السكريات تخفض طرق التحديد والأهمية

ال الحد من السكريات هم جزيئات حيوية تعمل كعوامل اختزال ؛ أي أنه يمكنهم التبرع بالإلكترونات لجزيء آخر يتفاعلون معه. بمعنى آخر ، السكر المنخفض هو الكربوهيدرات التي تحتوي على مجموعة كربونية (C = O) في بنيتها.

تتكون مجموعة الكربونيل هذه من ذرة كربون مرتبطة بذرة أكسجين من خلال رابطة مزدوجة. يمكن العثور على هذه المجموعة في مواقع مختلفة في جزيئات السكر ، مما يؤدي إلى مجموعات وظيفية أخرى مثل الألدهيدات والكيتونات.

تم العثور على الألدهيدات والكيتونات في جزيئات السكريات البسيطة أو السكريات الأحادية. يتم تصنيف هذه السكريات في الكيتوز إذا كان لديهم مجموعة الكاربونيل داخل الجزيء (الكيتون) ، أو في الألدوز إذا كانت تحتوي عليها في الموضع النهائي (الألدهيد).

الألدهيدات هي مجموعات وظيفية يمكنها إجراء تفاعلات الحد من الأكسدة ، والتي تنطوي على حركة الإلكترونات بين الجزيئات. تحدث الأكسدة عندما يفقد الجزيء واحدًا أو أكثر من الإلكترونات ، وينخفض ​​عندما يكسب الجزيء إلكترونًا واحدًا أو أكثر.

من بين أنواع الكربوهيدرات الموجودة ، تعمل السكريات الأحادية على تقليل السكريات. على سبيل المثال ، يعمل الجلوكوز والجالاكتوز والفركتوز كعوامل اختزال.

في بعض الحالات ، تعد السكريات الأحادية جزءًا من جزيئات أكبر مثل ديساكهاريدس والسكريات. لهذا السبب ، فإن بعض السكاريد - مثل المالتوز - تتصرف أيضًا مثل تقليل السكريات.

مؤشر

• 1 طرق لتحديد الحد من السكريات
  • 1.1 اختبار بنديكت
  • 1.2 الكاشف Fehling
  • 1.3 Tollens كاشف
• 2 الأهمية
  • 2.1 الأهمية في الطب
  • 2.2 رد فعل ميلارد
  • 2.3 جودة الطعام
• 3 الفرق بين الحد من السكريات والسكريات غير المختزلة
• 4 المراجع

طرق لتحديد الحد من السكريات

اختبار بنديكت

لتحديد وجود تقليل السكريات في عينة ، يذوب في الماء المغلي. بعد ذلك ، تتم إضافة كمية صغيرة من كاشف بندكت ويسمح للحل بالوصول إلى درجة حرارة الغرفة. في الدقائق العشر التالية يجب أن يبدأ الحل في تغيير اللون.

إذا تغير اللون إلى اللون الأزرق ، فلا توجد السكريات المختزلة ، خاصة الجلوكوز. إذا كان هناك كمية كبيرة من الجلوكوز الموجودة في العينة المراد تحليلها ، فسوف يتغير لون التغيير إلى الأخضر والأصفر والبرتقالي والأحمر والبني في النهاية.

يعتبر كاشف بنديكت خليطًا من عدة مركبات: ويشمل كربونات الصوديوم اللامائية ، سترات الصوديوم وكبريتات النحاس (II) بنتاهيدرات. بمجرد إضافتها إلى الحل مع العينة ، ستبدأ التفاعلات الممكنة لخفض الأكسيد.

إذا كان هناك السكريات المختزلة ، فستقلل من كبريتات النحاس (اللون الأزرق) من محلول بنديكت لكبريتيد النحاس (اللون المحمر) ، والذي يشبه الترسبات وهو المسؤول عن تغيير اللون.

السكريات الغير مختزلة لا تستطيع أن تفعل هذا. يوفر هذا الاختبار المعين فقط فهمًا نوعيًا لوجود الحد من السكريات ؛ وهذا يعني ، أنه يشير إلى ما إذا كان هناك تقليل السكريات في العينة أم لا.

كاشف فيلينج

على غرار اختبار بنديكت ، يتطلب اختبار Fehling حل العينة تمامًا في حل ؛ يتم ذلك في وجود حرارة لضمان ذوبانه بالكامل. بعد ذلك ، يضاف حل Fehling مع التحريك باستمرار.

في حالة وجود السكريات المختزلة ، يجب أن يبدأ المحلول في تغيير اللون كأكسيد أو أشكال مترسبة حمراء. في حالة عدم وجود السكريات المختزلة ، سيبقى المحلول أزرق أو أخضر. تم إعداد حل Fehling أيضًا من حلين آخرين (A و B).

يحتوي المحلول A على نحاس (II) سلفات بنتاهيدرات مذاب في الماء ، ويحتوي المحلول B على رباعي هيدرات صوديوم البوتاسيوم (ملح روشيل) وهيدروكسيد الصوديوم في الماء. يتم خلط الحلين في أجزاء متساوية لجعل حل الاختبار النهائي.

يستخدم هذا الاختبار لتحديد السكريات الأحادية ، وعلى وجه التحديد الألدوز والكيتوز. يتم الكشف عن هذه عندما يتأكسد الألدهيد إلى حمض ويشكل أكسيد النحاس.

بعد التلامس مع مجموعة الألدهيد ، يتم تقليله إلى أيون نحاس ، والذي يشكل المادة المترسبة الحمراء ويشير إلى وجود السكريات المختزلة. في حالة عدم وجود السكريات المختزلة في العينة ، يظل المحلول بلون أزرق ، مما يشير إلى وجود نتيجة سلبية لهذا الاختبار..

Tollens كاشف

يعد اختبار تولينز ، المعروف أيضًا باسم اختبار المرآة الفضية ، اختبارًا معملًا نوعيًا يُستخدم للتمييز بين الألدهيد والكيتون. إنه يستغل حقيقة أن الألدهيدات تتأكسد بسهولة ، في حين أن الكيتونات لا تتأكسد.

في اختبار Tollens ، يتم استخدام خليط يعرف باسم كاشف Tollens ، وهو حل أساسي يحتوي على أيونات الفضة المنسقة مع الأمونيا..

هذا الكاشف ليس متاحًا تجاريًا نظرًا لعمره الإنتاجي القصير ، لذلك يجب إعداده في المختبر عندما يتم استخدامه.

يتضمن تحضير الكاشف خطوتين:

الخطوة 1

يتم خلط نترات الفضة المائية مع هيدروكسيد الصوديوم المائي.

الخطوة 2

تضاف الأمونيا المائية بالتساقط إلى أن يذوب أكسيد الفضة المترس.

كاشف Tollens يؤكسد الألدهيدات الموجودة في السكريات المختلطة المقابلة. نفس رد الفعل ينطوي على الحد من أيونات الفضة من كاشف تولينز ، الذي يحولها إلى الفضة المعدنية. إذا تم إجراء الاختبار في أنبوب اختبار نظيف ، تتشكل الفضة.

وبالتالي ، يتم تحديد نتيجة إيجابية مع كاشف Tollens من خلال مراقبة "مرآة فضية" داخل أنبوب الاختبار ؛ هذا التأثير المرآة هو سمة من رد الفعل هذا.

أهمية

إن تحديد وجود السكريات المختزلة في عينات مختلفة أمر مهم في العديد من الجوانب التي تشمل الطب وفن الطهو.

أهمية في الطب

استخدمت اختبارات الكشف عن السكريات المخفّفة لسنوات لتشخيص مرضى السكري. يمكن القيام بذلك لأن هذا المرض يتميز بزيادة في مستويات الجلوكوز في الدم ، حيث يمكن إجراء تحديد هذه باستخدام طرق الأكسدة هذه.

من خلال قياس كمية عامل الأكسدة التي يقللها الجلوكوز ، من الممكن تحديد تركيز الجلوكوز في عينات الدم أو البول.

يسمح هذا للمريض بالإشارة إلى الكمية المناسبة من الأنسولين التي يجب حقنها حتى تعود مستويات السكر في الدم داخل المعدل الطبيعي.

رد فعل ميلارد

يتضمن تفاعل Maillard مجموعة من التفاعلات المعقدة التي تحدث عند طهي بعض الأطعمة. مع ارتفاع درجة حرارة الطعام ، تتفاعل مجموعات الكربونيل من السكريات المختلطة مع المجموعات الأمينية للأحماض الأمينية.

يولد رد فعل الطهي هذا منتجات متنوعة ، ورغم أن العديد منها مفيد للصحة ، فإن البعض الآخر سام ويسبب السرطان. لهذا السبب ، من المهم معرفة كيمياء السكريات المختزلة الموجودة في النظام الغذائي العادي.

عند طهي الأطعمة الغنية بالنشا - مثل البطاطس - في درجات حرارة مرتفعة للغاية (أكبر من 120 درجة مئوية) يحدث تفاعل ميلارد.

يحدث هذا التفاعل بين الهليون الأحماض الأمينية وتقليل السكريات ، مما يؤدي إلى توليد جزيئات من الأكريلاميد ، وهو عبارة عن توكسين عصبي ومسرطن ممكن.

جودة الطعام

يمكن مراقبة جودة بعض الأطعمة باستخدام طرق الكشف عن الحد من السكريات. على سبيل المثال: بالنسبة للخمور والعصائر وقصب السكر ، يتم تحديد مستوى الحد من السكريات كمؤشر على جودة المنتج..

لتحديد السكريات المختزلة في الطعام ، يستخدم كاشف Fehling بلون الميثيلين الأزرق عادة كمؤشر لتقليل الأكسيد. يُعرف هذا التعديل عادةً باسم Lane-Eynon.

الفرق بين الحد من السكريات والسكريات غير المختزلة

يكمن الاختلاف بين السكريات المختزلة وغير المخفضة في بنيتها الجزيئية. الكربوهيدرات التي تقلل من جزيئات أخرى تفعل ذلك عن طريق التبرع بالإلكترونات من الألدهايد الحرة أو مجموعات الكيتون.

لذلك ، لا تحتوي السكريات غير المختزلة على الألدهيدات أو الكيتونات الحرة في بنيتها. وبالتالي ، فإنها تعطي نتائج سلبية في اختبارات الكشف عن الحد من السكريات ، كما هو الحال في اختبار Fehling أو Benedict.

يشتمل السكريات المخفضة على جميع السكريات الأحادية وبعض السكريات ، بينما تحتوي السكريات غير المختزلة على بعض السكريات والسكريات..

مراجع

1. بنديكت ، ر. (1907). الكشف عن السكريات وتقديرها. مجلة الكيمياء البيولوجية, 3, 101-117.
2. Berg، J.، Tymoczko، J.، Gatto، G. & Strayer، L. (2015). كيمياء حيوية (الطبعة الثامنة). دبليو إتش فريمان وشركاه.
3. Chitvoranund، N.، Jiemsirilers، S.، & Kashima، D. P. (2013). آثار المعالجة السطحية على التصاق الفيلم الفضي على الركيزة الزجاجية ملفقة بواسطة الطلاء الكهربائي. مجلة الجمعية الخزفية الأسترالية, 49(1) ، 62-69.
4. Hildreth، A.، Brown، G. (1942). تعديل طريقة لين اينون لتحديد السكر. مجلة رابطة الكيميائيين التحليليين الرسمية 25 (3): 775-778.
5. Jiang، Z.، Wang، L.، Wu، W.، & Wang، Y. (2013). الأنشطة البيولوجية والخواص الفيزيائية والكيميائية لمنتجات تفاعل Maillard في أنظمة نموذج الببتيد الكازين البقري. كيمياء الغذاء, 141(4) ، 3837-3845.
6. Nelson، D.، Cox، M. & Lehninger، A. (2013). مبادئ ليهنغر للكيمياء الحيوية (6^عشر). W.H. فريمان وشركاه.
7. Pedreschi، F.، Mariotti، M.S.، & Granby، K. (2014). القضايا الحالية في مادة الأكريلاميد الغذائية: التكوين والتخفيف وتقييم المخاطر. مجلة علوم الأغذية والزراعة, 94(1) ، 9-20.
8. Rajakylä، E.، & Paloposki، M. (1983). تقرير السكريات (والبيتين) في دبس السكر بواسطة اللوني السائل عالي الأداء. مجلة اللوني, 282, 595-602.
9. Scales، F. (1915). تقدير تقليل السكر. مجلة الكيمياء السيولوجية, 23, 81-87.
10. Voet، D.، Voet، J. & Pratt، C. (2016). أساسيات الكيمياء الحيوية: الحياة على المستوى الجزيئي(الطبعة الخامسة). وايلي.