Химические свойства. Денатурация – разрушение вторичной, третичной структуры белка под действием различных факторов: температура

Денатурация – разрушение вторичной, третичной структуры белка под действием различных факторов: температура, действие кислот, солей тяжёлых металлов, спиртов и т.д.

При денатурации под влиянием внешних факторов (температуры, механического воздействия, действия химических агентов и других факторов) происходит изменение вторичной, третичной и четвертичной структур белковой макромолекулы.

Первичная структура, а, следовательно, и химический состав белка не меняются. Изменяются физические свойства: снижается растворимость, способность к гидратации, теряется биологическая активность. Меняется форма белковой макромолекулы, происходит агрегирование. В то же время увеличивается активность некоторых групп, облегчается воздействие на белки протеолитических ферментов, а, следовательно, он легче гидролизуется.

В пищевой технологии особое практическое значение имеет тепловая денатурация белков, степень которой зависит от температуры, продолжительности нагрева и влажности. Это необходимо помнить при разработке режимов термообработке пищевого сырья, полуфабрикатов, а иногда и готовых продуктов. Особую роль процессы тепловой денатурации играют при бланшировании растительного сырья, сушке зерна, выпечке хлеба, получении макаронных изделий. Денатурация белков может вызываться и механическим воздействием (давлением, растиранием, встряхиванием, ультразвуком). К денатурации белков приводит действие химических реагентов (кислот, щелочей, спирта, ацетона). Все эти приемы широко используют в пищевой и биотехнологии.

Качественные реакции на белки:

а) При горении белка – запах палёных перьев.

б) ксантопротеиновая реакция (на остатки аминокислот, содержащих бензольные кольца):

Белок +HNO₃ → жёлтая окраска

в) биуретовая реакция, (на пептидные связи)

Раствор белка +NaOH + CuSO₄ → фиолетовая окраска

Гидролиз

Белок + Н₂О → смесь аминокислот

г) ) цистеиновая реакция (на остатки аминокислот, содержащих серу):

белок + NaOH + Pb (CH₃COO)₂ → чёрное окрашивание.

Гидратация

Процесс гидратации означает связывание белками воды, при этом они проявляют гидрофильные свойства: набухают, их масса и объем увеличивается.

Биохимические функции белков. Функции белков в природе:

· каталитические (ферменты);

· регуляторные (гормоны);

· структурные (кератин шерсти, фиброин шелка, коллаген);

· двигательные (актин, миозин);

· транспортные (гемоглобин);

· запасные (казеин, яичный альбумин);

· защитные (иммуноглобулины) и т.д.

Существуют белки, выполняющие специфические функции, например рецепторные, - обеспечивают передачу импульсов между нервными клетками и др.

Белки – необходимая составная часть пищи человека, отсутствие или недостаток их в пище может вызвать серьёзные заболевания.

Генетическая связь между органическими соединениями.

Генетическая связь ( от греч. «генезис» - происхождение).

Генетические связи - это связи между классами соединений, основанные на получении одного класса веществ с другого.

Генетическая связь отражает возможность взаимных превращений.

Правило генетических связей:

1) количество стрелок в схеме соответствует количеству уравнений химических реакций, которые необходимо сложить;

2) соединения, записанные перед стрелочкой обязательно должны вступить в химическую реакцию;

3) соединения, записанные после стрелочки должны образоваться в результате реакции.

Имея правила генетических связей давайте вместе совершим такое преобразование: С→СО₂ → Н₂СО₃→СаСО₃

Поэтому для неметаллов схема будет иметь такой вид:

Неметалл→ Кислотный оксид→ Кислота→Соль.

Изучая углеводороды, мы убедились в их разнообразии, которая обусловлена способностью атомов Углерода образовывать молекулы линейного, разветвленного, циклического строения; сочетаться между собой с помощью простых и кратных связей. А еще - образовывать гомологические ряды и изомеры.

Сравнив общие формулы алканов, алкенов и алкинов, можно заметить, что они отличаются количеством атомов Водорода в молекулах. Итак, реакциями гидрирования и дегидрирования можно переходить от одного класса углеводородов к другому. Существует также связь между насыщенными, ненасыщенными углеводородами и бензолом. Так, из метана реакцией дегидрирования можно получить ацетилен. А с него реакцией тримеризации добыть бензол:

2CH₄ → C₂H₂ + 3H₂;

3C₂H₂ → C₆H₆

Итак, при всем разнообразии углеводородов между ними существует взаимосвязь, что отражается во взаимных превращениях веществ. Это открывает огромные возможности для химического синтеза.
Вещественный мир природы чрезвычайно разнообразен, и вместе с тем все вещества взаимосвязаны. Генетическая связь между органическими и неорганическими веществами заключается, прежде всего, в том, что органические вещества можно добыть из неорганических. Например, при нагревании

неорганического вещества цианата аммония образуются органическое вещество мочевина (NH₂)₂CO:

Ярким доказательством существования генетической связи между органическими и неорганическими веществами являются также круговорот биогенных элементов в природе. Следовательно, все вещества генетически связаны между собой. Генетическая связь заключается в том, что каждое вещество может химически взаимодействовать с веществами других классов. Органические вещества могут взаимодействовать с неорганическими. Их можно синтезировать из неорганических и превращать в неорганические.

В органической химии также следует различать более общее понятие — генетическая связь и более частное понятие генетический ряд. Если основу генетического ряда в неорганической химии составляют вещества, образованные одним химическим элементом, то основу генетического ряда в органической химии (химии углеродных соединений) составляют вещества с одикиконым числом атомов углерода в молекуле. Рассмотрим генетический ряд органических веществ, в который включим наибольшее число классов соединений:

Каждой цифре над стрелкой соответствует определенное уравнение реакции (уравнение обратной реакции обозначено цифрой со штрихом):

План изучения темы

(перечень вопросов, обязательных к изучению):

1.Бытовые химикаты.

2.Правила безопасной работы со средствами бытовой химии. Бытовая химическая грамотность.

3.Химическое загрязнение окружающей среды и его последствия.

Содержание лекции:

В любой отрасли человеческой деятельности мы неизбежно соприкасаемся с веществами и используем их свойства и взаимодействие между собой. Химия, обладая огромными возможностями, умножает плодородие почвы, создает невиданные ранее материалы, облегчает труд человека, экономит время, создает ему уют и комфорт, одевает, сохраняет его здоровье, изменяет внешность людей. Использование людьми достижений современной химии требует общей культуры, большой ответственности и знаний.

Бытовые химикаты.

К товарам бытовой химии относят клеи, абразивные материалы, средства для стирки и мытья, средства для чистки, лакокрасочные товары, средства по уходу за жильем. предметами быта, садом и огородом и др.
Клеи - это полимеры, или соединения на их основе, применяемые для соединения различных материалов. Действие клея основано на образовании между ними и клюющим материалом адгезии. В состав клея входят полимеры (клеящие вещества), растворители, наполнители, пластификаторы и др. Безопасность клея зависит от свойств полимеров, растворителей, пластификаторов и др. Функциональных свойств клеев относят их клеящую способность, термическую и химическую устойчивость и универсальность. Надежность определяется долговечностью склеенных соединений, хранением клеев и др. Эластичные свойства зависят от их цвета, прозрачности, упаковки, четкости маркировки.

Косметика, духи, растворители, лекарства, пищевые добавки, пестициды (препараты для сельского хозяйства), средства бытовой химии - это все химикаты. Полный учет и оценка качества химикатов никогда не проводились.
Ежегодно к торговле поступают одна-две тысячи новых названий химикатов, большинство из которых не проходят предварительной апробации и не получают оценки к возможного влияния на окружающую среду. Данные, необходимые для полной оценки воздействия на окружающую среду, здоровье людей, охватывают всего 10% пестицидов, 18% лекарств, 80% химических веществ, используемых в торговле и технологических процессах, не всесторонне проверено на токсичность.

Ряд химикатов ежегодно изымается из продажи после испытаний национальными контрольными органами. В развитых странах учреждения, которые осуществляют контроль за химическими веществами, обмениваются результатами исследований и сообщают о новых ограничениях в ассортименте химикатов. Импортеры среди стран, не включены в эту систему и не получают соответствующей информации. Они также не имеют собственной службы контроля (к тому же имеет место контрабанда химикатов). Вследствие недостаточной информированности персонала предприятий и населения о токсичные вещества, отсутствия соответствующей маркировки, нередко наблюдается нарушение гигиенических и экологических требований во время их использования на производстве и в быту, что приводит к острым и хроническим отравлениям, загрязнения окружающей среды. Покупая химикаты, обращайте внимание на наличие экологической маркировки. Пусть этот указатель станет для вас не менее важным, чем эффективность и стоимость химиката.

Во время использования химикатов в своей квартире защищайте органы дыхания, по крайней мере, повязкой, а в случае использования лаков, клеев и «сильных» растворителей - респиратором или противогазом, защищайте руки резиновыми перчатками. Все, что стираете, чистите, моете, используя средства бытовой химии, прополощите достаточным количеством проточной воды. Остатки этих веществ на белье, панелях, т.п. в виде микрочастиц: попадают в органы дыхания и пищеварения и могут вызвать аллергии, постепенно провоцировать развитие хронических заболеваний, нарушения обмена веществ и т.д.