SPRAWOZDANIE NR 5
(REAKCJE I WŁASNOŚCI CUKROWCÓW)
Reakcja odczynnikiem Fehlinga
Założenia teoretyczne:
W obecności cukru redukującego miedź ulega redukcji ze stopnia utlenienia +2 do stopnia utlenienia +1. Wytrąca się czerwony osad Cu2O. Dodatek winianu, który tworzy rozpuszczalny kompleks z powstającym w środowisku reakcji Cu(OH)2 chroni przed wytrąceniem czarnego CuO.
Wykonanie:
W probówce zamieszać 1 ml odczynnika Fehlinga I (roztwór CuSO4 ) i II (roztwór winainu sodowego). Wszystko grzejemy do wrzenia. Następnie dodajemy 2 ml. 1% roztworu glukozy (potem laktozy + i sacharozy)
Obserwacje:
W pierwszej i drugiej probówce roztówr zmienił barwę z niebieskiej na ceglasto-pomarańczową. W trzeciej prbówce brak zmian.
Wnioski:
Glukoza i laktoza to cukry redukujące zaś sacharoza z powodu wiązania α,β - 1,4 glikozydowych.
Reakcja Tollensa - reakcja lustra srebrnego
Założenia teoretyczne:
Pod wpływem cukrów redukujących jony srebra ulegają redukcji do metalicznego srebra (Ag+1 przechodzi w Ag0), osadzającego się na ściankach probówki.
Wykonanie:
Do 1 ml roztworu AgNo3 dodawać kroplami 10% roztwór amoniaku, aż osad wodorotlenku (powstający) się rozpuści.
Do otrzymanego świeżego roztworu dodajemy 1 ml 1% glukozy, mieszamy a później ogrzewamy w łaźni.
Obserwacje:
Na ściankach probówki wydzielił się srebrzysty osad.
Wnioski:
Obecność lustra na ściankach świadczy o obecności cukrów w roztworze.
Redukcja błekitu metylenowego
Założenia teoretyczne:
Błękit metylenowy jest związkiem o niskim potencjale redox, łatwo ulega więc redukcji (do bezbarwnego związku) i utlenianiu (do formy barwnej - ciemnobłękitnej). W warunkach doświadczenia błękit redukowany jest przez glukozę i utleniany ponownie tlenem atmosferycznym.
Wykonanie:
Do 2 ml destylowanej wody dodajemy kroplę 1 % błekitu metylenowego i 4 krople 5 % NaOH.
Ogrzewamy i obserwujemy barwę. Potem dodajemy kilka kropli glukozy 1 % i zagotowujemy. Obserwujemy barwę.
Po ostudzeniu wstrząsamy i obserwujemy barwę.
Obserwacje:
Przed dodaniem glukozy roztwór był błękitny zaś po stracił barwę. Odzyskał ją ponownie po wstrząśnięciu po ostudzeniu.
Wnioski:
Glukoza pod wpływem błękitu uległa utlenieniu zaś błękit redukcji (stąd zanik barwy). Po ostudzeniu zaś reakcja się odwróciła.
Reakcja Brafoeda
Założenia teoretyczne:
W środowisku słabo kwaśnym odczyny redukcyjne zachodzą dużo wolniej, szczególnie w przypadku dwucukrów. Właściwość ta została wykorzystana do odróżniania jednocukrów od dwucukrów (np. glukozy i laktozy w moczu). Odczyn wykonuje się w środowisku kwaśnym, stosując krótki czas ogrzewania. Po dłuższym czasie ogrzewania (potrzebnym do rozerwania wiązania glikozydowego) pozytywny wynik próby mogą dać także roztwory dwucukrów.
Wykonanie:
Do 1 ml odczynnika Barfoeda dodajemy 1 ml roztworu glukozy w a drugiej probówce laktozy 1 % i mieszamy i ogrzewamy do wrzenia utrzymując 3 min w ciągłym wrzeniu i potem ostudzamy.
Obserwacje:
W probówce pierwszej wytrąca się czerwony osad w probówce drugiej brak zmian.
Wnioski:
Czerwony osad świadczy o obecności glukozy w probówce pierwszej a roztworu laktozy w probówce drugiej. Czerwony osad to tlenek miedziawy.
Odczyn Molischa
Założenia teoretyczne:
Furfural lub 5-hydroksymetylofurfural kondensują w tym odczynie z α-naftolem. Znajdujący się w produkcie kondensacji układ chinoidowy stanowi grupę chromoforową decydującą o barwie związku. Ponieważ warunki reakcji sprzyjają rozrywaniu wiązań glikozydowych, odczyn Molischa jest uniwersalny - daje pozytywne reakcje zarówno z cukrami prostymi, jak i złożonymi, a także związanymi z innymi cząsteczkami. Podobny charakter ma grupa tymolowa, w której zamiast α-naftolu stosuje się tymol jako składową fenolową.
Wykonanie:
Do 1 ml 1 % roztworu ( glukozy, fruktozy, ksylozy) dodajemy 2 krople etanolowego roztworu α-naftolu i mieszamy i wlewamy 1 ml H2So4 tak by powstała na dnie probówki warstwa kwasu.
Obserwacje:
W probówce 1 i 2 wytworzył się fioletowy pierścień zaś w 3 wytworzył się pierścień zielony.
Wnioski:
Wytworzenie pierścienia zielonego świadczy o obecności zanieczyszczeń w roztworze cukru.
Wykrywanie pentoz rekcja z orcyną
Założenia teoretyczne:
Orcyna daje z powstającym w reakcji furfuralem kompleks o barwie zielonej, a z hydroksymetylenofurfuralem produkt o barwie brązowożółtej.
Wykonanie:
Do 1 ml 1 % roztworu deoksyrybozy, (a w drugiej probówce) glukozy dodajemy 1 ml stężonego HCL o raz szczyptę orcyny. Następnie ogrzewamy i utrzymujemy we wrzeniu przez parę sekund.
Obserwacje:
W probówce pierwszej pojawia się zielone zabarwienie zaś w drugiej brązowe.
Wnioski:
Reakcja ta pozwala wykryć pentozę kiedy roztwór przyjmuje zieloną barwę => świadczy to o obecności deoksyrybozy w probówce 1. Barwa brązowa zaś świadczy o obecności hydroksymetylofurfuralu.
Wykrywanie ketoz - reakcja z rezorcyną - odczynnik Seliwanowa
Założenia teoretyczne:
Ketozy łatwiej ulegają odwodnieniu i cyklizacji niż aldozy. Przy zachowaniu ściśle określonych warunków (30 sekund ogrzewania w temp.100oC z 12% HCl) tylko ketozy utworzą barwny produkt ze związkiem fenolowym (w tym przypadku rezorcyną), a aldozy pozostaną niezmienione, co pozwala na odróżnienie ketocukrów od aldocukrów. Dodatni odczyn w tej reakcji dają także cukry złożone, a skład których wchodzą ketozy (np. sacharoza, inulina).
Wykonanie:
Do 1 ml 1 % roztworu glukozy (kolejno) fruktozy, deoksyrybozy, sacharozy dodajemy 0,5 ml stężonego HCL i ogrzewamy utrzymując wrzątek 30s. Potem studzimy i dodajemy 2 ml odczynnika Seliwanowa.
Obserwacje:
Zamiana barwy w roztworach 2,3,4 na różne odcienie brązu zaś w probówce 1 brak zmian.
Wnioski:
W pierwszej probówce glukoza nie reaguje z odczynnikiem Seliwanowa ponieważ należy do aldoz.. W probówce drugiej i trzeciej znajdują się ketozy dając pozytywny wynik próby. W czwartej jest sacharoza która jest złożona z fruktoz (ketoz) i glukoz (aldoz). Co daje pozytywny wynik również.
Próba Moore'a
Założenia teoretyczne:
Środowisko zasadowe powoduje przemieszczanie się wiązanie enolowego w inne pozycje łańcucha weglowodorowego.
Następuje rozerwanie łańcuch w miejcu podwójnego wiązania .
Powstałe krótkie łańcuchy mogą ulegać wtórnej polimeryzacji dając związki żywicopodobne które nadają roztworom cukru brunatną barwę.
Wykonanie:
Do 1 ml 1 % roztworów glukozy, maltozy i sacharozy dodajemy 1 ml 10% NaOH i ogrzewamy kilka minut w łaźni,
Obserwacje:
W probówce 1 i 2 roztwór przyjął barwę żółtą zaś w 3 lekko błękitną.
Wnioski:
Glukoza znajdująca się w 1 należy do cukrów prostych i ulega tautomeryzacji keto-enolowej przez co roztwór żółknie.
Maltoza to dwucukier również ulegający reakcji w zasadowym środowisku zaś sacharoza nie ma właściwości redukujących i nie reaguje w środowisku zasadowym.
Odróżnienie bibuły od papieru gazetowego
Założenia teoretyczne:
Bibuła składa się z czystej celulozy, papier gazetowy natomiast zawiera roślinne heteropolisacharydy - hemicelulozy, zbudowane głównie z pentoz. Pod wpływem stężonego kwasu solnego z pentoz powstaje furfural, który z floroglucyną tworzy połączenie o barwie wiśniowej.
Wykonanie:
Kawałek bibuły i papieru z gazety zwilażamy kroplą 2 % etanolowego roztworu floroglucyny i kroplą stężonego HCL.
Obserwacje i wnioski:
Wiśniowa barwa na papierze gazetowym świadczy o obecności pentoz, które z HCL dają fluoroglucynę.
Reakcja skrobi z jodem
Założenia teoretyczne:
Jod tworzy ze skrobią i glikogenem luźne związki adsorpcyjne. Niebieska barwa skrobi w reakcji z jodem est wynikiem adsorbowania cząsteczek jodu wewnątrz helisy tworzonej przez amylozę. Podczas ogrzewania helisa ulega rozprostowaniu i amyloza nie jest zdolna do tworzenia kompleksu z jodem. Z uwagi na wysoką czułość reakcji, skrobia jest używana jako wskaźnik obecności jodu w roztworach (np. w jodometrii).
Wykonanie:
Do 1 ml rozcieńczonego klajstru skrobiowego dodajemy kroplę roztworu jodu (Lugola). I Ogrzewamy a potem studzimy.
Obserwacje i wnioski:
Po dodaniu Lugola roztwór staje się granatowy potem w czasie ogrzewania traci kolor a po ostudzeniu zyskuje.
Takim sposobem można łatwo wykryć skrobie.
Wytrącanie skrobii etanolem
Założenia teoretyczne:
Skrobia pozostaje zawieszona w roztworze wodnym (kleiku skrobiowym) dzięki oddziaływaniom grup - OH tworzącej ją glukozy z dipolami wody. Dodanie czynnika wiążącego wodę (np. etanolu) powoduje wytrącenie skrobi z roztworu.
Wykonanie:
Do 1 ml rozcieńczonego klajstru skrobiowego dodajemy taka samą objętość 96% etanolu.
Obserwacje i wnioski:
Skrobia wytrąca się pod działaniem alkoholu w postaci osadu.
Hydroliza skrobi
Założenia teoretyczne:
W środowisku kwaśnym skrobia ulega hydrolizie poprzez dekstryny i maltozę.
Wykonanie:
1 ml klajstru skrobiowego ogrzewamy z równą obj 15% HCL przez kilka minut potem zobojętniamy NaOH i dodajemy roztwory Fehlinga I i II po 0,5 ml i zagotować.
Obserwacje:
W probówce pierwszej pojawia się zabarwienie brązoo-pamarańczowo-ceglaste.
W drugiej barwa niebieska i brak zmian.
Wnioski:
Skrobia w środowisku kwaśnym ulega hydrolizie do maltozy i glukozy. Glukoza pod wpływem Fehlinga I i II ulega redukcji do tlenku miedzi (I).
Próba kontrolna zabarwienie od jonów Cu (II).
Enzymatyczna hydroliza sacharozy
Założenia teoretyczne:
Drożdże piekarskie zawierają enzym inwertazę (β-glikozydaza), która hydrolizuje wiązanie β-0-glikozydowe, rozkładając sacharozę na glukozę i fruktozę.
Wykonanie:
Do 3 probówek dodajemy po 3 ml zawiesiny drożdży w wodzie. Do pierwszej (próba kontrolna) 3 ml wody, drugą wstawiamy do wrzącej łaźni wodnej na 10 minut. Następnie do probówki drugiej i trzeciej dodajemy po 3 ml 1% roztworu sacharozy. Zawartość probówek wymieszać, czekamy ok. 10 min. Następnie z każdej probówki pobieramy po 1 ml roztworu i przenosimy do odpowiednio oznaczonych (1-3) probówek zawierających po 5 ml odczynnika Benedicta. Po wymieszaniu, probówki wstawiamy na 5 minut do wrzącej łaźni wodnej.
Obserwacje:
W probówkach 1 i 3 roztów przyjmuje zabarwienie niebieskie zaś w drugiej wytrąca się żółty osad.
W probówce 3 wytrąca się czerwony osad.
Wnioski:
W probówce 1 reakcja nie zaszła ponieważ nie ma w niej cukru sacharozy. W probówce drugiej sacharoza również nie uległa rozkładowi ponieważ wysoka temperatura zdenaturowała białko enzymu. Żółty osad jest obecny ze względu na reakcję cukru z odczynnikem Benedicta. W probówce 3 nie było działanie wysokiej temperatusy na roztwór z tego też względu aktywny enzym inwertaza rozdzielił sacharozę na glukozę i fruktozę. Zaś obecność glukozy \, która ma właściwości redukcyjne spowodowała wytrącenie się czerwonego osadu.