วิธีการลดน้ำตาลสำหรับการกำหนดความสำคัญ
ลดน้ำตาล พวกมันเป็นชีวโมเลกุลที่ทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ นั่นคือพวกเขาสามารถบริจาคอิเล็กตรอนให้กับโมเลกุลอื่นที่พวกเขาตอบสนอง กล่าวอีกนัยหนึ่งน้ำตาลรีดิวซ์เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีกลุ่มคาร์บอนิล (C = O) ในโครงสร้าง.
กลุ่มคาร์บอนิลนี้เกิดขึ้นโดยอะตอมของคาร์บอนที่ติดกับอะตอมออกซิเจนผ่านพันธะคู่ กลุ่มนี้สามารถพบได้ในตำแหน่งต่าง ๆ ในโมเลกุลน้ำตาลส่งผลให้กลุ่มทำงานอื่น ๆ เช่นอัลดีไฮด์และคีโตน.
อัลดีไฮด์และคีโตนพบได้ในโมเลกุลของน้ำตาลอย่างง่ายหรือโมโนแซคคาไรด์ น้ำตาลเหล่านี้จัดอยู่ในคีโตสหากพวกเขามีกลุ่มคาร์บอนิลภายในโมเลกุล (คีโตน) หรือใน aldoses หากพวกเขามีอยู่ในตำแหน่งขั้ว (อัลดีไฮด์).
อัลดีไฮด์เป็นกลุ่มทำงานที่สามารถทำปฏิกิริยาออกซิเดชัน - ลดซึ่งเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอนระหว่างโมเลกุล ออกซิเดชันเกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลสูญเสียอิเล็กตรอนหนึ่งตัวขึ้นไปและลดลงเมื่อโมเลกุลได้รับอิเล็กตรอนหนึ่งตัวขึ้นไป.
ประเภทของคาร์โบไฮเดรตที่มีอยู่ monosaccharides เป็นน้ำตาลลดทั้งหมด ตัวอย่างเช่นฟังก์ชั่นกลูโคสกาแลคโตสและฟรักโทสเป็นตัวรีดิวซ์.
ในบางกรณี monosaccharides เป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลขนาดใหญ่เช่น disaccharides และ polysaccharides ด้วยเหตุนี้ไดแซ็กคาไรด์บางชนิดเช่นมอลโตสก็ทำตัวเหมือนลดน้ำตาล.
ดัชนี
- 1 วิธีในการพิจารณาลดน้ำตาล
- 1.1 การทดสอบเบเนดิกต์
- 1.2 น้ำยา Fehling
- 1.3 Tollens reagent
- 2 ความสำคัญ
- 2.1 ความสำคัญทางการแพทย์
- 2.2 ปฏิกิริยา Maillard
- 2.3 คุณภาพของอาหาร
- 3 ความแตกต่างระหว่างการลดน้ำตาลและน้ำตาลที่ไม่ลด
- 4 อ้างอิง
วิธีการในการพิจารณาลดน้ำตาล
การทดสอบของเบเนดิกต์
เพื่อตรวจสอบว่ามีน้ำตาลรีดิวซ์อยู่ในตัวอย่างหรือไม่จึงละลายในน้ำเดือด ถัดไปจะมีการเพิ่มรีเอเจนต์ของเบเนดิกต์จำนวนเล็กน้อยและวิธีการแก้ปัญหานั้นได้รับอนุญาตให้ถึงอุณหภูมิห้อง ในอีก 10 นาทีข้างหน้าโซลูชันควรเริ่มเปลี่ยนสี.
หากสีเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินแสดงว่าไม่มีน้ำตาลลดลงโดยเฉพาะน้ำตาลกลูโคส หากมีปริมาณกลูโคสจำนวนมากในตัวอย่างที่จะวิเคราะห์การเปลี่ยนสีจะเปลี่ยนเป็นสีเขียวสีเหลืองสีส้มสีแดงและสีน้ำตาลในที่สุด.
รีเอเจนต์ของเบเนดิกต์เป็นส่วนผสมของสารประกอบหลายชนิด: ประกอบด้วยโซเดียมคาร์บอเนตปราศจากโซเดียมซิเตรตและคอปเปอร์ (II) pentahydrate ซัลเฟต เมื่อเพิ่มเข้าไปในสารละลายพร้อมตัวอย่างแล้วปฏิกิริยาที่เป็นไปได้ของการลดออกไซด์จะเริ่มขึ้น.
หากมีน้ำตาลรีดิวซ์น้อยลงจะทำให้คอปเปอร์ซัลเฟต (สีน้ำเงิน) ของสารละลายเบเนดิกต์เป็นคอปเปอร์ซัลไฟด์ (สีแดง) ซึ่งดูเหมือนตะกอนและมีหน้าที่เปลี่ยนสี.
น้ำตาลที่ไม่ลดน้ำตาลไม่สามารถทำได้ การทดสอบนี้เฉพาะให้ความเข้าใจเชิงคุณภาพของการมีน้ำตาลลด; นั่นคือมันบ่งบอกว่ามีการลดน้ำตาลในตัวอย่างหรือไม่.
น้ำยาของ Fehling
เช่นเดียวกับการทดสอบของเบเนดิกต์การทดสอบ Fehling ต้องการให้ตัวอย่างละลายในสารละลายอย่างสมบูรณ์ สิ่งนี้ทำในที่ที่มีความร้อนเพื่อให้แน่ใจว่ามันละลายอย่างสมบูรณ์ หลังจากนี้โซลูชัน Fehling ถูกเพิ่มความตื่นเต้นตลอดเวลา.
หากมีการลดน้ำตาลอยู่สารละลายควรเริ่มเปลี่ยนสีเป็นออกไซด์หรือรูปแบบการตกตะกอนสีแดง หากไม่มีน้ำตาลลดลงสารละลายจะยังคงเป็นสีน้ำเงินหรือเขียว โซลูชัน Fehling นั้นได้จัดทำขึ้นจากสองโซลูชั่นอื่น ๆ (A และ B).
สารละลาย A ประกอบด้วย copper (II) sulphate pentahydrate ละลายในน้ำและสารละลาย B ประกอบด้วยโพแทสเซียมโซเดียม tartrate tetrahydrate (เกลือของ Rochelle) และโซเดียมไฮดรอกไซด์ในน้ำ โซลูชันทั้งสองนั้นผสมกันในส่วนเท่า ๆ กันเพื่อสร้างโซลูชันทดสอบขั้นสุดท้าย.
การทดสอบนี้ใช้เพื่อระบุโมโนแซคคาไรด์โดยเฉพาะ aldoses และคีโตส สิ่งเหล่านี้จะถูกตรวจพบเมื่อลดีไฮด์ถูกออกซิไดซ์เป็นกรดและก่อตัวเป็น cuprous ออกไซด์.
หลังจากการสัมผัสกับกลุ่มอัลดีไฮด์จะถูกลดลงเป็นไอออนแบบ cuprous ซึ่งก่อให้เกิดตะกอนสีแดงและบ่งบอกถึงการมีอยู่ของน้ำตาลที่ลดลง หากไม่มีน้ำตาลรีดิวซ์ในตัวอย่างสารละลายจะยังคงเป็นสีน้ำเงินซึ่งบ่งบอกถึงผลลบสำหรับการทดสอบนี้.
น้ำยา Tollens
การทดสอบ Tollens หรือที่เรียกว่าการทดสอบกระจกสีเงินเป็นการทดสอบในห้องปฏิบัติการเชิงคุณภาพที่ใช้แยกแยะความแตกต่างระหว่างอัลดีไฮด์และคีโตน มันใช้ประโยชน์จากความจริงที่ว่าอัลดีไฮด์จะถูกออกซิไดซ์ได้อย่างง่ายดายในขณะที่คีโตนทำไม่ได้.
ในการทดสอบ Tollens จะใช้ส่วนผสมที่รู้จักกันในชื่อ Tollens reagent ซึ่งเป็นสารละลายพื้นฐานที่มีไอออนเงินประสานกับแอมโมเนีย.
รีเอเจนต์นี้ไม่สามารถใช้ได้ในเชิงพาณิชย์เนื่องจากอายุการใช้งานสั้นดังนั้นจึงต้องเตรียมในห้องปฏิบัติการเมื่อจะใช้งาน.
การเตรียมน้ำยาทดสอบประกอบด้วยสองขั้นตอน:
ขั้นตอนที่ 1
ไนเตรทน้ำเงินผสมกับโซเดียมไฮดรอกไซด์ในน้ำ.
ขั้นตอนที่ 2
แอมโมเนียที่เป็นน้ำจะถูกเพิ่มลดลงทีละหยดจนกว่าซิลเวอร์ออกไซด์ที่ตกตะกอนจะละลายอย่างสมบูรณ์.
รีเอเจนต์ Tollens oxidizes อัลดีไฮด์ที่มีอยู่ในน้ำตาลลดที่สอดคล้องกัน ปฏิกิริยาเดียวกันนี้เกี่ยวข้องกับการลดลงของไอออนเงินของน้ำยา Tollens ซึ่งแปลงให้เป็นเงินโลหะ หากการทดสอบดำเนินการในหลอดทดลองที่สะอาดจะเกิดการตกตะกอนของซิลเวอร์.
ดังนั้นผลลัพธ์ในเชิงบวกของรีเอเจนต์ Tollens จึงถูกกำหนดโดยการสังเกต "กระจกสีเงิน" ในหลอดทดลอง เอฟเฟกต์กระจกนี้เป็นลักษณะเฉพาะของปฏิกิริยานี้.
ความสำคัญ
การกำหนดสถานะของการลดน้ำตาลในตัวอย่างที่แตกต่างกันเป็นสิ่งสำคัญในหลาย ๆ ด้านที่รวมถึงยาและวิธีทำอาหาร.
ความสำคัญในการแพทย์
การคัดกรองการทดสอบเพื่อลดน้ำตาลได้ถูกนำมาใช้เป็นเวลาหลายปีในการวินิจฉัยผู้ป่วยที่เป็นโรคเบาหวาน สิ่งนี้สามารถทำได้เนื่องจากโรคนี้มีลักษณะโดยการเพิ่มระดับน้ำตาลในเลือดโดยวิธีการออกซิเดชันเหล่านี้สามารถดำเนินการได้.
โดยการวัดปริมาณของตัวออกซิไดซ์ที่ลดลงโดยกลูโคสมันเป็นไปได้ที่จะกำหนดความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดหรือตัวอย่างปัสสาวะ.
สิ่งนี้ทำให้ผู้ป่วยสามารถระบุปริมาณอินซูลินที่เหมาะสมที่จะต้องฉีดเพื่อให้ระดับน้ำตาลในเลือดกลับมาอยู่ในช่วงปกติ.
ปฏิกิริยาของ Maillard
ปฏิกิริยา Maillard รวมถึงชุดของปฏิกิริยาที่ซับซ้อนที่เกิดขึ้นเมื่อปรุงอาหารบางชนิด เมื่ออุณหภูมิของอาหารเพิ่มขึ้นกลุ่มคาร์บอนิลของน้ำตาลรีดิวซ์จะทำปฏิกิริยากับกลุ่มอะมิโนของกรดอะมิโน.
ปฏิกิริยาการปรุงอาหารนี้สร้างผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายและแม้ว่าจะมีหลายอย่างที่เป็นประโยชน์ต่อสุขภาพ แต่บางชนิดก็มีพิษและเป็นสารก่อมะเร็ง ด้วยเหตุนี้จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องรู้เคมีของน้ำตาลรีดิวซ์ที่รวมอยู่ในอาหารปกติ.
เมื่อปรุงอาหารที่อุดมด้วยมันฝรั่งที่มีแป้งคล้าย - ที่อุณหภูมิสูงมาก (มากกว่า 120 ° C) ปฏิกิริยา Maillard จะเกิดขึ้น.
ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นระหว่างกรดอะมิโนแอสตาราจีนและน้ำตาลรีดิวซ์ทำให้เกิดโมเลกุลของอะคริลาไมด์ซึ่งเป็นนิวโรทอกซินและสารก่อมะเร็งที่เป็นไปได้.
คุณภาพของอาหาร
คุณภาพของอาหารบางชนิดสามารถตรวจสอบได้โดยใช้วิธีการตรวจจับการลดน้ำตาล ตัวอย่างเช่นสำหรับไวน์น้ำผลไม้และอ้อยระดับของน้ำตาลรีดิวซ์จะพิจารณาจากคุณภาพของผลิตภัณฑ์.
สำหรับการหาปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ในอาหารนั้นน้ำยาทดสอบ Fehling ที่มีเมทิลีนบลูมักใช้เป็นตัวบ่งชี้การลดออกไซด์ การดัดแปลงนี้เป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นวิธี Lane-Eynon.
ความแตกต่างระหว่างการลดน้ำตาลและน้ำตาลที่ไม่ลด
ความแตกต่างระหว่างน้ำตาลรีดิวซ์กับน้ำตาลรีดิวซ์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับโครงสร้างโมเลกุล คาร์โบไฮเดรตที่ช่วยลดโมเลกุลอื่น ๆ ทำได้โดยการบริจาคอิเล็กตรอนจากกลุ่มอัลดีไฮด์หรือคีโตนฟรี.
ดังนั้นน้ำตาลที่ไม่ลดลงจึงไม่มีอัลดีไฮด์หรือคีโตนอิสระในโครงสร้าง ดังนั้นพวกเขาจึงให้ผลลัพธ์เชิงลบในการทดสอบการตรวจจับของการลดน้ำตาลเช่นเดียวกับในการทดสอบ Fehling หรือเบเนดิกต์.
การลดน้ำตาลประกอบด้วย monosaccharides ทั้งหมดและ disaccharides บางส่วนในขณะที่น้ำตาลที่ไม่ลดรวมถึง disaccharides และ polysaccharides ทั้งหมด.
การอ้างอิง
- เบเนดิกต์อาร์ (2450) การตรวจสอบและประมาณการปริมาณน้ำตาลที่ลดลง. วารสารเคมีชีวภาพ, 3, 101-117.
- Berg, J. , Tymoczko, J. , Gatto, G. & Strayer, L. (2015). ชีวเคมี (8th ed.) W. H. ฟรีแมนและ บริษัท.
- Chitvoranund, N. , Jiemsirilers, S. , & Kashima, D. P. (2013) ผลของการปรับสภาพพื้นผิวที่มีต่อการยึดเกาะของฟิล์มเงินบนพื้นผิวแก้วที่ประดิษฐ์โดยการชุบด้วยไฟฟ้า. วารสารสมาคมเซรามิกแห่งออสเตรเลีย, 49(1), 62-69.
- Hildreth, A. , Brown, G. (1942) การดัดแปลงวิธี Lane-Eynon สำหรับการวัดน้ำตาล. สมาคมวารสารนักเคมีวิเคราะห์ 25 (3): 775-778.
- Jiang, Z. , Wang, L. , Wu, W. , & Wang, Y. (2013) กิจกรรมทางชีวภาพและคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา Maillard ในระบบจำลองเปปไทด์เปปไทด์น้ำตาล - วัวเคซีน. เคมีอาหาร, 141(4), 3837-3845.
- Nelson, D. , Cox, M. & Lehninger, A. (2013). หลักการทางชีวเคมีของ Lehninger (6TH) W.H. ฟรีแมนและ บริษัท.
- Pedreschi, F. , Mariotti, M.S. , & Granby, K. (2014) ประเด็นปัจจุบันในอะคริลาไมด์อาหาร: การก่อตัวการบรรเทาและการประเมินความเสี่ยง. วารสารวิทยาศาสตร์การอาหารและการเกษตร, 94(1) 9-20.
- Rajakylä, E. , & Paloposki, M. (1983) การหาน้ำตาล (และเบทาอีน) ในกากน้ำตาลโดยวิธีโครมาโทกราฟีของเหลวสมรรถนะสูง. วารสาร Chromatography, 282, 595-602.
- ตาชั่ง, F. (1915) การกำหนดปริมาณน้ำตาลที่ลดลง. วารสารเคมีชีววิทยา, 23, 81-87.
- Voet, D. , Voet, J. & Pratt, C. (2016). ความรู้พื้นฐานทางชีวเคมี: ชีวิตในระดับโมเลกุล(ฉบับที่ 5) ไวลีย์.