3. Cukrowce

1.2. Reakcja charakterystyczna dla cukrów obojętnych - metoda antronowa

Zasada: Pod wpływem stężonego H2SO4 cukry obojętne ulegaja odwodnieniu

do furfuralu lub jego pochodnych, a te z kolei tworzą z antronem połączenia

1. Analiza jakościowa cukrów prostych

kompleksowe o barwie zielonej. Aminocukry dają w tej reakcji odczyn ujemny.

Metoda ta jest wykorzystywana do ilościowego oznaczania cukrów.

Do wykrywania i rozróżniania cukrowców wykorzystuje się reakcje oparte na

Wykonanie: Do suchej probówki odmierzyć 0.5 ml roztworu glukozy, a

następujących własnościach tych związków:

nastepnie dodać 0.5 ml 0,2% roztworu antronu w stężonym kwasie siarkowym

a) odwodnione pod wpływem działania mocnych kwasów nieorganicznych

i dokładnie wytrząsnąć. Pojawia się zielone zabarwienie.

cukry przekształcają się w pochodne furfuralowe (furfural, metylenofurfural,

hydroksymetylenofurfural ), które w wyniku kondensacji z fenolami,

1.3. Reakcja charakterystyczna dla ketocukrów - odczyn Seliwanowa

chinonami, aminami aromatycznymi tworzą produkty o charakterystycznym

zabarwieniu.

Zasada: Pierwszy etap polega na przeprowadzeniu ketocukru w pochodną

b) cukry posiadające wolną grupę karbonylową lub aldehydową wykazują silne

furfuralową. Powstały 5-hydroksymetylenofurfural ulega kondensacji z

właściwości redukujące, dając typowe reakcje utlenienia i redukcji

rezorcyną dajac produkt o barwie czerwonowiśniowej. Dodatni odczyn

Seliwanowa dają wszystkie ketopentozy, ketoheksozy i oligosacharydy

zawierające ketozy. Poprawny wynik reakcji zależy od zachowania ściśle

1.1. Reakcja charakterystyczna dla wszystkich cukrów - odczyn Molischa

określonych warunków: stężenia użytego kwasu oraz czasu ogrzewania. 12%

HCl i 30 sek ogrzewania wystarcza do przeprowadzenia ketoz w pochodną

Zasada: Pod wpływem stężonego H2SO4 pentozy i heksozy przechodzą

furfuralową, natomiast aldozy w tych warunkach pozostają nie zmienione.

odpowiednio w furfural lub 5-hydroksymetylenofurfural. Związki te tworzą z

Użycie kwasu o wyższym stężeniu lub wydłużenie czasu ogrzewania powoduje

α-naftolem połączenia triarylometanowe o czerwonofiołkowym zabarwieniu.

że również aldozy dają dodatni odczyn Seliwanowa.

Odczyn ten dają wszystkie cukry, zarówno rozpuszczalne jak i

nierozpuszczalne. W przypadku tych ostatnich zabarwienie występuje na

Wykonanie: Do 2 ml roztworu fruktozy dodać 1 ml stężonego HCl (końcowe

granicy zetknięcia fazy stałej z fazą ciekłą. Reakcja ta przebiega o wiele łatwiej

stęż. HCl=12%) ogrzewać we wrzącej łaźni wodnej przez 30 sek. Mieszaninę

z ketozami niż z aldozami.

schłodzić i podzielić na dwie równe części. Do jednej z nich dodać parę

kryształków rezorcyny i zawartość obu probówek ogrzewać do wrzenia.

Wykonanie: Do 0.5 ml roztworu cukru dodać dwie krople świeżo

Porównać zabarwienie obu płynów. W probówce do której została dodana

przygotowanego 10% alkoholowego roztworu α-naftolu i dokładnie

rezorcyna, występuje czerwonowiśniowe zabarwienie lub osad tej samej barwy

wymieszać. Zawartość probówki podwarstwić ostrożnie 0.5 ml stężonego

rozpuszczalny w alkoholu. Wykonać odczyn z roztworem fruktozy i glukozy i

H2SO4. Na granicy obu warstw wystepuje czerwonofiołkowe zabarwienie.

porównać wyniki.

Uwaga: Wystąpienie zielonego pierścienia jest niecharakterystyczne i pochodzi

Uwaga. W probówce bez rezorcyny również występuje słaboróżowe

od różnych zanieczyszczeń odczynników użytych do tej próby.

zabarwienie, ponieważ inne związki organiczne (niecukrowce) mogą sie barwić

3.1

pod wpływem ogrzewania z HCl. Dopiero porównanie barwy w obu

probówkach pozwala na stwierdzenie obecności cukru w badanej próbce.

1.4. Reakcja charakterystyczna dla pentoz - odczyn Biala

Zasada: Pierwszy etap polega na przeprowadzeniu pentozy w furfural, który w

obecności jonów Fe+3 tworzy z orcyną (2,3-dihydroksy-5-metylobenzen)

produkt o barwie zielonej. 5-hydroksymetylofurfural (produkt odwodnienia

heksoz) reaguje znacznie słabiej z orcyną dając produkt o zabarwieniu

żółtobrązowym.

Wykonanie: Odmierzyć do probówki 0.3 ml odczynnika orcynowego (roztwór

rys.1.

orcyny i FeCl3 w HCl) dodać 0.5 ml roztworu arabinozy i ogrzewać we wrzacej

łaźni wodnej przez 5 min. Pojawia się zielone zabarwienie.

1.5.1. Odczyn Fehlinga

1.5. Odczyny redukcyjne

Zasada: W przypadku odczynu Fehlinga redukcji ulega miedź z +2 do +1

Cukry w roztworach obojętnych lub słabo kwaśnych wystepują w formach

stopnia utlenienia. Używa się odczynnika Fehling I, który zawiera CuSO

pierścieniowych (wiązanie półacetalowe). W środowisku zasadowym lub silnie

4 oraz

odczynnika Fehling II, który zawiera NaOH i winian sodowo-potasowy.

kwaśnym formy pierścieniowe przechodzą w łańcuchowe i powstają wolne

Winian sodowo-potasowy zapobiega wytrącaniu się osadu Cu(OH)

grupy aldehydowe lub ketonowe. Cukry zachowują się jak aldehydy lub

2, co może

nastąpić przy małej ilości cukru. Sól ta wiąże jony Cu+2 w kompleksową sól

ketony, wykazując charakterystyczne własności redukcyjne. Własności te

kwasu winowego.

stanowią podstawę wielu metod analitycznych służących do wykrywania i

ilościowego oznaczania cukrów. Najbardziej znane próby polegają na redukcji

Wykonanie: Zmieszać 20 ml roztworu roztworu Fehling I i 20 ml roztworu

przez cukier kationów metali, np. Cu+2, Bi+3, Ag+1. Cukry redukując jony

Fehling II. Do probówki nalać 0.5 ml roztworu badanego cukru i 0.5 ml

metali same utleniają się do kwasów. Aldozy utleniają się do kwasów

przygotowanej mieszaniny; ogrzać do wrzenia. Występuje zabarwienie lub

aldonowych (utleniona grupa aldehydowa). Utlenianie ketoz jest bardziej

brunatnoczerwony osad wydzielonego Cu

skomplikowane; w wyniku tego procesu powstaje mieszanina kwasów.

2O.

Produkty utleniania fruktozy przedstawia rys.1.

1.5.2. Odróżnianie cukrów prostych od dwucukrów redukujących - odczyn

Barfoeda

Zasada: Odczyn ten stanowi modyfikację odczynu Fehlinga. Redukcję jonów

miedzi prowadzi się w środowisku słabo kwaśnym (rozcieńczony roztwor

kwasu mlekowego), w którym redukcja przebiega wolniej niż w środowisku

zasadowym. Ponadto w tych warunkach redukcja jonów miedzi zachodzi

3.2

znacznie szybciej w obecności cukrów prostych niż w obecności dwucukrów Wykonanie: W probówce wymieszać 9 ml wody i 1 ml stężonego kwasu

redukujących, a więc dobranie odpowiednich warunków reakcji pozwala na

siarkowego (pamiętaj o kolejności!) a następnie umieścić w niej parę skrawków

rozróżnienie tych dwóch grup związków.

bibuły lub papieru. Wykonać także próbkę porównawczą (bez kwasu i/lub bez

ogrzewania). Probówki umieścić we wrzącej łaźni wodnej i ogrzewać przez co

Wykonanie. Do jednej probówki odmierzyć 0.4 ml roztworu glukozy, a do

najmniej 60 min. Po upływie tego czasu nadsącze zobojętnić Na2CO3 + NaOH i

drugiej 0.4 ml roztworu maltozy. Do obu probówek dodać po 1 ml odczynnika

przeprowadzić reakcję Fehlinga.

Barfoeda i ogrzewać przez 3 min we wrzącej łaźni wodnej. W obecności

cukrów prostych wypada po tym czasie czerwony osad Cu2O, natomiast w

obecności dwucukrów redukujących osad pojawia się dopiero po 15-20 min

2.3. Odróżnianie papieru bezdrzewnego od drzewnego

ogrzewania.

Zasada: Papier gazetowy zawiera pentozany (polimery pentoz), które z

floroglucyną i HCl dają wiśniowe zabarwienie.

2. Analiza jakościowa polisacharydów

Wykonanie: Kawałek papieru gazetowego zwilżyć kroplą 2% etanolowego

2.1. Hydroliza skrobi

roztworu floroglucyny i kroplą stężonego roztworu HCl. Papier zabarwia się na

Podczas ogrzewania w środowisku kwaśnym skrobia ulega hydrolizie do

wiśniowo. Reakcja z bibułą filtracyjną wypada ujemnie.

glukozy. Proces ten przebiega stopniowo poprzez stadium dekstryn oraz

stadium maltozy i izomaltozy. Proces hydrolizy można rejestrować przez

określanie własności redukujących (pojawiających się w miarę uwalniania

maltozy, izomaltozy i glukozy) oraz przez barwną reakcję z jodem (zanikającą

4. Kwasy nukleinowe

w miarę ubywania skrobi).

Wykonanie: Do probówki odmierzyć 2.5 ml 1% roztworu skrobi, dodać 1 ml

Odróżnianie RNA od DNA.

1M

1 roztworu kwasu siarkowego. Ogrzewać na łaźni wodnej przynajmniej przez

30 min. Po tym czasie zawartość ostudzić i zobojętnić Na

1. Metoda oparta na reakcji z orcyną

2CO3 + NaOH.

Rozdzielić do dwóch probówek. Przeprowadzić reakcję Fehlinga oraz reakcję z

Zasada. Wolne oraz związane w nukleozydach pentozy podczas ogrzewania ze

jodem na hydrolizacie i na wyjściowym roztworze skrobi. Porównać wyniki.

stężonym HCl przechodzą w furfural, który w obecności jonów Fe+3

kondensuje z orcyną, tworząc związek barwy zielonej. W warunkach

przeprowadzonej próby dezoksyryboza reaguje 10-krotnie słabiej niż ryboza, a

2.2. Hydroliza celulozy

więc dla DNA odczyn wypada ujemnie.

Zasada:W obecności mocnych kwasów i w podwyższonej temperaturze

Wykonanie. Do dwóch probówek zawierajacych po 0.5 ml 0,1% roztworów

celuloza ulega hydrolizie. Ostatecznym produktem hydrolizy tego

RNA lub DNA dodać po 0.5 ml odczynnika orcynowego i umieścić we wrzącej

polisacharydu jest glukoza.

łaźni wodnej na 15 min. W probówce zawierającej RNA pojawia się zielone

zabarwienie.

3.3

2. Metoda oparta na reakcji z difenyloaminą

5. Lipidy

Zasada. Wolna i związana dezoksyryboza tworzy z difenyloaminą związek

Lipidy stanowią grupę zwiazków organicznych o znacznie zróżnicowanej

barwny. W obecności RNA uzyskuje się ujemny wynik.

strukturze. Ich wspólną cechą jest to, że są nierozpuszczalne w wodzie ,

natomiast dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach ogranicznych. Z tego

Wykonanie. Do dwóch probówek zawierających po 0.5 ml 0,1% roztworów

też względu izoluje się je najczęściej z odwodnionych tkanek na drodze

RNA i DNA dodać po 0.5 ml odczynnika difenyloaminowego. Probówki

ekstrakcji odpowiednimi rozpuszczalnikami . Niejednakowa rozpuszczalność

umieścić we wrzącej łaźni wodnej na 10 min. W probówce zawierającej DNA

lipidów w różnych rozpuszczalnikach organicznych może stanowić podstawę

powstaje niebieskie zabarwienie.

ich rozdziału; np. fosfolipidy dobrze rozpuszczają się w eterze, a nie

rozpuszczają się w acetonie. W celu rozdzielenia tłuszczów stosuje się

Odczynniki: 10% alkoholowy roztwór α-naftolu, kwas siarkowy stężony, 0.2 %

najczęściej chromatografię gazowo-cieczową lub cienkowarstwową. Pierwsza z

roztwór antronu w stężonym kwasie siarkowym, rezorcyna in subst., kwas

nich polega na rozdzieleniu metylowych pochodnych lipidów pomiędzy

solny stężony, odczynnik orcynowy (1 g orcyny i 100 mg FeCl3 . 6H2O w stęż.

gazową fazę ruchomą (np: hel) i lipofilną fazę płynną ( np: poliester kwasów

HCl), 1% roztwory: glukozy, fruktozy, glukozoaminy, sacharozy, arabinozy,

dikarboksylowych z alkoholami ). Chromatografię cienkowarstwową lipidów

maltozy, skrobi rozpuszczalnej,

przeprowadza się najczęściej na żelu krzemowym lub tlenku glinu, a do

Fehling I (3.46 g CuSO .

4 5H2O + 0.1 ml kwasu siarkowego stęż. dopełnić wodą

identyfikacji rozdzielanych związków wykorzystuje się reakcje, w ktorych

do 100 ml), Fehling II (17.3 g winianu sodowo-potasowego i 7 g NaOH

powstają barwne kompleksy. Lipidy dzielimy na tłuszcze proste wśrod ktorych

dopełnić do 100 ml), odczynnik Barfoeda, 1M kwas siarkowy, Nasycony r-r

wyróżniamy tłuszcze właściwe (estry glicerolu i wyższych kwasów

Na2CO3 w 30 % NaOH, roztwór I i KI (1 g I i 2 g KI rozpuścić w 300 ml wody),

tłuszczowych ) i woski (estry wyższych jednowodorotlenowych alkoholi i

2% roztwór floroglucyny w etanolu, 0.1% roztwory DNA i RNA, odczynnik

wyzszych kwasów tłuszczowych ), oraz tłuszcze złożone, do których zaliczamy

difenyloaminowy (1g difenyloaminy + 100 ml stęż. kwasu octowego + 2.75 ml

fosfolipidy i glikolipidy. Inną grupę lipidów stanowią pochodne izoprenu .

stęż. kwasu siarkowego), próbka-zagadka (dowolny z występujących w instr.

Zaliczane tu są m.in. sterydy, karotenoidy, dolichole, fitol. Lipidy są

roztworów cukrowców).

podstawowym składnikiem błon biologicznych. Pełnią rownież w organizmie

funkcję zapasowego materiału energetycznego. Obejmują rownież prekursory

niektórych witamin oraz szereg hormonów.

1. Chromatografia cienkowarstwowa lipidów liścia na żelu

krzemionkowym

Zasada:Chromatografia cienkowarstwowa pozwala na prowadzenie rozdziału

zarówno w środowisku polarnym jak i apolarnym. Rozdział substancji zachodzi

na zasadzie odwracalnej, fizycznej adsorpcji, podziału substancji między dwie

fazy ciekłe (fazą stacjonarną jest ciecz zaadsorbowana na ziarnach żelu), a także

3.4

na zasadzie wymiany jonowej (np. żel krzemionkowy ma odczyn słabo

Płytkę włożyć na 20 min do komory wypełnionej parami jodu. Następnie

kwasowy). Najczęściej ma miejsce kombinacja wszystkich trzech opisywanych

odbarwiać przez kilka minut na powietrzu (pod digestorium). Jod uwidacznia

mechanizmów z przewagą jednego z nich. Do rozdzielania mieszaniny lipidów

lipidy, tworząc z nimi barwny kompleks.

wykorzystywana jest metoda chromatografii na żelu krzemionkowym. Stosując

różne układy rozpuszczalników można tą metodą rozdzielać różne grupy

lipidów. Lipidy są związkami bezbarwnymi i aby je zidentyfikować, płytkę po

2. Chromatografia bibułowa barwników liścia

rozdziale poddaje się wybarwianiu przy użyciu różnych reakcji

charakterystycznych.

Powszechnie stosowanym typem chromatografii podziałowej jest

chromatografia z zastosowaniem bibuły jako nośnika fazy nieruchomej (zwykle

Wykonanie:

rozpuszczalnika bardziej polarnego). Podczas wędrówki fazy ruchomej

(rozpuszczalnika mniej polarnego) po nośniku następuje ciągłe ustalanie

Esktrakcja lipidów:

równowagi podziału substancji rozdzielanych pomiędzy te dwie fazy. Po

Ok. 2 g świeżych liści pszenicy pociąć drobno i ucierać w moździerzu z

zakończeniu rozwijania chromatogramu poszczególne składniki rozdzielanej

niewielką ilością piasku lub tłuczonego szkła. Dodać 10 ml mieszaniny

mieszaniny zostają zatrzymane w różnych miejscach nośnika w zależności od

chloroform:metanol 1:2 (v/v). Całość ucierać jeszcze przez kilka minut,

wartości ich współczynnika podziału między fazę ruchomą i stacjonarną.

wymieszać i odczekać, aż fragmenty tkanki opadną na dno moździerza. Nadsącz

metanolowy zebrać i przesączyć przez sączek do probówki.

Rozdział:

Wykonanie:

Na gotowej płytkę z naniesioną warstwą żelu krzemionkowego o wymiarach

ok. 20x5 cm narysować ołówkiem linię startu w odległości ok. 0.5 cm od

Przygotowanie ekstraktu barwników:

krótszego brzegu i zaznaczyć na niej 5 miejsc do nanoszenia próbek (3 wzorce

Z homogenatu otrzymanego w wyniku rozcierania liści w poprzednim

(monogalaktozyodiacyloglicerol (M), digalaktozylodiacyloglicerol (D),

doświadczeniu pobrać ciemnozieloną warstwę dolną (chloroformową),

sulfolipid (S)) i 2 różne ilości próbki (np. 20 i 50 µl ekstraktu (P1 i P2)).

możliwie bez fragmentów tkanek, przesączyć przez bibułę i w razie potrzeby

Podpisać miejsca nanoszenia próbek i wzorców. Na odpowiednie pola za

zagęścić przez odparowanie (mieszając w zlewce włożonej do ciepłej wody, pod

pomocą mikrostrzykawki nanieść po 5 µl wzorców i odpowiednie ilości

digestorium). Część ekstraktu (ok. 1 ml) odlać do probówki i dodać do niej 20-

ekstraktu, starając się, by powstająca plama była jak najmniejsza. Po każdym

50 µl stężonego HCl.

roztworze płukać mikrostrzykawkę chloroformem. Można przyspieszyć

parowanie rozpuszczalnika, dmuchając na płytkę strumieniem zimnego

Przeprowadzenie rozdziału

powietrza z suszarki. Po naniesieniu próbek włożyć płytkę do komory

Na bibule chromatograficznej o wymiarach ok. 23x15 cm narysować ołówkiem

chromatograficznej z mieszaniną aceton:benzen:woda 81:30:4 (v/v/v) i rozwijać

2 linie startu, w odległości ok. 2.5 cm od dłuższej krawędzi bibuły. Następnie

do momentu osiągnięcia przez czoło rozpuszczalnika odległości ok. 1 cm od

na te linie nanieść kilkakrotnie pipetą Pasteura otrzymane ekstrakty, susząc

górnego końca płytki. Płytkę wyjąć i suszyć pod digestorium.

miejsca nanoszenia strumieniem zimnego powietrza z suszarki. Bibułę spiąć w

Barwnienie:

walec i umieścić w komorze chromatograficznej o poj. ok. 1 l zawierającej na

dnie warstwę ok. 1 cm mieszaniny o składzie benzyna : aceton 125:15 (v/v).

3.5

Rozdział prowadzić do momentu osiągnięcia przez czoło rozpuszczalnika

górnej krawędzi bibuły. Następnie chromatogram wyjąć ze zlewki i wysuszyć.

Materiały:

Obrysować ołówkiem widoczne na chromatogramie barwne plamy, wyciąć

Zielone liście (pszenicy, Bilbergia sp. lub t.p.) płytki do TLC pokryte żelem

obrysowane fragmenty bibuły pokroić na drobne paseczki i wyekstrahować

krzemionkowym, bibuła chromatograficzna, ew. materiał do oznaczania

barwniki acetonem. Wykonać widma absorpcyjne tak uzyskanych roztworów

cholesterolu.

barwników. Określić wpływ środowiska kwaśnego na skład barwnikowy liścia.

Odczynniki:

Wzorce lipidów, solwent do chromatografii cienkowarstwowej j.w., jod,

3. Wykrywanie cholesterolu (odczyn Liebermanna-Burcharda)

benzyna, aceton, chloroform, metanol, bezwodnik kwasu octowego, stężony

kwas siarkowy, stężony kwas solny, chloroformowy roztwór cholesterolu

Zasada: Pod wpływem stężonego kwasu siarkowego i bezwodnika kwasu

octowego tworzy się zabarwiony kwas monosulfonowy bicholestadienu.

Sprzęt:

Reakcję tę wykorzystuje się także do ilościowego oznaczania cholesterolu

Komora do chromatografii bibułowej, komora do chromatografii

metodą spektrofotometryczną.

cienkowarstwowej, komora do barwienia w parach jodu, mikrostrzykawka 10

µl, pipety pasteurowskie z obtopionymi końcami, suszarka, szkło laboratoryjne,

Wykonanie: Badaną próbkę rozpuścić w chloroformie; jeżeli utworzyła się

pipety automatyczne 1000 i 200 µl.

górna warstwa wodna, to zebrać warstwę dolną (chloroformową), dodać do niej

bezwodnego siarczanu magnezu (w celu odwodnienia) wytrząsnąć przez 2 min,

odstawić i po chwili zebrać ciecz znad osadu. 0.5 ml roztworu zadać 1 ml

bezwodnika kwasu octowego i (ostrożnie, może wyprysnąć podczas

dodawania!) 150 µl stężonego kwasu siarkowego. O obecności cholesterolu

świadczy zabarwienie z początku różowo-czerwone następnie przechodzące w

zielone. Równoczenie wykonywać próbę kontrolną na próbce nie zawierającej

cholesterolu i próbę na chloroformowym roztworze cholesterolu. UWAGA:

Szkło używane do oznaczeń musi być suche!

3.6