Sladkorne redukcije Metode za določanje, pomen



The reducirajočih sladkorjev so biomolekule, ki delujejo kot reducenti; to pomeni, da lahko dajo elektrone drugi molekuli, s katero reagirajo. Z drugimi besedami, reducirni sladkor je ogljikov hidrat, ki v svoji strukturi vsebuje karbonilno skupino (C = O).

Ta karbonilna skupina je tvorjena z ogljikovim atomom, vezanim na atom kisika preko dvojne vezi. To skupino lahko najdemo v različnih položajih v molekulah sladkorja, kar ima za posledico druge funkcionalne skupine, kot so aldehidi in ketoni.

Aldehidi in ketoni najdemo v molekulah enostavnih sladkorjev ali monosaharidov. Ti sladkorji so razvrščeni v ketoze, če imajo znotraj molekule karbonilno skupino (keton) ali če so v aldozah, če jo vsebujejo v terminalnem položaju (aldehid)..

Aldehidi so funkcionalne skupine, ki lahko izvajajo oksidacijsko-redukcijske reakcije, ki vključujejo gibanje elektronov med molekulami. Oksidacija se pojavi, ko molekula izgubi enega ali več elektronov in zmanjša, če molekula pridobi enega ali več elektronov.

Med obstoječimi vrstami ogljikovih hidratov so monosaharidi vsi reducirajoči sladkorji. Na primer, glukoza, galaktoza in fruktoza delujejo kot reducenti.

V nekaterih primerih so monosaharidi del večjih molekul, kot so disaharidi in polisaharidi. Zato se nekateri disaharidi - tako kot maltoza - obnašajo tudi kot reducirajoči sladkorji.

Indeks

  • 1 Metode za določanje reducirajočih sladkorjev
    • 1.1 Test Benedikta
    • 1.2 Fehlingov reagent
    • 1.3 Tollens reagent
  • 2 Pomen
    • 2.1 Pomen v medicini
    • 2.2 Maillardova reakcija
    • 2.3 Kakovost hrane
  • 3 Razlika med reducirajočimi sladkorji in nerazredčnimi sladkorji
  • 4 Reference

Metode za določanje reducirajočih sladkorjev

Benedictov test

Da bi ugotovili prisotnost reducirajočih sladkorjev v vzorcu, se raztopi v vreli vodi. Nato dodamo majhno količino Benedictovega reagenta in raztopino pustimo, da doseže sobno temperaturo. V naslednjih 10 minutah naj začne raztopina spreminjati barvo.

Če se barva spremeni v modro, ni prisotnih reducirajočih sladkorjev, zlasti glukoze. Če je v analiziranem vzorcu prisotna velika količina glukoze, bo sprememba barve napredovala v zeleno, rumeno, oranžno, rdečo in na koncu rjavo..

Benedictov reagent je mešanica več spojin: vključuje brezvodni natrijev karbonat, natrijev citrat in bakrov (II) sulfat pentahidrat. Ko se raztopina doda vzorcu, se začnejo možne reakcije redukcije oksidov.

Če obstajajo reducirajoči sladkorji, bodo ti bakrov sulfat (modra barva) Benedictove raztopine zmanjšali na bakrov sulfid (rdečkasta barva), ki izgleda kot oborina in je odgovoren za spremembo barve.

Nereducirajoci sladkorji tega ne morejo storiti. Ta poseben preskus zagotavlja le kvalitativno razumevanje prisotnosti reducirajočih sladkorjev; to pomeni, da kaže, ali v vzorcu obstajajo reducirajoči sladkorji ali ne.

Fehlingov reagent

Podobno kot Benedictov test, Fehlingov test zahteva, da se vzorec popolnoma raztopi v raztopini; To se izvede v prisotnosti toplote, da se popolnoma raztopi. Po tem se stalno dodaja Fehlingova raztopina.

Če so prisotni reducirajoči sladkorji, je treba raztopino začeti spreminjati v obliki oksida ali rdeče oborine. Če ni prisotnih reducirajočih sladkorjev, ostane raztopina modra ali zelena. Fehlingovo raztopino pripravimo tudi iz dveh drugih raztopin (A in B)..

Raztopina A vsebuje bakrov (II) sulfat pentahidrat, raztopljen v vodi, in raztopina B vsebuje kalijev natrijev tartrat tetrahidrat (Rochellejeva sol) in natrijev hidroksid v vodi. Obe raztopini zmešamo v enakih delih, da dobimo končno testno raztopino.

Ta test se uporablja za določanje monosaharidov, zlasti aldoz in ketoz. Te se zaznajo, ko se aldehid oksidira v kislino in tvori bakrov oksid.

Po stiku z aldehidno skupino se reducira na bakrov ion, ki tvori rdečo oborino in kaže na prisotnost reducirajočih sladkorjev. Če v vzorcu ni bilo reducirajočih sladkorjev, bi raztopina ostala modra barva, kar kaže na negativen rezultat za ta preskus..

Reagent Tollens

Preizkus Tollens, znan tudi kot test srebrnega ogledala, je kvalitativni laboratorijski test, ki se uporablja za razlikovanje med aldehidom in ketonom. Uporablja dejstvo, da se aldehidi zlahka oksidirajo, medtem ko ketoni ne.

V testu Tollens se uporablja zmes, znana kot reagent Tollens, ki je osnovna raztopina, ki vsebuje ione srebra, usklajene z amoniakom..

Ta reagent ni na voljo na tržišču zaradi kratke življenjske dobe, zato ga je treba pripraviti v laboratoriju, ko se bo uporabljal..

Priprava reagenta vključuje dva koraka: \ t

1. korak

Vodni srebrov nitrat pomešamo z vodnim natrijevim hidroksidom.

2. korak

Po kapljicah dodamo vodni amoniak, dokler se oborjeni srebrni oksid popolnoma ne raztopi.

Reagent Tollens oksidira aldehide, ki so prisotni v ustreznih reducirajočih sladkorjih. Ista reakcija vključuje redukcijo srebrnih ionov reagenta Tollens, ki jih pretvori v kovinsko srebro. Če se preskus opravi v čisti epruveti, se oblikuje srebrna oborina.

Tako se pozitivni rezultat z reagentom Tollens določi z opazovanjem "srebrnega ogledala" v epruveti; ta zrcalni učinek je značilen za to reakcijo.

Pomen

Določanje prisotnosti reducirajočih sladkorjev v različnih vzorcih je pomembno v več vidikih, ki vključujejo medicino in gastronomijo.

Pomen v medicini

Preskusni testi za reducirajoče sladkorje se že leta uporabljajo za diagnosticiranje bolnikov s sladkorno boleznijo. To je mogoče storiti, ker je za to bolezen značilno povečanje ravni glukoze v krvi, pri čemer je določitev teh vrednosti mogoče izvesti s temi metodami oksidacije..

Z merjenjem količine oksidacijskega sredstva, zmanjšanega za glukozo, je mogoče določiti koncentracijo glukoze v vzorcih krvi ali urina..

To bolniku omogoča, da navede ustrezno količino insulina, ki jo je treba injicirati, tako da se ravni glukoze v krvi vrnejo v normalni vrednosti.

Reakcija Maillarda

Maillardova reakcija vključuje vrsto kompleksnih reakcij, ki se pojavijo pri kuhanju nekaterih živil. Ko se temperatura hrane poveča, karbonilne skupine reducirajočih sladkorjev reagirajo z amino skupinami aminokislin.

Ta reakcija kuhanja ustvarja različne izdelke in čeprav so številni koristni za zdravje, so drugi strupeni in celo rakotvorni. Zato je pomembno poznati kemijo reducirajočih sladkorjev, ki so vključeni v običajno prehrano.

Pri kuhanju živil, bogatih s krompirjem, podobnim škrobu, se pri zelo visokih temperaturah (več kot 120 ° C) pojavi Maillardova reakcija.

Ta reakcija poteka med aminokislino asparaginom in reducirajočimi sladkorji, ki proizvajajo molekule akrilamida, ki je nevrotoksin in možna rakotvorna snov..

Kakovost hrane

Kakovost nekaterih živil se lahko spremlja z metodami odkrivanja reducirajočih sladkorjev. Na primer: za vina, sokove in sladkorni trs se raven reducirajočih sladkorjev določi kot znak kakovosti proizvoda..

Za določanje reducirajočih sladkorjev v živilu se Fehlingov reagent z metilensko modro običajno uporablja kot indikator redukcije oksidov. Ta sprememba je splošno znana kot metoda Lane-Eynon.

Razlika med reducirajočimi sladkorji in neredujočimi sladkorji

Razlika med reducirajočimi in nereducirajočimi sladkorji je v njihovi molekularni strukturi. Ogljikovi hidrati, ki zmanjšujejo druge molekule, to počnejo z darovanjem elektronov iz prostih aldehidnih ali ketonskih skupin.

Zato neredujoči sladkorji nimajo v svoji strukturi aldehidov ali prostih ketonov. Posledično dajejo negativne rezultate pri testih odkrivanja reducirajočih sladkorjev, kot je to storil Fehlingov ali Benedictov test.

Reducirajoči sladkorji obsegajo vse monosaharide in nekatere disaharide, ne-reducirajoči sladkorji pa vključujejo nekatere disaharide in vse polisaharide..

Reference

  1. Benedict, R. (1907). ODKRIVANJE IN OCENJEVANJE ZMANJŠEVANJA SLADKORJEV. Journal of Biological Chemistry, 3, 101-117.
  2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. in Strayer, L. (2015). Biokemija (8. izd.). W. H. Freeman in družba.
  3. Chitvoranund, N., Jiemsirilers, S., & Kashima, D. P. (2013). Vplivi površinske obdelave na lepljenje srebrnega filma na stekleno podlago, izdelano iz elektrolitske obloge. Journal of Australian Ceramic Society, 49(1), 62-69.
  4. Hildreth, A., Brown, G. (1942). Sprememba metode Lane-Eynon za določanje sladkorja. Zveza uradnih analitičnih kemikov 25 (3): 775-778.
  5. Jiang, Z., Wang, L., Wu, W., & Wang, Y. (2013). Biološke dejavnosti in fizikalno-kemijske lastnosti Maillardovih reakcijskih produktov v modelnih sistemih peptidnih peptidov s sladkorjem in govedom. Kemija hrane, 141(4), 3837-3845.
  6. Nelson, D., Cox, M. in Lehninger, A. (2013). Lehningerjeva načela biokemije (6th). W.H. Freeman in podjetje.
  7. Pedreschi, F., Mariotti, M.S., in Granby, K. (2014). Aktualna vprašanja v zvezi z akrilamidom v prehrani: Oblikovanje, ublažitev in ocena tveganja. Revija za znanost o prehrani in kmetijstvo, 94(1), 9-20.
  8. Rajakylä, E., & Paloposki, M. (1983). Določanje sladkorjev (in betaina) v melasah s tekočinsko kromatografijo visoke ločljivosti. Časopis za kromatografijo, 282, 595-602.
  9. Scales, F. (1915). DOLOČITEV ZMANJŠEVANJA SLADKORJEV. Journal of Ciological Chemistry, 23, 81-87.
  10. Voet, D., Voet, J. in Pratt, C. (2016). Osnove biokemije: življenje na molekularni ravni(5. izd.). Wiley.