Химические свойства углеводов

Углеводы представляют собой большой класс соединений, включающих в себя моносахариды (типичным примером может служить альфа-В-глюкоза), ди-, олиго- и полисахариды. В организме человека и животных они выполня­ют энергетическую, защитную, структурную, механическую и другие функ­ции.

Качественные реакции на углеводы позволяют определить их присутствие в различных биологических жидкостях и провести дифференциацию моно-, ди- и полисахаридов. В клинической лабораторной практике этими реакциями пользуются для обнаружения в моче лактозы, мальтозы и пентоз, что имеет большое диагностическое значение.

Работа №14 Обнаружение пентоз (проба Биаля)

Пентозы с орцином и треххлористым железом в кислой среде образуют при нагревании соединения желто-зеленого цвета.

Реактивы:

1) Орцин (5-метилрезорцин);

2) Концентрированная хлористоводородная кислота;

3) Треххлористое железо FeCl₃ х 6Н₂О, 10% раствор;

4) Реактив Биаля (1г орцина растворяют в 500 мл хлористоводородной кислоты и добавляют 1 мл треххлористого железа);

5) Ксилоза, 1% раствор;

Ход определения. 5 мл реактива Биаля смешивают с 1 мл мочи (1-я пробирка) и раствора пентозы (2-я пробирка) и нагревают до кипения. При положительной реакции появляется жёлто-зеленое окрашивание. В моче здорового человека пентозы не обнаруживаются.

Работа №15 Обнаружение лактозы и мальтозы

Лактоза и мальтоза с аммиаком в щелочной среде образуют при нагревании окрашенные соединения.

Реактивы:

1) Аммиак водный, концентрированный;

2) Гидроокись калия, 2,0% раствор;

3) Лактоза, 1% раствор;

4) Мальтоза, 1% раствор.

Ход определения. В 3 пробирки (с 5 мл мочи, растворов лактозы и мальтозы) прибавляют 2,5 мл раствора аммиака, 0,2 мл гидроокиси калия и нагревают на водяной бане 30 мин. при 60°С.

При наличии лактозы через несколько минут появляется коричневая окраска, при наличии мальтозы — красное окрашивание.

В моче здорового человека мальтоза и лактоза не обнаруживаются.

Работа №16 Обнаружение крахмала

Крахмал с раствором йода образует окрашенное соединение синего цветf.

Реактивы:

1) Крахмал, 1% раствор;

2) Йод, 1% раствор в 2% растворе йодида калия.

Ход определения. К 10 каплям крахмала добавляют 1-2 капли йода.

Наблюдается ярко-синее окрашивание.

Реакцией пользуются для выявления активности ферментов, гидролизующих крахмал.

Работа №17 Определение глюкозы

Глюкоза является ценнейшим питательным веществом для большин­ства клеток и особенно ткани мозга. Достаточно отметить, что половина энер­гии, расходуемой организмом, выделяется за счет окисления глюкозы.

Глюкоза — основной представитель углеводов плазмы. По своей химиче­ской природе она является альдогексозой, между двумя основными форма­ми которой (циклической и ациклической) устанавливается определенное равновесие. Циклическая структура моносахарида (глюкопираноза) высту­пает в качестве отдельных звеньев олиго- и полисахаридов. Благодаря тому, что глюкоза представлена и альдегидной формой, она обладает восстанав­ливающими свойствами

Методы определения глюкозы разделяют на 3 группы: ферментативные редуктометрические и методы с использованием цветных реакций с продуктами, образующимися при нагревании углеводов с концентрированными кислотами.

Ферментативные методы сочетают в себе высокую точность и техническую простоту анализа; они основываются на одной из двух реакций -гексокиназной или глюкозооксидазной. В первом случае глюкоза сначала фосфорилируется за счет АТФ под действием гексокиназы, образовавшийся глюкозо-6-фосфат под действием соответствующей дегидрогеназы восстанавливает НАДФ, количество которого определяется фотометрически. Метод очень точный, но дорогостоящий, т.к. нуждается в нескольких ферментах и кофакторах.

В глюкозооксидазном методе глюкоза окисляется при участии глюкозооксидазы кислородом воздуха с образованием перекиси водорода, количество которой определяется по ее способности в присутствии пероксидазы окислять диамины с образованием окрашенных продуктов.

Редуктометрический ферроцианидныйметод предложен Хагедорном и Йенсеном. Он основан на свойстве глюкозы восстанавливать железосинеродистый калий (красную кровяную соль) в железистосинеродистый калий (желтую кровяную соль) при кипячении в щелочной среде. Последний осаждается в виде двойной цинк-калиевой соли, а избыток не восстановленного железосинеродистого калия определяется йодометрически. Метод прост, но мало специфичен, однако, до сих пор применяется в малых лабораториях.

Из многочисленных методов, основанных на цветных реакциях, наибольшее значение имеет ортотолуидиновый метод, при котором глюкоза при нагревании с концентрированной уксусной кислотой СН₃СООН и ортотолуидином дает зеленое окрашивание, интенсивность которого прямо пропорциональна концентрации глюкозы и определяется на ФЭКе.

Кроме того, содержание глюкозы можно определить прибором глюкометром с использованием тест-полосок.