Để thiết lập thành phần định tính của nhiều sản phẩm thực phẩm, phản ứng xantoprotein đối với protein được sử dụng. Sự hiện diện của các axit amin thơm trong hợp chất sẽ tạo ra sự thay đổi màu tích cực cho mẫu thử.
Protein là gì
Nó còn được gọi là protein, là vật liệu xây dựng nên một cơ thể sống. Protein duy trì khối lượng cơ, phục hồi cấu trúc mô bị thương và chết của các cơ quan khác nhau, cho dù đó là tóc, da hay dây chằng. Với sự tham gia của chúng, các tế bào hồng cầu được sản xuất, hoạt động bình thường của nhiều hormone và các tế bào của hệ thống miễn dịch được điều chỉnh.
Đây là một phân tử phức tạp, là một polypeptit có khối lượng lớn hơn 6103d alton. Cấu trúc protein được hình thành bởi các gốc axit amin với số lượng lớn, được kết nối bằng liên kết peptit.
Cấu trúc protein
Một đặc điểm khác biệt của các chất này so với các peptit trọng lượng phân tử thấp là cấu trúc ba chiều không gian được phát triển của chúng, được hỗ trợ bởi các ảnh hưởng từ cácmức độ hấp dẫn. Protein có cấu trúc bốn cấp. Mỗi người trong số họ có đặc điểm riêng của nó.
Tổ chức cơ bản của các phân tử của chúng dựa trên trình tự axit amin, cấu trúc của chuỗi này được nhận biết bằng phản ứng xantoprotein với protein. Cấu trúc như vậy là một liên kết peptit lặp lại theo chu kỳ -HN-CH-CO-, và các gốc chuỗi bên trong axit aminocarboxylic là phần chọn lọc. Chính họ là người quyết định các đặc tính của toàn bộ chất trong tương lai.
Cấu trúc protein sơ cấp được coi là đủ mạnh, điều này là do sự hiện diện của các tương tác cộng hóa trị mạnh trong các liên kết peptit. Việc hình thành các cấp độ tiếp theo xảy ra tùy thuộc vào các dấu hiệu được thiết lập ở giai đoạn đầu.
Sự hình thành cấu trúc bậc hai có thể do sự xoắn của chuỗi axit amin thành hình xoắn ốc, trong đó các liên kết hydro được thiết lập giữa các lượt.
Cấp độ tổ chức bậc ba của phân tử được hình thành khi một phần của chuỗi xoắn chồng lên các đoạn khác với sự xuất hiện của tất cả các loại liên kết giữa chúng, với hợp chất hydro, disulfide, cộng hóa trị hoặc ion. Kết quả là các liên kết ở dạng hình cầu.
Sự sắp xếp không gian của các cấu trúc bậc ba với sự hình thành các liên kết hóa học giữa chúng dẫn đến sự hình thành ở dạng cuối cùng của phân tử hoặc bậc bốn.
Axit amin
Chúng quyết định tính chất hóa học của protein. Có khoảng 20 axit amin chính,bao gồm trong thành phần của polypeptit theo các trình tự khác nhau. Điều này cũng bao gồm các axit aminocarboxylic hiếm ở dạng hydroxyproline và hydroxylysine, là các dẫn xuất của peptit cơ bản.
Là một dấu hiệu của phản ứng xantoprotein nhận biết protein, sự hiện diện của các axit amin riêng lẻ làm thay đổi màu sắc của thuốc thử, điều này cho thấy sự hiện diện của các cấu trúc cụ thể trong thành phần của chúng.
Hóa ra, chúng đều là axit cacboxylic, trong đó nguyên tử hydro được thay thế bằng một nhóm amin.
Một ví dụ về cấu trúc của phân tử là công thức cấu tạo của glyxin (HNH− HCH− COOH) là axit amin đơn giản nhất.
Trong trường hợp này, một trong các hydro nguyên CH2- cacbon có thể được thay thế bằng một gốc dài hơn, bao gồm vòng benzen, các nhóm amino, sulfo, cacboxy.
Phản ứng xantoprotein có nghĩa là gì
Các phương pháp khác nhau được sử dụng để phân tích định tính protein. Chúng bao gồm các phản ứng:
- biuret với màu tím;
- ninhydrin để tạo thành dung dịch màu xanh tím;
- formaldehyde với màu đỏ;
- Giấy bạc lắng cặn đen xám.
Khi thực hiện mỗi phương pháp, sự hiện diện của protein và sự hiện diện của một nhóm chức nhất định trong phân tử của chúng được chứng minh.
Có phản ứng xantoprotein với protein. Nó còn được gọi là thử nghiệm Mulder. Nó đề cập đến các phản ứng màu trên protein, tronglà axit amin thơm và axit amin dị vòng.
Một tính năng của thử nghiệm như vậy là quá trình nitrat hóa dư lượng axit amin mạch vòng bằng axit nitric, đặc biệt, việc thêm nhóm nitro vào vòng benzen.
Kết quả của quá trình này là sự hình thành hợp chất nitro, kết tủa. Đây là dấu hiệu chính của phản ứng xantoprotein.
Axit amin nào được xác định
Không phải tất cả các axit aminocarboxylic đều có thể được phát hiện bằng cách sử dụng thử nghiệm này. Đặc điểm chính của phản ứng xantoprotein nhận biết protein là sự hiện diện của vòng benzen hoặc dị vòng trong phân tử axit amin.
Từ axit aminocarboxylic trong protein, người ta phân lập được hai axit thơm, trong đó có một nhóm phenyl (trong phenylalanin) và một gốc hydroxyphenyl (trong tyrosin).
Phản ứng xantoprotein được sử dụng để xác định axit amin dị vòng tryptophan, có nhân indol thơm. Sự hiện diện của các hợp chất trên trong protein làm cho môi trường thử nghiệm thay đổi màu sắc đặc trưng.
Thuốc thử nào được sử dụng
Để thực hiện phản ứng xantoprotein, bạn sẽ cần chuẩn bị dung dịch trứng hoặc protein thực vật 1%.
Thường sử dụng một quả trứng gà đã được đập vỡ để tách protein ra khỏi lòng đỏ. Để thu được dung dịch, người ta pha loãng 1% protein trong lượng nước tinh khiết gấp mười lần. Sau khi hòa tan protein, chất lỏng thu được phải được lọc qua nhiều lớp gạc. Dung dịch này nên được bảo quản ở nơi thoáng mát.
Bạn có thể thực hiện phản ứng với protein thực vật. Để pha dung dịch, người ta dùng bột mì với khối lượng 0,04 kg. Thêm 0,16 l nước tinh khiết. Các thành phần được trộn trong một bình, được đặt trong 24 giờ ở nơi lạnh với nhiệt độ khoảng + 1 ° C. Sau một ngày, dung dịch được lắc, sau đó nó được lọc trước bằng bông gòn, và sau đó bằng bộ lọc xếp nếp bằng giấy. Chất lỏng thu được được giữ ở nơi lạnh. Trong một dung dịch như vậy, chủ yếu có một phần albumin.
Để thực hiện phản ứng xantoprotein, người ta dùng axit nitric đặc làm thuốc thử chính. Thuốc thử bổ sung là dung dịch natri hydroxit hoặc amoniac 10%, dung dịch gelatin và phenol không đậm đặc.
Phương pháp
Thêm vào một ống nghiệm sạch dung dịch 1% protein trứng hoặc bột mì với lượng 2 ml. Khoảng 9 giọt axit nitric đậm đặc được thêm vào nó để ngăn các mảnh vỡ rơi ra. Hỗn hợp thu được được đun nóng, kết quả là kết tủa chuyển sang màu vàng và dần biến mất, và màu của nó chuyển thành dung dịch.
Khi chất lỏng nguội đi, khoảng 9 giọt natri hydroxit đậm đặc được nhỏ vào ống nghiệm dọc theo thành ống, đây là phần dư cho quá trình. Phản ứng của môi trường trở thành kiềm. Nội dung trong ống chuyển sang màu cam.
Tính năng
Vì xantoprotein được gọi là phản ứng định tính với các protein dướibằng tác dụng của axit nitric, sau đó thử nghiệm được thực hiện trong tủ hút đi kèm. Tuân thủ tất cả các biện pháp an toàn khi làm việc với các chất ăn da đậm đặc.
Trong quá trình gia nhiệt, chất chứa bên trong ống có thể bị đẩy ra ngoài, điều này cần lưu ý khi cố định nó vào giá đỡ và chọn độ nghiêng.
Việc lấy axit nitric đậm đặc và natri hydroxit chỉ nên dùng pipet thủy tinh và bầu cao su, không được gõ bằng miệng.
Phản ứng so sánh với phenol
Để minh họa quá trình và xác nhận sự có mặt của nhóm phenyl, một thử nghiệm tương tự được thực hiện với hydroxybenzene.
Cho 2 ml phenol loãng vào ống nghiệm, sau đó dần dần dọc thành ống thêm 2 ml axit nitric đặc. Dung dịch được đun nóng, do đó nó chuyển sang màu vàng. Phản ứng này là định tính đối với sự hiện diện của vòng benzen.
Quá trình nitrat hóa hydroxybenzen bằng axit nitric kèm theo sự tạo thành hỗn hợp paranitrophenol và orthonitrophenol theo tỷ lệ phần trăm từ 15 đến 35.
So sánh gelatin
Để chứng minh rằng phản ứng xantoprotein với protein chỉ phát hiện ra các axit amin có cấu trúc thơm, các protein không có nhóm phenol được sử dụng.
Cho dung dịch gelatin 1% với lượng 2 ml vào ống nghiệm sạch. Khoảng 9 giọt axit nitric đậm đặc được thêm vào nó. Hỗn hợp thu được được đun nóng. Dung dịch không chuyển sang màu vàng, chứng tỏ không cóaxit amin có cấu trúc thơm. Đôi khi môi trường bị ngả vàng nhẹ do sự hiện diện của các tạp chất protein.
Phương trình hóa học
Phản ứng xantoprotein với protein diễn ra trong hai giai đoạn. Công thức của giai đoạn đầu tiên mô tả quá trình nitrat hóa một phân tử axit amin bằng cách sử dụng axit nitric đậm đặc.
Một ví dụ là việc thêm nhóm nitro vào tyrosine để tạo thành nitrotyrosine và dinitrotyrosine. Trong trường hợp đầu tiên, một nguyên tử NO2được gắn vào vòng benzen, và trong trường hợp thứ hai, hai nguyên tử hydro được thay thế bằng NO2. Công thức hóa học của phản ứng xantoprotein được biểu thị bằng sự tương tác của tyrosine với axit nitric để tạo thành phân tử nitrotyrosine.
Quá trình nitrat hóa đi kèm với việc chuyển màu không màu sang tông màu vàng. Khi thực hiện một phản ứng tương tự với protein có chứa dư axit amin là tryptophan hoặc phenylalanin, màu của dung dịch cũng thay đổi.
Ở giai đoạn thứ hai, các sản phẩm của quá trình nitrat hóa phân tử tyrosine, cụ thể là nitrotyrosine, tương tác với amoni hoặc natri hydroxit. Kết quả là muối natri hoặc amoni, có màu vàng cam. Phản ứng này có liên quan đến khả năng của phân tử nitrotyrosine chuyển sang dạng quinoid. Sau đó, một muối của axit nitronic được hình thành từ nó, có hệ thống quinon gồm các liên kết đôi liên hợp.
Đây là cách kết thúc phản ứng xantoprotein với protein. Phương trình haigiai đoạn được trình bày ở trên.
Kết quả
Trong quá trình phân tích chất lỏng chứa trong ba ống nghiệm, phenol loãng đóng vai trò là dung dịch đối chiếu. Chất có vòng benzen cho phản ứng định tính với axit nitric. Kết quả là màu của dung dịch thay đổi.
Như bạn đã biết, gelatin bao gồm collagen ở dạng thủy phân. Protein này không chứa axit amin thơm. Khi tương tác với axit, không có sự thay đổi màu sắc của môi trường.
Trong ống nghiệm thứ ba, phản ứng xantoprotein dương tính với protein được quan sát thấy. Kết luận có thể được rút ra như sau: tất cả các protein có cấu trúc thơm, có thể là nhóm phenyl hoặc vòng indole, đều tạo ra sự thay đổi màu sắc của dung dịch. Điều này là do sự hình thành các hợp chất nitro màu vàng.
Thực hiện phản ứng màu chứng tỏ sự hiện diện của nhiều loại cấu trúc hóa học trong axit amin và protein. Ví dụ về gelatin cho thấy nó chứa các axit aminocarboxylic không có nhóm phenyl hoặc cấu trúc mạch vòng.
Phản ứng xantoprotein có thể giải thích da bị vàng khi cho axit nitric mạnh lên. Bọt sữa sẽ có cùng màu khi tiến hành phân tích như vậy với nó.
Trong phòng thí nghiệm y tế, mẫu màu này không được sử dụng để phát hiện protein trong nước tiểu. Điều này là do màu vàng của nước tiểu.
Phản ứng xantoprotein ngày càng được sử dụng để định lượng các axit amin như tryptophan và tyrosine trong các loại protein khác nhau.
