Методи визначення параметрів, важливості цукрів



The відновлюють цукру це біомолекули, які працюють як відновлюючі агенти; тобто, вони можуть передавати електрони іншій молекулі, з якою вони реагують. Іншими словами, редукуючий цукор є вуглеводом, який містить карбонільну групу (C = O) у своїй структурі.

Ця карбонільна група утворена атомом вуглецю, приєднаним до атома кисню через подвійний зв'язок. Цю групу можна знайти в різних положеннях в молекулах цукру, в результаті чого утворюються інші функціональні групи, такі як альдегіди і кетони.

Альдегіди і кетони знаходяться в молекулах простих цукрів або моносахаридів. Ці цукру класифікуються в кетозах, якщо вони мають карбонільну групу всередині молекули (кетон), або в альдозах, якщо вони містять її в кінцевому положенні (альдегід).

Альдегіди є функціональними групами, які можуть здійснювати окисно-відновні реакції, які передбачають рух електронів між молекулами. Окислення відбувається, коли молекула втрачає один або більше електронів, і зменшення, коли молекула отримує один або більше електронів.

З існуючих типів вуглеводів моносахариди є редукуючими цукрами. Наприклад, глюкоза, галактоза і фруктоза функціонують як відновлюючі агенти.

У деяких випадках моносахариди входять до складу більших молекул, таких як дисахариди і полісахариди. З цієї причини деякі дисахариди - такі, як мальтоза - також ведуть себе як редукційні цукру.

Індекс

  • 1 Методи визначення редукуючих цукрів
    • 1.1 Тест Бенедикта
    • 1.2 Реагент Фелінга
    • 1.3 Реагент Толленса
  • 2 Важливість
    • 2.1 Значення в медицині
    • 2.2 Реакція Майяра
    • 2.3 Якість харчування
  • 3 Різниця між відновлюючими цукрами і нередукуючими цукрами
  • 4 Посилання

Методи визначення редукуючих цукрів

Тест Бенедикта

Щоб визначити наявність редукуючих цукрів у зразку, він розчиняється в киплячій воді. Потім додають невелику кількість реагенту Бенедикта і дають розчину досягти кімнатної температури. Протягом наступних 10 хвилин розчин повинен почати змінювати колір.

Якщо колір змінюється на синій, то відсутні редукуючі цукру, особливо глюкоза. Якщо в аналізованій пробі є велика кількість глюкози, то зміна кольору перейде до зеленого, жовтого, помаранчевого, червоного і, нарешті, коричневого кольору..

Реагент Бенедикта являє собою суміш декількох сполук: вона включає безводний карбонат натрію, цитрат натрію і пентагідрат сульфату міді (II). Після додавання до розчину зразка почнуться можливі реакції відновлення оксидів.

Якщо є відновлюючі цукри, вони зменшать сульфат міді (синього кольору) розчину Бенедикта до сульфіду міді (червонуватого кольору), який виглядає як осад і відповідає за зміну кольору.

Нередукуючі цукри не можуть цього зробити. Цей конкретний тест лише забезпечує якісне розуміння присутності редукуючих цукрів; тобто, це вказує на те, чи є в зразку відновлювальні цукру.

Реагент Фелінга

Аналогічно тесту Бенедикта, тест Фелінга вимагає, щоб зразок повністю розчинявся в розчині; Це робиться в присутності тепла, щоб переконатися, що він повністю розчиняється. Після цього постійно додають розчин Фелінга.

Якщо присутній відновлюючий цукор, розчин повинен починати змінювати колір у вигляді оксиду або форми червоного осаду. Якщо немає редукуючих цукрів, розчин залишається синім або зеленим. Розчин Фелінга також готують з двох інших розчинів (А і В)..

Розчин А містить пентагідрат сульфату міді (II), розчинений у воді, причому розчин B містить тартрат натрію калію тетрагидрат (сіль Рошеля) і гідроксид натрію у воді. Обидва розчину змішують в рівних частинах, щоб зробити остаточний тест-розчин.

Цей тест використовується для визначення моносахаридів, зокрема альдоз і кетоз. Вони виявляються, коли альдегід окислюється до кислоти і утворює оксид міді.

Після контакту з альдегідною групою він зводиться до іона міді, який утворює червоний осад і вказує на наявність відновлюючих цукрів. Якщо в зразку не було відновлюючих цукрів, розчин залишався б синім кольором, що вказує на негативний результат для цього тесту..

Реагент Толленс

Тест Tollens, також відомий як тест на сріблясте дзеркало, є якісним лабораторним тестом, який використовується для розрізнення альдегіду і кетону. Вона використовує той факт, що альдегіди легко окислюються, тоді як кетони - не.

У тесті Tollens використовується суміш, відома як реагент Tollens, який є основним розчином, що містить іони срібла, координовані з аміаком..

Цей реагент не є комерційно доступним через його короткий термін служби, тому він повинен бути приготований в лабораторії, коли він буде використовуватися.

Приготування реагенту включає два етапи:

Крок 1

Водний нітрат срібла змішують з водним гідроксидом натрію.

Крок 2

Водний аміак додають по краплях до повного розчинення осаду срібла.

Реагент Толленса окислює альдегіди, які присутні у відповідних відновлюючих цукрах. Така ж реакція передбачає відновлення іонів срібла реактиву Tollens, який перетворює їх у металеве срібло. Якщо випробування проводять в чистій пробірці, утворюється срібний осад.

Таким чином, позитивний результат з реагентом Толленса визначається шляхом спостереження «срібного дзеркала» всередині пробірки; цей дзеркальний ефект є характерним для цієї реакції.

Значення

Визначення присутності редукуючих цукрів у різних зразках має важливе значення в кількох аспектах, включаючи медицину та гастрономію.

Значення в медицині

Скринінгові тести для відновлюючих цукрів використовувалися роками для діагностики хворих на діабет. Це може бути зроблено, оскільки це захворювання характеризується підвищенням рівня глюкози в крові, внаслідок чого визначення їх може бути здійснено за допомогою цих способів окислення..

Вимірюючи кількість окислювача, зменшеного глюкозою, можна визначити концентрацію глюкози в зразках крові або сечі..

Це дозволяє пацієнту вказати відповідну кількість інсуліну, який необхідно вводити, щоб рівень глюкози в крові повернувся в межах нормального діапазону.

Реакція Майяра

Реакція Майяра включає комплекс складних реакцій, які виникають при приготуванні деяких продуктів. При збільшенні температури їжі карбонільні групи відновлюючих цукрів реагують з аміногрупами амінокислот.

Ця реакція приготування генерує різноманітні продукти і, хоча багато з них корисні для здоров'я, інші токсичні і навіть канцерогенні. З цієї причини важливо знати хімію відновлюючих цукрів, які включені в нормальну дієту.

При приготуванні продуктів, багатих на крохмаль-подібну картоплю, при дуже високих температурах (більше 120 ° C) відбувається реакція Майяра.

Ця реакція відбувається між амінокислотою аспарагіном і відновлюючими цукрами, що генерує молекули акриламіду, який є нейротоксином і можливим канцерогеном.

Якість їжі

Якість певних харчових продуктів можна контролювати за допомогою методів виявлення редукуючих цукрів. Наприклад: для вина, соків і цукрового очерету рівень відновлювальних цукрів визначається як показник якості продукту.

Для визначення відновлюючих цукрів у їжі реагент Фелінга з метиленовим синім зазвичай використовується як індикатор відновлення оксидів. Ця модифікація широко відома як метод Lane-Eynon.

Різниця між відновлюючими цукрами і нередукуючими цукрами

Різниця між відновними і нередукуючими цукрами полягає в їх молекулярній структурі. Вуглеводи, які зменшують інші молекули, роблять це шляхом донорства електронів з їх вільних альдегідних або кетонових груп.

Тому нередукуючі цукру не мають альдегідів або вільних кетонів у своїй структурі. Отже, вони дають негативні результати при виявленні тестів відновлення цукрів, як у тесті Фелінга або Бенедикта.

Знижуючі цукру включають всі моносахариди і деякі дисахариди, тоді як нередукуючі цукру включають деякі дисахариди і всі полісахариди.

Список літератури

  1. Бенедикт Р. (1907). ВИЗНАЧЕННЯ ТА ОЦІНКА ЗНИЖЕННЯ ЗАХАРІВ. Журнал біологічної хімії, 3, 101-117.
  2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Біохімія (8-е изд.). W. H. Freeman and Company.
  3. Chitvoranund, N., Jiemsirilers, S., & Kashima, D.P. (2013). Вплив обробки поверхні на адгезію сріблястої плівки на скляний субстрат, одержаний електролізером. Журнал австралійського керамічного товариства, 49(1), 62-69.
  4. Hildreth, A., Brown, G. (1942). Модифікація методу Lane-Eynon для визначення цукру. Журнал Асоціація офіційних аналітичних хіміків 25 (3): 775-778.
  5. Jiang, Z., Wang, L., Wu, W., & Wang, Y. (2013). Біологічна активність і фізико-хімічні властивості продуктів реакції Майяра в системах пептидних пептидів цукрово-бичачого казеїну. Хімія харчових продуктів, 141(4), 3837-3845.
  6. Нельсон, Д., Кокс, М. і Ленінгер, А. (2013). Принципи біохімії Ленінгера (6й). W.H. Фрімен та Компанія.
  7. Pedreschi, F., Mariotti, M.S., & Granby, K. (2014). Сучасні питання дієтичного акриламіду: формування, пом'якшення та оцінка ризику. Журнал науки про харчування та сільське господарство, 94(1), 9-20.
  8. Rajakylä, E., & Paloposki, M. (1983). Визначення цукрів (і бетаїну) в мелясі методом високоефективної рідинної хроматографії. Журнал хроматографії, 282, 595-602.
  9. Scales, F. (1915). ВИЗНАЧЕННЯ ЗНИЖЕННЯ ЗАХАРІВ. Журнал хімічної хімії, 23, 81-87.
  10. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Основи біохімії: життя на молекулярному рівні(5-е изд.). Wiley.