CCF20081011002

Chemia Żywności - własność Katedra Analizy i Oceny Jakości Żywności AR w Krakowie - 2008/2009

•    próba Benedicta - w środowisku zasadowym sacharydy są utleniane do hydroksykwasów a jony Cu²⁺ (w kompleksie z cytrynianem) są redukowane do osadu Cu₂0 zmieniającego zabarwienie od zielonego przez żółte do czerwonopomarańczowego w miarę wzrostu rozmiarów „agregatów” cząsteczek,

•    próba Fehlinga - analogiczna jak próba Benedicta, lecz z winianem zamiast cytrynianu,

•    próba Barfoeda - w środowisku lekkokwaśnym i odpowiednio dobranym czasie reakcji utlenieniu jonami Cu²⁺ ulegają wyłącznie monosacharydy,

•    próby Seliwanowa - przez odwodnienie cukrów i reakcję z rezorcynolem: ketozy ulegają jej szybko (barwa łososiowa), aldozy znacznie wolniej,

•    próba Molischa - produkty odwodnienia (nie tylko cukrów) dają z a-naftolem czerwono-fioletowe zabarwienie,

•    próba Biała - furfura! (powstały z pentoz) kondensuje z orcynolem dając zielony produkt,

•    reakcja z antronem - odwodnione cukry (furfurale) tworzą niebieski/zielony związek.

POLISACHARYDY

Polisacharydy stanowią podstawową formę występowania węglowodanów w komórkach. Można je podzielić na polisacharydy szkieletowe (celuloza i chityna) oraz polisacharydy zapasowe (skrobia, glikogen). Polisacharydy posiadają duże masy cząsteczkowe: od setek tysięcy (amyloza) do kilku milionów (glikogen z wątroby).

Skrobia jest polisacharydem, którego podstawowym monomerem jest glukoza. W skrobi wyróżniamy dwie frakcje:

•    amylozę, której cząsteczki zbudowane są z długich nierozgałęzionych łańcuchów utworzonych z jednostek glukopiranozowych połączonych wiązaniami a 1,4-glikozydowymi (stopień polimeryzacji 250-1000 reszt glukozowych),

•    amylopcktynę stanowiącą frakcje rozgałęzioną, w której obok wiązań a-1,4-, występują rozgałęzienia utworzone przez wiązania a 1,6-glikozydowc co 24-30 reszt glukozowych (stopień polimeryzacji 1000 reszt glukozowych).

Skrobia w zimnej wodzie jest prawie nierozpuszczalna. Podczas ogrzewania wodnych zawiesin skrobi zniszczeniu ulega struktura ziarenka skrobiowego - skrobia kleikuje.

W roztworach wodnych łańcuch amylozy tworzy spiralę, której jeden skręt utworzony jest przez 6-8 jednostek glukozowych, co jest przyczyną dobrej rozpuszczalności w wodzie i podatności na hydrolizę. Zmiany w strukturze amylopektyny w roztworach wodnych są utrudnione przez rozgałęzienia łańcucha. Dlatego też tylko zewnętrzne łańcuchy zachowują się podobnie jak amyloza, czyli wykazują skłonność do przyjęcia struktury spiralnej a powstałe tylko trzy skręty łańcucha tworzą słabe połączenia z innymi substancjami chemicznym. Dlatego amylopektyna jest nierozpuszczalna w wodzie i nie ulega hydrolizie.

Ziarna skrobiowe w roztworze zawierającym wolny jod barwią się na kolor ciemnoniebieski. Wspomniane frakcje skrobi wykazują różne powinowactwo do jodu: amyloza wiąże 40 razy więcej jodu (barwa niebieska) niż amylopektyna (barwa fioletowo-czerwona). Na tej podstawie oparte są metody ilościowego oznaczania proporcji amylozy do amylopektyny (tzw. wartość niebieska).

W kompleksie amyloza-jod, na jeden skręt spirali przypada 1 cząsteczka jodu. W ten sposób wewnątrz skręconego łańcucha amylozy powstaje łańcuch poi (jodkowy. Jod tworzący kompleks występuje w równowadze z wolnym jodem w roztworze. Im większa jest masa cząsteczkowa amylozy, tym mocniej amyloza wiąże jod przy niższym jego stężeniu. Dlatego podczas dodawania jodu do roztworu skrobiowego najpierw tworzą kompleksy dłuższe łańcuchy amylozowe, a dopiero później - krótsze. Zabarwienie kompleksu amyloza-jod jest zawsze niebieskie, niezależnie od masy cząsteczkowej, natomiast od wielkości cząsteczek zależy intensywność barwy.

Kompleks amylopektyna-jod jest zabarwiony na kolor fioletowy, względnie czerwony. Zabarwienie powstaje na skutek odpowiedniego ułożenia jodu wewnątrz spirali (szerszej niż dla

Do użytku wyłącznie przez studentów WTŻ AR w Krakowie na zajęciach z. Chemii Żywności - 15/23

amylozy) w formę zwężającego się cylindra polijodkowego, co powoduje przejście niebieskiej barwy kompleksu amylozy w czerwoną kompleksu amylopektyna-jod. Zwężenie nie zależy od całej cząsteczki ale od gęstości lub objętości upakowania atomów jodu.

Glikogen jest zbudowany - podobnie jak amylopektyna - z łańcuchów glukozy w których obok wiązań a-l,4- występują rozgałęzienia utworzone przez wiązania a-l,6-glikozydowe (stopień polimeryzacji 10 000 reszt glukozowych). Ilość jednostek glukozowych jest dużo większa niż w amylopektynie, a łańcuchy są bardziej rozgałęzione (co 8-10 reszt glukozowych), choć krótsze niż w amylopektynie (10-18 jednostek). Glikogen występuje w mięśniach i wątrobie w postaci ziaren o średnicy 10-40 nm stanowiąc zapas zmagazynowanej energii na potrzeby przemian tkankowych organizmu. Zmagazynowany glikogen bezpośrednio po uboju ulega rozkładowi z wytworzeniem kwasu mlekowego co zakwasza środowisko i powoduje hydrolizę białek (kruszenie mięsa).Glikogcn z jodem daje czerwonobrunatne zabarwienie.

Celuloza jest najbardziej rozpowszechnionym polisacharydem roślinnym. Jest ona zbudowana z jednostek glukozowych połączonych wiązaniami (1-1,4-glikozydowymi (stopień polimeryzacji 14 000 reszt glukozowych). Jej cechą charakterystyczną, jest wielka odporność na działanie różnych odczynników chemicznych. Nie rozpuszcza się w znanych rozpuszczalnikach oprócz odczynnika Schweitzera (amoniakalny r-r Cu(OH)₂), kwasy i ługi działają na nią w znikomym stopniu i nic jest trawiona przez enzymy człowieka. Dlatego jest składnikiem błonnika. Dopiero długotrwałe gotowanie ze stężonymi kwasami mineralnymi pod ciśnieniem powoduje rozkład hydrolityczny.

Do użytku wyłącznic przez .studentów WTŻ AR w Krakowie na zajęciach z Chemii Żywności - 16/23