Ćwiczenie nr 6

Repetytorium

mgr Magdalena Pakosińska - Parys

1. Wstę p

Cukrami (węglowodanami, sacharydami) nazywamy wielowodorotlenowe aldehydy

Węglowodany

oraz wielowodorotlenowe ketony. Zbudowane są z trzech pierwiastków – węgla,

Repetytorium

wodoru, tlenu i są rozpowszechnione w świecie roślinnym i zwierzęcym.

1.

Wstęp

2.

Podział cukrów

2.

Podział cukrów

3.

Konformacja (wzory liniowe, Hawortha, krzesełkowe)

Cukry możemy podzielić na trzy grupy ze względu na:

4.

Właściwości fizyczne monosacharydów

- wielkość cząsteczek

5.

Właściwości chemiczne monosacharydów

monosacharydy (cukry proste), są związkami nie ulegającymi hydrolizie do postaci

6.

O- i N- glikozydy

prostszych. Ogólny wzór tej grupy to CnH2nOn.

7.

Asymetryczny atom węgla, epimeryzacja, mutarotacja, anomery

disacharydy (dwucukry), zbudowane z dwóch cząstek cukrów prostych

8.

Występowanie cukrów w przyrodzie

np. sacharoza, maltoza, celobiozę, laktozę i trehalozę.

9.

Disacharydy redukujące i nieredukujące. Inwersja sacharozy

oligosacharydy

są

cukrami,

które

w

czasie

hydrolizy

uwalniają

2-10

10.

Polisacharydy

monosacharydów. Do tej grupy można zaliczyć również disacharydy wymienione

11.

Leki pochodne cukrów – dekstran, heparyna

wyżej.

12.

Trawienie i wchłanianie cukrów

Przykładem trójcukru może być rafinoza, która hydrolizuje do glukozy, fruktozy

13.

Cukrzyca i choroby związane z zaburzeniami przemiany węglowodanowej

i galaktozy. Do czterocukrów zalicza się stachiozę, a do pięciocukrów – werbaskozę.

Część praktyczna

polisacharydy (wielocukry), zawierają więcej niż 10 monosacharydów. Ich wzór

ogólny to (C

1.

Próba Molischa

6H10O5)x, np. skrobia, celuloza, glikogen, inulina, galaktan, dekstran,

pektyna i inne.

2.

Odróżnianie cukrów złożonych od prostych

- grupy funkcyjne

3.

Własności redukujące cukrów prostych

polihydroksyaldehydy (aldozy)

4.

Odróżnianie ketozy od aldozy

polihydroksyketony (ketozy)

5.

Odróżnianie pentoz od heksoz

- liczbę atomów węgla (cukry proste)

6.

Reakcje charakterystyczne dla wielocukrów

triozy, tetrozy, pentozy, heksozy

7.

Oznaczanie glukozy metodą oksydazową

8.

Identyfikacja cukrów

3.

Konformacja (wzory liniowe, Hawortha, krzesełkowe)

Na podstawie badań rentgenograficznych stwierdzono, że wzory Hawortha

nie odzwierciedlają faktycznej budowy glukozy. Okazało się, że α-D-glukoza i β-D-

H

glukoza występują w konformacji krzesełkowej i łódkowej. Konformacja krzesełkowa

O

C

jest trwalsza, gdyż ma mniejszą energię, aniżeli konformacja łódkowa.

1

H

C OH

2

Podstawnik o wiązaniu równoległym do osi nosi nazwę podstawnika

HO C

H

3

asksjalnego, a podstawnik o wiązaniu prostopadłym do osi nosi nazwę podstawnika

H

C OH

4

H

C OH

ekwatorialnego.

5

CH OH

2

6

a

a

e

a

e

wzór liniowy glukozy

O

a

O

e

a

6

e

6

e

CH OH

CH OH

2

2

5

5

H

O OH

H

O H

H

H

konformacja krzesełkowa konformacja łódkowa

4

4

1

1

OH

OH

H

H

OH

OH

H

2 OH

3

2

3

H

H

OH

OH

5. Właś ciwoś ci fizyczne monosacharydów

α -D-glukopiranoza β-D-glukopiranoza

Glukoza i fruktoza są białymi, krystalicznymi substancjami o słodkim smaku.

wzory Hawortha

Bardzo dobrze rozpuszczają się w wodzie ale nie rozpuszczają się w alkoholu i innych

rozpuszczalnikach organicznych. Odczyn roztworu wodnego tych związków jest

H

H

CH OH

CH OH

2

O

2

O

obojętny.

HO

H

H

O

H

H

OH

HO

H

O

H

H

OH

OH

6. Właś ciwoś ci chemiczne monosacharydów

OH

H

H

H

redukcja

α-D-glukoza β-D-glukoza

wzory krzesełkowe

Redukcja aldoz i ketoz prowadzi do wytworzenia alkoholi wielowodorotlenowych.

6

6

utlenianie

CH OH

CH OH

2

2

O

H

C

5

H

HO C

5

H

O

H

O

OH

Glukoza w reakcji z wodą bromową utlenia się do kwasu glukonowego, a fruktoza

4

4

OH

1

OH

H

H 1

H 3

2

H 3

2

OH

H

reakcji nie ulega, nie posiada grupy aldehydowej. Jest to reakcja służąca do

H

OH

H

OH

odróżniania aldoz od ketoz w wyniku której grupa aldehydowa utlenia się do grupy

α-D-glukofuranoza β-D-glukofuranoza

karboksylowej. Otrzymujemy kwasy -onowe.

2

Kwas azotowy(V) jest silniejszym środkiem utleniającym od wody bromowej.

Obecność grup –OH potwierdza także reakcja, prowadzona w temperaturze

W wyniku utleniania aldoz otrzymujemy kwas cukrowy (dwie grupy karboksylowe).

pokojowej z Cu(OH)2, w wyniku której powstaje kompleks o barwie

Dzięki biologicznemu utlenianiu aldoz otrzymujemy kwasy -uronowe.

fiołkowoniebieskiej (podobnie, jak w reakcji gliceryny z Cu(OH)2).

Reakcję utleniania cukrów przeprowadza się również za pomocą kwasu pikrynowego,

reakcja z zasadami

który sam ulega redukcji jednej grupy nitrowej do aminowej. Reakcji tej towarzyszy

Cukry w stężonych roztworach zasad ulegają karmelizacji, tworzą się sole oraz

zmiana barwy z żółtej na czerwoną.

produkty barwne.

OH

OH

W rozcieńczonych roztworach zasad cukry ulegają epimeryzacji.

-

O N

NO

CHO

O N

NH

+

2

2

COO Na

2

2

3 NaOH

+

Epimerem glukozy jest fruktoza i mannoza.

3 H

OH

+ 3 H

OH +2 H O

2

R

R

NO

NO

2

2

reakcja z kwasami

Cukry pod wpływem kwasów mineralnych np. H2SO4, HCl, ulegają częściowej

Rodzaj związku

Nazwa

Przykłady nazw szczegółowych

dehydratacji tworząc związki cykliczne. Heksozy dają w wyniku tej reakcji

ogólna

Monosacharyd

aldoza

glukoza

mannoza

5-hydroksymetylofurfural, a pentozy furfural.

HOCH2(CHOH)nCHO

Otrzymywane substancje wykazują zdolność do kondensacji z niektórymi

Kwas monokarboksylowy

kwas

kwas glukonowy

kwas

HOCH

fenolami.

2(CHOH)nCOOH

aldonowy

mannonowy

Kwas dikarboksylowy

kwas

kwas glukarowy

kwas

Reakcje te wykorzystywane są do identyfikacji niektórych cukrów.

HOOC(CHOH)nCOOH

aldarowy

(kwas

mannarowy

glukocukrowy)

Alkohol

alditol

Glucitol

mannitol

własności redukujące cukrów

wielowodorotlenowy

(sorbit)

HOCH

Wszystkie cukry proste redukują wodorotlenki metali (próba Trommera, próba

2(CHOH)nCH2OH

Aldehydo-kwas

kwas

kwas

kwas

z odczynnikiem Fehlinga) lub tlenki metali (próba Tollensa)

HOOC(CHOH)nCHO

uronowy

glukuronowy

mannuronowy

Fruktoza, mimo że nie zawiera grupy aldehydowej daje pozytywny wynik reakcji

reakcja estryfikacji

Tollensa, Trommera i Fehlinga, ponieważ w środowisku zasadowym ulega

Ze względu na obecność grup –OH, cukry ulegają estryfikacji.

epimeryzacji.

Glukoza z bezwodnikiem kwasu octowego (silniejszy czynnik acylujący niż kwas

octowy) tworzy pentaoctan glukozy.

reakcja fermentacji

Cukry pod wpływem enzymów, wytwarzanych między innymi przez drożdże,

ulegają procesowi fermentacji.

3

powstawanie glikozydów

reakcja z fenylohydrazyną

W wyniku cyklizacji grupa –OH przy węglu anomerycznym (C-1 dla glukozy)

O

C H

H

C

N-NH-

różni się reaktywnością od pozostałych grup hydroksylowych.

H

C OH

H

C OH

Działając metanolem, wobec niewielkich ilości kwasu mineralnego lub chlorku

R

H N

NH

2

R

fenylohydrazon aldozy

wapnia, grupa ta tworzy acetal, zwany glikozydem.

CH OH

2

CH OH

2

C O

- H O

2

C

N-NH-

H

C OH

wydłużanie łańcucha węglowego aldoz. Synteza Kilianiego-Fischera

H

C OH

R

R

fenylohydrazon ketozy

CN

COOH

CHO

H

OH

H

OH

H

OH

[H]

O

H

H

H O

reakcja z nadmiarem fenylohydrazyny

2

O

H

H

O

H

H

H

OH

H+

H

OH

H

OH

Przy nadmiarze fenylohydrazyny i w podwyższonej temperaturze aldozy i ketozy

CHO

H

OH

H

OH

H

OH

O

H

H

CH OH

CH OH

reagują z utworzeniem związków zwanych osazonami. Osazony epimerycznych

2

2

CH OH

2

H

OH HCN

cukrów są identyczne (glukoza, fruktoza i mannoza tworzą ten sam osazon).

H

OH

CN

COOH

CHO

CH OH

2

O

H

H

O

H

H

O

H

H

aldopentoza

O

H O

[H]

3

O

H

H

2

O

H

H

O

H

H

C

H N

NH

3 H N NH

H

2

H

C

N-NH-

2

CH OH

2

H

OH

H+

H

OH

H

OH

H

C OH

C O

- NH

- NH

3

3

R

H

OH

H

OH

H

OH

C=N-NH-

- NH

R

- NH

2

2

aldoza

R

CH OH

CH OH

CH OH

- 2H O

ketoza

- 2 H O

2

2

2

2

2

osazon

diastereoizomeryczne

diastereoizomeryczne

diastereoizomeryczne

cyjanohydryny

kwasy aldonowe

aldoheksozy

Reakcja ma taki sam przebieg dla aldozy i ketozy. Osazony poszczególnych

epimery

cukrów różnią się między sobą budową krystalograficzną i można je odróżnić

skracanie łańcucha węglowego aldoz. Degradacja Ruffa

pod mikroskopem, co umożliwia identyfikację cukrów.

CHO

COOH

CHO

reakcja z hydroksyloaminą

H

OH

H

OH

O

H

H

O

H

H

Br + H O

2

2

O

H

H

1.dekarboksylacja H

OH

Jest to reakcja chlorowodorku hydroksyloaminy lub wolnej hydroksyloaminy

H

OH

H

OH

2. utlenianie

H

OH

z cukrem, w wyniku której powstaje oksym. Postać krystalograficzna oksymów,

H

OH

H

OH

CH OH

2

a również temperatura topnienia jest charakterystyczna dla poszczególnych

CH OH

CH OH

2

2

aldopentoza

cukrów.

aldoheksoza

kwas aldonowy

4

- nie są związkami redukującymi

O

C

- nie wykazują zjawiska mutarotacji

H

H

C

N-OH

H

C OH

H

C OH

Pod względem chemicznym wyróżniamy m.in. następujące typy glikozydów:

R

R

a) O-glikozydy - związki, w których aglikon połączony jest przez tlen

aldoza

oksym aldozy

NH -OH

2

z cząsteczką cukru

CH OH

CH OH

2

-

2

H O

CH OH

2

CH OH

2

2

C O

C

N-OH

H

H

O-R

O OH

O

kond.

H

C OH

H

C OH

OH H

+

OH

H-O-R

H

+ H O

2

OH

H

R

R

OH

H

ketoza

H

OH

H

OH

oksym ketozy

hemiacetal

acetal

GLIKOZYD

7. O- i N- glikozydy

Związki tego typu są najbardziej rozpowszechnione w świecie roślinnym;

b) N-glikozydy - związki, w których połączenie następuje między grupą aminową

Rozpowszechnienie glikozydów w świecie roślinnym jest znaczne.

aglikonu a cząsteczką cukru.

Glikozydy są składnikami różnych antybiotyków np. grupy streptomycyn

otrzymywanych z promieniowców. Ogólnie biorąc, glikozydy stanowią połączenie

R-N-H + HO- C6H11O5 → R-N-C6H11O5 + H2O

składnika cukrowego, czyli glikonu, z cząsteczką niecukrową, czyli aglikonem.

R R

Ten typ jest reprezentowany m.in. przez nukleozydy wchodzące w skład kwasów

Prowadzi to zwykle do związania zazwyczaj trudno rozpuszczalnego w wodzie

nukleinowych.

aglikonu i w ten sposób przekształcenia go w formę lepiej rozpuszczalną w wodzie.

W tym procesie upatrywany jest też swoisty sposób odtruwania toksycznych

Wchodzące w skład cząsteczki glikozydu cukry zazwyczaj reprezentują formę

substancji w organizmie rośliny przez analogię z podobnymi zjawiskami

cykliczną i tworzą wiązanie półacetalowe z aglikonem.

CH OH

zachodzącymi u zwierząt i człowieka np. w postaci glukuronianu kwasu salicylowego

2

H

O O-R

usuwany jest z organizmu nadmiar kwasu salicylowego.

OH H

COOH

OH

H

H

O O

H

OH

H

OH

H

Aglikonami mogą być: alkohole, kwasy, fenole, wielofenole, laktony,

OH

H

COOH

H

OH

należące do różnych grup chemicznych, m.in. terpenów, steroidów, chinonów.

salicylo-β-O-glukuronopiranozyd

Część cukrowa może się składać z jednej do dwunastu cząsteczek cukru prostego

Glikozydy : -ulegają hydrolizie w środowisku kwaśnym na cukier i aglikon

lub odpowiedniej liczby cząstek disacharydów, tri- lub tetrasacharydów.

- są niewrażliwe na działanie zasad

5

Forma wiązania glikozydowego jest określana jako α lub β. Najczęściej W przypadku cukrów o większej ilości atomów węgla, o przynależności do

spotyka się u roślin β - glikozydy (wyłącznie, gdy w części cukrowej występuje

odpowiedniego

szeregu

decyduje

położenie

podstawników

przy

ostatnim

D-cukier). Są one bardziej trwałe niż α- glikozydy.

asymetrycznym atomie węgla.

Wiązanie glikozydowe (lub też eterowe)

CH OH

2

CHO

O

O-R

O

O H

(CHOH)n

(CHOH)n

H

OH

H

OH

H

O-R

CH OH

2

CH OH

2

typu β typu α

D-aldoza

D-ketoza

8. Asymetryczny atom wę gla, epimeryzacja, mutarotacja, anomery

Asymetryczny atom węgla (centrum asymetrii), oznacza taki atom węgla,

który ma cztery różne podstawniki.

Anomery

Aldehyd glicerynowy, czyli aldotrioza jest wzorcem do ustalania

Na skutek utworzenia pierścienia półacetalowego pierwszy atom węgla staje

konfiguracji cukrów. Ma jeden asymetryczny atom węgla.

się węglem asymetrycznym, w związku z czym powstają dwie odmiany D-glukozy:

α-D-glukoza, β-D-glukoza. Gdy grupa OH przy tym atomie węgla znajduje się pod

3

1

1 CHO

CHO

HOCH2CHO

2

H

OH

H

C* OH

płaszczyzną pierścienia wówczas jest to anomer α, a jeśli nad płaszczyzną pierścienia,

2

H

O

H

3 CH OH

CH OH

2

2

to

anomer

β

aldehyd D-(+)-glicerynowy

1

CHO

6

CH OH

H

C OH

2

CH OH

2

2

CH OH

2

H

5

OH

3

OH

H

1

H

O

1 CHO

HO C H

H

O

HOCH

3

H

2 CHO

CHO

1

4

H

2

H

HO

H

H

C OH

OH

4

H CHO

2

HO C* H

OH

+

H

OH

OH

H

OH

3

2

OH

H

H

H

C OH

3 CH OH

OH

CH OH

5

H

OH

2

2

H

OH

CH OH

OH

H

OH

2

aldehyd L-(-)-glicerynowy

6

Jeśli grupa OH znajduje się po prawej stronie centrum asymetrii mówi się

anomer β anomer α

o odmianie D, a jeśli grupa OH znajduje się po lewej stronie centrum asymetrii mówi

się o odmianie L. Cukry naturalne należą w większości do szeregu D. Otrzymane

syntetycznie enancjomery tych cukrów, należące do szeregu L, nie są przyswajalne

przez organizmy żywe.

6

Z występowaniem anomerów związane jest zjawisko mutarotacji.

W tkankach zwierzęcych i fermentacyjnych drożdżach występują również niższe

Mutarotacja jest to zmiana kąta skręcalności optycznej roztworu substancji czynnej,

cukry

w

postaci

estrów

fosforanowych

aldehydu

glicerynowego

oraz

aż do pewnej stałej wartości.

dihydroksyaceton, które są produktami przemiany cukrów bardziej złożonych.

Przyczyną mutarotacji jest przejście w roztworze jednego z izomerów w drugi o innej

Cukier odtleniony – dezoksyryboza (deoksyryboza) znajduje się w komórkach

skręcalności światła spolaryzowanego. Między izomerami ustala się równowaga

zwierzęcych, bakteriofagach i kwasach nukleinowych DNA

dynamiczna.

- epimeryzacja

α-D-glukoza po krystalizacji z metanolu, rozpuszczona w wodzie posiada

W rozcieńczonych roztworach zasad (np. Ba(OH)2, Ca(OH)2) cukry ulegają

początkową skręcalność roztworu [α]D = +112º lecz w miarę upływu czasu

epimeryzacji, czyli zmianie konfiguracji przy pierwszym i/lub drugim atomie węgla

skręcalność ta stopniowo spada i osiąga stałą wartość [α]D = +52,5º.

z zachowaniem identycznej konfiguracji przy pozostałych atomach węgla. Takie

W stanie równowagi jest różna ilość odmian α i β. α–D-glukozy jest 36%, formy

izomery noszą nazwę epimerów.

łańcuchowej 0,02%, a β-D-glukozy 64%. Mutarotację katalizują zarówno kwasy jak

Opisane powyżej zjawisko wyjaśnia dlaczego zarówno aldozy jak i ketozy

i zasady. Reakcja przebiega poprzez odmianę łańcuchową (aldehydową).

r

e

dukują odczynniki Fehlinga, Tollensa i Trommera. Działanie takimi alkaliami na

cukry może spowodować ich rozległą izomeryzację, a nawet pęknięcie łańcucha.

9. Wyst

Wpływ zasady przejawia się, przynajmniej częściowo, w wytworzeniu się stanu

ę powanie cukrów w przyrodzie

równowagi pomiędzy monosacharydem a strukturą enodiolową:

Z wielu cukrów naturalnych najbardziej interesujące są przede wszystkim te,

które w postaci wolnej lub w połączeniach znajdują się w pokarmach oraz w tkankach

zwierzęcych. Najliczniej reprezentowane są heksozy (formy cykliczne): D-glukoza,

Epimerem glukozy jest fruktoza i mannoza.

D-galaktoza, D-mannoza, i D-fruktoza. Biologicznymi pentozami są (formy

cykliczne): D-ryboza, D-ksyloza, D- i L-liksoza. D-ryboza występuje w kwasie

H

H

rybonukleinowym /RNA/, wchodzi w skład niektórych koenzymów oraz znajduje

O

H

O

C

HO C

H

H

C OH

C

HO C H

1

się w witaminie B

1

1

1

1

12 . W cząsteczce ryboflawiny (witamina B2) znajduje się

H

C OH

C

C

HO C

H

HO

C

2

OH

O

2

2

2

2

pięciowodorotlenowy alkohol – D-rybitol powstały przez redukcję D-rybozy. D-

HO C

H

HO C

H

HO C

H

HO C H

HO C H

3

3

3

3

3

arabinozę wykryto w prątkach gruźlicy.

H

C OH

H

C OH

H

C OH

H

C OH

H

C OH

4

4

4

4

4

H

C OH

L-arabinoza wchodzi w skład gum, pektyn i śluzów, między innymi wykryto ją

H

C OH

H

C OH

H

C OH

H

C OH

5

5

5

5

5

CH OH

CH OH

CH OH

CH OH

CH OH

2

w żywicy drzew pestkowych. D-ksylozę znaleziono w postaci wielocukrów

2

2

2

2

6

6

6

6

6

w licznych roślinach, a ponadto wyizolowano ją z trzustki. W moczu ludzi

glukoza enodiol fruktoza enodiol mannoza

z zaburzoną przemianą cukrową wykryto m.in. L-ksylozę.

7

10. Disacharydy redukują ce i nieredukujace. Inwersja

CH OH

CH OH

2

2

H

O H

H

O H

sacharozy

H

H

OH

H

OH

H

OH

O

OH

Disacharydy

powstają

w

wyniku

polikondensacji

między

identycznymi

H

OH

H

OH

monosacharydami lub różnymi cukrami prostymi.

Ponieważ w wiązaniu glikozydowym nie bierze udziału grupa –OH hemiacetalowa

Połączenie dwóch monoz polega na wytworzeniu mostka tlenowego powstałego

drugiej cząsteczki α-D-glukozy, maltoza może przejść w formę aldehydową.

z grupy hydroksylowej przy węglu anomerycznym jednej cząsteczki cukru i z grupy

W związku z tym maltoza daje pozytywny wynik próby Tollensa, Trommera

wodorotlenowej drugiej cząsteczki z wydzieleniem wody.

i Fehlinga. Ulega mutarotacji, podczas której tworzy się mieszanina anomerów α i β.

W zależności od sposobu połączenia ze sobą cząsteczek monosacharydów rozróżnia

Celobioza

(β-D-glukopiranozylo-1,4-β-D-glukopiranoza)

–

włókno

się dwucukry redukujące i dwucukry nieredukujące.

bawełniane, zbudowana jest z dwóch cząsteczek β-D-glukozy połączonych wiązaniem

disacharydy redukujące

β-1,4-glikozydowym. Pod jednym względem celobioza różni się od maltozy,

W cukrach redukujących wiązanie acetalowe dwóch cukrów prostych tworzy się

a mianowicie ulega hydrolizie pod wpływem enzymu emulsyny (wyodrębnionego

z grupy –OH hemiacetalowej i z grupy –OH niehemiacetalowej. Najczęściej są to

z gorzkich migdałów), natomiast jest niereaktywna względem maltazy. Wiadomo, że

wiązania pomiędzy pierwszym atomem węgla jednej cząsteczki, a czwartym atomem

emulsyna hydrolizuje tylko wiązanie β-glukozydowe i na tej podstawie możemy

węgla drugiej cząsteczki. Czasami tworzy się wiązanie 1,6-glikozydowe.

wywnioskować, że struktura celobiozy tylko pod jednym względem różni się od

W zależności od położenia grupy –OH hemiacetalowej wyróżnia się wiązania α-1,4;

struktury maltozy: jednostki D-glukozowe połączone są ze sobą wiązaniem beta, a nie

β-1,4; α-1,6; β-1,6-glikozydowe.

wiązaniem alfa. Celobioza ulega hydrolizie pod wpływem enzymu emulsyny, dając

Przykładami cukrów redukujących są maltoza, celobioza i laktoza. Wszystkie te cukry

glukozę. Występuje w produktach enzymatycznej hydrolizy celulozy.

mają ten sam wzór sumaryczny C12H22O11, jednak zbudowane są z innych monoz.

CH OH

2

maltoza (α–D-glukopiranozylo-1,4-α–D-glukopiranoza) - zbudowana jest z

H

O OH

H

CH OH

dwóch cząsteczek α-D-glukozy za pomocą wiązania α -1,4- glikozydowego.

2

OH

H

H

O

H

O

Maltozę można otrzymać jako jeden z produktów częściowej hydrolizy skrobi

H

H

OH

OH

H

w wodnym roztworze kwasu. Tworzy się również w jednym z etapów procesu

OH

H

H

OH

fermentacji skrobi do alkoholu etylowego. Hydroliza skrobi do maltozy jest

laktoza (β-D-galaktopiranozylo-1,4-α-D-glukopiranoza) – zbudowana jest z

katalizowana przez diastazę enzym znajdujący się w słodzie (kiełkującym

β-D-galaktozy i α-D-glukozy połączonych wiązaniem β-1,4-glikozydowym. Laktoza

jęczmieniu).

stanowi około 5% mleka krowiego, a także ludzkiego. Do celów handlowych

otrzymuje się laktozę jako produkt uboczny przy produkcji sera, gdyż jej obecność

stwierdzono w serwatce-wodnym roztworze pozostałym po koagulacji białek

8

zawartych w mleku. Mleko kwaśnieje wówczas, gdy laktoza przekształca się w kwas

i nie wykazuje mutarotacji w roztworze. Ze wszystkich ustaleń wynika, że sacharoza

mlekowy (o smaku kwaśnym, tak jak inne kwasy) pod wpływem działania bakterii

nie zawiera „wolnej” grupy aldehydowej ani ketonowej.

(np. Lactobacillus bulgaricus).

CH OH

2

H

O H

Roztwory laktozy posiadają właściwości redukujące, wykazują mutarotację,

H

ale odmiana β jest lepiej rozpuszczalna w wodzie od α-laktozy.

OH

H

OH

CH OH

H

OHO

2

H

O

CH OH

H

2 O

H

CH OH

H

OH

2

OH

H

H

OH

O

OH

O

CH OH

2

H

H

OH

OH

H

OH

H

H

H

trehaloza – (α–D-glukopiranozylo-1,1-α–D-glukopiranoza) zbudowana jest

H

OH

z dwóch cząsteczek α-D-glukozy za pomocą wiązania 1,1- glikozydowego.

Występuje w drożdżach i grzybach; jest podstawowym cukrem w chemolimfie

disacharydy nieredukujące

owadów. Nie wykazuje własności redukujących i nie tworzy osazonów.

W przypadku połączenia się dwóch grup –OH hemiacetalowych obu cukrów

prostych, nie jest możliwe przejście do formy łańcuchowej.

inwersja sacharozy

Nie wytwarza się wolna grupa aldehydowa lub ketonowa i taki dwucukier nie

W wyniku hydrolizy sacharozy pod wpływem rozcieńczonego, wodnego

wykazuje właściwości redukujących.

roztworu kwasu lub inwertazy (z drożdży) powstają równe ilości D-glukozy i D-

Cukry takie posiadają wiązania acetalowe między pierwszymi węglami aldoz lub

fruktozy. Hydrolizie towarzyszy zmiana znaku skręcalności z dodatniego na ujemny

pierwszym węglem aldozy a drugim ketozy.

i dlatego proces ten nazywa się często inwersją sacharozy, a otrzymana lewoskrętna

sacharoza (α–D-glukopiranozylo-1,2- β-D-fruktofuranoza) –zbudowana jest

mieszanina D-glukozy i D-fruktozy nosi nazwę cukru inwertowanego, (miód zawiera

z α-D-glukozy i β-D-fruktozy połączone wiązaniem 1,2-glikozydowym.

głównie cukier inwertowany; inwertazy dostarczają pszczoły). Podczas gdy sacharoza

Sacharoza jest zwyczajnym cukrem stołowym, otrzymywanym z trzciny cukrowej lub

wykazuje skręcalność właściwą +66,5˚, a D-glukoza +52,7˚, D-fruktoza ma dużą

buraków cukrowych. Ze wszystkich związków organicznych, produkowanych ujemną skręcalność właściwą –92,4˚ i dlatego średnia wartość skręcalności właściwej w stanie czystym, jest ona wytwarzana w największych ilościach.

mieszaniny jest ujemna.

Sacharoza nie redukuje odczynnika Tollensa, Trommera ani Fehlinga, nie jest ona

Ze względu na przeciwne znaki skręcalności D-glukozy i D-fruktozy oraz

cukrem redukującym i pod tym względem różni się od wyżej wymienionych

istotne znaczenie tych cukrów jako składników sacharozy, D-glukozę nazywa się

disacharydów. Ponadto nie tworzy osazonu, nie istnieje w odmianach anomerycznych

powszechnie dekstrozą, a D-fruktozę lewulozą.

9

11. Polisacharydy

Skrobia ulega hydrolizie (kilkuetapowo) w następujący sposób:

Polisacharydy (wielocukry) są związkami, których każda cząsteczka jest zbudowana

enzym, H+

(C H O )n

(C H O )m

C H O

C H O

6

12

6

6

10

5

6

10

5

H O

12

22

11

z wielu setek lub nawet tysięcy jednostek monosacharydów. Jednostki te, podobnie

2

n>m

jak w disacharydach, połączone są wiązaniami glikozydowymi, które mogą ulec

skrobia dekstryny maltoza α–D-glukoza rozerwaniu w wyniku hydrolizy. Nie wykazują właściwości redukujących.

amyloza - zbudowana jest z długich nierozgałęzionych łańcuchów α–D-

Polisacharydy są występującymi w przyrodzie polimerami, które można uważać za

glukozy połączonych wiązaniem α–1,4-glikozydowym.

związki pochodzące z aldoz lub ketoz w wyniku ich polimeryzacji kondensacyjnej.

CH OH

CH OH

CH OH

Najważniejszymi wielocukrami są bez wątpienia celuloza i skrobia. Tworzą się one

2

2

2

H

O H

H

O H

H

O H

w roślinach z dwutlenku węgla i wody w procesie fotosyntezy. Celuloza jest głównym

H

H

H

OH

H

OH

H

OH

H

O

O

składnikiem strukturalnym roślin, nadającym im sztywność i kształt. Prawdopodobnie

H

OH

H

OH

H

OH

ze

wszystkich

znanych

substancji

organicznych

jest

ona

najbardziej

Amyloza jest tym składnikiem skrobi, dzięki któremu pod wpływem jodu przyjmuje

rozpowszechniona w przyrodzie. Skrobia stanowi materiał zapasowy rośliny ona zabarwienie intensywnie niebieskie. Z analizy rentgenowskiej wynika, że i występuje głównie w nasionach. Lepiej rozpuszcza się ona w wodzie niż celuloza,

łańcuchy są zwinięte spiralnie, tzn. przyjmują postać heliksu, wewnątrz którego jest

łatwiej ulega hydrolizie i dlatego jest znacznie łatwiej przyswajalna.

dostatecznie dużo miejsca do „uwięzienia” cząsteczki jodu powodującego

Oba te związki-celuloza i skrobia, mają oczywiście ogromne dla nas znaczenie.

powstawanie niebieskiego zabarwienia.

Celulozy używamy wykorzystując jej właściwości strukturalne: w postaci drewna-do

amylopektyna - ma silnie rozgałęziony łańcuch. Oprócz wiązań α–1,4-

budowy domów, w postaci bawełny lub sztucznego jedwabiu-do ubierania się,

glikozydowych występują w niej wiązania α–1,6 w co 18-27 cząsteczce glukozy.

w postaci papieru-do komunikowania się i do pakowania. Skrobia jest zawarta

CH OH

2

H

O

w naszym pożywieniu: w ziemniakach, kukurydzy, pszenicy, ryżu itp.

H

H

skrobia - granulki skrobi w naturalnej postaci nie rozpuszczają się w zimnej

OH

H O

H

OH

wodzie, natomiast w przypadku, gdy zewnętrzna błona zostanie rozerwana w wyniku

CH

CH OH

2

2

rozcierania, pęcznieją w niej i tworzą żel. Gdy granulkę skrobi w naturalnej postaci

H

O H

H

O H

H

H

podda się działaniu gorącej wody, wówczas rozpuszczalna część skrobi przenika

OH

H

OH

H

O

przez ściankę granulki; w gorącej wodzie pęcznieją do takiej wielkości, że pękają.

H

OH

H

OH

Zazwyczaj skrobia składa się w ok.20% z frakcji rozpuszczalnej w wodzie, zwanej

celuloza – jest głównym składnikiem drewna i włókien roślinnych: np.

amylozą, i w 80% z frakcji nierozpuszczalnej w wodzie, zwanej amylopektyną. Oba

bawełna jest prawie czystą celulozą. Nie rozpuszcza się w wodzie i nie ma smaku; jest

te związki zbudowane są z jednostek α–D-glukozowych, lecz różnią się wielkością

cukrem nieredukujacym. Właściwości te przynajmniej częściowo wynikają z jej

i kształtem cząsteczek.

niezwykle dużej masy cząsteczkowej.

10

Wyniki analizy rentgenowskiej i mikroskopii elektronowej dowodzą, że te długie

węgla, zaopatrywania tkanek w odpowiednie substancje odżywcze, odprowadzania

łańcuchy, ułożone w wiązkach jeden obok drugiego, utrzymywane są razem

produktów przemiany materii, obrony przed zakażeniem, roli buforowej, itp)

niewątpliwie dzięki wiązaniom wodorowym pomiędzy licznymi sąsiadującymi z sobą

Rola leków krwiozastępczych ogranicza się do wypełnienia częściowo

grupami –OH. Wiązki te są splecione tworząc struktury podobne do lin, grupujące się

opróżnionych naczyń krwionośnych w sytuacjach gdy zapotrzebowanie na krew nie

z kolei we włókna, które można dostrzec gołym okiem. W drewnie te celulozowe

może zostać zrealizowane. Pozwala to czasowo zabezpieczyć organizm przed

„liny” są osadzone w ligninie tworząc strukturę, którą pod względem wytrzymałości

groźnym dla życia szokiem pourazowym.

porównuje się z żelazobetonem.

Jako roztwory zastępcze krwi stosuje się obecnie preparaty węglowodanowe,

Celuloza zbudowana jest z jednostek β-D-glukozowych połączonych wiązaniem β-

preparaty na podstawie zmodyfikowanej żelatyny, środki uzyskane z tworzyw

1,4-glikozydowym. Ulega hydrolizie w środowisku kwaśnym lub pod wpływem

sztucznych, lub preparaty otrzymane z krwi ludzkiej.

enzymów i drobnoustrojów, w wyniku której otrzymuje się β-D-glukozę. Ulega

dekstran jest otrzymywany z roztworów sacharozy przy udziale

estryfikacji z kwasem azotowym(V) i bezwodnikiem kwasu octowego.

mikroorganizmów Leuconostoc. Powodują one fermentację sacharozy i następnie

CH OH

2

polimeryzację glukozy. Otrzymuje się polimer D-glukozy o wiązaniach 1-6

H

O

H

ß-glikozydowych z nielicznymi krótkimi bocznymi łańcuchami 1-3 i 1-4. Preparat ma

CH OH

2

OH

H

H

O O

H

ustaloną masę cząsteczkową 40 tys. 70 tys. lub 100 tys. i występuje w postaci 6 %

H

H

OH

CH OH

2

OH

H

O

H

roztworu w izotonicznym chlorku sodowym. Ciśnienie koloidalno-osmotyczne

H

O

H

H

OH

OH

H

i lepkość są identyczne z krwią. Dekstran pozostaje w łożysku naczyniowym około 24

H

H

OH

godzin po czym przenika przez ściany naczyń i zostaje usunięty z organizmu w ciągu

glikogen – w postaci którego węglowodany są magazynowane

1

0

– 14 dni. Jego główną zaletą jest zdolność do wiązania wody w układzie

w organizmach zwierzęcych i uwalniane następnie w miarę zapotrzebowania

naczyniowym dzięki czemu objętość krwi jest nieco większa niż objętość

metabolicznego. Strukturą przypomina amylopektynę lecz jest bardziej rozgałęziony.

wprowadzonego preparatu. Istnieje zasada, że jednorazowo można podawać

Wiązanie 1,6-glikozydowe występuje co 8-16 jednostka α-D-glukozy. Masa

dorosłym preparaty krwiozastępcze do 2,5 l.

cząsteczki jest kilkanaście razy większa od masy cząsteczki amylopektyny.

heparyna zbudowana jest z kwasu glukuronowego zestryfikowanego

Glikogen nie posiada właściwości redukujących, ulega hydrolizie w środowisku

kwasem siarkowym i kwasu glukozamino-N-siarkowego, połączonych ze sobą

kwaśnym na α-D-glukozę, z jodem daje czerwonawo-brunatne zabarwienie.

wiązaniami 1,3. A między dimerami wiązaniami 1,4. Zawartość kwasu siarkowego

w tym heteroglikanie jest bardzo duża i wynosi 4-5 cząsteczek na tetrasacharyd. Masa

12. Leki pochodne cukrów – dekstran, heparyna

cząsteczkowa heparyny wynosi 17-20 tys. W cząsteczce heparyny występuje także

śadne z dotychczas opracowanych środków zastępczych krwi nie mogą

kwas 2-sulfoiduronowy oraz niesulfonowany kwas glukuronowy.

w istocie podjąć funkcji jaką spełnia w organizmie krew (transportu tlenu i dwutlenku

11

Heparyna powstaje w organizmie komórkach tucznych wątroby, płuc,

Choroba występuje już u niemowląt. Objawia się powiększeniem wątroby, śledziony,

ścianach naczyń krwionośnych i w tkance łącznej. Przemysłowo otrzymywana jest

zaćmą i opóźnieniem w rozwoju. Ponieważ w organizmie źródłem galaktozy jest

z wątroby i płuc zwierzęcych. Z 1kg tkanki otrzymuje się 200mg heparyny.

laktoza leczenie polega na wyeliminowaniu laktozy z pożywienia.

Heparyna

działa

silnie

przeciwkrzepliwie.

Hamuje

przekształcenie

Cukrzyca jest to choroba metaboliczna polegająca na niedoczynności

protrombiny w trombinę, ułatwia rozkład włóknika i działa hamująco na

wewnątrzwydzielniczej

trzustki.

Istotą

choroby

są

zaburzenia

przemiany

trombokinazę tkankową i osoczową. Heparyna podana dożylnie działa natychmiast

węglowodanowej. Pod względem metabolicznym schorzenie to jest zawsze w jakiś

i krótkotrwale. Sole wapniowe heparyny podane podskórnie działają wolniej, ale

sposób związane z insuliną. Przyczyn niedoboru lub zmniejszonej aktywności

dłużej.

insuliny jest wiele: brak lub zmniejszone wydzielanie hormonu, nieprawidłowa

Heparynę można unieczynnić działaniem silnych zasad organicznych-

cząsteczka, nieefektywny bodziec do wydzielania insuliny, inhibitory lub

ponieważ sama heparyna jest silnie kwaśna. Z siarczanem protaminy, heparyna

niewrażliwość tkanek na insulinę.

tworzy nieczynną sól heparynowo-protaminową.

Faktycznie czynność insuliny w ustroju można sprowadzić do aktywnego transportu

12. Trawienie i wchłanianie cukrów

glukozy przez błony komórkowe. Cukry dzięki dużej zawartości grup

Trawienie węglowodanów rozpoczyna się już w jamie ustnej, następnie trwa hydroksylowych w cząsteczce mają wybitne własności hydrofilowe, które z uwagi na w żołądku, dwunastnicy i pierwszej części jelita czczego. Końcowym produktem

lipidową komponentę błony komórkowej stanowią przeszkodę w swobodnym

trawienia jelitowego jest w 80% glukoza, w 15% fruktoza i 5% galaktoza.

przenikaniu cukrów do komórki. Stąd też przechodzenie cukrowców przez błony

Wchłanianie tych cukrów jest szybkie i w zasadzie kończy się w obrębie 50cm jelita

komórkowe wymaga udziału różnego rodzaju nośników, które umożliwiają

czczego.

sforsowanie błony komórkowej stanowiącej rodzaj bariery broniącej cukrowcom

Cukry proste jako rozpuszczalne w wodzie drogą krążenia wrotnego transportowane

dostępu do wnętrza komórki. Te substancje transportujące cukier do wnętrza komórki

są do wątroby.

mają charakter białkowych enzymów zwanych ogólnie parmeazami. Glukoza jest

przyswajalna przez organizm tylko jako odmiana furanozowa. Stosunek ilości

13. Choroby zwi

odmiany

furanozowej

(przyswajalnej)

do

ilości

odmiany

piranozowej

ą zane z zaburzeniami przemiany

(nieprzyswajalnej przez komórkę) reguluje insulina. Transport glukozy do wnętrza

wę glowodanowej

komórki mięśniowej i tłuszczowej jest niezwykle ważny. W pierwszym przypadku

Przyczyną większości tych chorób jest blok metaboliczny wywołany

glukoza służy jako materiał energetyczny do skurczy mięśni, w drugim jako źródło

niedoborem odpowiednich enzymów. Najlepiej poznaną jest galaktozemia, choroba

zapasowej substancji energetycznej ustroju jakim jest tłuszcz. (Tłuszcze powstają

wywołana zaburzeniami przemiany galaktozy.

w organizmie np. z cukrów). W transporcie glukozy do tych komórek decydującą rolę

odgrywa insulina. Na skutek niedoboru insuliny mięśnie prążkowane, tkanka

tłuszczowa i łączna nie otrzymują glukozy. Dochodzi do głodu węglowodanowego

12

z jednoczesnym przecukrzeniem krwi. Z powodu hiperglikemii dochodzi do

Czerwono-fioletowy pierścień (obrączka) na granicy płynów wskazuje na obecność

zwiększonego przechodzenia glukozy do innych tkanek - zwłaszcza wątroby i nerek.

cukru w badanej próbce.

W nerkach z powodu hiperglikemii przechodzenie glukozy do moczu pierwotnego

W reakcji Molischa glukoza przechodzi w pochodną furfuralu – 5-hydroksymetylo-

jest tak duże, że przekracza możliwości absorpcyjne cewek nerkowych – stąd

furfural, a następnie w kwas lewulinowy:

cukromocz. Cukier przechodząc do moczu porywa za sobą sole mineralne i wodę.

Mięśnie prążkowane z powodu braku glukozy swoje zapotrzebowanie kaloryczne

CHO

st.H SO

2

4

pokrywają z rozpadu białek co prowadzi do zwiększonego uwalniania aminokwasów

(CH-OH)4

-3 2

H O

HOH C

O

CHO

CH -OH

2

wchodzących w cykl przemian węglowodanowych. Powoduje to jednak uwolnienie

2

znacznej ilości amoniaku przechodzącego w wątrobie w mocznik. Jednocześnie

glikoza 5-hydroksymetylofurfural

z powodu niskiego stężenia wewnątrzkomórkowego glukozy dochodzi do

Oba te związki tworzą z α-naftolem barwne połączenie:

zwiększonej przemiany tłuszczowej. Powoduje to gromadzenie się kwasów

β-hydroksymasłowego i acetylooctowego w komórce. Z kwasu acetylooctowego na

OH

OH

OH

OH

OH

O

skutek dekarboksylacji powstaje aceton. Te trzy związki z komórki przechodzą do

krwi i zostają wydalone przez nerki (ketonuria).Typowym objawem cukrzycy jest

H

H

O

H

-H

-2H

2O

C

zwiększony poziom cukru w osoczu krwi i pojawienie się go w moczu. Powoduje to

CH

+1/2 O2

O

O

utratę wody, głód oraz zaburzenia metaboliczne ustroju prowadzące do śpiączki. W

O

CH OH

2

poźniejszym, okresie występują zmiany naczyniowe szczególnie drobnych naczyń

CH OH

CH OH

2

2

siatkówki oka, nerek prowadzące do ślepoty i niewydolności nerek. Przywrócenie

homeostazy organizmu polega na podaniu leków zmniejszających poziom cukru we

2. Odróż nianie cukrów złoż onych od prostych

krwi. Są to: insulina otrzymana z trzustek zwierzęcych lub syntetyczne doustne leki

Próba Barfoeda.

przeciwcukrzycowe.

Około 2 cm3 odczynnika Barfoeda ogrzewamy w probówce do wrzenia

Część praktyczna

a następnie do wrzącego odczynnika dodajemy powoli ok. 1 cm3 roztworu

monosacharydu i ponownie ogrzewamy. Powstaje ceglasty osad Cu2O.

1. Próba Molischa

Uwaga: śaden cukier złożony w tych warunkach nie daje pozytywnej reakcji.

Do ok. 1 cm3 badanego roztworu cukru (jakikolwiek) dodać 2 krople 10%

Odczynnik Barfoeda (dwa warianty)

roztworu α- lub β-naftolu w etanolu i całość wymieszać. Ostrożnie wprowadzić pipetą

1. Octan miedzi(II) w rozcieńczonym kwasie octowym

po ścianie probówki ok. 1 cm3 stężonego kwasu siarkowego tak, aby utworzyła się

2. Octan miedzi(II) w rozcieńczonym kwasie mlekowym

warstwa poniżej mieszaniny (aby kwas siarkowy wypełniał dno probówki).

13

CHO

COOH

Próba z odczynnikiem Tollensa (amoniakalnym roztworem tlenku srebrowego).

H

OH + 2 (CH COO) Cu + 2 H O

H

OH

3

2

2

+ Cu O + 4 CH COOH

2

3

Do 0,5 cm3 odczynnika Tollensa dodać 0,5 cm3 badanego roztworu cukru,

R

R

dokładnie wymieszać i próbkę ogrzewać około 5 min. we wrzącej łaźni wodnej.

Osadzanie się wolnego srebra na ściankach probówki, w postaci lustra potwierdza

3. Własnoś ci redukują ce cukrów prostych

obecność cukru redukującego.

Próba z odczynnikiem Fehlinga.

Uwaga: Próba jest bardzo czuła, może dać wynik dodatni z roztworem sacharozy

Z odczynnikiem Fehlinga reagują zarówno cukry proste jak i dwucukry

(dwucukier nieredukujący) wskutek jej częściowej hydrolizy.

o własnościach redukujących. Do ok. 1 cm3 badanego cukru dodać 1 cm3 odczynnika

Fehlinga przygotowanego wcześniej przez zmieszanie równych objętości roztworów

O

I i II. Po zagotowaniu wypada ceglasty osad Cu

CHO

2O, co świadczy o własnościach

C

NH *H O

ONH

3

2

4

redukujących cukru.

H

OH + Ag O

H

OH

2

+ 2Ag + H O

2

R

I- rozcieńczony roztwór wodny CuSO

R

4 (zakwaszony)

4. Odróż nianie ketozy od aldozy

II-alkaliczny roztwór wodny winianu sodowo-potasowego

CuSO

Reakcja na obecność fruktozy – próba Seliwanowa z rezorcyną

4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4

H

H

Do ok. 1 cm3 badanego roztworu dodać ok. 2 cm3 stężonego kwasu solnego

O

H

C

COOK

O C

COOK

Cu(OH)2 +

Cu

+ 2H O

2

i kilka kryształków rezorcyny. Wstawić roztwór najwyżej na 30 sekund do wrzącej

HO

C

COONa

O C

COONa

H

H

łaźni wodnej. Czerwono-pomarańczowe zabarwienie związku kompleksowego

CHO

H

COOH

O C

COOK

H

HO C

COOK

wskazuje na obecność fruktozy. Przy długim ogrzewaniu zarówno fruktoza jak i

(CH-OH)

2 Cu

+ 2H O

4 +

2

(CH-OH)

Cu O

4 + 2

+

O

C

COONa

2

CH -OH

H

O

H

C

COONa

glukoza dają podobne zabarwione, ciemne zawiesiny. Zabarwienie pochodzi od

2

CH -OH

2

H

Próba z odczynnikiem Trommera.

produktu kondensacji pochodnej furfuralu i rezorcyny

Do ok. 2 cm3 roztworu cukru dodać 3 krople roztworu CuSO

OH

4 i po

O

dokładnym wymieszaniu wkraplać ostrożnie 2M NaOH. Następnie roztwór ogrzać do

O

+ 2

+ 2 H O

C

O

C

HOH

H

2

2

wrzenia. Wytrącenie się ceglastego osadu świadczy o obecności cukru redukującego.

OH

HO

OH

CuSO +2 NaOH

Cu(OH) + Na SO

O

4

2

2

4

O

CHO

CH OH

C

2

OH

H

OH

+ 2 Cu(OH)

O

2

H

OH

+ Cu2

+ 2 H O

2

R

R

14

5. Odróż nianie pentoz od heksoz

utleniana do kwasu glukonowego i nadtlenku wodoru. W drugim wytworzony

Próba Biala z orcyną.

nadtlenek wodoru reaguje w obecności peroksydazy z hydroksybenzoesanem

Do probówki zawierającej 2 cm3 stężonego kwasu solnego dodać kilka

i 4-aminoantypiryną tworząc czerwony barwnik chinonoiminę. Intensywność

kryształków orcyny i 1cm3 0,1% roztworu FeCl

powstałego zabarwienia jest wprost proporcjonalna do stężenia glukozy w próbce.

3 a następnie dodać 1cm3 badanego

roztworu. Wymieszać i roztwór doprowadzić do wrzenia w łaźni wodnej. Pojawienie

Wykonanie:

Do suchej probówki wprowadzić 5 cm3 odczynnika GLUKOZA DST,

się zielonego zabarwienia świadczy o obecności pentozy.

a następnie 0,1cm3 (100 µl) roztworu badanego przy użyciu pipety automatycznej.

O

H

OH

O

H

O

OH

O

+ 2

+

Całość probówki wymieszać i inkubować przez 5 minut w łaźni wodnej

2 H O

O

C H

2

w temperaturze 37°C. Zmierzyć absorbancję próby badanej względem próby ślepej,

CH

CH

3

3

CH3

przy długości fali 520 nm.

O

Uzyskane zabarwienie jest stabilne przez 30 minut.

Próba Tollensa z floroglucyną.

Wynik odczytać z krzywej wzorcowej.

Do probówki zawierającej 2 cm3 stężonego kwasu solnego dodać kilka

kryształków floroglucyny i 1cm3 0,1% roztworu FeCl3 a następnie dodać 1cm3

Testy paskowe ze względu na prostotę obsługi jak i szybkość

badanego roztworu. Wymieszać i roztwór doprowadzić do wrzenia w łaźni wodnej. W

dokonywanego pomiaru są wykorzystywane zarówno w laboratoriach, jak i przez

obecności pentoz powstaje wiśniowa barwa roztworu.

indywidualnych pacjentów.

Reakcja ta polega na kondensacji powstającego w wyniku dehydratacji furfuralu

Paski testowe są plastikowymi paskami, na których znajduje się pole

z floroglucyną.

odczynnikowe zawierające swoisty system reagujący. W ten sposób można oznaczać

m.in. poziom glukozy w pełnej krwi. System reagujący składa się wówczas z wysoko

6. Reakcje charakterystyczne dla wielocukrów

oczyszczonej oksydazy, D-glukozy, peroksydazy oraz chromogennego indykatora.

Próba z jodem

Próba oparta jest na enzymatycznym utlenianiu glukozy w reakcji katalizowanej przez

Ok. 1 cm3 roztworu skrobi dodać 1-2 krople jodu w jodku potasu (odczynnik

oksydazę D-glukozy. Umożliwiają one określenie w przybliżeniu poziomu glukozy

Lugola). Ciemnoniebieska barwa wskazuje na obecność skrobi.

we krwi. Wyniki odczytuje się przez porównanie zabarwienia paska z załączoną skalą

barwną. Pasków tych należy używać wtedy, kiedy konieczne jest szybkie

7. Oznaczanie glukozy metodą oksydazową

półilościowe oznaczenie poziomu glukozy i kiedy użycie bardziej dokładnych metod

laboratoryjnych nie jest uzasadnione.

Metodę oksydazową można oznaczać ilościowo poziom glukozy w ludzkiej

Obecnie obok pasków są produkowane przez różne firmy, specjalne aparaty

surowicy, osoczu i moczu. Jest ona oparta na reakcji utleniania glukozy przez

zw. glukometrami służące już nie do półilościowego, lecz ilościowego oznaczania

oksydazę połączona z reakcją pomocniczą. W pierwszym etapie glukoza jest

15

stężenia glukozy w krwi pełnej. Jednym z nowoczesnych, precyzyjnych i łatwych

w obsłudze aparatów pozwalających na pomiar we krwi nie tylko glukozy lecz

również cholesterolu i triglicerydów jest Accutrend GCT. Za pomocą odpowiednich

pasków można dzięki niemu dokonać, w krótkim czasie, pomiaru stężenia glukozy już

w ciągu 12 s, cholesterolu – 180 s i triglicerydów do 174 s w świeżej krwi kapilarnej

metodą reflektofotometrii. Przy pomocy pasków testowych można również określić

poziom różnych składników moczu. Testy paskowe do badania moczu są

produkowane w dwóch wersjach: dwupolowe – do szybkiego określania poziomu

glukozy i ciał ketonowych, jak i wielopolowe – do oznaczania glukozy, bilirubiny,

ciał ketonowych, ciężaru właściwego, krwi, pH, białka, urobilinogenu, azotynów

i leukocytów. W każdym przypadku na paskach znajdują się odpowiednie pola

odczynnikowe. Przy pomocy takich testów zanurzeniowych można określać zarówno

półilościowo, jak i ilościowo składniki moczu.

8. Identyfikacja cukrów

W pierwszej kolejności radzimy wykonać próbę Barfoeda. Następnie można

wykonać próbę z jodem i próbę Biala, Seliwanowa. Dla laktozy pozytywny wynik

otrzymamy jedynie w próbach wykazujących właściwości redukujące cukrów.

16