SUKKERREDUKSJONER: METODER FOR BESTEMMELSE, VIKTIGHET - BIOLOGI - 2026

De reduserende sukkeretene er biomolekyler som fungerer som reduksjonsmidler; det vil si at de kan donere elektroner til et annet molekyl som de reagerer med. Med andre ord er et reduserende sukker et karbohydrat som inneholder en karbonylgruppe (C = O) i strukturen.

Denne karbonylgruppen består av et karbonatom bundet til et oksygenatom gjennom en dobbeltbinding. Denne gruppen kan finnes i forskjellige posisjoner i sukkermolekyler, noe som resulterer i andre funksjonelle grupper som aldehyder og ketoner.

Aldehyder og ketoner finnes i molekylene til enkle sukkerarter eller monosakkarider. Nevnte sukkerarter er klassifisert i ketoser hvis de har karbonylgruppen inne i molekylet (keton), eller aldoser hvis de inneholder den i terminalposisjonen (aldehyd).

Aldehyder er funksjonelle grupper som kan utføre oksidasjonsreduksjonsreaksjoner, som involverer bevegelse av elektroner mellom molekyler. Oksidasjon skjer når et molekyl mister en eller flere elektroner, og reduksjon skjer når et molekyl får en eller flere elektroner.

Av de typer karbohydrater som finnes, reduserer monosakkarider sukker. For eksempel fungerer glukose, galaktose og fruktose som reduksjonsmidler.

I noen tilfeller er monosakkarider en del av større molekyler som disakkarider og polysakkarider. Av denne grunn oppfører noen disakkarider - som maltose - seg også som reduserende sukker.

Metoder for bestemmelse av reduksjon av sukker

Benedictts test

For å bestemme tilstedeværelsen av reduserende sukker i en prøve, blir den oppløst i kokende vann. Tilsett deretter en liten mengde av Benedictts reagens og vent til løsningen når romtemperatur. I løpet av 10 minutter bør løsningen begynne å endre farge.

Hvis fargen endres til blå, er det ingen reduserende sukker til stede, spesielt glukose. Hvis en stor mengde glukose er til stede i prøven som skal testes, vil fargeendringen gå videre til grønn, gul, oransje, rød og til slutt brun.

Benedictts reagens er en blanding av flere forbindelser: det inkluderer vannfritt natriumkarbonat, natriumcitrat og kobber (II) sulfatpentahydrat. Når den er tilsatt løsningen med prøven, vil de mulige oksydasjonsreduksjonsreaksjoner begynne.

Hvis det er reduserende sukker, vil de redusere kobbersulfat (blå farge) i Benedict-løsningen til et kobbersulfid (rødlig farge), som ser ut som bunnfallet og er ansvarlig for fargeendringen.

Ikke-reduserende sukker kan ikke gjøre dette. Denne spesielle testen gir bare en kvalitativ forståelse av tilstedeværelsen av reduserende sukker; det vil si at det indikerer om det er reduserende sukker i prøven eller ikke.

Fehlings reagens

I likhet med Benedict-testen krever Fehling-testen at prøven blir fullstendig oppløst i en løsning; Dette gjøres i nærvær av varme for å sikre at det løses fullstendig. Etter dette tilsettes Fehling-løsningen under konstant omrøring.

Hvis det er reduserende sukker, bør løsningen begynne å endre farge når det dannes et oksid eller rødt bunnfall. Hvis det ikke er noen reduserende sukker, vil løsningen forbli blå eller grønn. Fehlings løsning er også fremstilt fra to andre løsninger (A og B).

Løsning A inneholder kobber (II) sulfatpentahydrat oppløst i vann, og løsning B inneholder natriumkaliumtartrat-tetrahydrat (Rochelles salt) og natriumhydroksyd i vann. De to løsningene blandes i like store deler for å lage den endelige testløsningen.

Denne testen brukes til å bestemme monosakkarider, spesielt aldoser og ketoser. Disse oppdages når aldehydet oksiderer til syre og danner et kobberoksyd.

Ved kontakt med en aldehydgruppe reduseres den til en kobberion, som danner det røde bunnfallet og indikerer tilstedeværelsen av reduserende sukker. Hvis det ikke var noen reduserende sukker i prøven, ville løsningen forbli blå, noe som indikerer et negativt resultat for denne testen.

Tollens reagens

Tollens-testen, også kjent som sølvspeiletesten, er en kvalitativ laboratorietest som brukes til å skille mellom en aldehyd og en keton. Den utnytter det faktum at aldehyder lett oksideres, mens ketoner ikke er det.

Tollens-testen bruker en blanding kjent som Tollens-reagens, som er en basisk løsning som inneholder sølvioner koordinert med ammoniakk.

Dette reagenset er ikke kommersielt tilgjengelig på grunn av sin korte holdbarhet, så det må tilberedes på laboratoriet når det skal brukes.

Reagensforberedelse innebærer to trinn:

Trinn 1

Det vandige sølvnitratet blandes med vandig natriumhydroksyd.

Steg 2

Vandig ammoniakk tilsettes dråpevis til det utfelte sølvoksydet er fullstendig oppløst.

Tollens-reagenset oksiderer aldehyder som er til stede i de korresponderende reduksjonssukkeret. Den samme reaksjonen innebærer reduksjon av sølvioner fra Tollens 'reagens, som omdanner dem til metallisk sølv. Hvis testen utføres i et rent prøverør, dannes et sølvbunn.

Et positivt resultat med Tollens-reagenset bestemmes således ved å observere et "sølvspeil" inne i reagensglasset; denne speileffekten er karakteristisk for denne reaksjonen.

Betydning

Å bestemme tilstedeværelsen av reduserende sukker i forskjellige prøver er viktig på flere måter, inkludert medisin og gastronomi.

Betydningen i medisin

Testing for å redusere sukker er blitt brukt i årevis for å diagnostisere pasienter med diabetes. Dette kan gjøres fordi denne sykdommen er preget av en økning i blodsukkernivået, som bestemmelsen av disse kan utføres med disse oksydasjonsmetodene.

Ved å måle mengden oksydasjonsmiddel redusert med glukose, er det mulig å bestemme konsentrasjonen av glukose i blod- eller urinprøver.

Dette gjør det mulig for pasienten å bli instruert i hvilken mengde insulin som skal injiseres for å bringe blodsukkernivået tilbake i normalområdet.

Maillards reaksjon

Maillard-reaksjonen inkluderer et sett med komplekse reaksjoner som oppstår når du tilbereder noen matvarer. Når temperaturen på maten øker, reagerer karbonylgruppene med reduserende sukker med aminogruppene i aminosyrene.

Denne tilberedningsreaksjonen genererer forskjellige produkter, og selv om mange er gunstige for helsen, er andre giftige og til og med kreftfremkallende. Av denne grunn er det viktig å kjenne til kjemien til de reduserende sukkerene som er inkludert i det normale kostholdet.

Når du tilbereder mat som er rik på stivelse - som poteter - ved veldig høye temperaturer (over 120 ° C), oppstår Maillard-reaksjonen.

Denne reaksjonen skjer mellom aminosyren asparagin og reduserende sukker, genererer akrylamidmolekyler, som er et nevrotoksin og et mulig kreftfremkallende middel.

Matkvalitet

Kvaliteten på visse matvarer kan overvåkes ved å redusere metodene for oppdagelse av sukker. For eksempel: i viner, juice og sukkerrør bestemmes nivået på reduserende sukker som en indikasjon på kvaliteten på produktet.

For bestemmelse av å redusere sukker i mat brukes Fehlings reagens med metylenblått vanligvis som en oksydreduksjonsindikator. Denne modifiseringen er ofte kjent som Lane-Eynon-metoden.

Forskjell mellom å redusere sukker og ikke-reduserende sukker

Forskjellen mellom reduserende og ikke-reduserende sukker er i deres molekylstruktur. Karbohydrater som andre molekyler reduserer, gjør det ved å donere elektroner fra deres gratis aldehyd- eller ketongrupper.

Derfor har ikke-reduserende sukker ikke frie aldehyder eller ketoner i strukturen. Følgelig gir de negative resultater i tester for påvisning av reduserende sukker, som Fehling- eller Benedict-testene.

Å redusere sukker inkluderer alle monosakkarider og noen disakkarider, mens ikke-reduserende sukker inneholder noen disakkarider og alle polysakkarider.

referanser

1. Benedict, R. (1907). DETEKSJONEN OG Estimasjonen av å redusere sukker. Journal of Biologisk kjemi, 3, 101-117.
2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biokjemi (8. utg.). WH Freeman and Company.
3. Chitvoranund, N., Jiemsirilers, S., & Kashima, DP (2013). Effekter av overflatebehandling på vedheft av sølvfilm på glassunderlag fremstilt av elektroløs plating. Journal of the Australian Ceramic Society, 49 (1), 62–69.
4. Hildreth, A., Brown, G. (1942). Modifisering av Lane-Eynon-metoden for sukkerbestemmelse. Journal Association of Official Analytical Chemists 25 (3): 775-778.
5. Jiang, Z., Wang, L., Wu, W., & Wang, Y. (2013). Biologiske aktiviteter og fysisk-kjemiske egenskaper ved Maillard-reaksjonsprodukter i sukker-bovine kaseinpeptidmodelsystemer. Matkjemi, 141 (4), 3837-3845.
6. Nelson, D., Cox, M. & Lehninger, A. (2013). Lehninger Principles of Biochemistry (6 ^th ). WH Freeman and Company.
7. Pedreschi, F., Mariotti, MS, & Granby, K. (2014). Aktuelle problemer i diettakrylamid: Dannelse, avbøtning og risikovurdering. Journal of the Science of Food and Agriculture, 94 (1), 9–20.
8. Rajakylä, E., & Paloposki, M. (1983). Bestemmelse av sukker (og betain) i melasse ved hjelp av høy ytelse væskekromatografi. Journal of Chromatography, 282, 595–602.
9. Scales, F. (1915). BESTEMMELSE AV REDUSERING AV SUKKER. The Journal of Cological Chemistry, 23, 81–87.
10. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Fundamentals of Biochemistry: Life on the Molecular Level (5. utg.). Wiley.