- Mètodes per a determinació de sucres reductors
- La prova de Benedict
- El reactiu de Fehling
- El reactiu de Tollens
- pas 1
- pas 2
- importància
- Importància en medicina
- La reacció de Maillard
- Qualitat del menjar
- Diferència entre sucres reductors i sucres no reductors
- referències
Els sucres reductors són biomolècules que funcionen com a agents reductors; és a dir, que poden donar electrons a una altra molècula amb la qual reaccionen. En altres paraules, un sucre reductor és un carbohidrat que conté un grup carbonil (C = O) en la seva estructura.
Aquest grup carbonil està format per un àtom de carboni unit a un àtom d'oxigen a través d'un enllaç doble. Aquest grup es pot trobar en diferents posicions en les molècules de sucres, donant com a resultat altres grups funcionals com aldehids i cetones.
Els aldehids i cetones es troben en les molècules de sucres simples o monosacàrids. Aquests sucres es classifiquen en cetosas si posseeixen el grup carbonil a l'interior de la molècula (cetona), o en aldoses si el contenen en posició terminal (aldehid).
Els aldehids són grups funcionals que poden dur a terme reaccions d'òxid-reducció, les quals impliquen el moviment d'electrons entre les molècules. L'oxidació ocorre quan una molècula perd un o més electrons, i la reducció quan una molècula guanya un o més electrons.
Dels tipus de carbohidrats que existeixen, els monosacàrids són tots sucres reductors. Per exemple, la glucosa, la galactosa i la fructosa funcionen com a agents reductors.
En alguns casos, els monosacàrids formen part de molècules més grans com disacàrids i polisacàrids. Per aquesta raó, alguns disacàrids -com la maltosa- també es comporten com sucres reductors.
Mètodes per a determinació de sucres reductors
La prova de Benedict
Per determinar la presència de sucres reductors en una mostra, aquesta es dissol en aigua bullint. A continuació, s'agrega una petita quantitat de el reactiu de Benedict i s'espera al fet que la solució arribi a la temperatura ambient. En els següents 10 minuts la solució hauria de començar a canviar de color.
Si el color canvia a blau, llavors no hi ha sucres reductors presents, particularment glucosa. Si hi ha una gran quantitat de glucosa present a la mostra a analitzar, llavors el canvi de color progressarà a verd, groc, taronja, vermell i finalment marró.
El reactiu de Benedict és una barreja de diversos compostos: inclou carbonat de sodi anhidre, citrat de sodi i sulfat de coure (II) pentahidratat. Un cop agregat a la solució amb la mostra, començaran les possibles reaccions d'òxid-reducció.
Si hi ha sucres reductors, aquests reduiran el sulfat de coure (color blau) de la solució de Benedict a un sulfur de coure (color vermellós), que es veu com el precipitat i és responsable de el canvi de color.
Els sucres no reductors no poden fer això. Aquesta prova en particular només proporciona una comprensió qualitativa de la presència de sucres reductors; és a dir, indica si hi ha o no sucres reductors en la mostra.
El reactiu de Fehling
De manera similar a la prova de Benedict, la prova de Fehling requereix que la mostra estigui dissolta per complet en una solució; això es fa en presència de calor per garantir que es dissolgui completament. Després d'això, s'agrega la solució de Fehling agitant constantment.
Si hi ha sucres reductors presents, la solució hauria de començar a canviar de color a mesura que es forma un òxid o un precipitat de color vermell. Si no hi ha sucres reductors presents, la solució romandrà blau o verd. La solució de Fehling també es prepara a partir d'altres dues solucions (A i B).
La solució A conté sulfat de coure (II) pentahidratat dissolt en aigua, i la solució B conté tetrahidrato de tartrat de potassi i sodi (sal de Rochelle) i hidròxid de sodi en aigua. Les dues solucions es barregen en parts iguals per fer la solució de prova final.
Aquesta prova serveix per determinar monosacàrids, específicament aldoses i cetoses. Aquests es detecten quan l'aldehid s'oxida a àcid i forma un òxid cuprós.
Després del contacte amb un grup aldehid es redueix a ió cuprós, que forma el precipitat vermell i indica la presència de sucres reductors. Si no haguessin sucres reductors en la mostra la solució romandria d'un color blau, indicant un resultat negatiu per a aquesta prova.
El reactiu de Tollens
La prova de Tollens, també coneguda com a prova de mirall de plata, és una prova de laboratori qualitativa que s'usa per distingir entre un aldehid i una cetona. Explota el fet que els aldehids s'oxiden fàcilment, mentre que les cetones no.
En la prova de Tollens s'utilitza una barreja coneguda com a reactiu de Tollens, que és una solució bàsica que conté ions de plata coordinats amb amoníac.
Aquest reactiu no està disponible comercialment per la seva curta vida útil, de manera que ha de ser preparat al laboratori quan es vagi a emprar.
La preparació de l'reactiu implica dos passos:
pas 1
El nitrat de plata aquós es barreja amb hidròxid de sodi aquós.
pas 2
S'agrega amoníac aquós gota a gota fins que l'òxid de plata precipitat es dissol completament.
El reactiu de Tollens oxida els aldehids que estiguin presents en els sucres reductors corresponents. La mateixa reacció implica la reducció dels ions de plata de l'reactiu de Tollens, que els converteix en plata metàl·lica. Si la prova es porta a terme en un tub d'assaig net, es forma un precipitat platejat.
Així, un resultat positiu amb el reactiu de Tollens es determina mitjançant l'observació d'un "mirall de plata" a l'interior de l'tub d'assaig; aquest efecte mirall és característic d'aquesta reacció.
importància
Determinar la presència dels sucres reductors en diferents mostres és important en diversos aspectes que inclouen la medicina i la gastronomia.
Importància en medicina
Les proves de detecció de sucres reductors s'han utilitzat durant anys per diagnosticar pacients amb diabetis. Això es pot fer perquè aquesta malaltia es caracteritza per un augment dels nivells de glucosa en sang, amb la qual cosa la determinació d'aquests es pot dur a terme per aquests mètodes d'oxidació.
A l'mesurar la quantitat d'agent oxidant reduït per la glucosa, és possible determinar la concentració de glucosa en mostres de sang o d'orina.
Això permet indicar a l'pacient la quantitat adequada d'insulina que s'ha d'injectar perquè els nivells de glucosa sanguínia tornin a estar dins de la franja normal.
La reacció de Maillard
La reacció de Maillard inclou un conjunt de reaccions complexes que ocorren a l'cuinar alguns aliments. A l'augmentar la temperatura dels aliments, els grups carbonil dels sucres reductors reaccionen amb els grups amino dels aminoàcids.
Aquesta reacció de cocció genera diversos productes i, encara que molts són beneficiosos per a la salut, altres són tòxics i fins i tot cancerígens. Per aquesta raó és important conèixer la química dels sucres reductors que estan inclosos en la dieta normal.
A l'cuinar aliments rics en midó -com les patates- a molt altes temperatures (majors de 120 ° C) es produeix la reacció de Maillard.
Aquesta reacció ocorre entre l'aminoàcid asparagina i sucres reductors, generant-se molècules d'acrilamida, que és una neurotoxina i un possible carcinogen.
Qualitat del menjar
La qualitat de certs aliments pot ser monitorada utilitzant mètodes de detecció de sucres reductors. Per exemple: als vins, els sucs ia la canya de sucre se'ls determina el nivell de sucres reductors com indicatiu de la qualitat del producte.
Per a la determinació dels sucres reductors en el menjar s'utilitza normalment el reactiu de Fehling amb blau de metilè com a indicador d'òxid-reducció. Aquesta modificació es coneix comunament com el mètode Lane-Eynon.
Diferència entre sucres reductors i sucres no reductors
La diferència entre sucres reductors i no reductors està en la seva estructura molecular. Els carbohidrats que redueixen altres molècules ho fan mitjançant la donació d'electrons des dels seus grups aldehid o cetona lliures.
Per tant, els sucres no reductors no posseeixen aldehids ni cetones lliures en la seva estructura. En conseqüència, donen resultats negatius en els assajos de detecció de sucres reductors, com en el test de Fehling o de Benedict.
Els sucres reductors comprenen tots els monosacàrids i alguns disacàrids, mentre que els sucres no reductors inclouen alguns disacàrids i tots els polisacàrids.
referències
- Benedict, R. (1907). THE DETECTION AND Estimation OF REDUCING Sugars. Journal of Biological Chemistry, 3, 101-117.
- Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Bioquímica (8th ed.). WH Freeman and Company.
- Chitvoranund, N., Jiemsirilers, S., & Kashima, DP (2013). Effects of Surface Treatment on Adhesion of Silver Film on Glass Substrate Fabricated by electroless Plating. Journal of the Australian Ceramic Society, 49 (1), 62-69.
- Hildreth, A., Brown, G. (1942). Modification of Lane-Eynon method for sugar determination. Periòdic Association of Official Analytical Chemists 25 (3): 775-778.
- Jiang, Z., Wang, L., Wu, W., & Wang, Y. (2013). Biological activities and physicochemical properties of Maillard reaction products in sugar-Bovine casein peptide model systems. Food Chemistry, 141 (4), 3837-3845.
- Nelson, D., Cox, M. & Lehninger, A. (2013). Lehninger Principles of Biochemistry (6 th). WH Freeman and Company.
- Pedreschi, F., Mariotti, MS, & Granby, K. (2014). Current issues in dietary acrylamide: Formation, Mitigation and risk assessment. Journal of the Science of Food and Agriculture, 94 (1), 9-20.
- Rajakylä, I., & Paloposki, M. (1983). Determination of Sugars (and betaine) in molasses by high-performance liquid chromatography. Journal of Chromatography, 282, 595-602.
- Scales, F. (1915). THE Determination of REDUCING Sugars. The Journal of Ciological Chemistry, 23, 81-87.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Fundamentals of Biochemistry: Life at the Molecular Level (5th ed.). Wiley.