SOCKERREDUKTIONER: METODER FÖR BESTÄMNING, VIKT - BIOLOGI - 2025

De reducerande sockerna är biomolekyler som fungerar som reduktionsmedel; de kan donera elektroner till en annan molekyl som de reagerar med. Med andra ord är ett reducerande socker ett kolhydrat som innehåller en karbonylgrupp (C = O) i sin struktur.

Denna karbonylgrupp består av en kolatom bunden till en syreatom genom en dubbelbindning. Denna grupp kan hittas i olika positioner i sockermolekyler, vilket resulterar i andra funktionella grupper såsom aldehyder och ketoner.

Aldehyder och ketoner finns i molekylerna i enkla sockerarter eller monosackarider. Nämnda sockerarter klassificeras som ketoser om de har karbonylgruppen inuti molekylen (keton) eller aldoser om de innehåller den i terminalläget (aldehyd).

Aldehyder är funktionella grupper som kan utföra oxidationsreduktionsreaktioner, som involverar förflyttning av elektroner mellan molekyler. Oxidation sker när en molekyl tappar en eller flera elektroner, och reduktion sker när en molekyl får en eller flera elektroner.

Av de typer av kolhydrater som finns, reducerar monosackarider alla sockerarter. Till exempel fungerar glukos, galaktos och fruktos som reduktionsmedel.

I vissa fall är monosackarider en del av större molekyler såsom disackarider och polysackarider. Av denna anledning uppträder vissa disackarider - såsom maltos - också som reducerande sockerarter.

Metoder för bestämning av reducerande sockerarter

Benedictts test

För att bestämma närvaron av reducerande sockerarter i ett prov löses det i kokande vatten. Tillsätt sedan en liten mängd av Benedictts reagens och vänta tills lösningen når rumstemperatur. Inom 10 minuter bör lösningen börja ändra färg.

Om färgen ändras till blått finns det inga reducerande sockerarter, särskilt glukos. Om en stor mängd glukos finns i provet som ska testas, kommer färgförändringen att fortsätta till grönt, gult, orange, rött och slutligen brunt.

Benedictts reagens är en blandning av flera föreningar: det inkluderar vattenfritt natriumkarbonat, natriumcitrat och koppar (II) sulfatpentahydrat. När den har lagts till lösningen med provet kommer de möjliga oxidationsreduktionsreaktionerna att börja.

Om det minskar sockerarter kommer de att reducera kopparsulfat (blå färg) i Benedict-lösningen till en kopparsulfid (rödaktig färg), som ser ut som fällningen och ansvarar för färgförändringen.

Icke-reducerande sockerarter kan inte göra detta. Detta specifika test ger endast en kvalitativ förståelse av närvaron av reducerande sockerarter; det vill säga det indikerar om det finns reducerande sockerarter i provet eller inte.

Fehlings reagens

I likhet med Benedict-testet kräver Fehling-testet att provet löses fullständigt i en lösning; Detta görs i närvaro av värme för att säkerställa att det upplöses fullständigt. Efter detta tillsätts Fehling-lösningen under konstant omröring.

Om reducerande socker finns, bör lösningen börja ändra färg när det bildar en oxid eller röda fällningar. Om det inte finns några reducerande sockerarter förblir lösningen blå eller grön. Fehlings lösning framställs också av två andra lösningar (A och B).

Lösning A innehåller koppar (II) sulfatpentahydrat upplöst i vatten, och lösning B innehåller natriumkaliumtartrat-tetrahydrat (Rochelles salt) och natriumhydroxid i vatten. De två lösningarna blandas i lika delar för att göra den slutliga testlösningen.

Detta test används för att bestämma monosackarider, specifikt aldoser och ketoser. Dessa upptäcks när aldehyden oxiderar till syra och bildar en kopparoxid.

Vid kontakt med en aldehydgrupp reduceras den till en kopparjon, som bildar den röda fällningen och indikerar närvaron av reducerande sockerarter. Om det inte fanns några reducerande sockerarter i provet, skulle lösningen förbli blå, vilket indikerar ett negativt resultat för detta test.

Tollens reagens

Tollens-testet, även känt som silverspegeltestet, är ett kvalitativt laboratorietest som används för att skilja mellan en aldehyd och en keton. Det utnyttjar det faktum att aldehyder lätt oxideras, medan ketoner inte är det.

Tollens-testet använder en blandning känd som Tollens-reagens, som är en baslösning som innehåller silverjoner koordinerade med ammoniak.

Detta reagens är inte kommersiellt tillgängligt på grund av dess korta hållbarhetstid, så det måste förberedas på laboratoriet när det ska användas.

Reagensberedning innefattar två steg:

Steg 1

Det vattenhaltiga silvernitratet blandas med vattenhaltig natriumhydroxid.

Steg 2

Vattenhaltig ammoniak tillsättes droppvis tills den utfällda silveroxiden är fullständigt upplöst.

Tollens-reagenset oxiderar aldehyder som finns i motsvarande reducerande sockerarter. Samma reaktion innebär reduktion av silverjoner från Tollens reagens, som omvandlar dem till metalliskt silver. Om testet utförs i ett rent provrör bildas en silverutfällning.

Således bestäms ett positivt resultat med Tollens-reagenset genom att observera en "silverspegel" inuti provröret; denna spegeleffekt är karakteristisk för denna reaktion.

Betydelse

Att fastställa närvaron av reducerande sockerarter i olika prover är viktigt i flera avseenden, inklusive medicin och gastronomi.

Vikten av medicin

Testning för att minska sockerarter har använts i flera år för att diagnostisera patienter med diabetes. Detta kan göras eftersom denna sjukdom kännetecknas av en ökning av glukosnivån i blodet, med vilken bestämningen av dessa kan utföras med dessa oxidationsmetoder.

Genom att mäta mängden oxidationsmedel reducerat med glukos är det möjligt att bestämma koncentrationen av glukos i blod- eller urinprover.

Detta gör att patienten kan instrueras om lämplig mängd insulin för att injicera för att återföra blodsockernivåerna i normalområdet.

Maillards reaktion

Maillard-reaktionen inkluderar en uppsättning komplexa reaktioner som uppstår när du lagar mat i vissa livsmedel. När matens temperatur ökar reagerar karbonylgrupperna för reducerande sockerarter med aminogrupparna i aminosyror.

Denna matlagningsreaktion genererar olika produkter, och även om många är fördelaktiga för hälsan, är andra giftiga och till och med cancerframkallande. Av denna anledning är det viktigt att känna till kemin för de reducerande sockerarter som ingår i den normala kosten.

När man ställer mat som är rik på stärkelse - som potatis - vid mycket höga temperaturer (högre än 120 ° C) inträffar Maillard-reaktionen.

Denna reaktion inträffar mellan aminosyran asparagin och reducerande sockerarter, alstrande akrylamidmolekyler, som är ett neurotoxin och ett möjligt cancerframkallande medel.

Mat kvalité

Kvaliteten på vissa livsmedel kan övervakas genom att minska sockerdetekteringsmetoder. Till exempel: i vin, juice och sockerrör bestäms nivån för reducerande socker som en indikation på produktens kvalitet.

För bestämning av reducering av socker i livsmedel används Fehlings reagens med metylenblått normalt som en oxidreduktionsindikator. Denna modifiering är allmänt känd som Lane-Eynon-metoden.

Skillnad mellan att reducera sockerarter och icke-reducerande sockerarter

Skillnaden mellan reducerande och icke-reducerande socker är i deras molekylstruktur. Kolhydrater som andra molekyler reducerar gör det genom att donera elektroner från deras fria aldehyd- eller ketongrupper.

Därför har icke-reducerande sockerarter inte fria aldehyder eller ketoner i sin struktur. Följaktligen ger de negativa resultat i test för upptäckt av reducerande sockerarter, såsom Fehling- eller Benedict-testen.

Minskning av sockerarter inkluderar alla monosackarider och vissa disackarider, medan icke-reducerande sockerarter inkluderar vissa disackarider och alla polysackarider.

referenser

1. Benedict, R. (1907). DETEKTION OCH BERÄMNING AV REDUCERING AV SOCKER. Journal of Biologisk kemi, 3, 101-117.
2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biokemi (8: e upplagan). WH Freeman and Company.
3. Chitvoranund, N., Jiemsirilers, S., & Kashima, DP (2013). Effekter av ytbehandling vid vidhäftning av silverfilm på glasunderlag tillverkat av elektrolös plätering. Journal of the Australian Ceramic Society, 49 (1), 62–69.
4. Hildreth, A., Brown, G. (1942). Modifiering av Lane-Eynon-metoden för bestämning av socker. Journal Association of Official Analytical Chemists 25 (3): 775-778.
5. Jiang, Z., Wang, L., Wu, W., & Wang, Y. (2013). Biologiska aktiviteter och fysisk-kemiska egenskaper hos Maillard-reaktionsprodukter i system med socker-bovint kaseinpeptid. Food Chemistry, 141 (4), 3837-3845.
6. Nelson, D., Cox, M. & Lehninger, A. (2013). Lehninger Principles of Biochemistry (6: ^e ). WH Freeman and Company.
7. Pedreschi, F., Mariotti, MS, & Granby, K. (2014). Aktuella problem i akrylamid i dieten: Bildande, mildring och riskbedömning. Journal of the Science of Food and Agriculture, 94 (1), 9–20.
8. Rajakylä, E., & Paloposki, M. (1983). Bestämning av sockerarter (och betain) i melass med högpresterande vätskekromatografi. Journal of Chromatography, 282, 595–602.
9. Scales, F. (1915). BESTÄMNING AV REDUCERING AV SOCKER. Journal of Cological Chemistry, 23, 81–87.
10. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Fundamentals of Biochemistry: Life on the Molecular Level (5: e upplagan). Wiley.