Biochemia dla Biologii nr ETCS
Reakcje barwne cukrów
Koordynatorem przedmiotu jest Katedra Biochemii
Przedmiot prowadzony przez Katedrę Biochemii
1
ZADANIE 8
TYTUŁ: REAKCJE BARWNE CUKRÓW
Forma zaliczenia: Kolokwium z części teoretycznej do ćwiczeń oraz praktyczne zaliczenie
ć
wiczeń
Materiały i urządzenia:
•
Materiały
1. badane cukry
2. stężony kwas siarkowy
3. stężony HCl
4. wodorotlenek sodu
5. α-naftol
6. odczynnik Fehlinga
7. odczynnik Barfoeda
8. odczynnik Biala
9. odczynnik Seliwanowa
10. roztwór jodu
•
Urządzenia
1. probówki
2. zlewki
3. pipety
4. palniki
5. łaźnie wodne
INFORMACJE TEORETYCZNE:.
Reakcja Molisha to najbardziej ogólna reakcja na cukry, zarówno wolne jak
i związane. Ujemny jej wynik wyklucza obecność cukru, dodatni zaś nie zawsze jest
wystarczający do jego stwierdzenia, gdyż podobną reakcję dają aldehydy, aceton i inne.
Reakcja Molisha polega na powstaniu czerwono-fioletowego zabarwienia w wyniku
kondensacji pochodnych furfuralowych z α-naftolem.
Wiele reakcji oksydacyjno-redukcyjnych cukrów opiera się na redukcji kationów
miedziowych Cu
2+
do Cu
1+
. Tworzący się w środowisku zasadowym niebieski osad Cu(OH)
2
wchodzi w reakcję z grupami OH cukrowca, dając kompleks barwy ciemnoniebieskiej,
rozpuszczalny w wodzie. Wodorotlenek miedzi (II) redukuje się najpierw do wodorotlenku
miedzi (I), który podczas ogrzewania traci wodę i przechodzi w tlenek miedzi (I) Cu
2
O, który
wytrąca się w postaci ceglasto-czerwonego osadu. W reakcji Fehlinga wodorotlenek miedzi
(II) występuje w postaci kompleksu z winianem sodowo-potasowym.
Reakcja Barfoeda pozwala odróżnić cukry proste od dwucukrów redukujących i jest
modyfikacją odczynnika Fehlinga. Redukcję kationów miedzi (II) przeprowadza się
w środowisku słabo kwaśnym, wytworzonym przez kwas mlekowy. W tych warunkach
reakcja przebiega wolniej niż w środowisku zasadowym, przy czym dwucukry utleniają się
znacznie wolniej (po około 15-20 minutach) w porównaniu z monosacharydami (po 3
minutach). Na tej podstawie można je od siebie odróżnić.
Reakcja Biala opiera się na fakcie, iż w obecności soli żelaza (III) furfural powstający
z rybozy w środowisku HCl daje z orcyną kompleks o barwie zielonej.
Biochemia dla Biologii nr ETCS
Reakcje barwne cukrów
Koordynatorem przedmiotu jest Katedra Biochemii
Przedmiot prowadzony przez Katedrę Biochemii
2
W reakcji Seliwanowa barwny czerwono wiśniowy związek z rezorcyną daje
hydroksymetylofurfural, powstający dużo łatwiej z ketoz niż z aldoz pod wpływem działania
kwasu solnego. Warunkiem uzyskania prawidłowego wyniku reakcji jest stężenie kwasu
(12%) oraz czas ogrzewania (30 sek.), w przeciwnym razie reakcja jest nieswoista dla ketoz.
Reakcja wykrywania wielocukrów polega na zdolności tworzenia przez skrobię oraz
inne polisacharydy barwnych połączeń z jodem. Polisacharyd o budowie liniowej nie jest
zdolny do tworzenia kompleksu z jodem. Musi istnieć konfiguracja spirali (helisy), aby
cząsteczki jodu mogły się w niej regularnie ułożyć. Jedna cząsteczka jodu przypada na sześć
reszt glukopiranozowych, czyli na jeden skręt spirali. W wyniku połączenia się skrobi
z jodem powstaje zabarwienie niebieskie. Glikogen daje zabarwienie czerwono-brunatne.
Skrobia pod wpływem kwasów ulega stopniowej hydrolizie przez stadium dekstryn do
maltozy i małej ilości glukozy. Pośrednimi produktami są: amylodekstryny (zabarwienie
z jodem fioletowe), erytrodekstryny (zabarwienie z jodem czerwone), achro- i maltodekstryny
oraz maltoza (zabarwienie z jodem nie powstaje). W miarę hydrolizy wzrastają również
stopniowo właściwości redukujące.
Przebieg doświadczenia:
Podzadanie 1: reakcja Molisha -
odróżnianie cukrowców od innych związków
organicznych
Do 1 ml roztworu glukozy dodać dwie krople α-naftolu, zamieszać, a następnie
podwarstwić 2 ml stężonego kwasu siarkowego. Zapisać obserwację i wyciągnąć
odpowiednie wnioski. Reakcję powtórzyć dla roztworu sacharozy, skrobi oraz
badanego cukru.
Podzadanie 2: reakcja Fehlinga -
odróżnianie cukrów redukujących od nieredukujących
Do 1 ml roztworu glukozy dodać 2,5 ml odczynnika Fehlinga i ogrzewać przez
kilka minut we wrzącej łaźni. Zapisać obserwację i wyciągnąć odpowiednie
wnioski. Reakcję powtórzyć dla roztworu sacharozy, maltozy, skrobi oraz
badanego cukru.
Podzadanie 3: reakcja Barfoeda -
odróżnianie cukrów prostych od dwucukrów
redukujących
Do 1 ml roztworu glukozy dodać 2,5 ml odczynnika Barfoeda i ogrzewać przez 3
minuty we wrzącej łaźni. Zapisać obserwację i wyciągnąć odpowiednie wnioski.
Reakcję powtórzyć dla roztworu maltozy oraz badanego cukru.
Podzadanie 4: reakcja Biala -
odróżnianie pentoz od heksoz
Do 1 ml roztworu rybozy dodać 3 ml odczynnika Biala i ogrzać do wrzenia.
Zapisać obserwację i wyciągnąć odpowiednie wnioski. Reakcję powtórzyć dla
roztworu glukozy, arabinozy oraz badanego cukru.
Podzadanie 5: reakcja Seliwanowa -
odróżnianie ketoz od aldoz
Do 1 ml roztworu fruktozy dodać 1 ml odczynnika Seliwanowa i ogrzewać do
wrzenia 30 sekund. Zapisać obserwację i wyciągnąć odpowiednie wnioski. Reakcję
powtórzyć dla roztworu sacharozy, glukozy oraz badanego cukru.
Biochemia dla Biologii nr ETCS
Reakcje barwne cukrów
Koordynatorem przedmiotu jest Katedra Biochemii
Przedmiot prowadzony przez Katedrę Biochemii
3
Podzadanie 6: reakcja wykrywania wielocukrów
Do 1 ml roztworu skrobi dodać 1 ml roztworu jodu. Zapisać obserwację
i wyciągnąć odpowiednie wnioski. Reakcję powtórzyć dla roztworu glikogenu
i badanego cukru.
Podzadanie 7: hydroliza skrobi i wykrywanie jej produktów
Do 10 ml roztworu skrobi dodać 1 ml stężonego roztworu HCl i ogrzewać we
wrzącej łaźni wodnej. W statywie ustawić 2 szeregi probówek po 10 sztuk i co
minutę przenosić po kilka kropli do probówek pierwszego i drugiego szeregu. W
pierwszym szeregu probówek zawierającym po 1 ml bardzo rozcieńczonego
roztworu jodu (ok. 0,002%) obserwować zmianę zabarwienia. Drugi szereg
probówek zobojętnić wodorotlenkiem sodowym i wykonać próbę Fehlinga. Zapisać
obserwację i wyciągnąć odpowiednie wnioski.
LITERATURA
1. Biochemia”, L. Stryer, PWN, Warszawa 1997 i nowsze
2. „Biochemia Harpera”, R. K. Murray i wsp., PZWL, Warszawa 1995 i nowsze
3. Cytobiochemia”, L. Kłyszejko-Stefanowicz, PWN, Warszawa 1995, 2002
4. Biochemia- Krótkie Wykłady”, B. D. Hames i wsp., PWN, Warszawa 2002
5. Zarys Biochemii Cz.1, Karlson P., Pwn W-Wa 1987
6. Biochemia kręgowców, Minakowski W. PWN W-wa 1998
7. Ćwiczenia z biochemii”, L. Kłyszejko-Stefanowicz, PWN, Warszawa 1999, 2003
8. Ćwiczenia z biochemii, Strzeżek J wyd. ART. 1997
9. Ćwiczenia z biochemii, Logoń A. wyd. ART. 1997