ŞEKER AZALTMA: BELIRLEME YÖNTEMLERI, ÖNEMI - BIYOLOJI - 2025

İndirgeyici şekerler indirgeyici maddeler olarak işlev biyomoleküllerin vardır; yani, reaksiyona girdikleri başka bir moleküle elektron bağışlayabilirler. Başka bir deyişle, indirgeyici şeker, yapısında bir karbonil grubu (C = O) içeren bir karbonhidrattır.

Bu karbonil grubu, bir oksijen atomuna bir çift bağ yoluyla bağlanmış bir karbon atomundan oluşur. Bu grup, şeker moleküllerinde farklı pozisyonlarda bulunabilir ve bu da aldehitler ve ketonlar gibi diğer fonksiyonel gruplarla sonuçlanır.

Aldehitler ve ketonlar, basit şekerlerin veya monosakkaritlerin moleküllerinde bulunur. Söz konusu şekerler, molekül içinde karbonil grubuna (keton) sahiplerse ketozlar veya terminal pozisyonda içeriyorlarsa aldozlar (aldehit) olarak sınıflandırılırlar.

Aldehitler, moleküller arasında elektronların hareketini içeren oksidasyon-indirgeme reaksiyonlarını gerçekleştirebilen fonksiyonel gruplardır. Bir molekül bir veya daha fazla elektron kaybettiğinde oksidasyon meydana gelir ve bir molekül bir veya daha fazla elektron kazandığında azalma meydana gelir.

Mevcut karbonhidrat türlerinden monosakkaritlerin tümü şekerleri indirgiyor. Örneğin, glukoz, galaktoz ve fruktoz indirgeyici maddeler olarak işlev görür.

Bazı durumlarda monosakkaritler, disakkaritler ve polisakkaritler gibi daha büyük moleküllerin parçasıdır. Bu nedenle, maltoz gibi bazı disakkaritler de şekerleri indirgeme görevi görür.

İndirgen şekerlerin belirlenmesi için yöntemler

Benedict testi

Bir numunedeki indirgen şekerlerin varlığını belirlemek için kaynar suda çözülür. Sonra, az miktarda Benedict reaktifi ekleyin ve solüsyonun oda sıcaklığına ulaşmasını bekleyin. 10 dakika içinde çözelti renk değiştirmeye başlamalıdır.

Renk maviye dönerse, özellikle glikoz olmak üzere indirgeyici şeker mevcut değildir. Test edilecek örnekte büyük miktarda glikoz varsa, renk değişimi yeşile, sarıya, turuncuya, kırmızıya ve son olarak kahverengiye doğru ilerler.

Benedict'in reaktifi birkaç bileşiğin bir karışımıdır: susuz sodyum karbonat, sodyum sitrat ve bakır (II) sülfat pentahidrat içerir. Numune ile çözeltiye eklendikten sonra, olası oksidasyon-indirgeme reaksiyonları başlayacaktır.

İndirgen şekerler varsa, Benedict çözeltisindeki bakır sülfatı (mavi renk), çökeltiye benzeyen ve renk değişiminden sorumlu olan bir bakır sülfite (kırmızımsı renk) indirgeyecektir.

İndirgeyici olmayan şekerler bunu yapamaz. Bu özel test yalnızca indirgen şekerlerin varlığına ilişkin niteliksel bir anlayış sağlar; yani, numunede indirgen şekerlerin olup olmadığını gösterir.

Fehling reaktifi

Benedict testine benzer şekilde, Fehling testi, numunenin bir çözelti içinde tamamen çözülmesini gerektirir; Bu, tamamen çözünmesini sağlamak için ısı varlığında yapılır. Bundan sonra Fehling solüsyonu sürekli karıştırılarak eklenir.

İndirgeyici şekerler varsa, çözelti oksit veya kırmızı çökelti oluştukça renk değiştirmeye başlamalıdır. İndirgeyici şeker yoksa, çözelti mavi veya yeşil kalacaktır. Fehling'in çözümü ayrıca diğer iki çözümden (A ve B) hazırlanır.

Solüsyon A suda çözünmüş bakır (II) sülfat pentahidrat içerir ve solüsyon B suda sodyum potasyum tartrat tetrahidrat (Rochelle tuzu) ve sodyum hidroksit içerir. Son test çözeltisini yapmak için iki çözelti eşit parçalar halinde karıştırılır.

Bu test, monosakkaritleri, özellikle aldozları ve ketozları belirlemek için kullanılır. Bunlar, aldehit aside oksitlendiğinde ve bir bakır oksit oluşturduğunda tespit edilir.

Bir aldehit grubu ile temas ettiğinde, kırmızı çökeltiyi oluşturan ve indirgen şekerlerin varlığını gösteren bakırlı bir iyona indirgenir. Numunede indirgeyici şeker yoksa, çözelti mavi kalır ve bu test için negatif bir sonuca işaret eder.

Tollens reaktifi

Gümüş ayna testi olarak da bilinen Tollens testi, bir aldehit ve bir keton arasında ayrım yapmak için kullanılan kalitatif bir laboratuvar testidir. Aldehitlerin kolayca okside olduğu, ketonların olmadığı gerçeğinden yararlanır.

Tollens testi, amonyak ile koordine edilmiş gümüş iyonları içeren temel bir çözelti olan Tollens reaktifi olarak bilinen bir karışım kullanır.

Bu reaktif, kısa raf ömrü nedeniyle ticari olarak mevcut değildir, bu nedenle kullanılacağı zaman laboratuvarda hazırlanmalıdır.

Reaktif hazırlama iki adımı içerir:

Aşama 1

Sulu gümüş nitrat, sulu sodyum hidroksit ile karıştırılır.

Adım 2

Çöken gümüş oksit tamamen çözülene kadar sulu amonyak damla damla eklenir.

Tollens reaktifi, karşılık gelen indirgeyici şekerlerde bulunan aldehitleri okside eder. Aynı reaksiyon, onları metalik gümüşe dönüştüren Tollens reaktifinden gümüş iyonlarının indirgenmesini içerir. Test temiz bir test tüpünde yapılırsa gümüş bir çökelti oluşur.

Böylece, Tollens reaktifi ile pozitif bir sonuç, test tüpünün içinde bir "gümüş ayna" gözlemlenerek belirlenir; bu ayna etkisi, bu reaksiyonun karakteristiğidir.

Önem

Farklı örneklerde indirgen şekerlerin varlığının belirlenmesi, tıp ve gastronomi dahil olmak üzere birçok açıdan önemlidir.

Tıpta önemi

Şekerleri azaltmak için yapılan testler, diyabetli hastaları teşhis etmek için yıllardır kullanılmaktadır. Bu yapılabilir çünkü bu hastalık kan glukoz seviyelerinde bir artış ile karakterize edilir, bununla bunların belirlenmesi bu oksidasyon yöntemleri ile gerçekleştirilebilir.

Glikoz ile indirgenen oksitleyici madde miktarını ölçerek, kan veya idrar numunelerindeki glukoz konsantrasyonunu belirlemek mümkündür.

Bu, hastaya kan şekeri seviyelerini normal aralığa geri getirmek için enjekte edilecek uygun insülin miktarı hakkında talimat verilmesini sağlar.

Maillard'ın tepkisi

Maillard reaksiyonu, bazı yiyecekleri pişirirken meydana gelen bir dizi karmaşık reaksiyonu içerir. Yiyeceklerin sıcaklığı arttıkça, indirgen şekerlerin karbonil grupları amino asitlerin amino grupları ile reaksiyona girer.

Bu pişirme reaksiyonu çeşitli ürünler üretir ve birçoğu sağlık için faydalı olsa da diğerleri toksik ve hatta kanserojendir. Bu nedenle normal diyete dahil olan indirgeyici şekerlerin kimyasını bilmek önemlidir.

Nişasta bakımından zengin yiyecekleri - patates gibi - çok yüksek sıcaklıklarda (120 ° C'nin üzerinde) pişirirken Maillard reaksiyonu meydana gelir.

Bu reaksiyon, amino asit asparagin ile indirgen şeker arasında meydana gelir ve bir nörotoksin ve olası bir kanserojen olan akrilamid molekülleri üretir.

Yemek kalitesi

Belirli yiyeceklerin kalitesi, şeker azaltma saptama yöntemleri kullanılarak izlenebilir. Örneğin: şaraplarda, meyve sularında ve şeker kamışında indirgen şeker seviyesi, ürünün kalitesinin bir göstergesi olarak belirlenir.

Gıdalardaki şekerleri indirgemek için Fehling'in metilen mavisi reaktifi normalde oksit azaltma göstergesi olarak kullanılır. Bu değişiklik genellikle Lane-Eynon yöntemi olarak bilinir.

Azaltılmış şeker ile indirgenmeyen şeker arasındaki fark

İndirgeyici ve indirgeyici olmayan şeker arasındaki fark moleküler yapıdadır. Diğer moleküllerin indirgediği karbonhidratlar bunu, serbest aldehit veya keton gruplarından elektron vererek yapar.

Bu nedenle indirgeyici olmayan şekerlerin yapılarında serbest aldehitler veya ketonlar yoktur. Sonuç olarak, indirgen şekerlerin tespiti için yapılan testlerde Fehling veya Benedict testleri gibi olumsuz sonuçlar verirler.

İndirgeyici şekerler tüm monosakkaritleri ve bazı disakkaritleri içerirken, indirgeyici olmayan şekerler bazı disakkaritleri ve tüm polisakkaritleri içerir.

Referanslar

1. Benedict, R. (1907). AZALTILAN ŞEKER TESPİTİ VE TAHMİNİ. Biyolojik Kimya Dergisi, 3, 101-117.
2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biyokimya (8. baskı). WH Freeman ve Şirketi.
3. Chitvoranund, N., Jiemsirilers, S. ve Kashima, DP (2013). Gümüş Filmin Elektriksiz Kaplama ile Üretilen Cam Yüzey Üzerine Yapışmasına Yüzey İşleminin Etkileri. Avustralya Seramik Derneği Dergisi, 49 (1), 62–69.
4. Hildreth, A., Brown, G. (1942). Şeker tayini için Lane-Eynon yönteminin değiştirilmesi. Resmi Analitik Kimyacılar Dergisi 25 (3): 775-778.
5. Jiang, Z., Wang, L., Wu, W. ve Wang, Y. (2013). Maillard reaksiyon ürünlerinin şeker-büyükbaş kazein peptid model sistemlerinde biyolojik aktiviteleri ve fizikokimyasal özellikleri. Gıda Kimyası, 141 (4), 3837-3845.
6. Nelson, D., Cox, M. ve Lehninger, A. (2013). Biyokimya Lehninger İlkeleri (6 ^th ). WH Freeman ve Şirketi.
7. Pedreschi, F., Mariotti, MS ve Granby, K. (2014). Diyet akrilamidindeki güncel sorunlar: Oluşum, azaltma ve risk değerlendirmesi. Gıda ve Tarım Bilimi Dergisi, 94 (1), 9–20.
8. Rajakylä, E. ve Paloposki, M. (1983). Yüksek performanslı sıvı kromatografisi ile melastaki şekerlerin (ve betain) belirlenmesi. Journal of Chromatography, 282, 595–602.
9. Ölçekler, F. (1915). ŞEKERLERİN AZALTILMASININ BELİRLENMESİ. The Journal of Ciological Chemistry, 23, 81–87.
10. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Biyokimyanın Temelleri: Moleküler Düzeyde Yaşam (5. baskı). Wiley.