Применение нингидриновой реакции в количественном анализе альфа-аминокислот

Размещено на http://www.allbest.ru/

Применение нингидриновой реакции в количественном анализе б-аминокислот

В работе представлен количественный анализа б-аминокислот и изучены спектральные характеристики экстрактах экзотических фруктов с 0,2% водным раствором нингидрина в результате нагревания до температуры 100°С в течении 15 мин в видимой области спектра.

В качестве объектов исследования выбраны следующий экзотические фрукты: плоды личи (Образец-1), манго (Образец-2), саподилла (Образец-3), дуриан (сушеный) (Образец-4), плоды хлебного дерева (Образец-5).

Свободные б-аминокислоты дают с нингидрином сине-фиолетовое окрашивание исследуемых экстрактов. Данная реакция впервые была открыта Руманом.

В результате нагревания, исследуемые образцы, содержащие первичные и вторичные аминогруппы (-NH₂; >NH), образуют окрашенные комплексы с трикетогидринденгидратом (С₉Н_бО₄ - нингидрин). Данные продукты реакции образуют устойчивую интенсивную сине-фиолетовую окраску с максимальным поглощением от 380 до 600 нм. Поглощение при этой длине волны линейно зависит от числа свободных аминогрупп. Чувствительность данной реакции составляет до 0,01%. Содержание суммы аминокислот в образцах относительно каждой аминокислоты определялось по формуле 1 [1]:

, (1)

где D_x - оптическая плотность продукта реакции исследуемых образцов с 0,2% водным раствором нингидрина;

D₀ - оптическая плотность продукта реакции стандартного образца АК с 0,2% водным раствором нингидрина;

m₀ и m_x - средняя масса навески стандартного образца АК, г;

m_x - средняя масса навески напитка, г;

w - остаточная влажность исследуемого сырья.

В таблице 1 - представлены данные по общему содержанию аминокислот в исследуемых экстрактах.

Таблица 1 - Содержание аминокислот в исследуемых экстрактах, мг

Количественное содержание б-аминокислот в исследуемых экстратах значительно отличается друг от друга. Каждый образец характеризуется индивидуальным и определнным составом б-аминокислот. Так, например, максимальное количество б-аминокислот наблюдается для образца-5. Относительно среднее количественное содержание б-аминокислот характерно для образцов 1, 3 и 4, а минимальное содержание б-аминокислот показано для образца-2. Проведя предварительный анализ на содержание б-аминокислот в исследуемых экстрактах экзотических фруктов, можно отметить, что каждый образец характеризуется определенным набором б-аминокислот и, соответственно, различным количественным соотношением. В связи с этим, следующим этапом работы являлось проведение сравнительной оценки количественного содержания заменимых и незаменимых б-аминокислот [2].

Заменимые аминокислоты отличаются от незаменимых тем, что их присутствие в диетах для организма человека не обязательно. Но их отсутствие может вызвать сбой метаболизма. Людям, страдающим нарушением фенилаланина - фенелкетонурией необходимо употребление продуктов, содержащих в больших количествах этот элемент. В список таких продуктов входят мясо, сыр, молоко, зародыши пшеницы. Также, рекомендуется увеличение поступления тирозина, который стимулирует функционирование головного мозга [3].

Анализируя полученные данные, можно сделать вывод о том, что каждый исследуемый образец характеризуется максимальным содержанием аминокислот б-пролин и б-цистеин в следующим характерным соотношением, %: Образец-1 (0,941/0,872) Образец-2 (0,67/0,42) Образец-3 (2,9/1,56) Образец-4 (1,92/1,03) Образец-5 (6,46/3,764). Необходимо отметить, что Образец-1 характеризуется максимальным содержанием данных аминокислот, а Образец-2 - минимальным.

Необходимо отметить, что б-пролин существенным образом влияет на образование коллагена. При его отсутствии могут начаться проблемы с суставами. Цистеин несет ответственность за синтез кератина и влияет на состояние волос, ногтей и кожи.

В наименьшем количестве, но не существенно отличающемся от всех остальных аминокислот содержится серин, который отвечает за работу головного мозга и ЦНС. Минимальное количество серина для всех исследуемых образцом объясняется тем, что данная аминокислота характерна для мясомолочных продуктов, сои, пшенице и арахисе. Данные эксперимента свидетельствуют о том, что во всех анализируемых экстрактах б-серин содержится в количестве от 0,22 % (Образец-2) до 1,404 % (Образец-5) и может в определенных условиях положительным образом влиять на организм человека, его функционирование, развитие и общее состояние.

Все остальные аминокислоты находятся в равных соотношениях для каждого анализируемого экстракта. Необходимо отметить, что Образец-5 содержит в своем составе максимальное количество заменимых аминокислот. Образец-1, Образец-3 и Образец-4 содержат равное количество аминокислот в широком диапазоне от 0,377 % до 2,9 %, однако Образец-2 характеризуется минимальным их содержанием от 0,25 % до 0,67 %.

Подведя итог по количественному содержанию заменимых аминокислот в образцах, следует отметить функциональное значение некоторых из них: б- аланин ускоряет метаболизм углеводов и помогает выведению токсических веществ из печени; б-аспарагиновая кислота принимает участие в синтезе других аминокислот, является универсальным топливом, улучшающее обменные процессы в теле человека; б-аспарагин а влияет на работу нервной системы; б-гистидин принимает участие в образовании красных и белых кровяных телец; б-аргинин - одна из самых важных аминокислот в организме человека, «заведует» правильным функционированием суставов, мышц, кожных покровов, печени, укрепляет иммунитет. Благодаря активным процессам, происходит быстрое сжигание жировой ткани. Глутаминовая кислота отвечает за работу головного и спинного мозга; б-глутамин воздействует на создание и поддержание мышц, способствует очищению печени; б-глицин влияет на заживление ран и переработки глюкозы в энергию; б-тирозин регулирует артериальное давление и аппетит [4].

Таким образом, употребление исследуемых образцов, содержащих все заменимые аминокислоты, позволят избежать таких явлений как анемия, истощение и слабость организма, депрессия, нарушение функционирования отдельных органов и тканей, общий дисбаланс. Добавление в рацион питания данных образцом позволит обогатить организм всеми необходимыми аминокислотами, тем самым улучшить пищеварение и общее состояние [5].

Далее, в работе представлена оценка количественного содержания незаменимых аминокислот. Из литературы известно [6], что недостаток незаменимых аминокислот может привести к таким проблемам, как нарушение обмена веществ, остановку роста, потерю массы тела, снижение иммунитета, а при занятиях спортом резко увеличивает риск травм и снижает спортивные результаты.

Результаты полученных данных позволяют выделить наиболее значимые аминокислоты, содержащиеся в наибольшом сотношеннии в исследуемых образцах. Образец-5 содержит в своём составе максимальное количество незаменимых аминокислот, во всех остальных образцах, содержание исследуемых аминокислот варьирует в широком диапазоне. Однако, следует отметить, что количественное содержание всех незаминимых аминокислот в исследуцемых образцах находится в равных соотношениях. Максимальное содержание б-валина и б-фенилаланина характерно для всех исследуемых образцах, но большее их количество наблюдается в образце-5 (4,9/3,47 %). образец-1, образец-3 и образец-4 содержат б-валин и б-фенилаланин в близком количественном соотношении (0,822/0,806 %; 1,64/1,44 %; и 1,09/0,95 % соответственно), а вот образец-2 характеризуется минимальным их содержанием (0,32/0,54 %).

Важно отметить, что б-валин является источником энергии, необходим для метаболизма в мышцах, восстанавливает поврежденные ткани и участвует в обмене азота всего организма, а б-фенилаланин влияет на настроение, уменьшает боль, улучшает память, подавляет аппетит и способность к обучению. Фенилаланин в организме может превращаться в другую аминокислоту - тирозин, которая используется в синтезе допамина и норэпинефрина (двух основных нейромедиаторов). Данным условиям лучшим образом отвечают образец-3 и образец-5.

Следующими аминокислотами в количественном анализе являются б-треонин и б-триптофан. Треонин участвует в синтезе коллагена и эластина, участвует в белковом и жировом обмене, помогает работе печени (препятствует отложению жиров в печени), стимулирует иммунитет, находится в сердце, центральной нервной системе и скелетной мускулатуре. Триптофан используется для синтеза серотонина (одного из важнейших нейромедиаторов), улучшает сон, стабилизирует настроение, уменьшает аппетит, увеличения выброс гормона роста, снижает вредное воздействие никотина. Наибольшее количество рассматриваемых аминокислот характерно для Образца-3 (0,88/1,01 %) и Образца-5 (2,124/2,45 %).

Образец-1 и образец-4 содержат б-треонин и б-триптофан в близком количественном соотношении (0,49/0,57 %; и 0,58/0,67 % соответственно), а вот Образец-2 характеризуется минимальным их содержанием (0,33/0,38 %).

Остальные аминокислоты (б-изолецин, б-лейцин, б-лизин и б-метионин) в исследуемых образцах содержаться приблизительно в равных количествах:

Образец-1: 0,35 %; 0,34 %; 0,33 %;0,35 %;

Образец-2: 0,24 %; 0,22 %; 0,22 %; 0,23 %;

Образец-3: 0,63 %; 0,6 %; 0,6 %; 0,61 %;

Образец-4: 0,42 %; 0,4 %; 0,39 %; 0,41 %;

Образец-5: 1,53 %; 1,45 %; 1,43 %; 1,49 %.

Таким образом, в работе проведены исследованы некоторых экзотических фруктов с целью обоснования их использования для получения водных экстрактов, а также был изучен биохимический состав на выявление оптимального количества б-аминокислот. Установлено, что каждый исследуемый образец характеризуется максимальным содержанием аминокислот б-пролин и б-цистеин; в наименьшем количестве, но не существенно отличающимся от всех остальных аминокислот содержится б-серин; отмечено, что образец-5 содержит в своем составе максимальное количество заменимых аминокислот; установлено, что по количественному содержанию незаменимых аминокислот во всех образцах преобладают б-валин и б-фенилаланин.

Список литературы

аминокислота нингидриновый реакция

1. Симонян, А.В. Использование нингидриновой реакции для количественного определения б-аминокислот в различных объектах: методические рекомендации / А.В. Симонян, Ю.С. Саламатов, Ю.С. Покровская. - Волгоград, 2017. - 106 с.

2. ГОСТ Р 54059-2010. Продукты пищевые функциональные. Ингредиенты пищевые функциональные. Классификация и общие требования. - М.: Госстандарт России, 2010. - 12 с.

3. Биотехнология / Т.Г. Волова. - Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения Российской Академии наук, 1999. - 252 с.

4. Экспертиза специализированных пищевых продуктов. Качество и безопасность: учебное пособие / Л.А. Маюрникова, В.М. Позняковский, Б.П. Суханов, Г.А. Гореликова - СПб. : ГИОРД, 2012. - 424 с.

5. Позняковский В.М. Гигиенические основы питания, качество и безопасность пищевых продуктов: учеб./ В.М. Позняковский. - 5-е изд. Испр. И доп. - Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2007. - 455 с.

6. Нормы физиологической потребности в основных пищевых веществах и энергии для различных групп населения Российской Федерации. Методические рекомендации МР 2.3.1.2432-8. - М.: 2008. - 41 с.

Размещено на Allbest.ru