CUKURA SAMAZINĀŠANA: NOTEIKŠANAS METODES, NOZĪME - BIOLOĢIJA - 2025

The reducējošo cukuru ir biomolekulas, ka funkcija kā reducētāji; tas ir, viņi var ziedot elektronus citai molekulai, ar kuru viņi reaģē. Citiem vārdiem sakot, reducējošais cukurs ir ogļhidrāts, kura struktūrā ir karbonilgrupa (C = O).

Šo karbonilgrupu veido oglekļa atoms, kas ar divkāršu saiti ir saistīts ar skābekļa atomu. Šo grupu var atrast dažādās pozīcijās cukura molekulās, kā rezultātā rodas citas funkcionālās grupas, piemēram, aldehīdi un ketoni.

Aldehīdi un ketoni ir atrodami vienkāršo cukuru vai monosaharīdu molekulās. Minētos cukurus klasificē ketozēs, ja tiem molekulas iekšpusē ir karbonilgrupa (ketons), vai aldozēs, ja tie satur terminālu (aldehīds).

Aldehīdi ir funkcionālās grupas, kas var veikt oksidācijas-reducēšanās reakcijas, kas ietver elektronu kustību starp molekulām. Oksidācija notiek, ja molekula zaudē vienu vai vairākus elektronus, un reducēšanās notiek, ja molekula iegūst vienu vai vairākus elektronus.

No visiem ogļhidrātu veidiem monosaharīdi ir visi reducējošie cukuri. Piemēram, glikoze, galaktoze un fruktoze darbojas kā reducētāji.

Dažos gadījumos monosaharīdi ir daļa no lielākām molekulām, piemēram, disaharīdi un polisaharīdi. Šī iemesla dēļ daži disaharīdi, piemēram, maltoze, darbojas arī kā reducējošie cukuri.

Reducējošo cukuru noteikšanas metodes

Benedikta pārbaude

Lai noteiktu reducējošo cukuru klātbūtni paraugā, to izšķīdina verdošā ūdenī. Pēc tam pievienojiet nelielu daudzumu Benedikta reaģenta un pagaidiet, līdz šķīdums sasniegs istabas temperatūru. 10 minūšu laikā šķīdumam vajadzētu sākt mainīt krāsu.

Ja krāsa mainās uz zilu, tad tajā nav reducējošo cukuru, īpaši glikozes. Ja pārbaudāmajā paraugā ir liels daudzums glikozes, krāsas maiņa mainās uz zaļu, dzeltenu, oranžu, sarkanu un visbeidzot brūnu.

Benedikta reaģents ir vairāku savienojumu maisījums: tas satur bezūdens nātrija karbonātu, nātrija citrātu un vara (II) sulfāta pentahidrātu. Pēc pievienošanas šķīdumam ar paraugu sāksies iespējamās oksidācijas-reducēšanās reakcijas.

Ja ir reducējošie cukuri, tie reducē vara sulfātu (zilā krāsā) Benedikta šķīdumā līdz vara sulfīdam (sarkanīga krāsa), kas izskatās kā nogulsnes un ir atbildīgs par krāsas maiņu.

Nesamazinoši cukuri to nevar izdarīt. Šis konkrētais tests sniedz tikai kvalitatīvu izpratni par reducējošo cukuru klātbūtni; tas ir, tas norāda, vai paraugā ir reducējošie cukuri vai nav.

Fēlinga reaģents

Līdzīgi kā Benedikta testā, arī Fēlinga testā paraugs ir pilnībā jāizšķīdina šķīdumā; Tas tiek darīts siltuma klātbūtnē, lai pārliecinātos, ka tā pilnībā izšķīst. Pēc tam nepārtraukti maisot, pievieno Fēlinga šķīdumu.

Ja klāt ir reducējošie cukuri, šķīdumam vajadzētu sākt mainīties krāsa, veidojot oksīdu vai sarkanas nogulsnes. Ja reducējošo cukuru nav, šķīdums paliek zils vai zaļš. Fēlinga šķīdumu sagatavo arī no diviem citiem šķīdumiem (A un B).

Šķīdums A satur ūdenī izšķīdinātu vara (II) sulfāta pentahidrātu, bet šķīdums B satur nātrija kālija tartrāta tetrahidrātu (Rošela sāls) un nātrija hidroksīdu ūdenī. Divus šķīdumus sajauc vienādās daļās, lai iegūtu galīgo testa šķīdumu.

Šo testu izmanto, lai noteiktu monosaharīdus, īpaši aldozes un ketozes. Tos atklāj, kad aldehīds oksidējas par skābi un veido vara oksīdu.

Saskaroties ar aldehīdu grupu, tas tiek reducēts līdz kuņģa jonam, kas veido sarkanās nogulsnes un norāda uz reducējošo cukuru klātbūtni. Ja paraugā nebūtu reducējošo cukuru, šķīdums paliktu zils, norādot uz negatīvu šī testa rezultātu.

Tollens reaģents

Tollens tests, kas pazīstams arī kā sudraba spoguļa tests, ir kvalitatīvs laboratorijas tests, ko izmanto, lai atšķirtu aldehīdu no ketona. Tas izmanto to, ka aldehīdi ir viegli oksidēti, bet ketoni nav.

Tollens testā izmanto maisījumu, kas pazīstams kā Tollens reaģents, kas ir bāzes šķīdums, kas satur sudraba jonus, kas saskaņoti ar amonjaku.

Šis reaģents nav komerciāli pieejams tā īsā glabāšanas laika dēļ, tāpēc, lietojot to, tas jāsagatavo laboratorijā.

Reaģenta sagatavošana ietver divus posmus:

1. solis

Ūdens sudraba nitrātu sajauc ar nātrija hidroksīda ūdeni.

2. solis

Pilienīgi pievieno amonjaka ūdens daudzumu, līdz nogulsnētais sudraba oksīds ir pilnībā izšķīdis.

Tollens reaģents oksidē aldehīdus, kas atrodas attiecīgajos reducējošajos cukuros. Tāda pati reakcija ietver sudraba jonu reducēšanu no Tollens reaģenta, kas tos pārvērš metāliskā sudrabā. Ja testu veic tīrā mēģenē, veidojas sudraba nogulsnes.

Tādējādi pozitīvu Tollens reaģenta rezultātu nosaka, novērojot "sudraba spoguli" mēģenē; šis spoguļa efekts ir raksturīgs šai reakcijai.

Svarīgums

Reducējošo cukuru klātbūtnes noteikšana dažādos paraugos ir svarīga vairākos aspektos, ieskaitot zāles un gastronomiju.

Svarīgums medicīnā

Cukura samazināšanas testēšana gadiem ilgi tiek izmantota, lai diagnosticētu diabēta slimniekus. To var izdarīt, jo šai slimībai raksturīgs glikozes līmeņa paaugstināšanās asinīs, ar kuras palīdzību to var noteikt ar šīm oksidācijas metodēm.

Izmērot oksidētāja daudzumu, kas samazināts par glikozi, ir iespējams noteikt glikozes koncentrāciju asins vai urīna paraugos.

Tas ļauj pacientam norādīt, kāds ir atbilstošais injicējamā insulīna daudzums, lai glikozes līmenis asinīs atgrieztos normālā diapazonā.

Maillarda reakcija

Maillarda reakcija ietver sarežģītu reakciju kopumu, kas rodas, gatavojot dažus ēdienus. Palielinoties pārtikas temperatūrai, reducējošo cukuru karbonilgrupas reaģē ar aminoskābju aminogrupām.

Šī gatavošanas reakcija rada dažādus produktus, un, kaut arī daudzi ir labvēlīgi veselībai, citi ir toksiski un pat kancerogēni. Šī iemesla dēļ ir svarīgi zināt reducējošo cukuru, kas ir iekļauti parastajā uzturā, ķīmiju.

Gatavojot ēdienus, kas bagāti ar cieti, piemēram, kartupeļus, ļoti augstā temperatūrā (virs 120 ° C), notiek Mailarda reakcija.

Šī reakcija notiek starp aminoskābi asparagīnu un reducējošajiem cukuriem, veidojot akrilamīda molekulas, kas ir neirotoksīns un iespējamais kancerogēns.

Pārtikas kvalitāte

Atsevišķu ēdienu kvalitāti var uzraudzīt, izmantojot samazinošās cukura noteikšanas metodes. Piemēram: vīnos, sulās un cukurniedrēs reducējošo cukuru līmeni nosaka kā produkta kvalitātes norādi.

Lai noteiktu reducējošos cukurus pārtikā, par oksīda reducēšanas indikatoru parasti izmanto Fēlinga reaģentu ar metilēnzilo. Šī modifikācija ir plaši pazīstama kā Lane-Eynon metode.

Atšķirība starp reducējošajiem un nesamazinošajiem cukuriem

Atšķirība starp reducējošajiem un nesamazinošajiem cukuriem ir to molekulārajā struktūrā. Ogļhidrāti, kurus samazina citas molekulas, to dara, ziedojot elektronus no to brīvajām aldehīdu vai ketonu grupām.

Tāpēc nesamazinošo cukuru struktūrā nav brīvu aldehīdu vai ketonu. Rezultātā tie rada negatīvus rezultātus reducējošo cukuru noteikšanas testos, piemēram, Fehlinga vai Benedikta testos.

Pie reducējošajiem cukuriem pieder visi monosaharīdi un daži disaharīdi, savukārt bez reducējošajiem cukuriem ir daži disaharīdi un visi polisaharīdi.

Atsauces

1. Benedikts, R. (1907). CUKURA SAMAZINĀŠANAS UN NOVĒRTĒŠANA. Journal of Biological Chemistry, 3, 101–117.
2. Bergs, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Bioķīmija (8. izdevums). WH Freeman un uzņēmums.
3. Chitvoranund, N., Jiemsirilers, S., & Kashima, DP (2013). Virsmas apstrādes ietekme uz sudraba plēves adhēziju uz bez pamatnes izgatavota stikla pamatnes. Austrālijas keramikas biedrības žurnāls, 49 (1), 62–69.
4. Hildrets, A., Brauns, G. (1942). Lane-Eynon metodes modifikācija cukura noteikšanai. Oficiālo analītisko ķīmiķu asociācijas žurnāls 25 (3): 775–778.
5. Jiang, Z., Wang, L., Wu, W., & Wang, Y. (2013). Maillard reakcijas produktu bioloģiskās aktivitātes un fizikāli ķīmiskās īpašības cukura un liellopu kazeīna peptīdu modeļa sistēmās. Pārtikas ķīmija, 141 (4), 3837-3845.
6. Nelsons, D., Kokss, M. un Lehingers, A. (2013). Lehninger Principles of Biochemistry (6 ^th ). WH Freeman un uzņēmums.
7. Pedreschi, F., Mariotti, MS, & Granby, K. (2014). Aktuālā akrilamīda problēmas: veidošanās, mazināšana un riska novērtēšana. Pārtikas un lauksaimniecības zinātnes žurnāls, 94 (1), 9–20.
8. Rajakylä, E., & Paloposki, M. (1983). Cukuru (un betaīna) noteikšana melasē ar augstas izšķirtspējas šķidruma hromatogrāfiju. Journal of Chromatography, 282, 595–602.
9. Svari, F. (1915). CUKURA SAMAZINĀŠANAS NOTEIKŠANA. The Journal of Ciological Chemistry, 23, 81–87.
10. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Bioķīmijas pamati: dzīve molekulārā līmenī (5. izdevums). Vilejs.