ĆW. 7 ANALIZA SACHARYDÓW

Podział sacharydów:
-cukry proste(monosacharydy): glukoza, fruktoza, galaktoza, ryboza, deoksyryboza i inne
- dwucukry(disacharydy): sacharoza, maltoza, laktoza, celobioza i inne
- oligosacharydy: rafinoza, gencjanoza, stachioza i inne
- cukry złożone(polisacharydy): skrobia, celuloza, glikogen, chityna, dekstran i inne

Wyróżniamy sacharydy:
- rozpuszczalne w wodzie (mono- i oligosacharydy)
- rozpuszczalne na gorąco w 2-procentowym roztworze kwasu mineralnego(skrobia)
- nierozpuszczalne w stężonych roztworach kwasów mineralnych(celuloza i jej pochodne)

Mono- i oligosacharydy:

Najważniejsze właściwości tych związków:

 zdolność skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego,
 zdolność większości sacharydów do tworzenia w wodzie roztworów jednorodnych,
 wł. redukujące,
 zdolność fermentowania,
 zachowanie się sacharydów wobec kwasów.

Metody oznaczania:

Metody fizyczne:

- metody densymetryczne i refraktometryczne
najczęściej są stosowane w przypadku badania produktów spożywczych do oznaczeń ekstraktu,
którego gł. składnikiem są rozpuszczalne sacharydy

- metody polarymetryczne
wykorzystują zdolność skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego przez cząsteczki sacharydów w
roztworze wodnym, w którym obecne są asymetryczne atomy węgla

Metody chemiczne:

Mają one największe znaczenie w ilościowym oznaczaniu cukrów w produktach spożywczych, a
szczególnie metody oparte na redukcji jonów miedzi(II) przez cukry redukujące, metody te nie są
selektywne dla cukrów, pozwalają na bezpośrednie oznaczenie cukrów o wł. redukujących.

Hydrolizę sacharozy
przeprowadza się zwykle metodą Clarget-Herzfelda, która polega na ogrzewaniu roztworu sacharozy
w środowisku kwasowym.

- metoda Lane-Eyona:
polega na redukcji na gorąco alkalicznego roztworu soli miedzi(II) przez bezpośrednie
miareczkowanie roztworem cukrów redukujących, ważne jest w tej metodzie utrzymywanie roztworu
w stanie wrzenia podczas miareczkowania, stężenie cukru w roztworze można oznaczyć w zakresie
0,1-04%.

- metoda Luffa-Schoorla:
stosuje się w niej płyn Luffa, zawierający siarczan(VI) miedzi(II), węglan sodu, kwas cytrynowy, dzięki
węglanowi sodu uzyskuje się niższe pH ok. 9,5, nadmiar jonów Cu(II) poddaje się redukcji kwasem
jodowodorowym, wydzielonym z jodku potasu, po zakwaszeniu środowiska, przebieg reakcji:
2CuSO

4

+4KI→2K

2

SO

4

+Cu

2

I

2

+I

2

, I

2

+2Na

2

S

2

O

3

→2NaI+Na

2

S

4

O

6

, wykonuje się również „próbę ślepą”, w

której ustala się zużycie roztworu tiosiarczanu sodu na zmiareczkowania jodu wydzielonego przez
całkowitą ilość miedzi w płynie Luffa

- metoda Bertranda: stosuje się w niej III płyny Bertranda, I płyn zawiera siarczan miedzi, II płyn to
mieszanina potasu i sodu oraz wodorotlenku sodu, III płyn to siarczan żelaza w stężonym kwasie
siarkowym, w poszczególnych etapach zachodzą odpowiednie reakcję:
- po zmieszaniu I i II płynu: CuSO

4

+2NaOH→Na

2

SO

4

+Cu(OH)

2

,

Cu(OH)

2

+C

4

H

4

KNaO

6

→Cu(C

4

H

2

KNaO

6

)+2H

2

O

- podczas gotowania roztworu cukru z I i II płynem:
R-CHO+2Cu(C

4

H

2

KNaO

6

)+2H

2

O→R-COOH+2 C

4

H

2

KNaO

6

+↓Cu

2

O

- po dodaniu III płynu do osadu Cu

2

O: ↓Cu

2

O+Fe

2

(SO

4

)

3

+H

2

SO

4

→2CuSO

4

+2FeSO

4

+H

2

O

- podczas miareczkowania roztworem KMnO

4

:

10FeSO

4

+2KMnO

4

+8H

2

SO

4

→5Fe(SO

4

)

3

+K

2

SO

r

+2MnSO

4

+8H

2

O

Metody fizykochemiczne:

Polegają na przeprowadzeniu cukrów z związki barwne, a następnie kolorymetrycznym pomiarze ich
zawartości w roztworze badanym

- metoda antronowa:
polega na odwodnieniu cukrów, tzn. na przeprowadzeniu pentoz w furfural, a heksoz w 5-
hydroksymetylofurfural przez ogrzewanie ze stężonymi kwasami, oznaczanie sacharydów odbywa się
metodami spektrofotometrycznymi przy dł. fali 620nm, metoda jest dokładna przy zachowaniu
identycznych warunków pomiaru

- metoda rezorcynowa:
służy do oznaczania keto cukrów, keto cukry ogrzewane są z kwasem solnym i ulegają odwodnieniu, a
produkty tego procesu tworzą z rezorcyną barwne kompleksy, ketoheksozy dają kompleks barwny o
maksimum absorpcji przy dł. fali 520nm, a ketopentozy – przy dł. fali 620nm, co pozwala na
oznaczanie zarówno ketopentoz, jak i ketoheksoz

- metoda żelazicyjankowa:
służy do znaczania aldocukrów, aldocukru w środowisku zasadowym redukują
heksacyjanożelazian(III) do heksacyjanianożelazianu(III), który z kolei z jonem żelaza(III) tworzy błękit
pruski

Metody kombinowane:

- metoda enzymatyczna: z wykorzystaniem heksokinazy jest do oznaczania zawartości glukozy,
fruktozy i sacharozy po hydrolizie, w pierwszym etapie w obecności trójfosforanu adenozyny
powstają 6-fosforany glukozy lub fruktozy, pierwszy z nich w reakcji z NADP

+

w obecności

dehydrogenazy fosfoglukonianowej jest utleniany z utworzeniem NADPH; ilość powstałego NADPH,
proporcjonalna do ilości glukozy, oznaczana jest w zakresie ultrafioletu.

- metody biosensotyczne: wykorzystują bioczujniki, do oznaczania glukozy stosuje się najczęściej
biosensory z membranami enzymatycznymi zawierającymi oksydazę glukozową, katalizuje ona
proces utleniania glukozy, w którego wyniku następuje konsumpcja tlenu i wytworzenie nadtlenku
wodoru

Polisacharydy – są wielkocząsteczkowymi polimerami zbudowanymi z jednostek cukrowych
połączonych wiązaniami glikozydowymi w łańcuch, występują zarówno w roślinach jak i organizmach
zwierząt, gdzie spełniają rolę strukturalną lub są formą zmagazynowania energii.

Skrobia – zbudowana jest z cząstek α-D-glukozy, połączonych ze sobą w łańcuchy wiązaniami α-1,4-
glikozydowymi, łańcuchy te mogą być proste lub rozgałęzione, jest mieszaniną amylozy i
amylopektyny, rozkładana jest przez enzymy amylolityczne, łatwo ulega hydrolizie kwasowej,
końcowym produktem hydrolizy jest glukoza.

Do oznaczania skrobi stosuje się:

Metody polarymetryczne
stosowane są najczęściej do ilościowego oznaczania zawartości skrobi, podstawą oznaczenia w tej
metodzie jest proporcjonalność kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji do stężenia substancji
wywołującej skręcenie, skręcalność właściwa skrobi zależy od pochodzenia skrobi, warunków jej
rozpuszczania i rodzaju rozpuszczalnika. Przyrząd służący do badania kąta skręcania płaszczyzny
światła spolaryzowanego jest polarymetr.

Metody fizyczne – m.in. metoda wagowa Raska,
w której skrobię oznacza się wagowo po jej rozpuszczeniu i wytrąceniu z próbki. Próbkę poddaje się
ekstrakcji eterem di etylowym, kwasem solnym i alkoholem etylowym, metoda czasochłonna i mało
dokładna.

Metody chemiczne – m.in. metody spektrofotometryczne,
polegające na pomiarze absorbancji barwnego kompleksu skrobi jodem lub antronem, oraz metody
polegające na hydrolizie skrobi do glukozy, którą następnie oznacza się jedną z metod redukcyjnych.

Błonnik(włókno surowe)
występuje we wszystkich produktach roślinnych, pojęciem tym określa się nieprzyswajalne, a więc
nietrawione w przewodzie pokarmowym polisacharydy i ligniny.

Błonnik pokarmowy
pozostałość ścian komórek roślinnych opornych na hydrolizę enzymatyczną w przewodzie
pokarmowym człowieka. Błonnik rozpuszczalny w wodzie: pektyna, gumy, śluzy; nierozpuszczalny w
wodzie: celuloza, hemiceluloza, lignina, skrobia oporna.

Źródłem błonnika są:

 produkty zbożowe(mąka pszenna, żytnia, płatki owsiane),
 rośliny strączkowe(mąka sojowa, grochowa i fasolowa),
 owoce(jabłka, maliny, wiśnie, porzeczki)
 warzywa(marchew, groszek zielony, kapusta, sałata).

Zmodyfikowana metoda Kurschnera-Scharrera
stosuje się często do oznaczania błonnika surowego, wykorzystuje fakt, że błonnik nie rozpuszcza się
w roztworach stężonych kwasów, w którym rozpuszczaj się substancję mu towarzyszące,
nierozpuszczalną pozostałość przemywa się wodą i alkoholem, w metodzie tej oznaczane są celuloza i
ligniny.

Metody oparte na hydrolizie kwasowej lub kwasowo-zasadowej
uniemożliwiają oznaczenia niektórych frakcji błonnika, ze względu na ich straty spowodowane
stosowanymi odczynnikami. Dlatego też oznaczanie zawartości frakcji błonnika nietrawionych w
przewodzie pokarmowym używa się metod opracowanych przez van Soesta, polegających na
przygotowaniu błonnika przy użyciu detergentów.

Metoda enzymatyczno-wagowa
jest obecnie obowiązującą metodą oznaczania błonnika, polega na hydrolizie enzymatycznej, a
następnie wagowym oznaczeniu niestrawionej pozostałości. Błonnik rozpuszczalny jest wytrącany z
roztworu supernatantu za pomocą 96% etanolu i także oznaczany wagowa.

Oznaczanie zawartości skrobi w mące polarymetryczną metodą Baumanna i Grossfelda w
modyfikacja Hadorna i Bifera – skrobię rozpuszcza się w gorącym, rozcieńczonym kwasie solnym i po
sklarowaniu roztworu mierzy skręcenie płaszczyzny światła spolaryzowanego, w próbkach
zawierających inne, oprócz skrobi składniki optycznie czynne wprowadza się poprawkę na skręcenie
płaszczyzna świtała spolar. przez te substancje.