PODSTAWY BIOCHEMII DLA TOWAROZNAWCÓW
Celem podręcznika jest zapoznanie z podstawami biochemii oraz z wykrywaniem i
analizą ilościową obecnych w produktach spożywczych substancji biologicznej.
Autorzy skoncentrowali się na tych elementach biochemii, które są istotne dla
studentów towaroznawstwa. Dlatego układ i treść książki różni się od innych
podręczników biochemii dostępnych na rynku.
W kilku rozdziałach opisano strukturę i właściwości aminokwasów,
białek,węglowodanów,lipidów i kwasów nukleinowych.
Ważnym elementem każdego z tych rozdziałów jest część eksperymentalna
poświęcona metodom wykrywania omawianych związków.
OD AUTORÓW 5
BIAŁKA
1. Wprowadzenie 7
2. Aminokwasy – jednostki strukturalne białek 7
2.1. Klasyfikacja aminokwasów 9
2.1.1. Aminokwasy białkowe i niebiałkowe . 9
2.1.2. Zdolność organizmu do syntezy aminokwasów . 12
2.1.3. Budowa łańcucha bocznego . 13
2.1.4. Powinowactwo aminokwasów do wody 14
2.2. Właściwości aminokwasów . 15
2.2.1. Właściwości amfoteryczne aminokwasów . 15
2.2.2. Reakcje charakterystyczne aminokwasów . 16
2.3. Metody rozdziału i identyfikacji aminokwasów 16
2.3.1. Chromatografia jonowymienna 17
2.3.2. Chromatografia bibułowa i cienkowarstwowa . 17
3. Struktura i właściwości białek 18
3.1. Struktura białek 19
3.1.1. Wiązania odpowiedzialne za strukturę białek 20
3.1.2. Struktura pierwszorzędowa i wtórna białek . 21
3.2. Klasyfikacja białek . 24
3.2.1. Budowa białek 24
3.2.2. Kształt cząsteczki . 26
3.2.3. Wartość odżywcza białek . 27
3.3. Właściwości białek . 28
3.3.1. Właściwości amfoteryczne białek 28
3.3.2. Rozpuszczalność białek 29
3.3.3. Koagulacja 30
3.3.4. Denaturacja . 30
3.3.5. Oddziaływania pomiędzy białkami 31
.4. Izolacja i oczyszczanie białek 31
3.4.1. Dializa . 33
3.4.2. Ultrawirowanie . 33
3.4.3. Chromatografia . 34
3.4.4. Elektroforeza 36
3.5. Ilościowe oznaczanie białek . 38
3.5.1. Bezpośrednia metoda pomiaru absorbancji w nadfiolecie . 38
3.5.2. Pośrednie metody kolorymetryczne . 38
3.6. Test immunoenzymatyczny ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) – wykrywanie i
ilościowe oznaczanie białek 39
4. Zagadnienia do powtórzenia . 40
5. Część eksperymentalna . 40
5.1. Reakcje barwne aminokwasów i białek . 40
5.1.1. Reakcja z ninhydryną . 40
5.1.2. Reakcja Adamkiewicza–Hopkinsa (wykrywanie tryptofanu) 42
5.1.3. Reakcja Sakaguchi (wykrywanie argininy) 42
5.1.4. Reakcja Pauliego (wykrywanie histydyny) 43
5.1.5. Reakcje aminokwasów siarkowych 43
5.1.6. Reakcja biuretowa – wykrywanie wiązań peptydowych 43
5.2. Metody wytrącania białek z roztworu 44
5.2.1. Wysalanie białek siarczanem amonowym 44
5.2.2. Wytrącanie białka etanolem 45
5.2.3. Wytrącanie białka za pomocą kationów . 45
5.2.4. Wytrącanie białka za pomocą anionów 46
5.2.5. Denaturacja białka przez ogrzewanie . 46
5.3. Chromatografia aminokwasów i białek 47
5.3.1. Rozdział aminokwasów metodą chromatografii cienkowarstwowej . 47
5.3.2. Odsalanie białka metodą chromatografii żelowej na kolumnie z żelem Sephadex
G-25 48
5.4. Ilościowe oznaczanie białek . 49
5.4.1. Metoda Lowry’ego . 49
5.4.2. Metoda Bradforda . 51
6. Zadania do wykonania 52
WĘGLOWODANY
1. Wprowadzenie 53
2. Podział węglowodanów 53
3. Funkcje węglowodanów i ich występowanie . 54
4. Właściwości funkcjonalne i znaczenie technologiczne węglowodanów 55
5. Struktura węglowodanów . 57
5.1. Monosacharydy 57
5.2. Disacharydy i inne ważniejsze oligosacharydy 63
5.3. Polisacharydy . 65
5.4. Pochodne węglowodanów i polisacharydy kwaśne . 67
6. Właściwości fizyczne i chemiczne węglowodanów . 69
6.1. Czynność optyczna i zjawisko mutarotacji 70
6.2. Właściwości redukujące . 71
6.3. Właściwości węglowodanów w środowisku kwaśnym 73
7. Metody wykrywania i ilościowego oznaczania węglowodanów 74
7.1. Metody fizyczne . 74
7.2. Metody chemiczne . 76
7.3. Metody enzymatyczne 79
7.4. Metody chromatograficzne . 80
8. Zagadnienia do powtórzenia . 84
9. Część eksperymentalna . 84
9.1. Wykrywanie węglowodanów z wykorzystaniem ich właściwości redukujących 84
9.1.1. Próba Fehlinga 84
9.1.2. Redukcja błękitu metylenowego 85
9.1.3. Próba Barfoeda . 85
9.2. Metody oparte na reakcjach barwnych w środowisku kwaśnym . 86
9.2.1. Próba Molischa . 86
9.2.2. Próba Biala . 87
9.2.3. Próba Seliwanowa 87
9.3. Wykrywanie glukozy przy użyciu oksydazy glukozowej 88
9.4. Wykrywanie skrobi . 88
9.5. Rozdział mono- i disacharydów metodą chromatografii cienkowarstwowej na żelu
krzemionkowym 89
10. Zadania do wykonania 90
LIPIDY
1. Wprowadzenie 93
2. Klasyfikacja lipidów . 94
3. Kwasy tłuszczowe . 95
3.1. Kwasy tłuszczowe nasycone 96
3.2. Kwasy tłuszczowe nienasycone . 97
3.2.1. Kwasy tłuszczowe jednonienasycone . 99
3.2.2. Kwasy tłuszczowe wielonienasycone . 99
4. Charakterystyka lipidów . 101
4.1. Lipidy proste 101
4.1.1. Lipidy właściwe 101
4.1.2. Woski 103
4.2. Lipidy złożone 103
4.2.1. Fosfolipidy 103
4.2.2. Glikolipidy 105
5. Właściwości fizykochemiczne lipidów . 106
6. Metody badania lipidów . 108
7. Zagadnienia do powtórzenia . 108
8. Część eksperymentalna . 109
8.1. Wykrywanie składników tłuszczów właściwych . 109
8.1.1. Zmydlanie tłuszczu . 109
8.1.2. Wysalanie mydeł . 110
8.1.3. Wytrącanie kwasów tłuszczowych z mydeł . 110
8.1.4. Wykrywanie nienasyconych kwasów tłuszczowych 111
8.1.5. Wykrywanie glicerolu . 111
8.2. Wykrywanie składników glicerofosfolipidów 112
8.2.1. Wykrywanie glicerolu . 112
8.2.2. Zmydlanie glicerofosfolipidów 112
8.2.3. Wykrywanie choliny – metoda chemiczna . 113
8.2.4. Wykrywanie choliny – metoda chromatografii cienkowarstwowej . 113
8.3. Rozdział lipidów metodą chromatografii cienkowarstwowej 114
9. Zadania do wykonania 114
KWASY NUKLEINOWE
1. Wprowadzenie 115
2. Nukleotydy – jednostki strukturalne kwasów nukleinowych . 115
3. Struktura i funkcje DNA . 118
4. Struktura, rodzaje i funkcje RNA 122
5. Badanie kwasów nukleinowych 124
5.1. Izolacja DNA 125
5.2. Izolacja RNA 126
5.3. Metody spektrofotometryczne w analizie nukleotydów i kwasów nukleinowych . 127
5.4. Elektroforeza w badaniu kwasów nukleinowych . 128
5.5. Łańcuchowa reakcja polimerazy (PCR) . 130
5.6. Wykrywanie pentoz wchodzących w skład kwasów nukleinowych 132
6. Zagadnienia do powtórzenia . 133
7. Część eksperymentalna . 133
7.1. Izolacja DNA 133
7.1.1. Izolacja DNA z komórek bakterii . 133
7.1.2. Izolacja DNA z tkanek zwierzęcych z wysalaniem białek . 134
7.2. Elektroforeza DNA w żelu agarozowym . 135
7.3. Oznaczanie czystości i obliczanie stężenia DNA i RNA metodą spektrofotometryczną
. 136
7.4. Identyfikacja i ilościowe oznaczanie nukleotydów metodą spektrofotometryczną .
138
7.5. Wykrywanie kwasów nukleinowych na podstawie obecności pentozy . 139
7.5.1. Wykrywanie RNA na podstawie obecności rybozy . 139
7.5.2. Wykrywanie DNA na podstawie obecności deoksyrybozy 139
8. Zadania do wykonania 140
WITAMINY
1. Wprowadzenie 141
2. Witaminy – zapotrzebowanie i objawy niedoboru 141
3. Źródła witamin w diecie i straty podczas obróbki żywności 146
4. Oznaczanie zawartości witamin w żywności 147
5. Witaminy i prowitaminy, aktywność biologiczna i sposoby jej wyrażania 147
6. Biologiczne funkcje witamin 148
6.1. Koenzymatyczne funkcje witamin . 149
6.2. Witaminy jako przeciwutleniacze 150
7. Podział witamin 151
7.1. Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach . 151
7.1.1. Witamina A . 152
7.1.2. Witamina D . 155
7.1.3. Witamina E . 157
7.1.4. Witamina K . 158
7.2. Witaminy rozpuszczalne w wodzie 159
7.2.1. Witamina C . 161
7.2.2. Witamina B1 163
7.2.3. Witamina B2 164
7.2.4. Witamina PP . 167
7.2.5. Kwas pantotenowy . 168
7.2.6. Witamina B6 169
7.2.7. Kwas foliowy 170
7.2.8. Witamina B12 . 171
7.2.9. Biotyna . 173
8. Zagadnienia do powtórzenia . 174
9. Część eksperymentalna . 175
9.1. Rozdział karotenoidów metodą chromatografii adsorpcyjnej na tlenku glinu,
oznaczanie ilościowe ß-karotenu i likopenu 175
9.1.1. Zadania do wykonania 178
9.2. Oznaczanie ilościowe witaminy C . 179
9.2.1. Oznaczanie kwasu L-askorbinowego metodą miareczkowania roztworem
2,6-dichlorofenoloindofenolu 179
9.2.2. Oznaczanie sumy kwasów L-askorbinowego i dehydro-L-askorbinowego metodą
Pijanowskiego 182
9.2.3. Zadania do wykonania 183
9.3. Oznaczanie zawartości witaminy B2 w mleku na podstawie fluorescencji ryboflawiny .
184
9.3.1. Zadania do wykonania . 187
ENZYMY
1. Wprowadzenie 189
2. Proces katalizy enzymatycznej . 189
3. Klasyfikacja enzymów 190
4. Aktywność enzymatyczna . 191
5. Czynniki wpływające na szybkość reakcji enzymatycznej 192
5.1. Temperatura 192
5.2. pH . 193
5.3. Stężenie enzymu . 193
5.4 Stężenie substratu 193
5.5. Aktywatory i inhibitory 194
6. Zagadnienia do powtórzenia . 195
7. Część eksperymentalna . 196
7.1. Oksydoreduktazy. Oznaczanie aktywności katalazy i peroksydazy 196
7.1.1. Charakterystyka enzymów katalizujących procesy utleniania i redukcji 196
7.1.2. Oznaczanie aktywności peroksydazy w materiale roślinnym 198
7.1.3. Oznaczanie aktywności katalazy w mące . 201
7.1.4. Zadania do wykonania 202
7.2. Scukrzanie skrobi przy udziale hydrolaz glikozydów 202
7.2.1. Charakterystyka enzymów katalizujących rozkład węglowodanów 202
7.2.2. Hydroliza skrobi przy użyciu glukoamylazy 204
7.2.3. Oznaczanie zawartości cukrów redukujących 205
7.2.4. Zadania do wykonania 207
8. Przegląd podstawowych procesów metabolicznych . 207
8.1. Metabolizm węglowodanów 210
8.2. Metabolizm białek 213
8.3. Metabolizm lipidów . 214
9. Zagadnienia do powtórzenia . 215
WYBRANE METODY STOSOWANE W ANALIZIE BIOCHEMICZNEJ
1. Wprowadzenie 217
2. Metody spektrofotometryczne 217
2.1. Spektrofotometria absorpcyjna UV–VIS . 218
2.2. Spektrofluorymetria 223
3. Metody chromatograficzne . 226
3.1. Charakterystyka wybranych metod chromatograficznych . 227
3.1.1. Technika wykonania rozdziału . 227
3.1.2. Charakter oddziaływań pomiędzy fazą stacjonarną i ruchomą 228
3.1.3. Stan skupienia fazy ruchomej . 236
4. Elektroforeza . 238
SPIS LITERATURY . 241
247 stron, B5, oprawa miękka
