НАМАЛЯВАНЕ НА ЗАХАРТА: МЕТОДИ ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ, ЗНАЧЕНИЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

На редуциращите захари са биомолекули, които функционират като редуциращи агенти; тоест те могат да дарят електрони на друга молекула, с която реагират. С други думи, редуциращата захар е въглехидрат, който съдържа карбонилна група (С = О) в структурата си.

Тази карбонилна група е съставена от въглероден атом, свързан към кислороден атом чрез двойна връзка. Тази група може да бъде намерена в различни позиции в молекулите на захарта, което води до други функционални групи като алдехиди и кетони.

Алдехидите и кетоните се намират в молекулите на прости захари или монозахариди. Споменатите захари се класифицират в кетози, ако имат карбонилна група вътре в молекулата (кетон), или алдози, ако я съдържат в крайно положение (алдехид).

Алдехидите са функционални групи, които могат да провеждат окислително-редукционни реакции, които включват движението на електрони между молекулите. Окисляването се случва, когато молекулата губи един или повече електрони, а редукцията се получава, когато молекула спечели един или повече електрони.

От съществуващите видове въглехидрати монозахаридите са всички редуциращи захари. Например, глюкозата, галактозата и фруктозата функционират като редуциращи агенти.

В някои случаи монозахаридите са част от по-големи молекули като дизахариди и полизахариди. Поради тази причина някои дизахариди - като малтоза - също се държат като редуциращи захари.

Методи за определяне на редуциращите захари

Тест на Бенедикт

За да се определи наличието на редуциращи захари в проба, тя се разтваря във вряща вода. След това добавете малко количество реагент на Бенедикт и изчакайте разтворът да достигне стайна температура. В рамките на 10 минути разтворът трябва да започне да променя цвета си.

Ако цветът се промени в син, тогава няма редуциращи захари, особено глюкоза. Ако в изследваната проба има голямо количество глюкоза, промяната на цвета ще премине в зелено, жълто, оранжево, червено и накрая кафяво.

Реагентът на Бенедикт е смес от няколко съединения: включва безводен натриев карбонат, натриев цитрат и меден (II) сулфатен пентахидрат. След като се добави към разтвора с пробата, ще започнат възможните реакции на редукция на окисляването.

Ако има редуциращи захари, те ще намалят медния сулфат (син цвят) в разтвора на Бенедикт до меден сулфид (червеникав цвят), който прилича на утайката и е отговорен за промяната на цвета.

Нередуциращите захари не могат да направят това. Този конкретен тест осигурява само качествено разбиране за наличието на редуциращи захари; това означава, че има или не намаляващи захари в пробата.

Реагент на Фелинг

Подобно на теста на Бенедикт, тестът Фелинг изисква пробата да бъде напълно разтворена в разтвор; Това се прави при наличие на топлина, за да се гарантира, че тя се разтваря напълно. След това се прибавя разтворът на Фелинг при непрекъснато разбъркване.

Ако има редуцираща захар, разтворът трябва да започне да променя цвета си като се образува оксид или червена утайка. Ако няма редуцираща захар, разтворът ще остане син или зелен. Разтворът на Фелинг също се приготвя от два други разтвора (А и В).

Разтвор А съдържа меден (II) сулфатен пентахидрат, разтворен във вода, а разтвор В съдържа натриев калиев тартрат тетрахидрат (солта на Рошел) и натриев хидроксид във вода. Двата разтвора се смесват в равни части, за да се получи крайният тестов разтвор.

Този тест се използва за определяне на монозахариди, по-специално на алдози и кетози. Те се откриват, когато алдехидът се окислява до киселина и образува купроден оксид.

При контакт с алдехидна група тя се редуцира до меден йон, който образува червената утайка и показва наличието на редуциращи захари. Ако в пробата няма редуцираща захар, разтворът ще остане син, което показва отрицателен резултат за този тест.

Толенски реагент

Тестът на Толенс, известен още като тест за сребърно огледало, е качествен лабораторен тест, използван за разграничаване между алдехид и кетон. Той използва факта, че алдехидите лесно се окисляват, докато кетоните не са.

Тестът на Tollens използва смес, известна като реагент на Tollens, която е основен разтвор, съдържащ сребърни йони, координирани с амоняк.

Този реагент не се предлага в търговската мрежа поради краткия му срок на годност, така че трябва да се подготви в лабораторията, когато трябва да се използва.

Подготовката на реагентите включва две стъпки:

Етап 1

Водният сребърен нитрат се смесва с воден натриев хидроксид.

Стъпка 2

Воден амоняк се добавя на капки, докато утаеният сребърен оксид се разтвори напълно.

Толенският реагент окислява алдехидите, които присъстват в съответните редуциращи захари. Същата реакция включва намаляване на сребърните йони от реагента на Толен, което ги превръща в метално сребро. Ако изпитването се извършва в чиста епруветка, се образува сребърна утайка.

По този начин, положителен резултат с реагента на Толен се определя, като се наблюдава "сребърно огледало" вътре в епруветката; този огледален ефект е характерен за тази реакция.

важност

Определянето на наличието на редуциращи захари в различни проби е важно в няколко аспекта, включително медицина и гастрономия.

Значение в медицината

Тестването за намаляване на захарите се използва от години за диагностициране на пациенти с диабет. Това може да се направи, тъй като това заболяване се характеризира с повишаване на нивата на кръвната глюкоза, с което определянето им може да се извърши чрез тези методи на окисляване.

Чрез измерване на количеството на окислителя, намалено с глюкоза, е възможно да се определи концентрацията на глюкоза в проби от кръв или урина.

Това позволява на пациента да бъде инструктиран съответното количество инсулин, който да инжектира, за да върне нивата на кръвната захар в нормалните граници.

Реакцията на Майлард

Реакцията на Maillard включва набор от сложни реакции, които се появяват при готвене на някои храни. С повишаването на температурата на храната, карбонилните групи на редуциращите захари реагират с аминогрупите на аминокиселини.

Тази реакция на готвене генерира различни продукти и, въпреки че много от тях са полезни за здравето, други са токсични и дори канцерогенни. Поради тази причина е важно да се знае химията на редуциращите захари, които са включени в нормалната диета.

При готвене на храни, богати на нишесте - например картофи - при много високи температури (по-високи от 120 ° C), възниква реакцията на Maillard.

Тази реакция възниква между аминокиселината аспарагин и редуциращите захари, генерирайки молекули акриламид, който е невротоксин и възможен канцероген.

Качество на храната

Качеството на определени храни може да се следи с помощта на методи за откриване на захар. Например: във вината, соковете и захарната тръстика нивото на редуциращите захари се определя като индикация за качеството на продукта.

За определяне на редуциращите захари в храната обикновено се използва реагент на Фелинг с метиленово синьо като индикатор за намаляване на оксида. Тази модификация е известна като метод на Лейн-Ейнон.

Разлика между редуциращите и нередуциращите захари

Разликата между редуциращите и нередуциращите захари е в молекулярната им структура. Въглехидрати, които другите молекули намаляват, правят това като даряват електрони от техните свободни алдехидни или кетонови групи.

Следователно, нередуциращите захари нямат свободни алдехиди или кетони в структурата си. Следователно те дават отрицателни резултати при тестове за откриване на редуциращи захари, като тестовете Фелинг или Бенедикт.

Намаляващите захари включват всички монозахариди и някои дизахариди, докато редуциращите захари включват някои дизахариди и всички полизахариди.

Препратки

1. Бенедикт, Р. (1907). ОПРЕДЕЛЯНЕ И ОЦЕНКА НА НАМАЛЯВАНЕ НА ЗАХАРИТЕ. Списание за биологична химия, 3, 101-117.
2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Биохимия (8-мо изд.). WH Freeman и компания.
3. Chitvoranund, N., Jiemsirilers, S., & Kashima, DP (2013). Ефекти от повърхностната обработка върху адхезията на сребърен филм върху стъклена основа, изработена чрез безелектрично покритие. Списание на Австралийското керамично дружество, 49 (1), 62–69.
4. Hildreth, A., Brown, G. (1942). Модификация на метода на Лейн-Ейнон за определяне на захарта. Списание Асоциация на официалните аналитични химици 25 (3): 775-778.
5. Jiang, Z., Wang, L., Wu, W., & Wang, Y. (2013). Биологични активности и физикохимични свойства на продуктите на реакцията на Maillard в системите на модела на пептиди от захар от едър рогат добитък. Химия на храните, 141 (4), 3837-3845.
6. Nelson, D., Cox, M. & Lehninger, A. (2013). Принципи на биохимията на Ленингер (6 ^-ти). WH Freeman и компания.
7. Pedreschi, F., Mariotti, MS, & Granby, K. (2014). Актуални проблеми в диетичния акриламид: Образуване, смекчаване и оценка на риска. Journal of Science of Food and Agriculture, 94 (1), 9–20.
8. Rajakylä, E., & Paloposki, M. (1983). Определяне на захари (и бетаин) в меласа чрез високоефективна течна хроматография. Journal of Chromatography, 282, 595–602.
9. Везни, Ф. (1915). ОПРЕДЕЛЯНЕ НА НАМАЛЯВАНЕ НА ЗАХАРИТЕ. The Journal of Ciological Chemistry, 23, 81–87.
10. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Основи на биохимията: живот на молекулярно ниво (5-то изд.). Уайли.