CUKORCSÖKKENTÉS: MEGHATÁROZÁSI MÓDSZEREK, FONTOSSÁG - BIOLÓGIA - 2026

A redukáló cukrok olyan biomolekulák, amelyek redukálószerként működnek; azaz elektronokat adhat egy másik molekula számára, amellyel reagálnak. Más szavakkal, a redukáló cukor olyan szénhidrát, amelynek szerkezete karbonilcsoportot (C = O) tartalmaz.

Ezt a karbonilcsoportot egy szénatom alkotja, amely kettős kötéssel egy oxigénatomhoz kapcsolódik. Ez a csoport megtalálható a cukormolekulák különböző pozícióiban, amelyek más funkcionális csoportokat eredményeznek, például aldehideket és ketonokat.

Az aldehideket és a ketonokat az egyszerű cukrok vagy monoszacharidok molekulái tartalmazzák. Az említett cukrokat ketózokba lehet besorolni, ha a molekulán belül van karbonilcsoport (keton), vagy aldózok, ha a terminális helyzetben vannak (aldehid).

Az aldehidek olyan funkcionális csoportok, amelyek oxidációs-redukciós reakciókat hajthatnak végre, amelyek magukban foglalják az elektronok molekulák közötti mozgását. Az oxidáció akkor történik, amikor egy molekula elveszít egy vagy több elektronot, és a redukció akkor következik be, amikor a molekula egy vagy több elektronot nyer.

A létező szénhidrátok közül a monoszacharidok redukáló cukrok. Például a glükóz, a galaktóz és a fruktóz redukálószerként működik.

Egyes esetekben a monoszacharidok nagyobb molekulák részei, például diszacharidok és poliszacharidok. Ezért néhány diszacharid - például a maláta - szintén redukáló cukrokként viselkedik.

Módszerek a redukáló cukrok meghatározására

Benedictus tesztje

A redukáló cukrok jelenlétének meghatározásához a mintában forrásban lévő vízben oldják. Ezután adjunk hozzá egy kis mennyiségű Benedict reagenst és várjuk meg, amíg az oldat szobahőmérsékletre melegszik. 10 percen belül az oldat színének meg kell változnia.

Ha a szín kékre változik, akkor nincs redukálócukor, különösen glükóz. Ha nagy mennyiségű glükóz van a vizsgálandó mintában, akkor a színváltozás zöldre, sárgara, narancsra, pirosra és végül barnara változik.

A Benedict reagens több vegyület keveréke: tartalmaz vízmentes nátrium-karbonátot, nátrium-citrátot és réz (II) -szulfát-pentahidrátot. Miután hozzáadtuk az oldathoz a mintával, megkezdődnek a lehetséges oxidációs-redukciós reakciók.

Ha vannak redukáló cukrok, akkor ezek a réz-szulfátot (kék színű) a Benedict-oldatban réz-szulfiddá (vöröses színű) redukálják, amely úgy néz ki, mint a csapadék, és felelős a színváltozásért.

A nem redukáló cukrok ezt nem tudják megtenni. Ez a konkrét teszt csak a redukáló cukrok jelenlétének kvalitatív megértését biztosítja; vagyis azt jelzi, hogy vannak-e redukáló cukrok a mintában.

Fehling reagense

A Benedict-teszthez hasonlóan a Fehling-teszt megköveteli, hogy a mintát teljesen feloldják oldatban; Ezt hő jelenlétében végzik, annak biztosítása érdekében, hogy teljes mértékben feloldódjon. Ezután állandó keverés közben hozzáadjuk a Fehling oldatot.

Ha redukáló cukrok vannak jelen, az oldat színének meg kell változnia, mivel oxid vagy vörös csapadék képződik. Ha nincs redukálócukor, az oldat kék vagy zöld színű marad. Fehling oldatát két másik oldatból (A és B) is készítik.

Az A oldat vízben oldott réz (II) -szulfát-pentahidrátot tartalmaz, a B oldat nátrium-kálium-tartarát-tetrahidrátot (Rochelle-só) és nátrium-hidroxidot tartalmaz vízben. A két oldatot egyenlő részekben keverjük össze, hogy elkészítsük a végső tesztoldatot.

Ezt a tesztet használják a monoszacharidok, különösen az aldózok és a ketózok meghatározására. Ezeket akkor észleljük, amikor az aldehid savsá oxidál és réz-oxidot képez.

Aldehidcsoporttal való érintkezéskor rézionsá redukálódik, amely a vörös csapadékot képezi, és redukáló cukrok jelenlétét jelzi. Ha a mintában nem lennének redukáló cukrok, az oldat kék marad, jelezve ennek a tesztnek a negatív eredményét.

Tollens reagens

A Tollens-teszt, amelyet ezüst tükörtesztnek is neveznek, kvalitatív laboratóriumi teszt az aldehid és a keton megkülönböztetésére. Kihasználja azt a tényt, hogy az aldehidek könnyen oxidálódnak, míg a ketonok nem.

A Tollens-tesztben Tollens-reagens néven ismert elegyet használunk, amely egy ammóniával koordinált ezüst-ionokat tartalmazó bázikus oldat.

Ez a reagens rövid forgalmi ideje miatt nem kapható a kereskedelemben, ezért felhasználás céljából a laboratóriumban el kell készíteni.

A reagens előállítása két lépésből áll:

1. lépés

A vizes ezüst-nitrátot vizes nátrium-hidroxiddal keverjük.

2. lépés

Vizes ammóniát csepegtetünk hozzá, amíg a kicsapott ezüst-oxid teljesen feloldódik.

A Tollens-reagens oxidálja az aldehideket, amelyek a megfelelő redukálócukrokban vannak. Ugyanez a reakció magában foglalja az ezüstionok redukálását Tollens reagenseiből, amely fém ezüstré alakítja azokat. Ha a vizsgálatot tiszta kémcsőben végzik, ezüst csapadék képződik.

Tehát a Tollens reagenssel pozitív eredményt úgy lehet meghatározni, hogy a kémcsőben egy "ezüst tükröt" figyelünk meg; ez a tükörhatás jellemzi ezt a reakciót.

fontosság

A redukáló cukrok jelenlétének meghatározása a különféle mintákban sok szempontból fontos, beleértve az orvostudományt és a gasztronómiát is.

Fontosság az orvostudományban

A cukrok redukciójának tesztelését évek óta alkalmazzák a cukorbetegek diagnosztizálására. Ez megtehető, mert ezt a betegséget a vér glükózszintjének emelkedése jellemzi, és ezek meghatározása ezen oxidációs módszerekkel elvégezhető.

A glükózzal redukált oxidálószer mennyiségének mérésével meghatározható a vér- vagy vizeletminták glükózkoncentrációja.

Ez lehetővé teszi a beteg számára, hogy kapja meg az injekcióhoz szükséges megfelelő inzulinmennyiséget, hogy a vércukorszint a normál tartományba kerüljön.

Maillard reakciója

A Maillard reakció komplex reakciók sorozatát tartalmazza, amelyek bizonyos ételek főzésekor fordulnak elő. Az élelmiszer hőmérsékletének emelkedésével a redukáló cukrok karbonilcsoportjai reagálnak az aminosavak aminocsoportjaival.

Ez a főzési reakció különféle termékeket hoz létre, és bár sokuk egészségre jótékony hatású, mások mérgezőek és rákkeltőek. Ezért fontos ismerni a rendes étrendben szereplő redukáló cukrok kémiai jellemzőit.

Keményítődús ételek - például burgonya - főzésekor nagyon magas hőmérsékleten (több mint 120 ° C) a Maillard-reakció lép fel.

Ez a reakció az aszparagin aminosav és a redukáló cukrok között zajlik, és akrilamid molekulákat hoz létre, amely egy neurotoxin és egy lehetséges karcinogén.

Ételminőség

Bizonyos ételek minőségét csökkentő cukortartalmi módszerekkel lehet ellenőrizni. Például: a borokban, gyümölcslevekben és cukornádban a redukáló cukrok szintjét a termék minőségének jelzéseként határozzák meg.

Az élelmiszerek redukálócukorjának meghatározására általában Fehling-metilén-kék reagenst használnak oxid-redukciós indikátorként. Ezt a módosítást általában Lane-Eynon módszernek nevezik.

Különbség a redukáló és a nem redukáló cukrok között

A redukáló és nem redukáló cukrok közötti különbség molekuláris szerkezetükben van. A szénhidrátok, amelyeket más molekulák redukálnak, ezt úgy teszik, hogy szabad aldehid- vagy ketoncsoportjukból elektronokat adományozzák.

Ezért a nem redukáló cukrok szerkezetében nincs szabad aldehid vagy keton. Következésképpen negatív eredményeket adnak a redukáló cukrok kimutatására szolgáló tesztekben, például a Fehling vagy a Benedict tesztekben.

A redukáló cukrok tartalmazzák az összes monoszacharidot és néhány diszacharidot, míg a nem redukáló cukrok tartalmaznak néhány diszacharidot és valamennyi poliszacharidot.

Irodalom

1. Benedict, R. (1907). A CUKOROK KISZERELÉSE ÉS BEMUTATÁSA. Journal of Biological Chemistry, 3, 101-117.
2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. és Strayer, L. (2015). Biokémia (8. kiadás). WH Freeman és társaság.
3. Chitvoranund, N., Jiemsirilers, S., és Kashima, DP (2013). A felületkezelés hatása az ezüst fólia tapadására az elektro nélküli borítás által gyártott üvegszubsztrátumra. Az Australian Ceramic Society Journal, 49 (1), 62–69.
4. Hildreth, A., Brown, G. (1942). A Lane-Eynon módszer módosítása a cukor meghatározására. A Hivatalos Analitikus Vegyészek Szövetsége (25) (3): 775-778.
5. Jiang, Z., Wang, L., Wu, W. és Wang, Y. (2013). A Maillard reakciótermékek biológiai aktivitása és fizikai-kémiai tulajdonságai cukor-szarvasmarha-kazein-peptid modellrendszerekben. Food Chemistry, 141 (4), 3837-3845.
6. Nelson, D., Cox, M. és Lehninger, A. (2013). Lehninger: Principles of Biochemistry (6 ^th). WH Freeman és társaság.
7. Pedreschi, F., Mariotti, MS, és Granby, K. (2014). Az étrendi akrilamid jelenlegi kérdései: képződés, enyhítés és kockázatértékelés. Az Élelmiszer és Mezőgazdaság Tudományos Lapja, 94 (1), 9–20.
8. Rajakylä, E. és Paloposki, M. (1983). Cukorok (és betain) meghatározása melaszban nagy teljesítményű folyadékkromatográfiával. Journal of Chromatography, 282, 595–602.
9. Scales, F. (1915). A CUKOROK CSÖKKENTÉSE MEGHATÁROZÁSA. The Journal of Ciological Chemistry, 23, 81–87.
10. Voet, D., Voet, J. és Pratt, C. (2016). A biokémia alapjai: Az élet molekuláris szinten (5. kiadás). Wiley.