РЕДУКЦИЈЕ ШЕЋЕРА: МЕТОДЕ ЗА ОДРЕЂИВАЊЕ, ВАЖНОСТ - БИОЛОГИЈА - 2025

У редукујући шећери су биомолекула који функционишу као редукциона средства; то јест, могу даровати електроне другом молекулу са којом реагују. Другим речима, редукциони шећер је угљени хидрат који у својој структури садржи карбонилну групу (Ц = О).

Ова карбонилна група састоји се од атома угљеника везаног за атом кисеоника двоструком везом. Ова група се може наћи на различитим положајима у молекулама шећера, што резултира другим функционалним групама, попут алдехида и кетона.

Алдехиди и кетони се налазе у молекулама једноставних шећера или моносахарида. Наведени шећери се класификују у кетозе ако имају карбонилну групу унутар молекула (кетон), или алдозе ако их садрже у терминалном положају (алдехид).

Алдехиди су функционалне групе које могу да спроведу реакције редукције оксидације, које укључују кретање електрона између молекула. Оксидација настаје када неки молекул изгуби један или више електрона, а редукција настаје када молекул добије један или више електрона.

Од постојећих врста угљених хидрата, моносахариди су сви редукцијски шећери. На пример, глукоза, галактоза и фруктоза делују као редукциона средства.

У неким случајевима, моносахариди су део већих молекула као што су дисахариди и полисахариди. Из тог разлога се неки дисахариди - попут малтозе - такође понашају као редукцијски шећери.

Методе за одређивање редуцирајућих шећера

Бенедикт тест

Да би се утврдило присуство шећера који се смањују, он се раствара у врелој води. Затим додајте малу количину Бенедиктиног реагенса и сачекајте да раствор достигне собну температуру. За 10 минута раствор би требало да почне да мења боју.

Ако се боја промени у плаву, тада нема редуцирајућих шећера, нарочито глукозе. Ако је у узорку који се тестира присутна велика количина глукозе, промена боје ће прећи у зелену, жуту, наранџасту, црвену и на крају смеђу.

Бенедицт-ов реагенс је мешавина више једињења: укључује безводни натријум-карбонат, натријум-цитрат и бакар-ИИ-сулфат пентахидрат. Када се дода у раствор са узорком, почет ће могуће реакције редукције оксидације.

Ако има редуцирајућих шећера, они ће смањити бакар сулфат (плаву боју) у раствору Бенедикта до бакарног сулфида (црвенкасте боје), који изгледа као талог и одговоран је за промену боје.

Шећери који не редукују то не могу. Овај одређени тест пружа само квалитативно разумевање присуства редуцирајућих шећера; то јест, указује да ли у узорку има или нема редуцирајућих шећера.

Фехлингов реагенс

Слично Бенедицтовом тесту, Фехлингов тест захтева да се узорак потпуно растопи у раствору; То се ради у присуству топлоте како би се осигурало његово потпуно растварање. Након тога, раствор Фехлинг се додаје уз стално мешање.

Ако су присутни редуцирајући шећери, раствор би требало да почне да мења боју као оксид или црвени талог. Ако нема редуцирајућих шећера, раствор ће остати плав или зелен. Фехлингов раствор се такође припрема из два друга раствора (А и Б).

Раствор А садржи бакар (ИИ) сулфат пентахидрат растворен у води, а раствор Б садржи натријум калијум тартарат тетрахидрат (Роцхелле-ова со) и натријум хидроксид у води. Две растворе се мешају у једнаким деловима да би се добио коначни тестни раствор.

Овај тест се користи за одређивање моносахарида, тачније алдоза и кетоза. Они се откривају када алдехид оксидира у киселину и формира бакров оксид.

Након контакта са алдехидном групом он се редукује до бакровита јона, који формира црвени талог и указује на присуство редуцирајућих шећера. Ако у узорку нема редуцирајућих шећера, раствор би остао плав, што указује на негативан резултат овог теста.

Толленс реагенс

Толленсов тест, такође познат као сребрно огледало тест, је квалитативни лабораторијски тест који се користи за разликовање алдехида и кетона. То искориштава чињеницу да се алдехиди лако оксидују, док кетони нису.

Толленсов тест користи смешу познату као Толленсов реагенс, која је основни раствор који садржи јоне сребра координиране са амонијаком.

Овај реагенс није комерцијално доступан због кратког рока трајања, па га мора припремити у лабораторији када ће се користити.

Припрема реагенса укључује два корака:

Корак 1

Водени сребрни нитрат је помешан са воденим раствором натријум хидроксида.

Корак 2

Водени амонијак се додаје у капима све док се исталожени сребрни оксид потпуно не растопи.

Толленски реагенс оксидира алдехиде који су присутни у одговарајућим редукцијским шећерима. Иста реакција укључује редукцију јона сребра из Толленсовог реагенса, који их претвара у метално сребро. Ако се испитивање изводи у чистој епрувети, формира се талог сребра.

Тако се позитиван резултат са Толленсовим реагенсом утврђује посматрањем „сребрног огледала“ унутар епрувете; овај ефекат огледала је карактеристичан за ову реакцију.

Значај

Утврђивање присуства редуцирајућих шећера у различитим узорцима важно је у неколико аспеката, укључујући медицину и гастрономију.

Значај у медицини

Испитивање смањења шећера годинама се користи за дијагнозу пацијената са дијабетесом. То се може учинити јер ову болест карактерише повећање нивоа глукозе у крви, при чему се њихово одређивање може обавити овим оксидационим методама.

Мерењем количине оксидирајућег агенса смањене глукозом могуће је утврдити концентрацију глукозе у узорцима крви или урина.

То омогућава пацијенту да буде упућен на одговарајућу количину инсулина да га убризга како би се ниво глукозе у крви вратио у нормалан опсег.

Маиллардова реакција

Маиллардова реакција укључује скуп сложених реакција које се јављају код кувања неке хране. Како се температура хране повећава, карбонилне групе редуцирајућих шећера реагирају са амино групама аминокиселина.

Ова реакција кувања ствара различите производе и, иако многи дјелују корисно на здравље, други су токсични, па чак и канцерогени. Из тог разлога је важно знати хемију редуцирајућих шећера који су укључени у уобичајену исхрану.

Када кувате храну богату шкробом - попут кромпира - на веома високим температурама (већим од 120 ° Ц), долази до Маиллардове реакције.

Ова реакција се дешава између аминокиселине аспарагин и редуцирајућих шећера, стварајући молекуле акриламида, који је неуротоксин и могући канцероген.

Квалитет хране

Квалитет одређених намирница може се надгледати помоћу метода детекције смањења шећера. На пример: у винима, соковима и шећерној трсци ниво редуцирајућих шећера се одређује као показатељ квалитета производа.

За одређивање редукције шећера у храни се обично користи Фехлингов реагенс са метилен плавим као показатељ смањења оксида. Ова модификација је обично позната као метода Лане-Еинон.

Разлика између редуцирајућих и не редуцирајућих шећера

Разлика између редуцирајућег и не редуцирајућег шећера је у њиховој молекуларној структури. Угљикохидрати које други молекули смањују тако што донирају електроне из њихових слободних алдехида или кетонских група.

Због тога, не редуцирајући шећери немају слободне алдехиде или кетоне у својој структури. Сходно томе, дају негативне резултате у тестовима за откривање редуцирајућих шећера, као што су Фехлингови или Бенедикт тестови.

Редукција шећера укључује све моносахариде и неке дисахариде, док не редуцирајући шећери укључују неке дисахариде и све полисахариде.

Референце

1. Бенедицт, Р. (1907). ОДРЕЂИВАЊЕ И ПРОЦЕНА СЕЊИВАЊА ШЕЋЕРА. Часопис за биолошку хемију, 3, 101-117.
2. Берг, Ј., Тимоцзко, Ј., Гатто, Г. и Страиер, Л. (2015). Биохемија (8. изд.). ВХ Фрееман анд Цомпани.
3. Цхитворанунд, Н., Јиемсирилерс, С., & Касхима, ДП (2013). Утицај површинске обраде на пријањање сребрног филма на стаклену подлогу произведену без електроста. Часопис Аустралиан Церамиц Социети, 49 (1), 62–69.
4. Хилдретх, А., Бровн, Г. (1942). Модификација Лане-Еинонове методе за одређивање шећера. Часопис Удружење званичних аналитичких хемичара 25 (3): 775-778.
5. Јианг, З., Ванг, Л., Ву, В. и Ванг, И. (2013). Биолошке активности и физикално-хемијска својства производа реакције Маиллард у системима модела са пептидним шећерима говеђег говеда. Хемија хране, 141 (4), 3837-3845.
6. Нелсон, Д., Цок, М. и Лехнингер, А. (2013). Лехнингерови принципи биохемије (6. ^тх ). ВХ Фрееман анд Цомпани.
7. Педресцхи, Ф., Мариотти, МС, и Гранби, К. (2014). Актуелна питања у прехрамбеном акриламиду: Формирање, ублажавање и процена ризика. Часопис за науку о храни и пољопривреди, 94 (1), 9–20.
8. Рајакила, Е., и Палопоски, М. (1983). Одређивање шећера (и бетаина) у меласи течном хроматографијом високих перформанси. Јоурнал оф Цхроматограпхи, 282, 595–602.
9. Сцалес, Ф. (1915). ОДРЕЂИВАЊЕ СМАЊЕЊА ШЕЋЕРА. Часопис за циолошку хемију, 23, 81–87.
10. Воет, Д., Воет, Ј. и Пратт, Ц. (2016). Основе биохемије: живот на молекуларном нивоу (5. изд.). Вилеи.