SOKERIN VÄHENNYKSET: MÄÄRITYSMENETELMÄT, MERKITYS - BIOLOGIA - 2025

Pelkistävät sokerit ovat biomolekyylien, jotka toimivat vähentävät aineet; toisin sanoen he voivat luovuttaa elektroneja toiseen molekyyliin, jonka kanssa ne reagoivat. Toisin sanoen pelkistävä sokeri on hiilihydraatti, jonka rakenteessa on karbonyyliryhmä (C = O).

Tämä karbonyyliryhmä koostuu hiiliatomista, joka on sitoutunut happiatomiin kaksoissidoksen kautta. Tämä ryhmä voi löytyä erilaisista asemista sokerimolekyyleissä, mikä johtaa muihin funktionaalisiin ryhmiin, kuten aldehydeihin ja ketoneihin.

Aldehydejä ja ketoneja löytyy yksinkertaisten sokerien tai monosakkaridien molekyyleistä. Nämä sokerit luokitellaan ketooseiksi, jos niissä on karbonyyliryhmä molekyylin sisällä (ketoni), tai aldooseiksi, jos ne sisältävät sen terminaalisessa asennossa (aldehydi).

Aldehydit ovat funktionaalisia ryhmiä, jotka voivat suorittaa hapettumisen-pelkistysreaktioita, joihin sisältyy elektronien liikkuminen molekyylien välillä. Hapettuminen tapahtuu, kun molekyyli menettää yhden tai useamman elektronin, ja pelkistys tapahtuu, kun molekyyli saa yhden tai useampia elektroneja.

Olemassa olevista hiilihydraattityypeistä monosakkaridit ovat kaikki pelkistäviä sokereita. Esimerkiksi glukoosi, galaktoosi ja fruktoosi toimivat pelkistysaineina.

Joissakin tapauksissa monosakkaridit ovat osa suurempia molekyylejä, kuten disakkarideja ja polysakkarideja. Tästä syystä jotkin disakkaridit - kuten maltoosi - käyttäytyvät myös pelkistävinä sokereina.

Menetelmät pelkistävien sokerien määrittämiseksi

Benedictin testi

Pelkistävien sokerien läsnäolon määrittämiseksi näytteessä se liuotetaan kiehuvaan veteen. Lisää seuraavaksi pieni määrä Benedictin reagenssia ja odota, että liuos saavuttaa huoneenlämpötilan. 10 minuutin kuluessa liuoksen tulisi alkaa vaihtaa väriä.

Jos väri muuttuu siniseksi, niin siinä ei ole pelkistäviä sokereita, erityisesti glukoosia. Jos testattavassa näytteessä on suuri määrä glukoosia, värinmuutos etenee vihreäksi, keltaiseksi, oranssiksi, punaiseksi ja lopulta ruskeaksi.

Benedictin reagenssi on sekoitus useista yhdisteistä: se sisältää vedetöntä natriumkarbonaattia, natriumsitraattia ja kupari (II) sulfaattipentahydraattia. Kun liuos on lisätty näytteellä, mahdolliset hapettumisen-pelkistysreaktiot alkavat.

Jos pelkistäviä sokereita on, ne pelkistävät Benedictus-liuoksessa olevan kuparisulfaatin (sininen väri) kuparisulfidiksi (punaisen värinen), joka näyttää saostumalta ja on vastuussa värinmuutoksesta.

Pelkistämättömät sokerit eivät voi tehdä tätä. Tämä tietty testi antaa vain laadullisen käsityksen pelkistävien sokerien esiintymisestä; eli se osoittaa, onko näytteessä pelkistäviä sokereita.

Fehlingin reagenssi

Samoin kuin Benedictus-testissä, Fehling-testi edellyttää, että näyte liuotetaan kokonaan liuokseen; Tämä tehdään lämmön läsnä ollessa sen varmistamiseksi, että se liukenee kokonaan. Tämän jälkeen Fehling-liuos lisätään jatkuvasti sekoittaen.

Jos läsnä on pelkistäviä sokereita, liuoksen tulisi alkaa muuttua väriä, kun muodostuu oksidia tai punaista sakkaa. Jos pelkistäviä sokereita ei ole läsnä, liuos pysyy sinisenä tai vihreänä. Fehlingin liuos valmistetaan myös kahdesta muusta liuoksesta (A ja B).

Liuos A sisältää veteen liuotettua kupari (II) sulfaattipentahydraattia ja liuos B sisältää natriumkaliumtartraattitetrahydraattia (Rochelle'n suola) ja natriumhydroksidia vedessä. Kaksi liuosta sekoitetaan yhtä suureen osaan lopullisen koeliuoksen valmistamiseksi.

Tätä testiä käytetään monosakkaridien, erityisesti aldoosien ja ketoosien, määrittämiseen. Ne havaitaan, kun aldehydi hapettuu hapoksi ja muodostaa kuparioksidin.

Kosketuksessa aldehydiryhmän kanssa se pelkistetään kupari-ioniksi, joka muodostaa punaisen sakan ja osoittaa pelkistävien sokerien läsnäolon. Jos näytteessä ei ollut pelkistäviä sokereita, liuos jää siniseksi, mikä osoittaa negatiivisen tuloksen tälle testille.

Tollens-reagenssi

Tollens-testi, joka tunnetaan myös nimellä hopeapeilikoe, on laadullinen laboratoriotesti, jota käytetään erottamaan aldehydi ja ketoni. Se hyödyntää sitä tosiasiaa, että aldehydit hapettuvat helposti, kun taas ketonit eivät.

Tollens-testissä käytetään Tollens-reagenssina tunnettua seosta, joka on emäksinen liuos, joka sisältää hopea-ioneja, koordinoituna ammoniakin kanssa.

Tätä reagenssia ei ole kaupallisesti saatavana lyhyen säilyvyysajansa takia, joten se on valmistettava laboratoriossa käytettäväksi.

Reagenssin valmistus käsittää kaksi vaihetta:

Vaihe 1

Vesipitoinen hopeanitraatti sekoitetaan vesipitoisen natriumhydroksidin kanssa.

Vaihe 2

Vesipitoista ammoniakkia lisätään tipoittain, kunnes saostunut hopeaoksidi on liuennut kokonaan.

Tollens-reagenssi hapettaa aldehydit, joita on vastaavissa pelkistävissä sokereissa. Samaan reaktioon kuuluu hopea-ionien pelkistäminen Tollensin reagenssista, joka muuttaa ne metalliseksi hopeiseksi. Jos testi suoritetaan puhtaassa koeputkessa, muodostuu hopeasakka.

Siten positiivinen tulos Tollens-reagenssilla määritetään tarkkailemalla "hopeapeiliä" koeputken sisällä; tämä peiliefekti on ominaista tälle reaktiolle.

Merkitys

Pelkistävien sokerien esiintymisen määrittäminen eri näytteissä on tärkeää monessa suhteessa, mukaan lukien lääketiede ja gastronomia.

Tärkeys lääketieteessä

Sokerien vähentämistestejä on käytetty vuosien ajan diabeteksen diagnosoimiseen. Tämä voidaan tehdä, koska tälle sairaudelle on ominaista veren glukoositasojen nousu, jolla nämä voidaan määrittää näillä hapetusmenetelmillä.

Mittaamalla glukoosilla pelkistetyn hapettimen määrä on mahdollista määrittää glukoosipitoisuus veri- tai virtsanäytteissä.

Tämän avulla potilasta voidaan ohjata sopivasta määrästä insuliinia injektoitavaksi verensokerin palauttamiseksi normaalille alueelle.

Maillardin reaktio

Maillard-reaktio sisältää joukon monimutkaisia ​​reaktioita, joita tapahtuu keitettäessä joitain ruokia. Ruoan lämpötilan noustessa pelkistävien sokerien karbonyyliryhmät reagoivat aminohappojen aminoryhmien kanssa.

Tämä keittoreaktio tuottaa erilaisia ​​tuotteita ja, vaikka monet niistä ovat hyödyllisiä terveydelle, toiset ovat myrkyllisiä ja jopa syöpää aiheuttavia. Tästä syystä on tärkeää tuntea normaaliin ruokavalioon sisältyvien pelkistävien sokerien kemia.

Kun keitetään tärkkelysrikkaita ruokia - kuten perunoita - erittäin korkeissa lämpötiloissa (yli 120 ° C), tapahtuu Maillard-reaktio.

Tämä reaktio tapahtuu aminohapon asparagiinin ja pelkistävien sokerien välillä, jolloin muodostuu akryyliamidimolekyylejä, joka on neurotoksiini ja mahdollinen syöpää aiheuttava aine.

Ruoan laatu

Tiettyjen ruokien laatua voidaan seurata vähentämällä sokerin havaitsemismenetelmiä. Esimerkiksi: viineissä, mehuissa ja sokeriruo'ossa pelkistävien sokerien määrä määritetään osoituksena tuotteen laadusta.

Pelkistävien sokerien määrittämiseksi elintarvikkeissa oksidien pelkistysindikaattorina käytetään yleensä Fehlingin reagenssia metyleenisinisen kanssa. Tämä modifikaatio tunnetaan yleisesti nimellä Lane-Eynon -menetelmä.

Pelkistävien ja pelkistämättömien sokerien välinen ero

Pelkistävien ja pelkistämättömien sokerien välinen ero on niiden molekyylirakenteessa. Hiilihydraatit, joita muut molekyylit vähentävät, tekevät niin luovuttamalla elektroneja vapaista aldehydi- tai ketoniryhmistään.

Siksi pelkistämättömien sokerien rakenteessa ei ole vapaita aldehydejä tai ketoneja. Tämän seurauksena ne antavat negatiivisia tuloksia pelkistävien sokerien havaitsemistesteissä, kuten Fehling- tai Benedictus-testit.

Pelkistäviin sokereihin sisältyvät kaikki monosakkaridit ja jotkut disakkaridit, kun taas pelkistämättömiin sokereihin sisältyy joitain disakkarideja ja kaikki polysakkaridit.

Viitteet

1. Benedict, R. (1907). SOKERIEN VÄHENTÄMINEN JA ARVIOINTI. Journal of Biological Chemistry, 3, 101 - 117.
2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biokemia (8. painos). WH Freeman ja yritys.
3. Chitvoranund, N., Jiemsirilers, S., ja Kashima, DP (2013). Pintakäsittelyn vaikutukset hopeakalvon tarttumiseen sähköttömällä pinnoituksella valmistettuun lasialustaan. Journal of Australian Ceramic Society, 49 (1), 62–69.
4. Hildreth, A., Brown, G. (1942). Lane-Eynon -menetelmän muokkaaminen sokerin määritykseen. Journal Association of Official Analytical Chemists 25 (3): 775-778.
5. Jiang, Z., Wang, L., Wu, W., ja Wang, Y. (2013). Maillard-reaktiotuotteiden biologiset aktiivisuudet ja fysikaalis-kemialliset ominaisuudet sokeri-naudan kaseiinipeptidimallijärjestelmissä. Food Chemistry, 141 (4), 3837 - 3845.
6. Nelson, D., Cox, M. & Lehninger, A. (2013). Lehningerin biokemian periaatteet (6. ^th). WH Freeman ja yritys.
7. Pedreschi, F., Mariotti, MS, ja Granby, K. (2014). Ruokavalioakryyliamidin ajankohtaiset aiheet: Muodostuminen, lieventäminen ja riskinarviointi. Elintarvike- ja maatalouden tiedelehti, 94 (1), 9–20.
8. Rajakylä, E., ja Paloposki, M. (1983). Sokerien (ja betaiinin) määritys melassissa korkean erotuskyvyn nestekromatografialla. Journal of Chromatography, 282, 595–602.
9. Scales, F. (1915). SOKERIEN VÄHENTÄMISEN MÄÄRITTELY. The Journal of Ciological Chemistry, 23, 81–87.
10. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Biokemian perusteet: Elämä molekyylitasolla (5. painos). Wiley.