CUKRAUS SUMAŽINIMAS: NUSTATYMO METODAI, SVARBA - BIOLOGIJA - 2025

Į redukuojančių cukrų yra biomolekulių, kad funkcija kaip redukcinis reagentas; tai yra, jie gali paaukoti elektronus kitai molekulei, su kuria jie reaguoja. Kitaip tariant, redukuojantis cukrus yra angliavandenis, kurio struktūroje yra karbonilo grupė (C = O).

Ši karbonilo grupė yra sudaryta iš anglies atomo, sujungto su deguonies atomu per dvigubą jungtį. Šią grupę galima rasti skirtingose ​​cukraus molekulių padėtyse, todėl susidaro kitos funkcinės grupės, tokios kaip aldehidai ir ketonai.

Aldehidai ir ketonai randami paprastųjų cukrų arba monosacharidų molekulėse. Šie cukrūs skirstomi į ketozes, jei molekulės viduje yra karbonilo grupė (ketonas), arba aldozes, jei jie yra galinėje padėtyje (aldehidas).

Aldehidai yra funkcinės grupės, kurios gali vykdyti oksidacijos-redukcijos reakcijas, kurios apima elektronų judėjimą tarp molekulių. Oksidacija įvyksta, kai molekulė praranda vieną ar daugiau elektronų, o redukcija įvyksta, kai molekulė įgyja vieną ar daugiau elektronų.

Iš visų egzistuojančių angliavandenių rūšių visi monosacharidai yra redukuojantis cukrus. Pavyzdžiui, gliukozė, galaktozė ir fruktozė veikia kaip reduktoriai.

Kai kuriais atvejais monosacharidai yra didesnių molekulių, tokių kaip disacharidai ir polisacharidai, dalis. Dėl šios priežasties kai kurie disacharidai, pavyzdžiui, maltozė, taip pat veikia kaip redukuojantys cukrūs.

Redukcinių cukrų nustatymo metodai

Benedikto testas

Norint nustatyti redukuojančių cukrų kiekį mėginyje, jis ištirpinamas verdančiame vandenyje. Tada pridėkite nedidelį kiekį Benedikto reagento ir palaukite, kol tirpalas pasieks kambario temperatūrą. Per 10 minučių tirpalas turėtų pradėti keisti spalvą.

Jei spalva pasikeičia į mėlyną, redukuojančių cukrų nėra, ypač gliukozės. Jei tiriamame mėginyje yra didelis kiekis gliukozės, spalva pasikeis į žalią, geltoną, oranžinę, raudoną ir galiausiai rudą.

Benedikto reagentas yra kelių junginių mišinys: jis apima bevandenį natrio karbonatą, natrio citratą ir vario (II) sulfato pentahidratą. Pridėjus tirpalą su mėginiu, prasidės galimos oksidacijos-redukcijos reakcijos.

Jei yra redukuojančių cukrų, jie sumažins vario sulfatą (mėlyna spalva) Benedikto tirpale iki vario sulfido (rausvos spalvos), kuris atrodo kaip nuosėdos ir yra atsakingas už spalvos pasikeitimą.

Nesumažinantys cukraus tai negali padaryti. Šis konkretus tyrimas leidžia tik kokybiškai suprasti redukuojančių cukrų kiekį; y., tai rodo, ar ėminyje yra redukuojančių cukrų.

Fehlingo reagentas

Panašiai kaip ir Benedikto testas, Fehlingo testas reikalauja, kad mėginys būtų visiškai ištirpintas tirpale; Tai atliekama esant karščiui, siekiant užtikrinti, kad jis visiškai ištirps. Po to nuolat maišant pridedamas Fehlingo tirpalas.

Jei yra redukuojančių cukrų, tirpalas turėtų pradėti keisti spalvą, nes susidaro oksidas arba raudonos nuosėdos. Jei redukuojančio cukraus nėra, tirpalas liks mėlynas arba žalias. Fehlingo tirpalas taip pat paruošiamas iš kitų dviejų tirpalų (A ir B).

A tirpale yra vandenyje ištirpinto vario (II) sulfato pentahidrato, o B tirpale - natrio kalio tartrato tetrahidratas (Rošelio druska) ir natrio hidroksidas vandenyje. Du tirpalai sumaišomi lygiomis dalimis, kad būtų gautas galutinis tiriamasis tirpalas.

Šis testas naudojamas monosacharidams, konkrečiai aldozėms ir ketozėms, nustatyti. Jie aptinkami, kai aldehidas oksiduojasi iki rūgšties ir sudaro vario oksidą.

Susilietęs su aldehido grupe, jis yra redukuojamas į vario joną, kuris sudaro raudonas nuosėdas ir rodo redukuojančių cukrų buvimą. Jei ėminyje nebūtų redukuojančių cukrų, tirpalas liktų mėlynas, rodantis neigiamą šio bandymo rezultatą.

Tolleno reagentas

Tollens testas, dar žinomas kaip sidabro veidrodžio testas, yra kokybinis laboratorinis tyrimas, naudojamas atskirti aldehidą nuo ketono. Tai išnaudoja tai, kad aldehidai lengvai oksiduojasi, o ketonai - ne.

Tollens bandyme naudojamas mišinys, žinomas kaip Tollens reagentas, tai yra pagrindinis tirpalas, kuriame yra sidabro jonų, suderintų su amoniaku.

Šis reagentas nėra parduodamas dėl trumpo jo galiojimo laiko, todėl jį reikia paruošti laboratorijoje.

Reagento paruošimas apima du etapus:

1 žingsnis

Vandeninis sidabro nitratas sumaišomas su vandeniniu natrio hidroksidu.

2 žingsnis

Vandeninis amoniakas lašinamas, kol nusodintas sidabro oksidas visiškai ištirps.

Tolleno reagentas oksiduoja aldehidus, esančius atitinkamuose redukuojančiuose cukruose. Ta pati reakcija apima sidabro jonų redukciją iš Tollenso reagento, kuris juos paverčia metaliniu sidabru. Jei bandymas atliekamas švariame mėgintuvėlyje, susidaro sidabro nuosėdos.

Taigi teigiamas Tollens reagento rezultatas nustatomas stebint „sidabrinį veidrodį“ mėgintuvėlio viduje; šis veidrodinis efektas būdingas šiai reakcijai.

Svarba

Nustatyti redukuojančio cukraus kiekį skirtinguose mėginiuose yra svarbu keliais aspektais, įskaitant mediciną ir gastronomiją.

Svarba medicinoje

Cukraus mažinimo tyrimai buvo naudojami daugelį metų diagnozuojant pacientus, sergančius cukriniu diabetu. Tai gali būti padaryta, nes šiai ligai būdingas padidėjęs gliukozės kiekis kraujyje, ir tai galima nustatyti šiais oksidacijos metodais.

Išmatavus gliukozės redukuoto oksidatoriaus kiekį, galima nustatyti gliukozės koncentraciją kraujo ar šlapimo mėginiuose.

Tai leidžia pacientui nurodyti, kiek reikia insulino sušvirkšti, kad gliukozės kiekis kraujyje vėl būtų normalus.

Maillardo reakcija

Į Maillardo reakciją įeina kompleksas reakcijų, vykstančių gaminant kai kuriuos maisto produktus. Kylant maisto temperatūrai, redukuojančių cukrų karbonilo grupės reaguoja su aminorūgščių aminorūgštimis.

Ši virimo reakcija sukuria įvairius produktus ir, nors daugelis jų yra naudingi sveikatai, kiti yra toksiški ir netgi kancerogeniški. Dėl šios priežasties svarbu žinoti redukuojančių cukrų, įeinančių į įprastą mitybą, chemiją.

Kepant maistą, kuriame yra daug krakmolo, pavyzdžiui, bulves, labai aukštoje temperatūroje (aukštesnėje nei 120 ° C), pasireiškia Maillardo reakcija.

Ši reakcija įvyksta tarp aminorūgšties asparagino ir redukuojančių cukrų, sukuriant akrilamido molekules, kurios yra neurotoksinas ir galimas kancerogenas.

Maisto kokybė

Tam tikrų maisto produktų kokybę galima stebėti naudojant sumažintus cukraus aptikimo metodus. Pavyzdžiui: vynuose, sultyse ir cukranendrėse redukuojančio cukraus kiekis nustatomas kaip produkto kokybės rodiklis.

Maisto produktuose redukuojančiam cukrui nustatyti, kaip oksido redukcijos indikatorius paprastai naudojamas Fehlingo reagentas su metileno mėlynuoju. Ši modifikacija paprastai vadinama Lane-Eynon metodu.

Skirtumas tarp redukuojančių ir nesumažinančių cukrų

Skirtumas tarp redukuojančio ir nesumažinančio cukraus yra jų molekulinėje struktūroje. Angliavandeniai, kuriuos sumažina kitos molekulės, tai daro dovanodami elektronus iš laisvųjų aldehidų ar ketonų grupių.

Todėl nemažinančių cukrų struktūroje nėra laisvųjų aldehidų ar ketonų. Todėl jie duoda neigiamus redukuojančių cukrų nustatymo testų, tokių kaip Fehlingo ar Benedikto testai, rezultatus.

Į redukuojančius cukrų įeina visi monosacharidai ir kai kurie disacharidai, o į redukcinius cukrų neįeina kai kurie disacharidai ir visi polisacharidai.

Nuorodos

1. Benediktas, R. (1907). CUKRŲ SUMAŽINIMAS IR ĮVERTINIMAS. Journal of Biological Chemistry, 3, 101–117.
2. Bergas, J., Tymoczko, J., Gatto, G. ir Strayeris, L. (2015). Biochemija (8-asis leidimas). WH Freeman ir kompanija.
3. Chitvoranund, N., Jiemsirilers, S., & Kashima, DP (2013). Paviršiaus apdorojimo poveikis sidabro plėvelės sukibimui su stiklo pagrindu, pagamintu iš bešvinio dangos. Australijos keramikos draugijos žurnalas, 49 (1), 62–69.
4. Hildreth, A., Brown, G. (1942). Lane-Eynon metodo modifikavimas nustatant cukrų. Žurnalas Oficialių analitinių chemikų asociacija 25 (3): 775–778.
5. Jiang, Z., Wang, L., Wu, W., ir Wang, Y. (2013). Maillardo reakcijos produktų biologinis aktyvumas ir fizikinės bei cheminės savybės cukrinių galvijų kazeino peptidų modelių sistemose. Maisto chemija, 141 (4), 3837-3845.
6. Nelsonas, D., Coxas, M. ir Lehningeris, A. (2013). Lehningerio biochemijos principai (6 ^-asis ). WH Freeman ir kompanija.
7. Pedreschi, F., Mariotti, MS, & Granby, K. (2014). Aktualūs mitybos akrilamido klausimai: formavimas, mažinimas ir rizikos vertinimas. Maisto ir žemės ūkio mokslo žurnalas, 94 (1), 9–20.
8. Rajakylä, E., ir Paloposki, M. (1983). Cukrų (ir betaino) nustatymas melasoje efektyviosios skysčių chromatografijos metodu. Journal of Chromatography, 282, 595–602.
9. Svarstyklės, F. (1915). CUKRŲ SUMAŽINIMO NUSTATYMAS. Žurnalas „Ciological Chemistry“, 23, 81–87.
10. Voet, D., Voet, J. ir Pratt, C. (2016). Biochemijos pagrindai: gyvenimas molekuliniame lygmenyje (5-asis leidimas). Vilis.