и микроорганизмов колоссальна. Благодаря каталитической функции разнообразные ферменты обеспечивают быстрое протекание в организме или вне его огромного числа химических реакций. Складываясь в единый ансамбль саморегулируемых биохимических процессов, эти реакции преобразования веществ составляют материальную и энергетическую основу непрерывного самообновления белковых тел, т. е. самой сущности жизненных явлений. Поэтому ферменты «есть возбудители всех химических превращений». ()

В настоящее время в биологических объектах обнаружено несколько тысяч индивидуальных ферментов, а несколько сотен из них выделено и изучено. Подсчитано, что живая клетка может содержать до 1000 различных ферментов, каждый из которых ускоряет ту или иную химическую реакцию.

Биологические катализаторы (ферменты) по ряду признаков резко отличаются от неорганических катализаторов, хотя и те и другие лишь ускоряют достижение равновесия в химических процессах, которые протекают сами по себе, но сочень малыми скоростями. Как и катализаторы неорганической природы, биокатализаторы не вызывают каких либо химических реакций, а лишь ускоряют существующие. Первое различие состоит в том, что по сравнению с катализаторами неорганической природы ферменты «работают» в очень мягких условиях (низкая температура, нормальное давление, невысокие значения pH среды) и очень интенсивно. Так, например, гидролитический распад белка до аминокислот в присутствии неорганических катализаторов(крепких кислот и щелочей) осуществляется при температуре 100єС и выше за несколько десятков часов. Этот же процесс при каталитическом участии специфических ферментов требует всего несколько десятков минут и идёт при температуре 30-40єС. Для гидролиза крахмала, как указывал ещё Й. Берцелиус (1836), при нагревании в растворе кислоты нужно несколько часов, а при участии соответствующего фермента этот процесс идёт при комнатной температуре и занимает всего несколько минут. Ионы Fe каталитически ускоряют разложение H2O2 на Н2О и О2. Однако атомы того же Fe, но в составе фермента каталазы действуетв 10 млрд. раз энергичнее, и всего 1 мг Fe в ферменте способен заменить в этой реакции 10 т неорганического Fe. Таким образом, исключительно высокая каталитическая активность, проявляемая в условиях нормальной температуры и давления, отличает биокатализаторы от неорганических катализаторов.

Второе различие заключается в том, что ферменты обладают необыкновенно высокой специфичностью действия, чего не наблюдается у катализаторов неорганической природы. Каждый фермент каталитически ускоряет, как правило, одну-единственную химическую реакцию или в крайнем случае группу реакций одного типа.

Наконец, ряд различий между биокатализаторами и неорганическими катализаторами связан с белковой природой ферментов. Сюда относится термолабильность, зависимость активности от pH и наличие активаторов или ингибиторов и др.

Самая существенная разница между ферментами и обычными катализаторами вскрыта лишь в последние годы. Она состоит в том, что благодаря уникальной структуре каждого фермента процесс ферментативного катализа представляет перед нами как серия элементарных превращений вещества, строжайшим образом организованным в пространстве и во времени. Кооперативность и жёсткая запрограммированость действия – вот что отличает механизм биокатализа от действия катализаторов иной природы, хотя это не исключает некоторой степени вариабельности как структуры самого фермента, так и строения промежуточных продуктов в процессе ферментативного катализа.

В природе под каталитическим воздействием ферментов осуществляются процессы гидролиза, фосфоролиза, переноса различных групп (метильные радикалы, остатки фосфорной кислоты и т. д.) окисления и восстановления, расщепления и синтеза, изомеризации и т. п. Практически все химические преобразования в живом веществе протекают с помощью ферментов. Естественно поэтому, что каталитическая функция ферментов лежит в основе жизнедеятельности любого организма. При посредстве ферментов реализуется влияние как внутренних, генетических, так и внешних, природных факторов на развитие организма. Благодаря контакту ферментов с лекарственными веществами и антибиотиками достигается такое изменение ферментативных процессов, которые способствуют излечению от болезней, в то же времяизменение ферментативной активностипод влиянием микробных токсинов и иных ядов ведёт к гибели организма. Стимуляция роста животных и растений разнообразными препаратами, применяемые в сельском хозяйстве, в большинстве случаев основана на их воздействии, на процесс биосинтеза или активность тех или иных ферментов. Тончайшие различия строения ряда ферментов определяют видовые особенности организмов, а в нарушении биосинтеза некоторых из них заложена причина возникновения наследственных и других заболеваний. Всё это свидетельствует об огромном значении ферментов для биологии, сельского хозяйства и медицины.

Будучи выделены из организма, ферменты не утрачивают способность осуществлять каталитическую функцию. На этом основано их практическое применение в химической, пищевой, лёгкой и фармацевтической промышленности. Особое значение для химического производства имеет специфичность ферментов: ведь до 80% затрат в производстве многих химических веществ приходится на отделение примесей, возникающих в результате побочных реакций. Проведение синтеза при посредстве высокоспецифичного фермента, ускоряющего только ту реакцию, которая ведёт к образованию нужного продукта, упрощает технологический процесс. Кроме того, ферменты позволяют осуществлять ряд процессов, выполнение которых обычными методами органического синтеза остаётся пока нерешённой проблемой. Так обстоит дело, например, при получении лекарственных препаратов путём ферментативной трансформации стероидов.

Видео:Каталитическая активность амилазыСкачать

Каталитическая активность амилазы

3.3. Характеристика амилаз

Использование амилаз человеком было известно с незапамятных времён. Однако их изучение началось с открытия Кирхгофом в 1814 г. Вещества способного превращать крахмал в сахар. Препарат, полученный Кирхгофом из пшеничной муки, обладал способностью разжижать крахмальный клейстер и превращать его в сахарный сироп. Аналогичное явление автор наблюдал при смешивании крахмального клейстера с ячменным солодом. Уже в этих первых исследованиях Кирхгоф отметил губительное действие на это вещество серной кислоты. В то же время он подчеркнул, что сахарообразование является необходимым условием для сбраживания крахмалосодержащих материалов, и таким образом положил начало научному объяснению технологии брожения.

Биологически активное вещество в дальнейшем было выделено из солода и подверглось детальному изучению. Было обнаружено, что его действие на крахмал происходит через три стадии: разжижение, декстринизацию и осахаривание. Это привело к признанию существования в солоде двух различных компонентов, которые в дальнейшем были получены в отдельности и названы α-амилазой (декстринирующий компонент) и β-амилазой (осахаривающий компонент).

α-Амилазы и β-амилазы широко распространены в высших растениях. Наиболее важным источником амилаз являются хлебные злаки, зерно которых в проросшем состоянии (в виде солода) находит широкое применение в промышленном гидролизе крахмала. Солод из ячменя, ржи, пшеницы, овса, проса в настоящее время используются для осахаривания крахмала в спиртовом производстве.

Видео:Опыт "Действие амилазы на крахмал"Скачать

Опыт "Действие амилазы на крахмал"

3.4. α-Амилазы

Роль α-амилаз при гидролизе крахмала исключительно велика. Из трёх основных функций при действии на клейстеризованный крахмал (разжижение, декстринизация, осахаривание) разжижение и декстринизация зависят от α-амилаз. Они атакуют не только клейстеризованный, но и нативный крахмал, разрушая крахмальные зёрна.

α-Амилазы различного происхождения имеют много общих свойств: хорошо растворяются в воде или в сильно разбавленных растворах солей. Более концентрированные растворы солей (например 20-30% — ные растворы сульфата аммония) вызывают осаждение этих ферментов. α-Амилазы легко растворяются в разбавленных растворах этилового спирта, но осаждаются при его концентрации в среде свыше 60%. Белок α-амилаз обладает слабокислыми свойствами; изоэлектрическая точка ферментов колеблется в пределах рН 4,2 – 5,7. Молекулярная масса солодовой α-амилазы 60000, α — амилаз микроскопических грибов – 45000-50000. Многие из известных α-амилаз получены либо в высокоочищенном, либо в кристаллическом виде.

Ионы кальция оказывают стабилизирующее действие на α-амилазы. Это впервые было обнаружено Воллерштейном, затем потверждено Накамурой. В настоящее время это явление отмечено почти для всех амилаз. Однако теоретически этот вопрос применительно к промышленному гидролизу крахмала до сих пор не разработан.

Видео:изменение крахмала под действие слюныСкачать

изменение крахмала под действие слюны

3.5. Гидролиз крахмала α-амилазами

α-Амилазы действуют на α-1,4 –гликозидные связи, расщепляют амилозу внутри её цепи, в результате чего с большой скоростью образуются низкомолекулярные продукты гидролиза – нормальные α-декстрины. Их дальнейший гидролиз даёт мальтозу, мальтотриозу и глюкозу. Было найдено, что расщепление α-1,4-глюкозидных связей в амилозе носит случайный характер иподчиняется закону статистического распределения продуктов реакции. Расщепление более мелких фракций на последнем этапе амилоза носит уже не случайный характер – действие фермента направлено лишь на определённые α-1,4-гликозидные связи. В конечном счёте α-амилазы превращают амилозу в мальтозу и глюкозу, хотя и отмечены некоторые несущественные различия в динамике гидролиза этими ферментами указанного субстрата.

Бендецкий, Яровенко по изменению вязкости и восстанавливающей способности гидролизатов крахмала оценивали действие (множественность атаки) α-амилазы btilis на растворимый крахмал. Авторы наблюдали существенное различие вязкость –восстанавливающая способность при кислотном и ферментативном гидролизе крахмала. Это дало основание сделать заключение, что при кислотном гидролизе деградация крахмала происходит беспорядочно, а при действии α-амилазы осуществляется множественная атака на субстрат, приводящая к образованию олигомеров на первой стадии деградации.

Разрыв цепей амилопектина осуществляется между α-1,6 — глюкозидными связями. Отщепление декстринов, содержащих 15 и более гликозидных остатков, идёт с большей скоростью, в то время как конечное осахаривание существенно замедляется. Продукты гидролиза, содержащие α-1,4 — глюкозидные связи, являются нормальными α-декстринами и состоят из 6-13 глюкозидных остатков. Остаточные декстрины, содержащие большое количество α-1,6-связей, обазначаются как аномальные конечные декстрины. Установлено, что α-1,6-связи не только не расщепляются α-амилазой, но и являются стерическим препятствием для гидролиза α-1,4-связей, находящихся в непосредственной близости к α-1,6-связям. Наименьшим предельным декстрином в конце гидролиза амилопектина амилазой слюны был найден тетрасахарид, солодовой амилазы – паноза, т. е устойчивым к расщеплению в первом случае были две α-1,4-глюкозидные связи, во втором – лишь одна.

На рис. Представлена схема действия α-амилаз на амилозу и амилопектин по Бернфельду.

Действие амилазы на крахмал уравнение

Рис.2 Действие α-амилазы на амилозу и амилопектин по Бернфельду.1 – мальтоза; 2 – глюкоза; 3 – нормальный α-декстрин; 4 – конечный α-декстрин; *-редуцирующий конец амилозы или амилопектина; — действие α-амилазы.

Видео:Альфа-амилаза (Альфалад). Расщепление крахмала. Йодная проба.Скачать

Альфа-амилаза (Альфалад). Расщепление крахмала. Йодная проба.

4. Ход работы

Оборудование: электрическая плитка, химические стаканы, колбы, термостойкая колба, термометр, водяная баня, пипетка, мензурка.

Реактивы: крахмал, раствор йода.

Приготовление раствора крахмала:

В термостойкую колбу добавляем 200 мл воды. В неё же добавляем 2 г крахмала. Доводим смесь до кипения и кипятим несколько минут. Таким образом получаем 1% раствор крахмала.

Приготовление раствора слюны:

50 мл воды полощем во рту в течении 3-4 минут.

В три пробирки добавляем по 25 мл раствора крахмала и каплю йода. Раствор крахмала окрашивается в интенсивно синюю окраску. Нагреваем электрическую плитку и измеряем температуру водяной бани. В течении 8-10 минут даём время, чтобы температура водяной бани и температура раствора в пробирках уравнялась. Снова измеряем температуру водяной бани. Добавляем в раствор крахмала 5 мл раствора слюны и включаем секундомер. Отмечаем время исчезновения синей окраски. Затем в следующие три пробирки добавляем раствор крахмала и каплю раствора йода, охлаждаем водяную баню и повторяем процедуру при более низкой температуре.

Результаты эксперимента приведены в таблице:

Видео:Лабораторная работа "8" класс по теме: (Действие слюны на крахмал).Скачать

Лабораторная работа "8" класс по теме: (Действие слюны на крахмал).

Несложный опыт с амилазой, слюной и крахмалом

Продолжаю «йодную» тематику. Уже рассказала про спиртовой раствор йода, про то, как правильно писать – йод или иод, а сегодня хочу предложить немного отдохнуть от теории и сделать небольшой и несложный опыт, в которой йод принимает самое непосредственное участие.

Видео:Опыты по химии. Гидролиз крахмалаСкачать

Опыты по химии. Гидролиз крахмала

Небольшое вступление

И все равно не обойтись без небольшой теории. Коротко расскажу основные моменты, чтобы было понятно, о чем пойдет речь дальше и для чего вообще нужен опыт.

Опыт, который я предлагаю сделать, показывает, как фермент слюны амилаза инициирует расщепление крахмала и прочих полисахаридов.

Помню, еще в школе на уроках биологии наша незабвенная Светлана Филипповна любила задавать вопрос: где начинается пищеварение? За ответ «в желудке» шел удар указкой по столу, гневная тирада и «двойка» в дневник.

С тех пор я запомнила на всю жизнь, что пищеварение начинается во рту. Именно поэтому все врачи настоятельно рекомендуют очень тщательно прожевывать пищу, есть не спеша, а не на бегу, когда глотаешь не жуя.

Мне даже где-то попадалась информация, что на одно глотательное движение должно быть не менее тридцати жевательных. Только тогда процесс пищеварения будет эффективен. Честно скажу, когда-то давно, лет десять назад, наверное, я честно пыталась следовать этому совету, но быстро поняла, что в этом случае даже обычный завтрак затягивается почти на час, не говоря уже об обеде. А с современным темпом жизни это, увы, нереально.

Ну да это уже тема не этой статьи и даже не этого блога. Возвращаюсь к амилазе и пищеварению.

Итак, во рту начинается процесс переваривания пищи. Зубы измельчают еду, язык – перемешивает, а слюна – смачивает. Вместе со слюной в пищу попадает необходимый для переваривания фермент – амилаза, который действует на сложные углеводы, например, крахмал – расщепляет их на составные части, которые затем будут всасываться в кровь и давать энергию организму.

Вот сегодня на примере я покажу, как «работает» амилаза.

Видео:ДАЖЕ ОПЫТНЫЕ ОГОРОДНИКИ ДЕЛАЮТ ОШИБКИ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ РАССАДЫ. Не делайте ошибок при посеве семян.Скачать

ДАЖЕ ОПЫТНЫЕ ОГОРОДНИКИ ДЕЛАЮТ ОШИБКИ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ РАССАДЫ. Не делайте ошибок при посеве семян.

Как делаем опыт

  • Приблизительно полчаса времени
  • Картофельный крахмал – 1 чайная ложка без горки
  • Спиртовой раствор йода
  • Горячая и холодная вода
  • Две мерные ложечки на 5 мл от любого лекарственного сиропа
  • Стакан или чашка
  • Небольшая кастрюлька с электроплитой (или газовой, не важно)
  • Желательно – маркер, который пишет по стеклу
  • Несколько стаканов или стеклянных баночек от детского питания

Поначалу, когда я планировала эксперимент, то насчитала, что мне понадобится 6 баночек. Однако, в ходе эксперимента выяснилось, что можно спокойно обойтись и тремя.

Действие амилазы на крахмал уравнение

Начинаем с того что растворяем крахмал в минимальном объеме холодной воды, хорошенько размешиваем. Затем готовим коллоидный раствор крахмала. Не пугайтесь, это всего лишь кисель.

Для его приготовления стакан воды кипятим в кастрюльке, а потом при постоянном помешивании выливаем туда растворенный в холодной воде крахмал.

Перемешиваем, перемешиваем! Постоянно мешаем, чтобы не было комочков!

Варим на слабом огне минуты три-четыре. Затем отставляем остывать.

Запомните, чтобы опыт получился, все вещества должны быть комнатной температуры либо едва-едва теплыми!

Пока остывает, озадачиваем семью, друзей и родственников (а также собак, кошек, попугайчиков и рыбок), находящихся с вами в одной квартире, на предмет сбора слюны. Не смейтесь, на первый взгляд это легко, а попробуйте набрать и убедитесь, что не так все просто. Вам понадобится 10 мл – две ложечки по 5 мл. Больше – можно, меньше – нет.

Одну порцию выливаем в небольшой стакан или любую другую небольшую емкость и кипятим на водяной бане три-четыре минуты. Оставляем остывать.

Остывший крахмальный кисель разливаем по две чайных ложки по трем баночкам и подписываем маркером:

Действие амилазы на крахмал уравнение

В первую баночку добавляем не подвергшуюся нагреванию порцию слюны и хорошенько перемешиваем.

Во вторую баночку добавляем прокипяченную слюну.

Третья будет контрольной. Туда добавляем 5 мл воды (столько же, сколько было слюны).

Теперь все активно мешаем-мешаем-мешаем, имитируя процесс пищеварения. Вот крахмал попал к вам в рот в виде хлеба, яблока, банана и т.д. Вот вы его измельчили зубами, а теперь перемешиваете языком, смачивая слюной, содержащей амилазу. Желательно перемешивать минут пять.
Обратите внимание, как в первой баночке изменится консистенция раствора. Вот что амилаза животворящая делает! А что во второй и третьей — с «убитым» кипячением ферментом и вообще без него?

Действие амилазы на крахмал уравнение

Давайте проверим, что стало с крахмалом, который был во рту виртуального едока, то есть в баночках. Вспоминаем качественную реакцию на крахмал – появление синей окраски при взаимодействии с йодом.

Отбираем по небольшому объему из каждого образца. Можно отлить в отдельные емкости-баночки, но я сделала проще. Положила на стол кусок гладкого плотного целлофана и чайной ложкой выложила из каждой баночки на стол по небольшой пробе. Затем добавила в каждую пробу по 1 капле спиртового раствора йода.

Смотрите, в первом образце цвет йода не изменился, остался коричневым – крахмала там нет, весь переработан и расщеплен ферментом амилазой.

Действие амилазы на крахмал уравнение

А в двух других умница-йод показал наличие крахмала, окрасив растворы в темно-синий цвет. Во втором образце фермент был подвергнут нагреванию, что изменило его свойства, сделало его «нерабочим, неактивным» — крахмал не расщепился на свои составляющие. В третьем, контрольном «рту» амилазы не было вообще, крахмал остался в первоначальном виде, его некому было расщепить.

Видео:Химия 10 класс (Урок№11 - Полисахариды. Крахмал. Целлюлоза.)Скачать

Химия 10 класс (Урок№11 - Полисахариды. Крахмал. Целлюлоза.)

Обсуждаем и ликвидируем последствия опыта

Вот вы и увидели, как начинается процесс пищеварения. Модель, конечно, очень условная и упрощенная, но, тем не менее, наглядная и работающая.

Опыт несложный в выполнении, не занимает много времени и не требует специального оборудования и реактивов. Как, впрочем, и все опыты, которые я провожу и записываю в рубрику «Похимичим».

Руки, посуду, квартиру и детей (насчет собаки и рыбок не знаю, не пробовала) отмыть от йода очень легко. Вам понадобится тиосульфат натрия, который продается в аптеке, стоит копейки и работает даже спустя год после окончания срока годности (у меня такой в шкафу лежит, выбросить жалко). Пары ампул вам хватит (конечно, в зависимости от масштабов проблемы).

Ну а я, пожалуй, я задумаюсь о пользе еды на бегу и второпях без тщательного пережевывания пищи. А вы что думаете по этому поводу?

KidsChemistry теперь есть и в социальных сетях. Присоединяйтесь прямо сейчас! Google+ , В контакте , Одноклассники , Facebook , Twitter

Видео:ингибирование амилазыСкачать

ингибирование амилазы

пособие биохимия часть 1. Учебное пособие для иностранных студентов университетов, обучающихся по специальности Лечебное дело А. В. Гулин, С. Е. Синютина, А

НазваниеУчебное пособие для иностранных студентов университетов, обучающихся по специальности Лечебное дело А. В. Гулин, С. Е. Синютина, А
Анкорпособие биохимия часть 1.doc
Дата09.04.2017
Размер8.34 Mb.
Формат файлаДействие амилазы на крахмал уравнение
Имя файлапособие биохимия часть 1.doc
ТипУчебное пособие
#4638
страница10 из 11
Подборка по базе: текст Статьи (для русск. языч студентов).pdf, учебное пособие по диагностике оппортунистов от 19.02.21 г..docx, Темы самостоятельной работы студентов.docx, Сагинова Уч пособие _zhylzhymaytyn_mulik_ekonomikasy (1).pdf, Психологический аспект практики для студентов 2 курса.doc, Философия — Учебное пособие.pdf, Учебное пособие ОАиП-4.docx, Первая контрольная для студентов (1).pdf, Учебное пособие основы предпринимательской деятельности.doc, курсовая Хайрутдинова Д.Ш. гр.1891 тема Пособие по временной нет

Видео:Альфа-амилаза (Амилосубтилин) Расщепление крахмала и разжижение зерновой кашиСкачать

Альфа-амилаза (Амилосубтилин) Расщепление крахмала и разжижение зерновой каши

3. Гидролиз крахмала α-амилазой слюны

Рот ополаскивают 2—3 раза водой для удаления остатков пищи. Отмеряют 50 мл дистиллированной воды и ополаскивают ею рот в течение 3-5 мин в несколько приемов. Собранную жидкость фильтруют через вату и фильтрат используют для работы.

Готовят 2 водяные бани с температурой 37-40 и 100°С. В пробирки наливают растворы в соответствии с таблицей. Помещают пронумерованные пробирки в бани. Через каждые 2 минуты наносят на стеклянную пластинку стеклянной палочкой каплю раствора Люголя, а затем чистой палочкой — каплю раствора из пробирки. Отмечают окрашивание, возникшее при смешивании двух капель. Опыт продолжают 10-15 минут. Результаты опыта и выводы о протекании гидролиза (полный, частичный, не протекает) заносят таблицу (таблица 1).

Таблица 1. Результаты гидролиза крахмала.

Содержимое

пробирки

Температура, °СВремя, мин.Цвет

с йодом

Наличие

гидролиза

13 мл р-ра крахмала + 2 мл 10% H2SO4372

23 мл р-ра крахмала + 2 мл 10% H2SO41002

33 мл р-ра крахмала +

3 мл р-ра амилазы

372

43 мл р-ра крахмала +

3 мл р-ра амилазы + 1 мл 2 н НС1

372

53 мл р-ра крахмала +

3 мл прокипяченного р-ра амилазы

372

Схема гидролиза крахмала α-амилазой слюны:

6Н10О5)n

крахмал

Действие амилазы на крахмал уравнение6Н10О5)m

амилодекстрины

Действие амилазы на крахмал уравнение6Н10О5)k

эритродекстрины

Действие амилазы на крахмал уравнение
6Н10О5)l

ахродекстрины

Действие амилазы на крахмал уравнение6Н10О5)x

мальтодекстрины

Действие амилазы на крахмал уравнениеС12Н22О22

мальтоза

4. Специфичность действия ферментов амилазы и сахаразы.

Специфическими субстратами для амилазы являются полисахариды крахмал и гликоген. Субстратом для фермента сахаразы служит дисахарид сахароза. Протекание гидролиза в присутствии ферментов можно обнаружить по пробе Троммера, которую не дают исходные углеводы.

Нумеруют четыре пробирки. В пробирки 1 и 2 наливают по 2 мл раствора крахмала; в пробирки 3 и 4 — по 2 мл раствора сахарозы. В пробирки 1 и 3 вносят по 0,5 мл раствора слюны, а в пробирки 2 и 4 — по 0,5 мл 1% раствора дрожжевой сахаразы. Перемешивают и ставят на 10 мин в водяную баню с температурой 38-40°С. После охлаждения проводят реакции с йодом на присутствие крахмала в пробах 1 и 2 и пробу Троммера на наличие глюкозы — в пробах 3 и 4. Делают заключение о специфичности изученных ферментов.

Действие амилазы на крахмал уравнениеДействие амилазы на крахмал уравнение

1. Какова роль ферментов в организме?

2. К какому классу химических соединений можно отнести ферменты?

3. К каким классам относятся ферменты, использованные в лабораторной работе?

4. Почему при кипячении растворов ферментов происходит их инактивация?

5. В чем проявляется специфичность ферментов сахаразы и амилазы? Как ее можно доказать?

6. Какое влияние оказывает понижение рН среды и на активность α-амилазы слюны и почему?

7. Какой принцип лежит в основе качественного определения ферментов?

Работа 5. Определение активности ферментов

1. Действие активаторов и ингибиторов на α-амилазу слюны.

В первую пробирку наливают 0,5 мл 1% раствора хлорида натрия, во вторую — 0,5 мл 1% раствора сульфата меди, в третью — 0,5 мл дистиллированной воды. Во все пробирки добавляют по 1 мл 0,5% раствора крахмала и по 1 капле разведенной водой слюны (1:5). Содержимое пробирок перемешивают встряхиванием, помещают в водяной термостат с температурой 37°С. Через интервалы в 1—2 минуты из пробирок отбирают пробы и проделывают с ними реакцию с раствором йода в йодиде калия. Гидролиз проводят до стадии эритродекстрина. Отмечают время (в минутах) появления эритродекстрина. Делают вывод о действии (активатор, ингибитор) исследованных добавок.

2. Определение активности α-амилазы слюны по Вольгемуту.

Метод основан на установлении предельного разведения раствора α-амилазы, при котором еще происходит в определенных условиях расщепление заданного количества крахмала до эритродекстрина. Методом Вольгемута можно пользоваться для приблизительного определения активности α-амилазы в панкреатическом соке, крови, моче и других биологических жидкостях.

1 мл слюны помещают в пробирку, добавляют 9 мл дистиллированной воды и перемешивают. Получается раствор слюны 1:10.

В 10 пронумерованных пробирок наливают по 1 мл воды. В первую пробирку вносят 1 мл разбавленной в 10 раз слюны и перемешивают путем трехкратного втягивания и выпускания жидкости из пипетки. Затем 1 мл жидкости из первой пробирки переносят во вторую пробирку, перемешивая содержимое, как указано выше. 1 мл жидкости из второй пробирки переносят в третью и т. д. Из десятой пробирки после перемешивания 1 мл жидкости удаляют.

Во все пробирки, начиная с десятой, добавляют по 2 мл 0,1% раствора крахмала, содержимое перемешивают. Пробирки помещают в термостат при 37°С на 30 минут.

Через 30 минут пробирки охлаждают и добавляют в каждую по 1 капле раствора йода в йодиде калия. Отмечают пробирку, в которой произошло расщепление крахмала до эритродекстрина, дающего с йодом красно-бурое окрашивание. Активность α-амилазы выражают количеством миллилитров 0,1% раствора крахмала, которое может расщепить 1 мл неразведенной слюны при 37°С в течение 30 минут до стадии эритродекстрина.

Пример: если красно-бурая окраска отмечена в четвертой пробирке, где слюна разбавлена в 160 раз, то 1 мл неразбавленной слюны расщепил бы в 160 раз раствора крахмала. Следовательно, 1 мл неразбавленной слюны расщепляет за 30 минут при 37°С: 2160 = 320 мл 0,1% раствора крахмала. Условно это принимают за 320 единиц α-амилазы по Вольгемуту:

1. Что такое активаторы и ингибиторы ферментов?

2. Как можно исследовать влияние активаторов и ингибиторов на действие фермента?

3. Фермент ацетилхолинэстераза катализирует гидролиз ацетилхолина – нейромедиатора, выделяющегося в синапсах холинэргических нервов. Продукты его распада – ацетат и холин – не способны действовать как нейромедиаторы. Гидролиз ацетилхолина прерывается калимином – лечебным препаратом, используемым при двигательных нарушениях после травм, параличей, в восстановительном периоде после перенесенного полиомиелита, энцефалита и т.п. Ингибирование ацетилхолинэстеразы отражает следующая схема:

Действие амилазы на крахмал уравнение

Сравните структурные формулы ингибитора и субстрата. Почему можно предположить, что ингибитор связывается в активном центре фермента? Как при действии калимина изменится проведение нервного импульса (увеличится, уменьшится, не изменится)?
Работа 6. Витамины

Опыт 1. Качественные реакции на витамин А.

1.1. Реакция с хлоридом сурьмы (III).

1-2 капли рыбьего жира или раствора витамина А в масле помещают в сухую пробирку, добавляют 5-6 капель раствора хлорида сурьмы (III) в хлороформе и 2-3 капли уксусного ангидрида. Появляется синее окрашивание, постепенно переходящее в розово-фиолетовое. Реакция неспецифична, так как ее могут давать, кроме витамина А, и некоторые другие соединения, содержащие сопряженные двойные связи.

1.2. Реакция с серной кислотой (реакция Друммонда).

1 каплю рыбьего жира (или препарата витамина А) растворяют в 4 каплях хлороформа и добавляют 1-2 капли концентрированной серной кислоты. Появляется голубое окрашивание, быстро переходящее в буро-красное.

В основе приведенных реакций лежит дегидратирующее действие хлорида сурьмы (III) и серной кислоты на витамин А.

Действие амилазы на крахмал уравнение

Опыт 2. Качественные реакции на витамин D (кальциферол).

2.1. Реакция с раствором брома в хлороформе.

В сухой пробирке смешивают 0,5 мл рыбьего жира и 0,5 мл раствора брома в хлороформе. В присутствии витамина D появляется зеленовато-голубое окрашивание. Реакция неспецифична.

2.2. Реакция с анилином.

В сухую пробирку наливают 0,5 мл рыбьего жира и 0,5 мл смеси анилина с концентрированной соляной кислотой (15:1), хорошо перемешивают, осторожно нагревают до кипения и кипятят 1 минуту. При наличии витамина D появляется зеленая, а затем красная окраска образовавшейся эмульсии. Пробирку оставляют при комнатной температуре. Эмульсия расслаивается, нижний слой окрашивается в ярко-красный цвет.

Действие амилазы на крахмал уравнение

Витамин D (кальциферол)

Опыт 3. Качественная реакция на витамин Е (токоферол).

3.1. Реакция с концентрированной серной кислотой.

К 5-6 каплям 0,1%-ного спиртового раствора токоферола в сухой пробирке прибавляют 0,5 мл концентрированной азотной кислоты и встряхивают. Образуется эмульсия, которая постепенно расслаивается, и ее верхний слой приобретает красную окраску. Окрашивание вызвано окислением токоферола.

Действие амилазы на крахмал уравнение

3.2. Реакция с хлоридом железа (III).

В сухую пробирку берут 4-5 капель 0,1%-ного спиртового раствора α-токоферола, прибавляют 0,5 мл хлорида железа (III) и тщательно перемешивают. Раствор окрашивается при нагревании в красный цвет в результате окисления токоферола хлоридом железа (III).

Опыт 4. Качественная реакция на витамин К (викасол).

К 0,5 мл 0,2 %-ного раствора викасола в этаноле добавляют 5 капель анилина, перемешивают. Смесь окрашивается в красный цвет.

Опыт 5. Реакция окисления витамина В1 (тиамина) в тиохром.

К 0,5 мл раствора тиамина, приливают 5-6 капель 5%-ного раствора К3[Fe(CN)6] и 1 мл 30%-ного раствора гидроксида натрия, перемешивают. Затем прибавляют 1 мл изобутилового спирта и сильно взбалтывают в течение 1-2 минут. Наблюдают в верхнем спиртовом слое голубую флуоресценцию в УФ-лучах. Смесь в пробирке при перемешивании нагревают на водяной бане. Наблюдают появление желтой окраски. Флуоресценция и желтая окраска обусловлены образованием тиохрома:

Действие амилазы на крахмал уравнение

Опыт 6. Качественная реакция на витамин В2 (рибофлавин).

К 0,5 мл раствора рибофлавина приливают 10 капель концентрированной соляной кислоты и вносят кусочек металлического цинка. Начинается выделение пузырьков водорода, жидкость постепенно розовеет, затем обесцвечивается. Реакция обусловлена восстановлением рибофлавина сначала в родофлавин красного цвета, а затем в бесцветный лейкофлавин. При взбалтывании обесцвеченного раствора лейкосоединение вновь окисляется кислородом воздуха в рибофлавин:

Действие амилазы на крахмал уравнение

Опыт 7. Реакция витамина В6 (пиридоксина) с хлоридом железа (III).

Пиридоксин – общее название группы веществ, обладающих активностью витамина В6:

Действие амилазы на крахмал уравнение

В пробирку вносят 5-10 капель 5% водного раствора витамина В6 и добавляют 1-2 капли 5%-ного раствора хлорида железа. После встряхивания смеси возникает красная окраска жидкости. Образуется комплексное соединение типа фенолята железа.

Опыт 8. Качественная реакции на витамин РР (никотинамид, никотиновая кислота).

5-10 мг никотиновой кислоты растворяют при нагревании в 10-20 каплях 10% раствора уксусной кислоты. К нагретому до кипения раствору добавляют равный объем 5% раствора ацетата меди. Жидкость окрашивается в голубой цвет, а при стоянии выпадает осадок синего цвета медной соли никотиновой кислоты.

Действие амилазы на крахмал уравнение

Опыт 9. Качественные реакции на витамин С (аскорбиновую кислоту).

9.1. Взаимодействие витамина С с К3[Fe(CN)6].

К 5 мл 0,02%-ного раствора витамина С прибавляют по несколько капель 5%-ного раствора гидроксида калия и 10%-ного раствора К3[Fe(CN)6], перемешивают, затем добавляют 2-3 капли 10%-ного раствора соляной кислоты и 1-2 капли 10%-ного раствора хлорида железа (III). Появляется сине-зеленое окрашивание и постепенно образуется синий осадок берлинской лазури — Fe4 [Fe(CN)6]3.

Действие амилазы на крахмал уравнение

9.2. Реакция с метиленовой синью.

В пробирку наливают 2 капли 10% раствора метиленовой сини, 2 капли 10% раствора гидрокарбоната натрия, 10 капель раствора витамина С и нагревают. Жидкость обесцвечивается.

Действие амилазы на крахмал уравнение

Опыт 10. Количественное определение аскорбиновой кислоты в моче методом Тильманса.

Количество витамина С в суточном объеме мочи зависит от содержания его в пище, потребности в нем организма, возраста человека, способности слизистой кишечника к всасыванию. В среднем здоровый человек выделяет 20-40 мг витамина С. По количеству витамина С, выведенного с мочой за сутки, можно судить об обеспеченности организма аскорбиновой кислотой. Более надежным методом диагностики гиповитаминоза является проба с нагрузкой аскорбиновой кислотой.

Метод основан на окислении аскорбиновой кислоты в дегидроаскорбиновую кислоту 2,6-дихлорфенолиндофенолом, который в кислой среде восстанавливается в бесцветное лейкосоединение.

Наливают в коническую колбочку 10 мл мочи, добавляют 10 мл дистиллированной воды и 1 мл концентрированной уксусной кислоты. Содержимое колбы титруют из микробюретки 0,001 н раствором натриевой соли 2,6-дихлорфенолиндофенола до получения устойчивой розовой окраски.

Содержание витамина С в суточном количестве мочи вычисляют по формуле:

Действие амилазы на крахмал уравнение

где х – количество аскорбиновой кислоты, выделенное с мочой за сутки, мг; 0,088 — количество аскорбиновой кислоты, соответствующее 1 мл 0,001 н раствора натриевой соли 2,6-дихлорфенолиндофенола, мг; V1 – общий объем мочи, собранной за сутки, мл; V2 — количество мочи, взятое для титрования, мл. Для женщин суточное количество мочи в среднем 1200 мл, для мужчин – 1500 мл.

💥 Видео

реакция крахмала с йодомСкачать

реакция крахмала с йодом

Расщепление крахмала ферментами слюны человека.Скачать

Расщепление крахмала ферментами слюны человека.

фермент альфа-амилаза и глюка амилаза для расщепления крахмала вСкачать

фермент альфа-амилаза и глюка амилаза для расщепления крахмала в

Альфа-амилаза низкотемпературная (Альфалад БН) фермент для расщепления крахмала.Скачать

Альфа-амилаза низкотемпературная (Альфалад БН) фермент для расщепления крахмала.
Поделиться или сохранить к себе: