Cukry Reductures Metódy pre stanovenie, význam



redukujúcich cukrov sú to biomolekuly, ktoré pôsobia ako redukčné činidlá; to znamená, že môžu darovať elektróny inej molekule, s ktorou reagujú. Inými slovami, redukujúcim cukrom je sacharid, ktorý obsahuje karbonylovú skupinu (C = O) vo svojej štruktúre.

Táto karbonylová skupina je tvorená atómom uhlíka viazaným na atóm kyslíka prostredníctvom dvojitej väzby. Táto skupina sa nachádza v rôznych polohách v molekulách cukru, čo vedie k iným funkčným skupinám, ako sú aldehydy a ketóny.

Aldehydy a ketóny sa nachádzajú v molekulách jednoduchých cukrov alebo monosacharidov. Tieto cukry sa klasifikujú v ketózach, ak majú karbonylovú skupinu vo vnútri molekuly (ketón) alebo v aldózach, ak ju obsahujú v koncovej polohe (aldehyd)..

Aldehydy sú funkčné skupiny, ktoré môžu vykonávať oxidačno-redukčné reakcie, ktoré zahŕňajú pohyb elektrónov medzi molekulami. K oxidácii dochádza, keď molekula stráca jeden alebo viac elektrónov a redukcia, keď molekula získa jeden alebo viac elektrónov.

Z typov sacharidov, ktoré existujú, sú všetky monosacharidy redukujúce cukry. Ako redukčné činidlá fungujú napríklad glukóza, galaktóza a fruktóza.

V niektorých prípadoch sú monosacharidy súčasťou väčších molekúl, ako sú napríklad disacharidy a polysacharidy. Z tohto dôvodu sa niektoré disacharidy - napríklad maltóza - chovajú ako redukujúce cukry.

index

  • 1 Spôsoby stanovenia redukujúcich cukrov
    • 1.1 Benediktov test
    • 1.2 Fehlingovo činidlo
    • 1,3 Tollenovo činidlo
  • 2 Význam
    • 2.1 Význam v medicíne
    • 2.2 Maillardova reakcia
    • 2.3 Kvalita potravín
  • 3 Rozdiel medzi redukujúcimi cukrami a neredukujúcimi cukrami
  • 4 Odkazy

Spôsoby stanovenia redukujúcich cukrov

Benediktov test

Na stanovenie prítomnosti redukujúcich cukrov vo vzorke sa rozpúšťa vo vriacej vode. Potom sa pridá malé množstvo Benediktovho činidla a roztok sa nechá ohriať na teplotu miestnosti. Počas nasledujúcich 10 minút by mal roztok začať meniť farbu.

Ak sa farba zmení na modrú, potom nie sú prítomné žiadne redukujúce cukry, najmä glukóza. Ak je vo vzorke, ktorá sa má analyzovať, prítomné veľké množstvo glukózy, potom zmena farby prejde na zelenú, žltú, oranžovú, červenú a nakoniec hnedú..

Benediktovo činidlo je zmesou niekoľkých zlúčenín: zahŕňa bezvodý uhličitan sodný, citrát sodný a pentahydrát síranu meďnatého. Po pridaní do roztoku so vzorkou sa začnú možné reakcie redukcie oxidov.

Ak sú redukujúce cukry, tieto redukujú síran meďnatý (modrá farba) Benediktovho roztoku na sulfid meďnatý (červenkastú farbu), ktorý vyzerá ako zrazenina a je zodpovedný za zmenu farby..

Neredukujúce cukry to nemôžu urobiť. Tento konkrétny test poskytuje iba kvalitatívne pochopenie prítomnosti redukujúcich cukrov; to znamená, že indikuje, či vo vzorke sú alebo nie sú redukujúce cukry.

Fehlingovo činidlo

Podobne ako Benedictov test, aj Fehlingov test vyžaduje, aby bola vzorka úplne rozpustená v roztoku; To sa vykonáva v prítomnosti tepla, aby sa zabezpečilo, že sa úplne rozpustí. Potom sa neustále pridáva Fehlingov roztok.

Ak sú prítomné redukujúce cukry, roztok by mal začať meniť farbu ako oxid alebo červená zrazenina. Ak nie sú prítomné žiadne redukujúce cukry, roztok zostane modrý alebo zelený. Roztok Fehling sa tiež pripraví z dvoch ďalších roztokov (A a B)..

Roztok A obsahuje pentahydrát síranu meďnatého rozpustený vo vode a roztok B obsahuje tetrahydrát vínanu sodno-draselného (Rochelleho soľ) a hydroxid sodný vo vode. Oba roztoky sa zmiešajú v rovnakých dieloch, aby sa dosiahol konečný testovací roztok.

Tento test sa používa na stanovenie monosacharidov, konkrétne aldóz a ketóz. Tieto sa detegujú, keď sa aldehyd oxiduje na kyselinu a vytvára oxid meďnatý.

Po kontakte s aldehydovou skupinou sa redukuje na medený ión, ktorý tvorí červenú zrazeninu a indikuje prítomnosť redukujúcich cukrov. Ak by vo vzorke neboli žiadne redukujúce cukry, roztok by zostal modrý, čo by znamenalo negatívny výsledok pre tento test..

Tollenovo činidlo

Tollenov test, známy tiež ako test strieborného zrkadla, je kvalitatívnym laboratórnym testom, ktorý sa používa na rozlíšenie medzi aldehydom a ketónom. Využíva skutočnosť, že aldehydy sa ľahko oxidujú, zatiaľ čo ketóny nie.

V Tollenovom teste sa používa zmes známa ako Tollenovo činidlo, čo je zásaditý roztok obsahujúci ióny striebra koordinované s amoniakom..

Toto činidlo nie je komerčne dostupné kvôli svojej krátkej životnosti, preto musí byť pripravené na použitie v laboratóriu.

Príprava činidla zahŕňa dva kroky:

Krok 1

Vodný dusičnan strieborný sa zmieša s vodným hydroxidom sodným.

Krok 2

Po kvapkách sa pridáva vodný amoniak, kým sa vyzrážaný oxid strieborný nerozpustí úplne.

Tollenovo činidlo oxiduje aldehydy, ktoré sú prítomné v zodpovedajúcich redukujúcich cukroch. Rovnaká reakcia zahŕňa redukciu iónov striebra Tollenovho činidla, ktoré ich premieňa na kovové striebro. Ak sa test vykonáva v čistej skúmavke, vytvorí sa zrazenina striebra.

Pozitívny výsledok s Tollenovým činidlom je teda určený pozorovaním "strieborného zrkadla" vo vnútri skúmavky; tento zrkadlový efekt je charakteristický pre túto reakciu.

dôležitosť

Stanovenie prítomnosti redukujúcich cukrov v rôznych vzorkách je dôležité v niekoľkých aspektoch, ktoré zahŕňajú medicínu a gastronómiu.

Význam v medicíne

Skríningové testy na redukujúce cukry sa už roky používajú na diagnostiku pacientov s diabetom. Toto sa môže uskutočniť, pretože toto ochorenie je charakterizované zvýšením hladín glukózy v krvi, pričom ich stanovenie sa môže uskutočniť týmito oxidačnými metódami..

Meraním množstva oxidačného činidla redukovaného glukózou je možné stanoviť koncentráciu glukózy vo vzorkách krvi alebo moču.

To umožňuje pacientovi ukázať vhodné množstvo inzulínu, ktoré sa má injekčne podať, aby sa hladiny glukózy v krvi vrátili do normálneho rozsahu.

Reakcia Maillarda

Maillardova reakcia zahŕňa súbor komplexných reakcií, ktoré sa vyskytujú pri varení niektorých potravín. Ako sa zvyšuje teplota potravín, karbonylové skupiny redukujúcich cukrov reagujú s aminoskupinami aminokyselín.

Táto reakcia varenia vytvára rôzne produkty a hoci mnohé z nich sú prospešné pre zdravie, iné sú toxické a dokonca karcinogénne. Z tohto dôvodu je dôležité poznať chémiu redukujúcich cukrov, ktoré sú zahrnuté v normálnej strave.

Keď varíte potraviny bohaté na zemiaky podobné škrobu - pri veľmi vysokých teplotách (vyšších ako 120 ° C) dochádza k Maillardovej reakcii.

Táto reakcia nastáva medzi aminokyselinou asparagínu a redukujúcimi cukrami, ktoré vytvárajú molekuly akrylamidu, ktorý je neurotoxínom a možným karcinogénom..

Kvalita potravín

Kvalita určitých potravín sa môže monitorovať pomocou detekčných metód redukujúcich cukrov. Napríklad: pre vína, šťavy a cukrovú trstinu sa úroveň redukujúcich cukrov určuje ako ukazovateľ kvality výrobku..

Na stanovenie redukujúcich cukrov v potravinách sa ako indikátor redukcie oxidov zvyčajne používa Fehlingovo činidlo s metylénovou modrou. Táto modifikácia je všeobecne známa ako metóda Lane-Eynon.

Rozdiel medzi redukujúcimi cukrami a neredukujúcimi cukrami

Rozdiel medzi redukujúcimi a neredukujúcimi cukrami spočíva v ich molekulárnej štruktúre. Sacharidy, ktoré redukujú iné molekuly, tak robia darovaním elektrónov z ich voľných aldehydových alebo ketónových skupín.

Neredukujúce cukry teda nemajú vo svojej štruktúre aldehydy alebo voľné ketóny. V dôsledku toho dávajú negatívne výsledky v detekčných testoch redukujúcich cukrov, ako je to pri Fehlingovom alebo Benediktovom teste.

Redukujúce cukry zahŕňajú všetky monosacharidy a niektoré disacharidy, zatiaľ čo neredukujúce cukry zahŕňajú niektoré disacharidy a všetky polysacharidy..

referencie

  1. Benedikt, R. (1907). DETEKCIA A ODHAD ZNÍŽENIA CUKROV. Journal of Biological Chemistry, 3, 101-117.
  2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). biochémie (8. vydanie). W. H. Freeman a Company.
  3. Chitvoranund, N., Jiemsirilers, S., & Kashima, D. P. (2013). Účinky povrchovej úpravy na priľnavosť strieborného filmu na sklenenom substráte vyrobenom bezprúdovým pokovovaním. Journal of Australian Ceramic Society, 49(1), 62-69.
  4. Hildreth, A., Brown, G. (1942). Modifikácia metódy Lane-Eynon na stanovenie cukru. Journal of Official Analytical Chemists 25 (3): 775-778.
  5. Jiang, Z., Wang, L., Wu, W., & Wang, Y. (2013). Biologické aktivity a fyzikálno-chemické vlastnosti produktov Maillardovej reakcie v systémoch modelových peptidov cukor-hovädzí kazeín. Chémia potravín, 141(4), 3837-3845.
  6. Nelson, D., Cox, M. & Lehninger, A. (2013). Lehningerove zásady biochémie (6th). W.H. Freeman a spoločnosť.
  7. Pedreschi, F., Mariotti, M.S., & Granby, K. (2014). Súčasné otázky diétneho akrylamidu: Tvorba, zmierňovanie a hodnotenie rizika. Journal of Science of Food and Agriculture, 94(1), 9-20.
  8. Rajakylä, E., & Paloposki, M. (1983). Stanovenie cukrov (a betaínu) v melase vysokoúčinnou kvapalinovou chromatografiou. Journal of Chromatography, 282, 595-602.
  9. Váhy, F. (1915). URČENIE ZNÍŽENIA CUKROV. \ T. Journal of Ciological Chemistry, 23, 81-87.
  10. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Základy biochémie: Život na molekulárnej úrovni(5. vydanie). Wiley.