ĐƯỜNG KHỬ: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH, TẦM QUAN TRỌNG - SINH HỌC - 2026

Đường khử là các phân tử sinh học có chức năng như chất khử; nghĩa là, chúng có thể tặng electron cho một phân tử khác mà chúng phản ứng. Nói cách khác, đường khử là một loại carbohydrate có chứa một nhóm cacbonyl (C = O) trong cấu trúc của nó.

Nhóm cacbonyl này được tạo thành từ một nguyên tử cacbon liên kết với một nguyên tử oxy thông qua một liên kết đôi. Nhóm này có thể được tìm thấy ở các vị trí khác nhau trong phân tử đường, dẫn đến các nhóm chức khác như aldehyde và xeton.

Anđehit và xeton được tìm thấy trong phân tử của đường đơn hoặc monosaccharide. Các loại đường đã nói được phân loại thành xeton nếu chúng có nhóm cacbonyl bên trong phân tử (xeton), hoặc aldoses nếu chúng chứa nó ở vị trí cuối (aldehyde).

Anđehit là nhóm chức có thể thực hiện phản ứng oxi hóa - khử, trong đó có sự chuyển động của các electron giữa các phân tử. Quá trình oxy hóa xảy ra khi một phân tử mất một hoặc nhiều điện tử, và sự khử xảy ra khi một phân tử nhận thêm một hoặc nhiều điện tử.

Trong số các loại carbohydrate tồn tại, monosaccharide đều là đường khử. Ví dụ, glucose, galactose và fructose có chức năng như chất khử.

Trong một số trường hợp, monosaccharid là một phần của các phân tử lớn hơn như disaccharid và polysaccharid. Vì lý do này, một số disaccharide - chẳng hạn như maltose - cũng hoạt động như làm giảm đường.

Phương pháp xác định đường khử

Bài kiểm tra của Benedict

Để xác định sự hiện diện của đường khử trong mẫu, nó được hòa tan trong nước sôi. Tiếp theo, thêm một lượng nhỏ thuốc thử Benedict và đợi dung dịch đạt đến nhiệt độ phòng. Trong vòng 10 phút, dung dịch sẽ bắt đầu chuyển màu.

Nếu màu chuyển sang xanh lam thì không có đường khử, đặc biệt là glucose. Nếu một lượng lớn glucose có trong mẫu cần kiểm tra, thì sự thay đổi màu sắc sẽ chuyển sang xanh lục, vàng, cam, đỏ và cuối cùng là nâu.

Thuốc thử của Benedict là một hỗn hợp của một số hợp chất: nó bao gồm natri cacbonat khan, natri xitrat và đồng (II) sulfat pentahydrat. Sau khi thêm mẫu vào dung dịch, các phản ứng oxy hóa-khử có thể xảy ra sẽ bắt đầu.

Nếu có đường khử, chúng sẽ khử đồng sunfua (màu xanh lam) trong dung dịch Benedict thành đồng sunfua (màu đỏ), trông giống như kết tủa và là nguyên nhân gây ra sự thay đổi màu sắc.

Các loại đường không khử không thể làm được điều này. Thử nghiệm cụ thể này chỉ cung cấp sự hiểu biết định tính về sự hiện diện của đường khử; nghĩa là, nó cho biết có hay không có đường khử trong mẫu.

Thuốc thử Fehling

Tương tự như phép thử Benedict, phép thử Fehling yêu cầu mẫu phải được hòa tan hoàn toàn trong dung dịch; Điều này được thực hiện trong điều kiện có nhiệt để đảm bảo rằng nó hòa tan hoàn toàn. Sau đó, dung dịch Fehling được thêm vào với sự khuấy liên tục.

Nếu có đường khử, dung dịch sẽ bắt đầu chuyển màu khi tạo thành oxit hoặc kết tủa đỏ. Nếu không có đường khử, dung dịch sẽ có màu xanh lam hoặc xanh lục. Dung dịch Fehling cũng được điều chế từ hai dung dịch khác (A và B).

Dung dịch A chứa đồng (II) sulfat pentahydrat hòa tan trong nước và dung dịch B chứa natri kali tartrat tetrahydrat (muối của Rochelle) và natri hydroxit trong nước. Hai dung dịch được trộn thành các phần bằng nhau để tạo thành dung dịch thử nghiệm cuối cùng.

Thử nghiệm này được sử dụng để xác định monosaccharide, đặc biệt là aldoses và ketoses. Chúng được phát hiện khi anđehit oxy hóa thành axit và tạo thành oxit cốc.

Khi tiếp xúc với một nhóm anđehit, nó bị khử thành ion cốc, tạo thành kết tủa đỏ và cho thấy sự hiện diện của đường khử. Nếu không có đường khử trong mẫu, dung dịch sẽ vẫn có màu xanh lam, cho thấy kết quả âm tính đối với phép thử này.

Thuốc thử Tollens

Thử nghiệm Tollens, còn được gọi là thử nghiệm gương bạc, là một thử nghiệm định tính trong phòng thí nghiệm được sử dụng để phân biệt giữa một anđehit và xeton. Nó khai thác một thực tế là andehit dễ bị oxy hóa, trong khi xeton thì không.

Thử nghiệm Tollens sử dụng một hỗn hợp được gọi là thuốc thử Tollens, là một dung dịch cơ bản có chứa các ion bạc phối hợp với amoniac.

Thuốc thử này không có bán trên thị trường do thời hạn sử dụng ngắn, vì vậy nó phải được chuẩn bị trong phòng thí nghiệm khi được sử dụng.

Chuẩn bị thuốc thử bao gồm hai bước:

Bước 1

Bạc nitrat trong nước được trộn với natri hydroxit trong nước.

Bước 2

Amoniac dạng nước được thêm từng giọt cho đến khi bạc oxit kết tủa được hòa tan hoàn toàn.

Thuốc thử Tollens oxy hóa các andehit có trong đường khử tương ứng. Phản ứng tương tự bao gồm việc khử các ion bạc từ thuốc thử Tollens, chuyển đổi chúng thành bạc kim loại. Nếu tiến hành thí nghiệm trong ống nghiệm sạch sẽ tạo thành kết tủa bạc.

Do đó, kết quả dương tính với thuốc thử Tollens được xác định bằng cách quan sát "gương bạc" bên trong ống nghiệm; hiệu ứng gương này là đặc trưng của phản ứng này.

Tầm quan trọng

Việc xác định sự hiện diện của đường khử trong các mẫu khác nhau là rất quan trọng ở một số khía cạnh bao gồm y học và ẩm thực.

Tầm quan trọng trong y học

Thử nghiệm để giảm lượng đường đã được sử dụng trong nhiều năm để chẩn đoán bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường. Điều này có thể được thực hiện bởi vì bệnh này được đặc trưng bởi sự gia tăng nồng độ glucose trong máu, mà việc xác định chúng có thể được thực hiện bằng các phương pháp oxy hóa.

Bằng cách đo lượng chất oxy hóa bị khử bởi glucose, có thể xác định được nồng độ của glucose trong mẫu máu hoặc nước tiểu.

Điều này cho phép bệnh nhân được hướng dẫn về lượng insulin thích hợp để tiêm để đưa lượng đường huyết trở về mức bình thường.

Phản ứng của Maillard

Phản ứng Maillard bao gồm một tập hợp các phản ứng phức tạp xảy ra khi nấu một số loại thực phẩm. Khi nhiệt độ của thực phẩm tăng lên, các nhóm cacbonyl của đường khử phản ứng với các nhóm amin của axit amin.

Phản ứng nấu nướng này tạo ra nhiều sản phẩm khác nhau và mặc dù nhiều sản phẩm có lợi cho sức khỏe, nhưng một số khác lại độc hại, thậm chí gây ung thư. Vì lý do này, điều quan trọng là phải biết hóa học của các loại đường khử có trong chế độ ăn bình thường.

Khi nấu thực phẩm giàu tinh bột - chẳng hạn như khoai tây - ở nhiệt độ rất cao (lớn hơn 120 ° C), phản ứng Maillard xảy ra.

Phản ứng này xảy ra giữa axit amin asparagin và đường khử, tạo ra các phân tử acrylamide, là một chất độc thần kinh và có thể gây ung thư.

Chất lượng thực phẩm

Chất lượng của một số loại thực phẩm có thể được theo dõi bằng phương pháp phát hiện đường khử. Ví dụ: trong rượu vang, nước trái cây và đường mía, mức độ khử đường được xác định như là một dấu hiệu cho thấy chất lượng của sản phẩm.

Để xác định đường khử trong thực phẩm, thuốc thử Fehling với xanh metylen thường được sử dụng làm chất chỉ thị khử oxit. Sự thay đổi này thường được gọi là phương pháp Lane-Eynon.

Sự khác biệt giữa đường khử và đường không khử

Sự khác biệt giữa đường khử và đường không khử là trong cấu trúc phân tử của chúng. Carbohydrate mà các phân tử khác khử làm như vậy bằng cách tặng các electron từ nhóm aldehyde hoặc xeton tự do của chúng.

Do đó, đường không khử không có aldehyde hoặc xeton tự do trong cấu trúc của chúng. Do đó, chúng cho kết quả âm tính trong các xét nghiệm phát hiện đường khử, chẳng hạn như xét nghiệm Fehling hoặc Benedict.

Đường khử bao gồm tất cả các monosaccharid và một số disaccharid, trong khi đường không khử bao gồm một số disaccharid và tất cả các polysaccharid.

Người giới thiệu

1. Benedict, R. (1907). PHÁT HIỆN VÀ ƯỚC LƯỢNG ĐƯỜNG GIẢM. Tạp chí Hóa học Sinh học, 3, 101-117.
2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Hóa sinh (xuất bản lần thứ 8). WH Freeman và Công ty.
3. Chitvoranund, N., Jiemsirilers, S., & Kashima, DP (2013). Ảnh hưởng của việc xử lý bề mặt đối với sự kết dính của màng bạc trên nền thủy tinh được chế tạo bằng phương pháp mạ không điện. Tạp chí của Hiệp hội gốm sứ Úc, 49 (1), 62–69.
4. Hildreth, A., Brown, G. (1942). Sửa đổi phương pháp Lane-Eynon để xác định đường. Hiệp hội các nhà hóa học phân tích chính thức 25 (3): 775-778.
5. Jiang, Z., Wang, L., Wu, W., & Wang, Y. (2013). Các hoạt động sinh học và đặc tính hóa lý của các sản phẩm phản ứng Maillard trong hệ thống mô hình peptide casein đường-bò. Hóa thực phẩm, 141 (4), 3837-3845.
6. Nelson, D., Cox, M. & Lehninger, A. (2013). Lehninger Principles of Biochemistry (6 ^ngày ). WH Freeman và Công ty.
7. Pedreschi, F., Mariotti, MS, & Granby, K. (2014). Các vấn đề hiện tại trong chế độ ăn uống acrylamide: Hình thành, giảm thiểu và đánh giá rủi ro. Tạp chí Khoa học Thực phẩm và Nông nghiệp, 94 (1), 9–20.
8. Rajakylä, E., & Paloposki, M. (1983). Xác định đường (và betaine) trong rỉ đường bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao. Tạp chí Sắc ký, 282, 595–602.
9. Cân, F. (1915). VIỆC XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG GIẢM. Tạp chí Hóa học Ciological, 23, 81–87.
10. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Các nguyên tắc cơ bản của hóa sinh: Sự sống ở cấp độ phân tử (xuất bản lần thứ 5). Wiley.