Белковые вещества — различия между версиями

Версия 23:49, 16 июня 2010

Белковые вещества

— Б. вещества составляют громадный класс органических, то есть углеродистых, а именно углеродисто-азотистых соединений, неизбежно встречаемых в каждом организме до того, что каждая клетка растений содержит Б. вещества, а клетки животных организмов почти нацело состоят из Б. вещества, и жизненные отправления сосредоточиваются в тканях, содержащих эти вещества. Они, составляя вместе с водой принадлежность жизнедеятельности, отличаются великой изменяемостью своих свойств, непрочностью и легкой способностью ко множеству химических превращений. Эти свойства Б. веществ служат, с одной стороны, объяснением того непостоянства, которое отличает всякие растительные и животные вещества вне организмов, а с другой стороны — объясняют и то обстоятельство, что жизнедеятельность, сопровождаемая постоянной изменчивостью вещества, сосредоточивается в Б. веществах, как очень легко подвижной или легко изменяемой материи. Понятно отсюда, что белковые вещества составляют одну из важнейших задач естествознания, но до сих пор, несмотря на массу исследований, сделанных физиологами и химиками для изучения Б. веществ, они не поддаются тем приемам, которыми удалось овладеть громадной массой других углеродистых и углеродисто-азотистых веществ. Первейшую причину этого составляет чрезвычайная трудность отделения различных Б. веществ друг от друга и великая сложность их состава и превращений. Поэтому поныне нельзя, не впадая в односторонность, дать сколько-нибудь отчетливое, но краткое химическое описание Б. веществ. Многие сведения прямо противоречивы, не удовлетворяют современным химическим требованиям и страдают неполнотой. Поэтому для «Энциклопедического Словаря» следует ограничиться лишь общим первым знакомством с Б. веществами, которые подробнее рассматриваются в курсах физиологической химии. Для первого же знакомства с разнообразием, свойствами и приготовлением Б. веществ может служить приводимая вслед за сим недавняя (1890 г.) статья Робинсона («Albuminoids»), помещенная в «A Dictionary of applied Chemistry» (by Thorpe, v. I, p. 28), потому что она написана объективно, лишена односторонности, в которую ныне, при неполноте сведений о Б. веществах, легко впасть в этом предмете. Статья Робинсона составлена преимущественно руководясь взглядами французского химика Бешана и отвечает не только первым химическим сведениям о Б. веществах, но касается и их заводско-фабричных применений. Некоторые из белковых веществ, вследствие их технического значения, например глютин, будут рассмотрены отдельно, тем более что статья Робинсона имеет в виду почти исключительно Б. вещества, встречающиеся в животном царстве, так как они наиболее доныне исследованы. В переводе [Переводила доктор медицины С. А. Гулишамбарова.] мной произведены лишь немногие изменения. В статье о питательных веществах будет рассмотрено значение Б. веществ для питания человека и животных.

Д. Менделеев.

Б. вещества относятся к разряду углеродисто-азотистых соединений очень сложного состава; свойства их более или менее различаются друг от друга, как перечислено далее. Б. вещества встречаются в природе только в растениях и животных и присущи их жизни, в группу этих веществ входят также некоторые вещества, происходящие от действия реагентов на природные растительные и животные Б. вещества; но до сих пор ни одно белковое вещество не могло быть искусственно приготовлено из веществ не белкового происхождения. Следует заметить, что только растительная жизнь в состоянии синтезировать белковое вещество из неорганизованной (в почве, воде и воздухе находящейся) формы материи и что животная жизнь находится в такой прямой зависимости от растительной жизни, что белковые вещества, вполне необходимые для поддержания жизни животных, должны быть ими получены в готовом виде из растений или от других животных, живущих за счет растений. Животные, однако, могут превращать одно белковое вещество в другое, либо в вещества сходные, каковы клеевые, вещества кожные, те, которые образуют волосы, и т. п. Животные также в состоянии превращать белковые вещества в жир или в более простые продукты окисления. Большая часть азота Б. веществ, подвергающихся окислению в теле, выделяется почками в виде мочевины; этим путем выделяемая мочевина составляет приблизительно ⅓ веса окисленных белковых веществ. Название Б. или «альбуминные» дано этим веществам вследствие того, что белок куриных яиц (albumen) содержит белковину или альбумин, который должно считать представителем описываемой группы веществ. Веществам этой группы часто дают еще название «протеиновых» веществ, потому что Мульдер назвал протеином воображаемое вещество (или радикал), которое, по его мнению, в соединении с серой, фосфором и т. д., образует различные белковые вещества: мнение Мульдера ныне нельзя уже считать справедливым.

Общие свойства

Все белковые вещества состоят из пяти элементов: углерода, водорода, кислорода, азота и серы. Содержание их в разных Б. веществах мало разнится в процентном отношении, а именно — процентный состав колеблется в очень узких пределах: углерода от 50 до 55; водорода — от 6,9 до 7,5; кислорода — от 20 до 24; азота — от 15 до 18; серы — от 3 до 2 и даже до 0. Обыкновенно при сгорании белкового вещества остается зола, содержащая фосфаты и другие соли. При нагревании раствора, при действии реагентов и в различных других условиях, особенно же часто в организмах, многие из них переходят в состояние, известное под именем свертывания, то есть они превращаются в вещества, не растворимые в обычных растворителях и даже в слабых растворяющих реактивах, каковы соляные растворы, разведенные растворы кислот и щелочей. В некоторых случаях свертывание начинается при 60° и даже при низшей температуре. За исключением пептонов, белковые вещества чрезвычайно медленно диффундируют (то есть проникают в растворенном виде, см. Диффузия растворов) через животную перепонку. Эти признаки заставляют относить Б. вещества к числу коллоидов (см. это слово). Перечисляем некоторые реактивы для осаждения многих белковых веществ из их растворов: в огромном избытке алкоголь; азотная кислота в достаточном количестве, чтобы сделать раствор очень кислым; уксусная кислота и железисто-синеродистый калий; основная уксусно-свинцовая соль; двухлористая ртуть; платиносинеродистый калий; раствор йодистой ртути в йодистом калии, в присутствии свободной соляной кислоты. Одним из лучших способов для открытия белковых веществ служит реактив Миллона. Реактив этот приготовляют, обрабатывая ртуть равным ей по весу количеством азотной кислоты плотностью 1,4; когда реакция ослабевает, смесь слегка подогревают до полного растворения ртути; затем раствор разбавляют двойным объемом воды и оставляют его на несколько часов отстояться; при этом образуется осадок, а жидкость, отделенная от осадка, и будет реактив Миллона. Белковые вещества — как в твердом, так и в растворенном состоянии — при кипячении с упомянутым реактивом окрашиваются в красный цвет и самая жидкость также становится красной, но для этого потребно некоторое время. Не следует забывать, что представители родственных групп желатина и кератина, а равно шелк, также окрашиваются в красный цвет от упомянутого реактива.

Многие из Б. веществ (также и желатин) изменяют синюю окраску реактива на сахар (Феллингова жидкость в растворе с едким кали, см. Феллингова жидкость) в фиолетовую окраску, напоминающую окраску раствора марганцово-калиевой соли. При продолжительном кипячении с концентрированной азотной кислотой, растворы белковых веществ получают желтую окраску, переходящую в оранжевую от прибавления аммиака в избытке. Эта реакция известна под именем реакции на ксантопротеиновые вещества.

Все Б. вещества в растворенном состоянии обладают способностью отклонять (вращать) плоскость поляризации влево, и определение этой способности имеет важное значение для установления их присутствия (см. Поляризация света и Отклоняющая (вращающая) способность.

Химическое строение белковых соединений, то есть отношение их к другим более простым углеродистым соединениям, малоисследовано и даже существует много спорных мнений относительно тождественности разных представителей этой группы, что зависит от великой сложности химических отношений этих веществ, от трудности их очищения и от того, что они синтетически поныне еще не получены. Бешан (B é champ) в своем труде о белковых веществах («Mém. sur Albds.», 1884) дает весьма подробное исследование этих веществ, тщательно заботясь отделять одно белковое вещество от другого посредством употребления различных растворителей, осаждающих реактивов и посредством определения отклоняющей способности устанавливает тождество полученных веществ. Он полагает, что слишком много усилий было сделано с целью доказать тождественность белковых веществ различного происхождения; между тем как его метод приводит к заключению, что число различных белковых веществ гораздо значительнее, чем обыкновенно принимают, и что многие из ныне описываемых белковых веществ в действительности суть смеси. Приняв во внимание то громадное количество соединений, которое встречается в группе углеводов, состав коих гораздо проще состава белковых веществ, можно дать много вероятия мнению Бешана, труд которого должен привести к пересмотру белковых веществ. Труды других (например, из русских Тарханова, Данилевского, Михайлова и др.) исследователей заставляют, в сущности, сделать такое же заключение, хотя многократно признавалось, вслед за Мульдером и др., что число самостоятельных Б. веществ невелико и что их отличие зависит от подмешанных веществ.

Классификация

Белковые вещества могут быть подразделены на 7 групп.

I. Альбумины. Они растворяются в воде, в нейтральных растворах солей, в разведенных кислотах и щелочах и суть настоящие коллоиды.

II. Глобулины. Они нерастворимы в воде, но растворяются в нейтральных растворах солей, в разбавленных кислотах и щелочах.

III. Измененные альбумины. Они нерастворимы в воде и нейтральных растворах солей, но растворяются в разведенных кислотах и щелочах.

III. Измененные альбумины. Они нерастворимы в воде и нейтральных растворах солей, но растворяются в разведенных кислотах и щелочах.

IV. Фибрин. Нерастворим в воде, но растворяется, хотя и с трудом, в нейтральных растворах солей и в разведенных кислотах и щелочах.

V. Свернувшиеся белковые вещества. Они не растворяются ни в воде, ни в нейтральных растворах солей, ни в разбавленных кислотах и щелочах. Вещества эти составляют свертки, образующиеся при нагревании или происходящие от действия крепкого спирта на многие белковые вещества, растворенные в воде или просто в ней висящие (суспензивные). Они распадаются от действия кислот и щелочей и могут переходить в пептоны действием на них желудочного или панкреатического сока.

VI. Амилоид (Лардацеин) есть белковое вещество, образующееся в больной печени, больной селезенке и др. пораженных органах. Вещество это нерастворимо в воде и в разведенных кислотах, но растворяется в некрепкой аммиачной жидкости. Главнейшие отличительные признаки его заключаются в том, что оно не переходит в пептон под влиянием желудочного сока, а в присутствии крепкой серной кислоты и йода окрашивается в фиолетовый или синий цвет.

VII. Пептоны. Растворимы в воде, в нейтральных растворах солей, в слабых кислотах и щелочах; отличаются от альбуминов способностью диффундировать через животные перепонки и тем, что их растворы не свертываются при нагревании. Пептоны образуются от действия желудочного панкреатического сока на белковые вещества (см. Пептоны).

Альбумины

Яичный альбумин или яичная белковина составляет главную часть органического вещества, заключенного в белке птичьих яиц.

Способ приготовления его. 1) Яичный белок взбивают, выжимают через полотно, фильтруют, прибавляют к фильтрату большое количество воды, а в полученную жидкость осторожно подливают уксусную кислоту для осаждения небольшого количества белкового вещества в виде хлопьев. Профильтровав жидкость, подвергают ее диализу, чтобы насколько возможно полнее удалить из нее соли [В. Михайлов приготовил чистый альбумин из процеженного куриного белка, прибавляя тройной объем насыщенного раствора серно-аммиачной соли и порошка этой же соли. Осадок содержит все белковые вещества, бывшие в белке, но отделенные от многих других подмесей. Осадок растворяется в воде и подвергается диализу. В раствор переходит альбумин, а глобулин и др. остаются в нерастворенном виде, диализом же удаляют минеральные подмеси. — Δ ]. 2) После разбавления водой и фильтрования к яичному белку прибавляют основной уксусно-свинцовой соли, только не в избытке, иначе образовавшийся осадок растворится. Осадок этот взбалтывают в воде и свинец удаляют, пропуская в жидкость углекислоту; последние следы удаляют, прибавляя небольшое количество серной кислоты и осторожно подогревая смесь, причем осаждается и сернокислая соль свинца. Отфильтровав жидкость, ее выпаривают при 50°. Таким способом полученный альбумин есть только одна из составных частей яичного белка. 3) Для технических целей яичный белок выпаривают досуха на воздухе при умеренной температуре; получаемые при этом роговидные чешуйки светло-желтого цвета составляют яичный альбумин, встречающийся в торговле.

Свойства сухого альбумина. — Сухой альбумин представляет полупрозрачную массу белого или бледно-желтого цвета, твердую и ломкую, которая легко растирается в белый порошок. Масса эта не имеет ни вкуса, ни запаха. Она растворяется в воде, но довольно медленно; впрочем, растворимость ее идет быстрее, когда вода содержит какую-нибудь щелочную соль. Сухой альбумин можно подогревать до 100°, и он все еще будет растворяться в воде; при 140° теряет 4 % воды, но по-прежнему сохраняет растворимость.

Свойства водяного раствора альбумина. — При нагревании раствор становится мутным при 60°, а между 60° и 75° альбумин переходит в белое нерастворимое вещество, известное под названием свернувшегося альбумина. Вращающая способность раствора очищенной белковины = 38° (Гаас). Раствор чистого альбумина не изменяет растительных красок. Альбумин не растворяется в спирте и эфире. Крепкий спирт, прибавленный в избытке, осаждает альбумин в свернувшемся состоянии, а небольшое количество разбавленного спирта дает осадок, который вполне растворяется в воде. Если взболтать эфир с раствором альбумина умеренной крепости, то некоторая (малая) часть его свертывается. Азотная кислота осаждает альбумин и служит для обнаружения присутствия растворимого альбумина; нагревание способствует быстрейшему осаждению альбумина. Разбавленная серная кислота дает осадок альбумина только по прошествии некоторого времени. Небольшое количество соляной кислоты не осаждает альбумина, но с большим количеством ее образуется осадок вещества, содержащего эту кислоту. Метафосфорная кислота или раствор ее соли с уксусной кислотой осаждают альбумин. Пирофосфорная, ортофосфорная, уксусная и угольная кислоты не осаждают альбумина. Слабые растворы едкого кали и едкого натра не осаждают альбумина. Кислоты и щелочи производят изменения в свойствах альбумина; изменения эти будут ниже описаны под заглавием альбуминная кислота и альбуминная щелочь. Растворы хлористого натрия и других тому подобных щелочных солей не осаждают альбумина; но если прибавить уксусной кислоты к раствору альбумина, содержащему одну из этих солей, или же прибавить щелочной соли к раствору, содержащему уксусную кислоту, то получается осадок альбумина. Осадок образуют также многие металлические соли, прибавленные в раствор альбумина, например сернокислая соль закиси железа, хлористое железо, серно-медная соль, азотно-серебряная, нейтральные и основные уксуснокислые соли свинца и хлористая ртуть.

Железисто-синеродистый калий осаждает из раствора альбумина, содержащего уксусную кислоту, преципитат, свободный от калия. Хлор, бром и фенол свертывают альбумин. Закваска сычуга не дает осадка при обыкновенных температурах.

Ближайший состав яичного белка. Бешан выделил три различных вещества из белка куриного яйца. Первое (первичный яичный альбумин, primoralbumin) осаждается основной уксуснокислой солью свинца; отклоняющая способность этого вещества (α)j = −34°. От нагревания свертывается. Второе и третье вещества остаются в фильтрате по удалении первого; оба эти вещества осаждаются аммиачным раствором основной уксуснокислой соли, но каждое из них можно выделить посредством фракционированного осаждения. Одно из них (secondoralbumin, вторичный яичный альбумин) от алкоголя свертывается и тем становится нерастворимым в воде; отклоняющая способность его −53° и от тепла оно свертывается. Другое вещество (leucozymose) осаждается алкоголем, но от этого не теряет своей растворимости в воде; оно обладает отклоняющей способностью −78° и представляет из себя фермент, так как обладает способностью растворять крахмал. Вещества эти содержатся в яичном белке в пропорции 5:4:1, а отклоняющая способность −46°, вычисленная из этих отношений, довольно близко подходит к отклоняющим способностям яичного белка от 40° до 43°, выведенным из наблюдений.

Кровяной альбумин или белковина крови находится в кровяной сыворотке, в мышечной сыворотке, в лимфе, в млечном соке и в большом изобилии в молозиве (colostrum).

Приготовление. 1) В кровяную сыворотку (кровь, лишенную фибрина) наливают воды в количестве, превышающем по объему в двадцать раз объем сыворотки, затем глобулин осаждают, осторожно прибавляя уксусной кислоты. Давши жидкости отстояться, ее фильтруют и фильтрат нейтрализуют содой, выпаривают при 40° и большую часть солей выделяют посредством диализа. 2) Для технических целей его приготовляют, выпуская кровь прямо из животного в неглубокие цинковые чашки емкостью в несколько литров, в них ее оставляют в холодном месте, пока она не сгустится; должно тщательно стараться не взбалтывать свежевыпущенную кровь, поэтому место, где производится операция, следует выбирать поблизости от животного. Когда кровь свернется совершенно, ее переносят в такие же чаши с продырявленными днищами и режут кровяной сгусток на мелкие кусочки, чтобы дать возможность стечь сыворотке. Сыворотку собирают и досуха выпаривают при умеренной температуре, остаток называется альбумином. Следует избегать всякого сотрясения, так как при этом разрываются красные кровяные тельца и цвет продукта портится. Пять быков дают около 20 литров сыворотки и около 2 кг альбумина. Кровь от 20 овец или от 34 телят дает то же количество альбумина.

Свойства кровяного альбумина во многом одинаковы с теми, которые присущи яичному белку; но отклоняющая способность обоих весьма различна: (α)_D = −56° до −62° (Гaac), и, в противность яичному альбумину, он не свертывается от взбалтывания с эфиром.

Кристаллин (называемый также глобулином) есть название, даваемое белковому веществу, которое извлекается из хрусталика.

Приготовление. Хрусталик растирается и извлекается водой, а профильтрованный экстракт выпаривается; затем, чтобы удалить некоторые примеси, его промывают спиртом и получают желтую массу.

Свойства. Он растворим в воде и свертывается при нагревании, причем образуется зернистая масса. Бешан получил два вещества из водяного экстракта хрусталика. Одно из них (crystalbumin) осаждается через прибавление спирта; осадок, если тотчас же вслед за его образованием прибавить к нему воды, растворяется; но постепенно он переходит в нерастворимое состояние и тогда уже вода не растворяет его. Кроме того, кристальбумин отличается от primoralbumin’a тем, что дает осадок с основной уксусной кислой солью свинца, который не разлагается углекислотой. Отклоняющая способность его (α)j = −80°.

Другое вещество (phacozymase) осаждается алкоголем, но не становится, вследствие этого, нерастворимым в воде. Вещество это — фермент, что доказывается его способностью растворять крахмал хлебного теста. Раствор его свертывается от нагревания. Отклоняющая способность его −41°.

Глобулины

Миозин. Волокна, входящие в состав произвольных мышц, содержат во внешнем слое полужидкое вещество, называемое мышечной плазмой; после смерти, когда в мышечных волокнах наступает rigor mortis (окоченелость), плазма эта выделяет жидкость (мышечную сыворотку) и сгусток, что в обуславливает окоченение. Сгусток этот и есть миозин. Рассол, в котором было посолено мясо, содержит большое количество миозина.

Для приготовления миозина свежее мясо мелко крошится и хорошенько промывается водой, до тех пор пока промывная вода не перестанет давать кислую реакцию и в ней не окажется больше следов присутствия какого бы то ни было белкового вещества; затем промытую таким образом мясную массу растирают в кашицу с поваренной солью и прибавляют воды настолько, чтобы получился 10 % соляной раствор. Дав этому раствору отстояться в продолжение некоторого времени, его выжимают через полотно и фильтруют. Фильтрат, наливаемый по каплям в воду, дает осадок миозина, который можно очистить, растворив его снова в растворе поваренной соли и вновь осаждая.

Свойства миозина. В сыром виде он образует белую массу, а в сухом виде представляется роговым веществом желтого цвета. В химических реакциях нейтрален. Нерастворим в воде, спирте и эфире. От нагревания в воде до 70° он свертывается. Быстро растворяется в слабых кислотах и растворенный таким путем миозин переходит в синтонин. Миозин растворяется в слабых щелочных растворах и в углекислых щелочных солях. Он легко растворяется в растворах, содержащих от 1 % до 10 % поваренной соли и осаждается в неизменном виде либо прибавлением к раствору воды, либо насыщением раствора солью.

Сывороточный глобулин или просто глобулин или фибрино-пластическое вещество (Шмидт); иначе параглобин (Брюкке), параглобулин (Кюнэ). Для приготовления его свежую кровяную сыворотку разбавляют водой в объеме, превышающем в 10 раз объем упомянутой жидкости, и пропускают в нее струю углекислоты. Спустя некоторое время в растворе осаждаются хлопья, которые собираются и растворяются в воде прибавлением к ней нескольких капель очень слабого раствора едкого натра. Затем глобулин осаждают, пропуская струю углекислоты.

Свойства. Осадок глобулина представляется в виде микроскопических, бесцветных, бесформенных зернышек. Он нерастворим в воде, алкоголе и эфире; но растворяется в воде, насыщенной кислородом, и осаждается, если пропустить в раствор струю углекислоты. Легко растворяется в слабых кислотах, но под их влиянием переходит в один из дериватов альбумина. Глобулин растворяется в разбавленных едких и углекислых щелочах. Разбавленные растворы едких щелочей заставляют его переходить в производный альбумин; если же растворы эти слишком слабы, то глобулин можно осадить, пропустив струю углекислоты. Глобулин растворяется в растворах фосфорно-щелочных солей, поваренной соли, сернокислой магнезии и др. солей. Он осаждается из названных растворов солей прибавлением воды, и осаждение ускоряют, пропуская струю углекислоты. Из растворов нейтральных солей его осаждают также увеличением находящегося там количества соли до насыщения. Глобулин в воде или растворенный в нейтральных соляных растворах свертывается при нагревании до 70°. Глобулин, будучи растворен в уксусной кислоте, не осаждается железисто-синеродистым калием.

Фибриноген встречается в кровяной плазме, то есть в жидкой части крови, прежде чем она свернется; а также в жидкостях водяной грыжи и в различных серозных жидкостях полостей.

Приготовление. 1) Кровяную плазму разбавляют ледяной водой в объеме, превышающем в 10 или в 15 раз объем плазмы, и продолжительное время подвергают ее действию струи углекислоты, чтобы осадить глобулин. Последний выделяют и затем снова разбавляют оставшуюся жидкость и осаждают фибриноген, пропустив снова через нее струю углекислоты. Фибриноген может быть выделен из других упомянутых жидкостей тем же способом. 2) Только что выпущенную лошадиную кровь смешивают с насыщенным раствором сернокислой магнезии, который по объему составляет одну треть объема крови. Затем отфильтровывают кровяные тельца, а к фильтрату прибавляют насыщенный раствор поваренной соли, отчего происходит осаждение фибриногена. Осадок удаляют, промывают в большом количестве того же раствора поваренной соли и дважды очищают его, растворяя в более слабом растворе поваренной соли, содержащем от 6 % до 8 % её, фильтруя и осаждая, как было сказано.

Свойства. Он не растворяется в воде, но растворяется в ней, если она содержит в себе кислород. Растворяется в разбавленных едких щелочах. Подобно глобулину, растворяется в растворе поваренной соли; но если соли будет 12-16 %, то фибриноген осаждается и лишь незначительная часть глобулина выделяется, пока процентное отношение соли не повысится до 20; этим объясняется второй способ приготовления его, описанный выше. Растворы фибриногена в поваренной соли свертываются при нагревании раньше, чем растворы глобулина. Когда происходит сгущение крови, то фибриноген плазмы переходит в фибрин (волокнин).

Вителлин. Яичный желток, после обработки его водой, алкоголем и эфиром, дает нерастворимое белковое вещество, которому было дано название вителлина (по-латыни «vitellus» — яичный желток). Было описано много других разнообразных способов выделения вителлина из яичного желтка, и весьма вероятно, что получаемые в этих случаях продукты не тождественны.

Свойства. Вителлин прямо нерастворим в воде, но растворяется в разбавленных кислотах, едких щелочах и в 10 % растворе поваренной соли. Бешан получил 5 веществ из желтка куриных яиц. От обработки его водой остается зернистое гранулезное вещество, а в растворе находят тело (lecithoönin), которое от алкоголя свертывается и становится нерастворимым; отклоняющая способность его, если его растворить в уксусной кислоте, (α)j = −81°; другое тело (lecithozymose), также осаждается алкоголем, но не делается нерастворимым; это фермент, он растворяет крахмал теста; отклоняющая способность его около −48°. Зернистое вещество, после промывки его эфиром, содержащим немного алкоголя, и водой, становится совершенно белым и в слабом растворе углекислого натрия выделяет тело (lecimicroönin), которое осаждается прибавлением к раствору уксусной кислоты; отклоняющая способность его в растворе уксусной кислоты от −70° до −75°. Уксуснокислый фильтрат содержит тело (lecimicrozymose), которое осаждается от прибавления алкоголя; оно растворимо в воде и представляет собой фермент, так как растворяет крахмал теста; отклоняющая способность его около −81°. Раствор соды оставляет часть зернышек нерастворенными; остающееся вещество, по-видимому, неоднородно и, весьма вероятно, оно представляет внешний покров зернышек. Этот-то покров и препятствует извлечению растворимого lecimicrozymose во время первой обработки вещества водой.

Производные альбумины

Альбуминная кислота. Если обрабатывать яичный альбумин слегка разбавленной соляной кислотой, а смесь нагревать постепенно, то даже при 100° не происходит свертывания; если же нейтрализовать раствор на холоде, то образуется осадок, который и есть альбуминная кислота.

Свойства. Препарат этот растворяется в разбавленных едких и углекислых щелочах. Не растворяется в растворе поваренной соли. При нагревании с водой, без присутствия кислот, свертывается.

Синтонин (или мускулин) — так называется продукт, полученный от действия разбавленной соляной кислоты на миозин; то же название было дано продуктам, получаемым от действия разбавленных кислот на растворимые или свернувшиеся белковые вещества и на фибрин; предполагают также, что синтонин есть первый продукт реакции желудочного сока на белковые вещества. Опыты Бешана привели этого ученого к заключению, что продукты эти суть различные вещества.

Альбуминная щелочь. От реакции едких щелочей на яичный альбумин получаются вещества, которым дали название альбуминной щелочи или альбумината. Весьма вероятно, что продукты эти многочисленны и отличаются один от другого, смотря по крепости употребляемых щелочных растворов. Допустив, что яичный альбумин на самом деле есть смесь трех различных веществ, все-таки потребуется немало труда, прежде чем продукты реакции щелочей будут выделены и описаны.

Вот наиболее заслуживающие внимания факты, касающиеся реакции щелочей на альбумин: 1) если яичный альбумин обрабатывать разбавленной едкой щелочью и постепенно подогревать жидкость, то даже при 100° альбумин не свертывается; если же дать раствору охладиться и нейтрализовать его кислотой, то получится осадок. Осадок этот называется альбуминной щелочью или альбуминатом. 2) Если освобожденный от пленок и затем приведенный к его начальной крепости яичный белок смешать с крепким раствором поташа, то он обращается в желатинообразную массу. Масса эта, промытая в нескольких водах, пока промывная вода не потеряет щелочности (по возможности следует препятствовать притоку воздуха) растворяется в кипящей воде. Ее назвали калиевым альбуминатом и рассматривают этот продукт как соль какой-то «альбуминной кислоты». Из калиевого альбумината были получены альбуминаты меди, серебра и др. металлов. Когда раствор калиевого альбумината нейтрализуют кислотой, то образуется осадок, который считают тождественным с осадком, получаемым при употреблении разбавленной щелочи, как это описано выше.

Казеин находится в молоке млекопитающих и есть характерная составная часть сыра (по-латыни caseus); отсюда и произошло его название.

Приготовление. Свежее молоко, разбавленное равным по объему его количеством воды, подогревается до 50° и к нему прибавляют настолько уксусной кислоты, чтобы жидкость получила явственно кислый вкус. Творог отделяют и хорошо промывают водой с подмесью уксусной кислоты. Тогда удаляют жир, обрабатывая смесь алкоголем и эфиром, а затем одним лишь эфиром. Массу растворяют в сильно разбавленном аммиаке и раствор отфильтровывают и осаждают уксусной кислотой. Осадок обрабатывают эфиром, снова растворяют его в аммиаке и вновь осаждают уксусной кислотой, промывают водой, затем алкоголем и эфиром и, наконец, высушивают в безвоздушном пространстве над серной кислотой (Бешан). Для технических целей получается препарат из казеина, называемый лактарином (lactarine), посредством створаживания снятого молока прибавлением к нему уксусной кислоты или сычуга. Сгусток собирают, промывают и высушивают и продают в виде желтого зернистого порошка.

Свойства. — Казеин, по-видимому, есть соединение, а не смесь. Приготовленный по первому из вышеописанных способу, он представляет легкое белое вещество, состоящее из очень мелких зерен; приготовленный другими способами, он имеет вид желтоватой, бесформенной, гигроскопической массы, без вкуса и запаха. Казеин, приготовленный Бешаном, содержал только 2 % золы. Казеин, высушенный в безвоздушном пространстве, задерживает в себе воду и чтобы удалить последнюю необходимо продолжительное просушивание при 130—140°. Казеин может находиться в продолжение нескольких часов в 100° температуре, не претерпевая изменений; но после нагревания его при 130—145°, он становится до известной степени нерастворим в растворе соды. Казеин окрашивает лакмус и относится наподобие кислоты к щелочам и щелочным землям, по отношению же к кислотам казеин является слабым основанием. Он нерастворим в воде, но быстро растворяется в растворах аммиака, едких и углекислых щелочей. Влажный казеин легко растворяется в известковой воде или в баритовой воде. Кислоты, подбавленные к растворам казеина в щелочах, дают осадки, которые суть соединения казеина с кислотой; соединения эти разлагаются водой; разложение совершается легче, если к воде прибавить уксусной кислоты. Казеин быстро растворяется в разбавленной соляной кислоте (содержащей 0,2 % дымящейся кислоты); но прибавление кислоты средней крепости к этому раствору дает осадок, содержащий соляную кислоту. Казеин нерастворим в соляной кислоте, содержащей от 2 % до 3 % дымящейся кислоты. Казеин растворяется в крепкой соляной кислоте, окрашивая ее в прекрасный фиолетовый цвет. Казеин растворим в слабой уксусной кислоте, образуя уксуснокислую соль; при выпаривании раствора и просушивании нельзя удалить сполна уксусную кислоту даже при 140°. Казеин нерастворим в растворе поваренной соли. Свежеприготовленный, еще влажный казеин растворяется в щелочных растворах обыкновенных фосфорно-натровой и борно-натровой солей. Казеин в растворе едкого кали не свертывается при нагревании. Казеин обладает отклоняющей способностью, которая колеблется между (α)j = −94° и (α)j = −133°, сообразно с употребленным раствором.

Свертывание молока. Когда молоко остается на открытом воздухе, то молочный сахар, в молоке содержащийся, отчасти переходит в молочную кислоту от действия одного микроорганизма, называемого Bacterium lactis — молочной бактерией, — и молоко киснет. Это закисание молока обуславливает осаждение казеина и молоко «свертывается или створаживается». В сыроделии употребляется другой способ для осаждения казеина. Закваска, приготовляемая обработкой (вымачиванием) четвертого телячьего желудка 6 % раствором поваренной соли, прибавляется к молоку, нагретому приблизительно до 25° и обусловливает осаждение казеина, который увлекает за собой и жирные шарики молока. Это створаживание, по окончании последовательной обработки для удаления жидкой части молока, дает сыр. Было доказано, что осаждение казеина происходит от реагирования фермента, заключающегося в закваске, а не от скисания молока, которым сопровождается его створаживание [Более подробные сведения о створаживании молока даются в статьях: Сыр, Простокваша и Молоко. Л. Н. Шишков, после многочисленных исследований молока, пришел к своеобразному объяснению створаживания, которое будет приведено в статье о молоке. — Δ].

Фибрин (волокнин)

Кровь, по удалении ее из тела живого животного, быстро обращается в студенистую массу, которая постепенно сжимается, выделяя при этом жидкость, так что получается сгусток, окруженный жидкостью (сыворотка, пасока — serum). Сгусток этот состоит из фибрина с включенными в него красными кровяными тельцами. Было предложено многое множество мнений для объяснения образования фибрина; теперь же полагают, что белковый фибриноген, содержащийся в плазме, то есть в жидкой части живой крови, выделяет фибрин под влиянием фермента, который доставляется белыми кровяными шариками крови и по всей вероятности становится свободным вследствие их разрыва; по-видимому, для образования фибрина необходимо также участие некоторых солей крови.

Приготовление фибрина. Свежую кровь взбивают веничками, к которым пристает фибрин. Последний промывают водой до тех пор, пока вода не сделается бесцветной; затем его обрабатывают алкоголем и эфиром для удаления жира.

Свойства фибрина. Влажный фибрин представляет белую, гибкую, упругую, фиброзную (волокнистую) массу, которая, будучи высушена, становится твердой и хрупкой. Фибрин не имеет ни вкуса, ни запаха. Он нерастворим в воде и в алкоголе. Если фибрин опустить в воду и нагревать, или же оставить его в продолжение некоторого времени в алкоголе, то он претерпевает изменение и не растворяется более в соляных и слабых кислотных растворах, но по-прежнему растворяется в щелочах. Фибрин разбухает и растворяется, если его вываривать в разбавленных растворах щелочей, растворы эти не свертываются от нагревания. Фибрин окрашивается в желтый цвет азотной кислотой, а если его уваривать, то образуется ксантопротеиновая кислота. В разбавленной соляной кислоте фибрин разбухает и растворяется при легком подогревании. В дымящейся соляной кислоте сухой фибрин разбухает и постепенно растворяется в темно-голубую жидкость. Крепкая уксусная кислота обращает фибрин в студень, который легко растворим в горячей воде. В 6-10 % растворах нейтральных солей, в таких же растворах азотнокислого кали, поваренной соли и серно-натровой соли фибрин разбухает и жидкость может быть отфильтрована после долгого настаивания; растворы эти свертываются при нагревании. Влажный фибрин обуславливает разложение перекиси водорода, причем выделяется свободный кислород.

Продукты реакции слабой соляной кислоты на фибрин были изучены Бешаном. Часть фибрина остается нерастворенной (так называемый эпидермоз Бушарда); эта часть состоит из микроскопических зернышек, которые, после промывки для удаления кислоты, обладают способностью растворять крахмал теста и выделять кислород из перекиси водорода. Бешан рассматривает эти зернышки как микроорганизмы и дает им название микрозимов фибрина. Они продолжают выделять свободный кислород из перекиси водорода даже будучи высушены в безвоздушном пространстве, но после кипячения в воде теряют эту способность. Раствор, свободный от микрозимов, обладает отклоняющей способностью (α)j = −72°, которая вычислена на основе содержания вещества, полученного посредством выпаривания и высушивания при 110—120°. Прибавление к раствору аммиака дает осадок, названный Бешаном «фибринин». Фибринин не растворяется в воде, но легко растворяется в слабом растворе уксусной кислоты и обладает отклоняющей способностью (α)j = −67°. В дымящейся соляной кислоте он растворяется и при нагревании дает прекрасную фиолетовую окраску.

Фильтрат фибринина, будучи смешан с большим количеством алкоголя и с слабым раствором уксуснонатровой соли, дает осадок, который почти весь растворим в воде. Это растворимое вещество Бешан называет фибримином. Он обладает отклоняющей способностью от (α)j = −79° до (α)j = −87°. Будучи высушен, фибримин растворяется в дымящейся соляной кислоте и при нагревании дает красно-лиловую окраску, переходящую в коричнево-красный цвет. Раствор фибримина не свертывается от нагревания и не осаждается нейтральной или основной уксуснокислой солью свинца; впрочем, он осаждается метафосфорной кислотой. Азотной кислотой раствор его окрашивается в желтый цвет; реактив Миллона дает с ним легкий осадок и красную окраску при нагревании. Фибримин обладает только в слабой степени способностью растворять крахмал теста.

Глютин или клейковина (Gluten) — так называются белковые вещества хлебных зерен, особенно пшеницы. Клейковину получают в виде смеси веществ, остающихся после того, как из пшеничной муки было приготовлено тесто, которое вымешивалось с водой до тех пор, пока в воде не осталось следов крахмала. Зерно вымачивают в воде, растирают валами, а затем протирают через решето с водой; крахмал проходит сквозь решето, а на решете остается глютин. Макароны и вермишель содержат много глютина.

Свойства глютина. В сыром виде он представляет студенистую, полупрозрачную, мягкую, эластичную и липкую массу; в сухом виде он темен, полупрозрачен по краям и хрупок. Влажный глютин от нагревания становится нерастворимым в спирте, в кислотах и в растворе едкого кали. То же самое происходит при высушивании глютина. Если глютин сохранять в сыром виде, то он быстро выделяет углекислоту и распускается в массу, похожую на лак. В кипящей воде растворяются некоторые составные части сырого глютина. Кипящий спирт растворяет только отчасти глютин. В эфире он нерастворим. Разведенная соляная кислота растворяет глютин, причем получается раствор, который при кипячении становится мутным и с которым кислоты дают осадки, растворимые в избытке осаждающего реактива. Разведенная уксусная кислота легко растворяет глютин, в свежем и в сухом виде, без нагревания. Однако же кислоты эти оставляют нерастворенными примеси глютина, каковы: крахмал, жир и проч. Глютин разбухает и распадается на куски в водном растворе аммиака, но не растворяется. Свежий глютин растворяется в растворах едкого кали и едкого натра; растворы эти осаждаются прибавлением к ним кислот; при употреблении фосфорной и уксусной кислот; осадок выделяется, если щелочь вполне нейтрализована; если же прибавить кислоты больше, то он растворяется. Приготовленная описанным способом свежая клейковина содержит некоторое количество крахмальных зерен, жира и др. остатков; остатки эти состоят из нескольких веществ, которые были различно называемы различными авторами. Бешан посредством спирта и 1 % раствора соляной кислоты, употребленных как растворители, выделил 4 вещества: 1) глютин, который растворяется в спирте; 2) растительный казеин, который растворяется в воде; 3) глютинофибрин, который растворяется в 1 % растворе соляной кислоты и 4) глютинофибрин, который, будучи выделен, нерастворим в кислоте этой крепости, хотя в первоначальном веществе способствует его растворимости в разведенной соляной кислоте.

Техническое применение белковых веществ

Окрашивание. Яичный альбумин и альбумин крови имеют широкое применение в окрашивании и набивке хлопчатобумажных тканей и отчасти в набивке шерстяных изделий (см. Верховые краски). Альбумин употребляется для укрепления двух родов красок, но в обоих случаях действие его совершенно различно. Те краски, которые употребляются в нерастворимом состоянии, например ультрамарин, смешиваются на холоде с раствором альбумина и набиваются на ткань, которая затем пропускается над паром. Нагревание обуславливает свертывание альбумина, что и закрепляет краску на волокно ткани прочным образом. К другому отделу красок принадлежат те, которые употребляются в растворе, например многие анилиновые краски; они обладают способностью непосредственно соединяться с животными волокнами, шерстью, шелком и образуют соединения, которые не линяют от стирки; однако же, краски эти не образуют таких соединений с растительными волокнами, содержащими клетчатку, и прием крашения состоит в том, чтобы «анимализировать» эти волокна посредством сгущения на них альбумина; после такой обработки краска соединяется с альбумином, как с шерстью и с шелком, и прочно закрепляется на товаре. Раствор альбумина набивается на миткаль или же, если надо окрасить всю ткань, ее всю пропитывают раствором альбумина и высушивают. Затем альбумин свертывается от действия пара и товар опускают в раствор краски, которая фиксируется прочно только там, где пристал альбумин. Другой употребляемый метод состоит в набивке миткаля одновременно альбумином и растворимой краской, а затем обработкой паром. Альбумин крови дешевле яичного альбумина и может быть получен почти таким же бесцветным. Данное количество его имеет большую способность сгущать краски, сравнительно с тем же количеством яичного альбумина; но для светлых красок он не так пригоден и притом он, по-видимому, воспринимает большую окраску от грязной мыльной жидкости, употребляемой в последующей операции, нежели это делает яичный альбумин.

Для замены альбумина в красильном деле иногда служит препарат казеина, называемый лактарином; он был введен Паттисоном в 1848 году для закрепления нерастворимых пигментов, а позднее его стали также употреблять для растворимых красок. Лактарин не растворяется в воде, но с раствором аммиака дает мягкое белое тесто, которое употребляется тем же способом, как и альбумин; действием пара удаляется аммиак и на волокне остается нерастворимый казеин. Другие употребляемые или предлагаемые растворители — едкий натр, борная и уксусная кислоты. Таким образом, оставшийся по удалении аммиака казеин растворим в щелочных растворах; но если аммиачное тесто смешать со свежим известковым молоком и затем наложить его на ткань, то при нагревании образуется на волокне известковое соединение и ткань может противостоять стирке в щелочных жидкостях. Лактарин как протрава стоит ниже альбумина и в фабричном деле может произвести помеху, так как редко описанное выше тесто сохраняет пригодность в течении одних только суток.

Творог снятого молока может быть употреблен вместо лактарина для получения казеина; его подвергают настаиванию с горячей водой, чтобы удалить из него соли и жирные вещества, а затем из него приготовляют тесто с аммиаком или с едким натром, как в описанном способе с лактарином. Другой заместитель альбумина есть глютин, но его употребление невелико. Существует много способов, как привести его в растворимое состояние. Один из них состоит в том, что сырой глютин оставляют закиснуть и сделаться жидким; затем его обрабатывают содой, чтобы сделать снова нерастворимым, и после промывки его растворяют в растворе едкого натра, либо совсем не обрабатывают содой, а непосредственно смешивают скисшийся и жидкий глютин с раствором едкого натра.

Фотография. Альбумин имеет широкое применение в различных операциях по фотографии. Одно из важнейших его употреблений есть приготовление чувствительной бумаги, на которой печатают позитивы со стеклянной пластинки негатива. Бумага сперва опускается в раствор, содержащий альбумин и растворимое хлористое соединение, а затем просушивается. Потом она делается чувствительной погружением ее в раствор азотно-серебряной соли; результатом является пленка, содержащая хлористое и азотнокислое серебро и серебряное соединение альбумина, которое темнеет от действия света. Серебряная ванна должна быть достаточной крепости, в противном случае альбумин не остается на бумаге и она не удерживает серебра. Альбумин употребляется также для негативных пластинок в процессе работы с сухими пластинками; иногда пленка альбумина наносится на стекло для образования слоя, связующего коллодиум со стеклом, то есть для того, чтобы коллодиум крепче приставал к стеклу; альбумин вводится также в некоторые предохранительные жидкости, употребляемые после того, как бумагу сделали чувствительной. В фотографии отдают предпочтение яичному альбумину перед альбумином крови; употребляют либо яичный белок, либо высушенный альбумин, встречающийся в продаже.

Рафинирование (очистка) сахара. При осветлении сахара животным углем сироп, получаемый растворением сахарного песка, содержит в себе мутность и нечистоты; эти примеси в прежнее время были удаляемы прибавлением кровяной сыворотки или свежей крови и подогреванием, чтобы произвести свертывание альбумина, который увлекает за собой все посторонние вещества из сиропа. Метод этот ныне заменили другим и посторонние вещества удаляют фильтрацией сахарного сиропа.

Δ

В статье воспроизведен материал из Большого энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона.

Белковые вещества, белки, протеины, сложные органические вещества с весьма большой молекулой (см.), точный состав которой неизвестен. Белки состоят: из углерода (50—55 %), водорода (6,5—7,3 %), азота (15—17,6 %), кислорода (19—24 %), серы (0,3—2,4 %),— это так называемые простые белки. Другие элементы входят в состав отдельных групп сложных белков — протеидов. Белки играют главную роль в жизненных процессах наряду с жирами и углеводами, они — важнейшая составная часть всякой растительной и животной клетки; необходимы при обмене веществ (питании), а в животном мире являются также строительным материалом, образуя основные и опорные ткани.

Переваривание белка в пищеварительном канале человека и высших животных начинается в желудке под влиянием желудочного сока и заканчивается в кишечнике под влиянием сока поджелудочной железы и кишечника. Главным местом всасывания белков являются тонкие кишки. Главными продуктами распада белков в организме человека и млекопитающих являются мочевина, мочевая кислота, креатинин.

Белки — типичные коллоиды (см.); естественные белки — большей частью смеси различных видов белков. Белки легко меняют свои физические свойства (денатурируются), свертываются под влиянием нагревания и действия различных веществ; из растворов выделяются после прибавления солей (высаливание). При действии кислот, щелочей и ферментов белки распадаются, причем продуктами распада их являются различные аминокислоты, являющиеся как бы| строительной основой белковой молекулы. Белки могут обладать кислой, щелочной или нейтральной реакцией.

Строение белков весьма сложно и еще недостаточно изучено; их классифицируют отчасти по физическим свойствам, отчасти по анатомическому нахождению их в организме и отчасти по чисто химич. признакам.

Получение искусственным способом белка представляет задачу современной химии. В наст. время получены искусственно из аминокислот промежуточные вещества, так наз. полипептиды (см.), близко напоминающие продукты распада белков.

Лит. см. при ст. Физиология.

В статье воспроизведен текст из Малой советской энциклопедии.

См. также

• Белки

Ссылки

• Белки //Википедия
• Свойства аминокислот и белков
• PDB — Protein Data Bank
• Обзоры статей о фолдинге белков на русском
• Хаос и порядок дискретных систем в свете синергетической теории информации (В статье проводится количественный анализ первичной структуры белков со стороны соотношения хаоса и порядка)