РЕДУКЦІЇ ЦУКРУ: МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ, ЗНАЧЕННЯ - БІОЛОГІЯ - 2025

Ці відновлюють цукру є біомолекули , які функціонують в якості відновлюють агентів; тобто вони можуть дарувати електрони іншій молекулі, з якою вони реагують. Іншими словами, відновлюючий цукор - це вуглевод, який містить у своїй структурі карбонільну групу (C = O).

Ця карбонільна група складається з атома вуглецю, пов'язаного з атомом кисню через подвійну зв'язок. Цю групу можна знайти в різних положеннях в молекулах цукру, в результаті чого утворюються інші функціональні групи, такі як альдегіди та кетони.

Альдегіди та кетони містяться в молекулах простих цукрів або моносахаридів. Зазначені цукри класифікуються на кетози, якщо вони містять карбонільну групу всередині молекули (кетон), або альдози, якщо вони містять її в кінцевому положенні (альдегід).

Альдегіди - це функціональні групи, які можуть проводити окислювально-відновні реакції, що передбачають рух електронів між молекулами. Окислення відбувається, коли молекула втрачає один або більше електронів, а відновлення відбувається, коли молекула набирає один або більше електронів.

З видів вуглеводів, які існують, моносахариди - це всі відновлюючі цукру. Наприклад, глюкоза, галактоза та фруктоза функціонують як відновники.

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

Методи визначення відновлюючих цукрів

Тест Бенедикта

Для визначення наявності відновлюючих цукрів у зразку його розчиняють у окропі. Далі додайте невелику кількість реагенту Бенедикта і дочекайтеся, коли розчин досягне кімнатної температури. Протягом 10 хвилин розчин повинен почати змінювати колір.

Якщо колір зміниться на блакитний, то немає цукрів, що зменшуються, особливо глюкози. Якщо у досліджуваній пробі присутня велика кількість глюкози, то зміна кольору перейде до зеленого, жовтого, оранжевого, червоного та нарешті коричневого.

Реагент Бенедикта являє собою суміш декількох сполук: він включає безводний карбонат натрію, цитрат натрію та пентагідрат мідного (II) сульфату. Після додавання до розчину зразка розпочнуться можливі реакції відновлення окислення.

Якщо є цукри, що зменшують, вони зменшать мідний купорос (блакитний колір) у розчині Бенедикта до сульфіду міді (червонуватого кольору), який схожий на осад і відповідає за зміну кольору.

Не знижуючі цукру не можуть цього зробити. Цей конкретний тест забезпечує лише якісне розуміння наявності цукрів, що відновлюються; тобто вказує, чи є у зразку зменшувальні цукри.

Реагент Фелінга

Як і тест Бенедикта, тест Фелінга вимагає повного розчинення зразка у розчині; Це робиться при наявності тепла, щоб забезпечити його повне розчинення. Після цього розчин Фелінга додають при постійному перемішуванні.

Якщо присутні відновлюючі цукри, розчин повинен почати змінювати колір у вигляді оксиду або червоного осаду. Якщо відновних цукрів немає, розчин залишиться синім або зеленим. Розчин Фелінга також готують з двох інших розчинів (А і В).

Розчин A містить пентагідрат міді (II) сульфату, розчинений у воді, а розчин В містить тетрагідрат татрарату калію натрію (сіль Рошеля) та гідроксид натрію у воді. Обидва розчини змішуються в рівних частинах для отримання остаточного тестового розчину.

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

При контакті з альдегідною групою вона зводиться до іону купру, який утворює червоний осад і вказує на наявність відновлюючих цукрів. Якщо в зразку не було відновлювальних цукрів, розчин залишався б синім, що свідчить про негативний результат цього випробування.

Реагент Толленса

Тест Толленса, також відомий як тест на срібло на дзеркала, - це якісний лабораторний тест, який використовується для розрізнення альдегіду і кетону. Він використовує той факт, що альдегіди легко окислюються, а кетони - ні.

Тест Толленса використовує суміш, відому як реагент Толленса, яка є основним розчином, що містить іони срібла, узгоджені з аміаком.

Цей реагент не є комерційно доступним через короткий термін його зберігання, тому його потрібно готувати в лабораторії при його використанні.

Підготовка реагенту включає два етапи:

Крок 1

Водний нітрат срібла змішують з водним розчином гідроксиду натрію.

Крок 2

Водний аміак додають по краплях до повного розчинення осадженого оксиду срібла.

Реагент Толленса окислює альдегіди, які присутні у відповідних відновлюючих цукрах. Ця ж реакція передбачає відновлення іонів срібла з реагенту Толлена, який перетворює їх у металеве срібло. Якщо випробування проводиться в чистій пробірці, утворюється осад срібла.

Таким чином, позитивний результат з реагентом Толленса визначається шляхом спостереження за «срібним дзеркалом» всередині пробірки; цей дзеркальний ефект характерний для цієї реакції.

Важливість

Визначення наявності відновлюючих цукрів у різних пробах важливо з кількох аспектів, включаючи медицину та гастрономію.

Важливе значення в медицині

Тестування на зниження цукру роками використовується для діагностики хворих на діабет. Це можна зробити, оскільки для цього захворювання характерно підвищення рівня глюкози в крові, за допомогою якого їх можна провести за допомогою цих методів окислення.

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

Це дозволяє проінформувати пацієнта про відповідну кількість інсуліну, щоб повернути рівень глюкози в крові в норму.

Реакція Майллара

Реакція Майллара включає набір складних реакцій, які виникають при приготуванні деяких продуктів. З підвищенням температури їжі карбонільні групи відновлюючих цукрів реагують з аміногрупами амінокислот.

Ця реакція приготування їжі генерує різні продукти і, хоча багато з них корисні для здоров'я, інші токсичні та навіть канцерогенні. З цієї причини важливо знати хімію відновлюючих цукрів, що входять до звичайного раціону.

При приготуванні продуктів, багатих крохмалем - наприклад, картоплі - при дуже високій температурі (понад 120 ° C), відбувається реакція Майллара.

Ця реакція відбувається між амінокислотою аспарагіну та відновлюючими цукру, утворюючи молекули акриламіду, який є нейротоксином та можливим канцерогеном.

Якість їжі

Якість певних продуктів можна контролювати за допомогою методів зниження цукру. Наприклад: у винах, соках та цукровій тростині рівень відновних цукрів визначається як показник якості продукту.

Для визначення відновлення цукрів у їжі зазвичай використовується реагент Фелінга з метиленовим синім як індикатор відновлення оксиду. Ця модифікація широко відома як метод Лейн-Ейнона.

Різниця між відновлюючими цукрами та невідновлюючими цукру

Різниця між відновлюючими та невідновлюючими цукрами полягає в їх молекулярній структурі. Вуглеводи, які інші молекули зменшують, роблять це, даруючи електрони зі своїх вільних альдегідних або кетонових груп.

Тому невідновлюючі цукри не мають у своїй структурі вільних альдегідів або кетонів. Отже, вони дають негативні результати в тестах на виявлення відновлюючих цукрів, таких як тести Фелінга або Бенедикта.

Знижуючі цукри включають усі моносахариди та деякі дисахариди, тоді як невідновлюючі цукри включають деякі дисахариди та всі полісахариди.

Список літератури

1. Бенедикт, Р. (1907). ВИЗНАЧЕННЯ ТА ОЦІНКА ЗМЕНЕННЯ ЦУКІВ. Журнал біологічної хімії, 3, 101-117.
2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Біохімія (8-е видання). WH Freeman and Company.
3. Chitvoranund, N., Jiemsirilers, S., & Kashima, DP (2013). Вплив поверхневої обробки на адгезію сріблястої плівки на скляній підкладці, виготовленій безелектричним покриттям. Журнал Австралійського керамічного товариства, 49 (1), 62–69.
4. Хілдрет, А., Браун, Г. (1942). Модифікація методу Лейн-Ейнона для визначення цукру. Журнальна асоціація офіційних аналітичних хіміків 25 (3): 775-778.
5. Jiang, Z., Wang, L., Wu, W., & Wang, Y. (2013). Біологічна активність та фізико-хімічні властивості продуктів реакції Майяра в системах моделей пептидів цукрово-бичачого казеїну. Харчова хімія, 141 (4), 3837-3845.
6. Nelson, D., Cox, M. & Lehninger, A. (2013). Принципи біохімії Ленінгера (6- ^{е місце} ). WH Freeman and Company.
7. Pedreschi, F., Mariotti, MS, & Granby, K. (2014). Актуальні проблеми дієтичного акриламіду: утворення, пом’якшення та оцінка ризику. Journal of Science of Food and Agriculture, 94 (1), 9–20.
8. Rajakylä, E., & Paloposki, M. (1983). Визначення цукрів (та бетаїну) у патоці високоефективною рідинною хроматографією. Журнал хроматографії, 282, 595–602.
9. Терези, Ф. (1915). ВИЗНАЧЕННЯ ВІДМОВЛЕННЯ ЦУКІВ. Журнал кіологічної хімії, 23, 81–87.
10. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Основи біохімії: життя на молекулярному рівні (5-е видання). Вілі.