Suikers Reductures Methoden voor bepaling, belang



de reducerende suikers het zijn biomoleculen die werken als reductiemiddelen; dat wil zeggen, ze kunnen elektronen doneren aan een ander molecuul waarmee ze reageren. Met andere woorden, een reducerende suiker is een koolhydraat dat een carbonylgroep (C = O) in zijn structuur bevat.

Deze carbonylgroep wordt gevormd door een koolstofatoom bevestigd aan een zuurstofatoom via een dubbele binding. Deze groep kan op verschillende posities in de suikermoleculen worden gevonden, wat resulteert in andere functionele groepen zoals aldehyden en ketonen.

De aldehyden en ketonen worden aangetroffen in de moleculen van eenvoudige suikers of monosacchariden. Deze suikers worden ingedeeld in ketosen als ze de carbonylgroep in het molecuul (keton) hebben, of in aldosen als ze het in eindstand (aldehyde) bevatten.

Aldehyden zijn functionele groepen die oxidatiereductie-reacties kunnen uitvoeren, waarbij elektronen tussen moleculen worden verplaatst. Oxidatie vindt plaats wanneer een molecuul één of meer elektronen verliest, en reductie wanneer een molecuul één of meer elektronen krijgt.

Van de soorten koolhydraten die bestaan, zijn de monosachariden allemaal reducerende suikers. Glucose, galactose en fructose functioneren bijvoorbeeld als reductiemiddelen.

In sommige gevallen maken monosacchariden deel uit van grotere moleculen zoals disachariden en polysacchariden. Om deze reden gedragen sommige disacchariden -zoals maltose- zich ook als reducerende suikers.

index

  • 1 Methoden voor het bepalen van reducerende suikers
    • 1.1 De Benedict-test
    • 1.2 Het Fehling-reagens
    • 1,3 Tolgensreagens
  • 2 Belang
    • 2.1 Belang in de geneeskunde
    • 2.2 De Maillard-reactie
    • 2.3 Kwaliteit van voedsel
  • 3 Het verschil tussen reducerende suikers en niet-reducerende suikers
  • 4 Referenties

Methoden voor het bepalen van reducerende suikers

Benedictus-test

Om de aanwezigheid van reducerende suikers in een monster te bepalen, lost het op in kokend water. Vervolgens wordt een kleine hoeveelheid Benedict-reagens toegevoegd en men laat de oplossing op kamertemperatuur komen. In de volgende 10 minuten zou de oplossing van kleur moeten veranderen.

Als de kleur blauw wordt, zijn er geen reducerende suikers aanwezig, met name glucose. Als er een grote hoeveelheid glucose in het te analyseren monster aanwezig is, zal de kleurverandering evolueren naar groen, geel, oranje, rood en uiteindelijk bruin.

Benedict's reagens is een mengsel van verschillende verbindingen: het bevat watervrij natriumcarbonaat, natriumcitraat en koper (II) sulfaatpentahydraat. Zodra de oplossing met het monster is toegevoegd, beginnen de mogelijke reacties van oxide-reductie.

Als er reducerende suikers zijn, verminderen deze het kopersulfaat (blauwe kleur) van de oplossing van Benedict tot een kopersulfide (roodachtige kleur), dat eruitziet als het neerslag en verantwoordelijk is voor de kleurverandering..

Niet-reducerende suikers kunnen dit niet. Deze specifieke test biedt alleen een kwalitatief inzicht in de aanwezigheid van reducerende suikers; dat wil zeggen, het geeft aan of er al dan niet reducerende suikers zijn in de steekproef.

Fehling's reagens

Vergelijkbaar met de test van Benedictus vereist de Fehling-test dat het monster volledig wordt opgelost in een oplossing; Dit gebeurt in de aanwezigheid van warmte om ervoor te zorgen dat het volledig oplost. Hierna wordt de Fehling-oplossing continu toegevoegd onder voortdurend roeren.

Als er reducerende suikers aanwezig zijn, moet de oplossing van kleur veranderen wanneer zich een oxide of een rood neerslag vormt. Als er geen reducerende suikers aanwezig zijn, blijft de oplossing blauw of groen. De Fehling-oplossing wordt ook bereid uit twee andere oplossingen (A en B).

Oplossing A bevat koper (II) sulfaatpentahydraat opgelost in water en oplossing B bevat kaliumnatriumtartraat-tetrahydraat (Rochelle's zout) en natriumhydroxide in water. De twee oplossingen worden in gelijke delen gemengd om de uiteindelijke testoplossing te maken.

Deze test wordt gebruikt om monosacchariden te bepalen, met name aldosen en ketosen. Deze worden gedetecteerd wanneer het aldehyde tot zuur wordt geoxideerd en een cupro-oxide vormt.

Na contact met een aldehydegroep wordt het gereduceerd tot cupro-ion, dat het rode neerslag vormt en de aanwezigheid van reducerende suikers aangeeft. Als er geen reducerende suikers in het monster aanwezig waren, zou de oplossing een blauwe kleur blijven, wat een negatief resultaat voor deze test aangeeft..

Tollens-reagens

De Tollens-test, ook wel de zilveren spiegeltest genoemd, is een kwalitatieve laboratoriumtest die wordt gebruikt om onderscheid te maken tussen een aldehyde en een keton. Het exploiteert het feit dat aldehyden gemakkelijk worden geoxideerd, terwijl ketonen dat niet doen.

In de Tollens-test wordt een mengsel gebruikt dat bekend staat als Tollens-reagens, wat een basische oplossing is die zilverionen gecoördineerd met ammoniak bevat..

Dit reagens is vanwege de korte gebruiksduur niet in de handel verkrijgbaar, dus moet het in het laboratorium worden klaargemaakt voor gebruik.

De voorbereiding van het reagens bestaat uit twee stappen:

Stap 1

Het waterige zilvernitraat wordt gemengd met waterig natriumhydroxide.

Stap 2

Waterige ammoniak wordt druppel voor druppel toegevoegd totdat het geprecipiteerde zilveroxide volledig oplost.

Het Tollens-reagens oxideert de aldehyden die aanwezig zijn in de overeenkomstige reducerende suikers. Dezelfde reactie betreft de reductie van de zilverionen van het Tollens-reagens, die deze omzet in zilvermetaal. Als de test wordt uitgevoerd in een schone reageerbuis, vormt zich een zilverneerslag.

Zo wordt een positief resultaat met het Tollens-reagens bepaald door een "zilveren spiegel" in de reageerbuis waar te nemen; dit spiegeleffect is kenmerkend voor deze reactie.

belang

Bepaling van de aanwezigheid van reducerende suikers in verschillende monsters is belangrijk in verschillende aspecten, waaronder geneeskunde en gastronomie.

Belang in de geneeskunde

Screeningtests voor het reduceren van suikers worden al jaren gebruikt voor het diagnosticeren van patiënten met diabetes. Dit kan worden gedaan omdat deze ziekte wordt gekenmerkt door een verhoging van de bloedglucosespiegels, waardoor de bepaling van deze kan worden uitgevoerd door deze oxidatiemethoden.

Door het meten van de hoeveelheid oxidatiemiddel verminderd met glucose, is het mogelijk om de glucoseconcentratie in bloed- of urinemonsters te bepalen.

Hierdoor kan de patiënt de juiste hoeveelheid insuline aangeven die moet worden geïnjecteerd, zodat de bloedglucosewaarden weer binnen het normale bereik liggen.

De reactie van Maillard

De Maillard-reactie omvat een reeks complexe reacties die optreden bij het koken van sommige voedingsmiddelen. Naarmate de temperatuur van het voedsel stijgt, reageren de carbonylgroepen van de reducerende suikers met de aminogroepen van de aminozuren.

Deze kookreactie genereert diverse producten en hoewel velen gunstig zijn voor de gezondheid, zijn anderen giftig en zelfs kankerverwekkend. Om deze reden is het belangrijk om de chemie te kennen van de reducerende suikers die deel uitmaken van het normale dieet.

Bij het koken van voedsel dat rijk is aan zetmeelachtige aardappelen, bij zeer hoge temperaturen (hoger dan 120 ° C), vindt de Maillard-reactie plaats.

Deze reactie vindt plaats tussen het aminozuur asparagine en reducerende suikers, waarbij moleculen van acrylamide worden aangemaakt, een neurotoxine en mogelijk kankerverwekkend.

Kwaliteit van het eten

De kwaliteit van bepaalde voedingsmiddelen kan worden gecontroleerd met behulp van detectiemethoden voor het verminderen van suikers. Bijvoorbeeld: voor de wijnen, sappen en suikerriet wordt de hoeveelheid reducerende suikers bepaald als een indicatie voor de kwaliteit van het product.

Voor de bepaling van de reducerende suikers in het voedsel, wordt het Fehling-reagens met methyleenblauw gewoonlijk gebruikt als een indicator voor oxide-reductie. Deze wijziging is algemeen bekend als de Lane-Eynon-methode.

Verschil tussen reducerende suikers en niet-reducerende suikers

Het verschil tussen reducerende en niet-reducerende suikers ligt in hun moleculaire structuur. Koolhydraten die andere moleculen reduceren, doen dit door elektronen te doneren uit hun vrije aldehyde- of ketongroepen.

Daarom bevatten niet-reducerende suikers geen aldehyden of vrije ketonen in hun structuur. Bijgevolg geven ze negatieve resultaten in de detectietests van reducerende suikers, zoals in de Fehling- of Benedict-test.

Reducerende suikers omvatten alle monosacchariden en sommige disacchariden, terwijl niet-reducerende suikers enkele disacchariden en alle polysacchariden omvatten.

referenties

  1. Benedict, R. (1907). DE DETECTIE EN SCHATTING VAN DE REDUCERENDE SUIKERS. Journal of Biological Chemistry, 3, 101-117.
  2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). biochemie (8e druk). W. H. Freeman and Company.
  3. Chitvoranund, N., Jiemsirilers, S., & Kashima, D.P. (2013). Effecten van oppervlaktebehandeling op hechting van zilverfilm op glassubstraat gefabriceerd door stroomloos bekleden. Journal of the Australian Ceramic Society, 49(1), 62-69.
  4. Hildreth, A., Brown, G. (1942). Wijziging van de Lane-Eynon-methode voor suikerbepaling. Journal Association of Official Analytical Chemists 25 (3): 775-778.
  5. Jiang, Z., Wang, L., Wu, W., & Wang, Y. (2013). Biologische activiteiten en fysisch-chemische eigenschappen van Maillard-reactieproducten in modelsystemen van suiker-rundercamerinepeptiden. Voedselchemie, 141(4), 3837-3845.
  6. Nelson, D., Cox, M. & Lehninger, A. (2013). Lehninger Principles of Biochemistry (6th). W.H. Freeman and Company.
  7. Pedreschi, F., Mariotti, M.S., & Granby, K. (2014). Huidige problemen met acrylamide in de voeding: vorming, mitigatie en risicobeoordeling. Journal of the Science of Food and Agriculture, 94(1), 9-20.
  8. Rajakylä, E., & Paloposki, M. (1983). Bepaling van suikers (en betaïne) in melasse door middel van krachtige vloeistofchromatografie. Journal of Chromatography, 282, 595-602.
  9. Scales, F. (1915). DE BEPALING VAN DE VERMINDERING VAN SUIKERS. The Journal of Ciological Chemistry, 23, 81-87.
  10. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Fundamentals of Biochemistry: Life at the Molecular Level(5de ed.). Wiley.