Metody redukce cukru pro stanovení, význam

1872
Anthony Golden

The redukující cukry jsou to biomolekuly, které fungují jako redukční činidla; to znamená, že mohou darovat elektrony jiné molekule, se kterou reagují. Jinými slovy, redukující cukr je sacharid, který ve své struktuře obsahuje karbonylovou skupinu (C = O)..

Tato karbonylová skupina je tvořena atomem uhlíku navázaným na atom kyslíku dvojnou vazbou. Tato skupina se nachází v různých pozicích molekul cukru, což vede k dalším funkčním skupinám, jako jsou aldehydy a ketony..

Aldehydy a ketony se nacházejí v molekulách jednoduchých cukrů nebo monosacharidů. Tyto cukry se dělí na ketózy, pokud mají uvnitř molekuly karbonylovou skupinu (keton), nebo na aldózy, pokud je obsahují v terminální poloze (aldehyd)..

Aldehydy jsou funkční skupiny, které mohou provádět oxidačně-redukční reakce, které zahrnují pohyb elektronů mezi molekulami. K oxidaci dochází, když molekula ztratí jeden nebo více elektronů, a redukce nastane, když molekula získá jeden nebo více elektronů..

Z existujících typů sacharidů jsou všechny monosacharidy redukující cukry. Například glukóza, galaktóza a fruktóza fungují jako redukční činidla..

V některých případech jsou monosacharidy součástí větších molekul, jako jsou disacharidy a polysacharidy. Z tohoto důvodu se některé disacharidy - například maltóza - chovají také jako redukující cukry..

Rejstřík článků

  • 1 Metody stanovení redukujících cukrů
    • 1.1 Benediktův test
    • 1.2 Fehlingovo činidlo
    • 1.3 Činidlo Tollens
  • 2 Důležitost
    • 2.1 Význam v medicíně
    • 2.2 Maillardova reakce
    • 2.3 Kvalita potravin
  • 3 Rozdíl mezi redukujícími a neredukujícími cukry
  • 4 Odkazy

Metody stanovení redukujících cukrů

Benediktův test

Aby se určila přítomnost redukujících cukrů ve vzorku, rozpustí se ve vroucí vodě. Poté přidejte malé množství Benediktova činidla a počkejte, až roztok dosáhne pokojové teploty. Během 10 minut by roztok měl začít měnit barvu.

Pokud se barva změní na modrou, pak nejsou přítomny žádné redukující cukry, zejména glukóza. Pokud je ve vzorku, který má být testován, přítomno velké množství glukózy, bude změna barvy postupovat do zelené, žluté, oranžové, červené a nakonec hnědé..

Benediktovo činidlo je směs několika sloučenin: obsahuje bezvodý uhličitan sodný, citrát sodný a pentahydrát síranu měďnatého. Po přidání do roztoku se vzorkem začnou možné oxidačně-redukční reakce.

Pokud jsou přítomny redukující cukry, redukují síran měďnatý (modrá barva) v Benediktově roztoku na sulfid měďnatý (načervenalá barva), který vypadá jako sraženina a je zodpovědný za změnu barvy..

Neredukující cukry to nemohou udělat. Tento konkrétní test poskytuje pouze kvalitativní pochopení přítomnosti redukujících cukrů; to znamená, že označuje, zda ve vzorku jsou nebo nejsou redukující cukry.

Fehlingovo činidlo

Podobně jako u Benediktova testu vyžaduje Fehlingův test, aby byl vzorek zcela rozpuštěn v roztoku; to se děje v přítomnosti tepla, aby se zajistilo úplné rozpuštění. Poté se za stálého míchání přidá Fehlingův roztok.

Pokud jsou přítomny redukující cukry, měl by roztok začít měnit barvu, když se tvoří oxid nebo červená sraženina. Pokud nejsou přítomny žádné redukující cukry, roztok zůstane modrý nebo zelený. Fehlingovo řešení je také připraveno ze dvou dalších řešení (A a B).

Roztok A obsahuje pentahydrát síranu měďnatého rozpuštěného ve vodě a roztok B obsahuje tetrahydrát vínanu sodnodraselného (Rochellova sůl) a hydroxid sodný ve vodě. Oba roztoky jsou smíchány ve stejných částech, aby se získal konečný testovací roztok..

Tento test se používá ke stanovení monosacharidů, konkrétně aldóz a ketóz. Ty jsou detekovány, když aldehyd oxiduje na kyselinu a tvoří oxid měďný.

Při kontaktu s aldehydovou skupinou se redukuje na měďný iont, který tvoří červenou sraženinu a indikuje přítomnost redukujících cukrů. Pokud by ve vzorku nebyly žádné redukující cukry, roztok by zůstal modrý, což by znamenalo negativní výsledek tohoto testu..

Tollensovo činidlo

Tollensův test, známý také jako stříbrný zrcadlový test, je kvalitativní laboratorní test používaný k rozlišení mezi aldehydem a ketonem. Využívá skutečnosti, že aldehydy se snadno oxidují, zatímco ketony ne.

Tollensův test používá směs známou jako Tollensovo činidlo, což je základní roztok obsahující ionty stříbra koordinované s amoniakem..

Toto činidlo není komerčně dostupné kvůli jeho krátké době použitelnosti, proto musí být při použití připraveno v laboratoři..

Příprava reagencií zahrnuje dva kroky:

Krok 1

Vodný dusičnan stříbrný se smísí s vodným hydroxidem sodným.

Krok 2

Po kapkách se přidává vodný amoniak, dokud se vysrážený oxid stříbrný úplně nerozpustí..

Tollensovo činidlo oxiduje aldehydy, které jsou přítomny v příslušných redukujících cukrech. Stejná reakce zahrnuje redukci iontů stříbra z Tollensova činidla, které je převádí na kovové stříbro. Pokud se zkouška provádí v čisté zkumavce, vytvoří se stříbrná sraženina..

Pozitivní výsledek s Tollensovým činidlem je tedy určen pozorováním "stříbrného zrcadla" uvnitř zkumavky; tento zrcadlový efekt je charakteristický pro tuto reakci.

Důležitost

Stanovení přítomnosti redukujících cukrů v různých vzorcích je důležité v několika aspektech, včetně medicíny a gastronomie..

Důležitost v medicíně

Testování na snížení cukrů se již roky používá k diagnostice pacientů s cukrovkou. Toho lze dosáhnout, protože toto onemocnění je charakterizováno zvýšením hladin glukózy v krvi, s nimiž lze jejich stanovení provádět těmito oxidačními metodami.

Měřením množství oxidačního činidla sníženého o glukózu je možné určit koncentraci glukózy ve vzorcích krve nebo moči.

To umožňuje pacientovi být poučen o správném množství inzulínu, který si má aplikovat, aby se hladina glukózy v krvi vrátila zpět do normálního rozmezí..

Maillardova reakce

Maillardova reakce zahrnuje řadu komplexních reakcí, ke kterým dochází při vaření některých potravin. Zvyšováním teploty jídla karbonylové skupiny redukujících cukrů reagují s aminoskupinami aminokyselin.

Tato varná reakce vytváří různé produkty, ai když mnohé jsou zdraví prospěšné, jiné jsou toxické a dokonce karcinogenní. Z tohoto důvodu je důležité znát chemii redukujících cukrů, které jsou součástí normální stravy..

Při vaření potravin bohatých na škrob - například brambor - při velmi vysokých teplotách (vyšších než 120 ° C) dochází k Maillardově reakci.

K této reakci dochází mezi aminokyselinou asparaginem a redukujícími cukry za vzniku molekul akrylamidu, což je neurotoxin a možný karcinogen..

Kvalita jídla

Kvalitu určitých potravin lze sledovat pomocí redukčních metod detekce cukru. Například: ve vínech, džusech a cukrové třtině se úroveň redukujících cukrů určuje jako ukazatel kvality produktu..

Pro stanovení redukujících cukrů v potravinách se jako indikátor redukce oxidů obvykle používá Fehlingovo činidlo s methylenovou modří. Tato modifikace je obecně známá jako Lane-Eynonova metoda..

Rozdíl mezi redukujícími a neredukujícími cukry

Rozdíl mezi redukujícími a neredukujícími cukry spočívá v jejich molekulární struktuře. Sacharidy, které ostatní molekuly redukují, tak činí darováním elektronů z jejich volných aldehydových nebo ketonových skupin.

Neredukující cukry proto nemají ve své struktuře volné aldehydy nebo ketony. V důsledku toho dávají negativní výsledky v testech na detekci redukujících cukrů, jako jsou Fehlingovy nebo Benediktovy testy..

Redukující cukry zahrnují všechny monosacharidy a některé disacharidy, zatímco neredukující cukry zahrnují některé disacharidy a všechny polysacharidy.

Reference

  1. Benedict, R. (1907). DETEKCE A ODHAD SNÍŽENÍ CUKRŮ. Journal of Biological Chemistry, 3, 101-117.
  2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biochemie (8. vydání). W. H. Freeman and Company.
  3. Chitvoranund, N., Jiemsirilers, S., & Kashima, D. P. (2013). Účinky povrchové úpravy na adhezi stříbrného filmu na skleněný substrát vyrobený bezproudovým pokovováním. Journal of the Australian Ceramic Society, 49(1), 62-69.
  4. Hildreth, A., Brown, G. (1942). Úprava metody Lane-Eynon pro stanovení cukru. Journal Association of Official Analytical Chemists 25 (3): 775-778.
  5. Jiang, Z., Wang, L., Wu, W., & Wang, Y. (2013). Biologické aktivity a fyzikálně-chemické vlastnosti produktů Maillardovy reakce v modelových systémech peptidů cukr-hovězí kasein. Chemie potravin, 141(4), 3837-3845.
  6. Nelson, D., Cox, M. & Lehninger, A. (2013). Lehningerovy principy biochemie (6th). W.H. Freeman a společnost.
  7. Pedreschi, F., Mariotti, M. S. a Granby, K. (2014). Aktuální problémy s akrylamidem ve stravě: Tvorba, zmírňování a hodnocení rizik. Journal of the Science of Food and Agriculture, 94(1), 9-20.
  8. Rajakylä, E., a Paloposki, M. (1983). Stanovení cukrů (a betainu) v melasě pomocí vysoce účinné kapalinové chromatografie. Journal of Chromatography, 282, 595-602.
  9. Scales, F. (1915). STANOVENÍ SNÍŽENÍ CUKRŮ. The Journal of Ciological Chemistry, 2. 3, 81-87.
  10. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Základy biochemie: Život na molekulární úrovni(5. vydání). Wiley.

Zatím žádné komentáře