Sacharidy, esenciální složky naší stravy a stavební kameny mnoha biologických struktur, lze detekovat a identifikovat pomocí různých chemických činidel. Mezi nejběžnější patří Lugolův roztok pro detekci škrobu a Fehlingovo činidlo pro detekci redukujících cukrů. Tento článek se zaměří na principy těchto metod a jejich aplikaci v praxi.
Důkaz škrobu pomocí Lugolova roztoku
Škrob, polysacharid složený z glukózových jednotek, se skládá ze dvou hlavních složek: α-amylosy a amylopektinu. α-Amylosa je lineární polymer glukózy, zatímco amylopektin je rozvětvený. Důkaz škrobu je založen na specifické reakci α-amylosy s jódem obsaženým v Lugolově roztoku.
Princip metody:
Lugolův roztok je roztok jodu v jodidu draselném. α-Amylosa má spirálovitou strukturu a molekuly jodu (I2) se vážou uvnitř této spirály. Tato interakce vede ke vzniku komplexu, který absorbuje světlo v určitém rozsahu vlnových délek, což způsobuje charakteristické modré zbarvení roztoku. Amylopektin reaguje s jódem méně intenzivně, a proto se zbarvuje spíše do fialova nebo hnědočervena.
Postup a interpretace:
Pro důkaz škrobu se obvykle nanese kapka Lugolova roztoku na testovaný vzorek. Pokud vzorek obsahuje škrob, objeví se modré až černo-modré zbarvení. Intenzita zbarvení závisí na koncentraci škrobu ve vzorku.
Praktické příklady:
V experimentu bylo zjištěno, že škrob je přítomný (důkaz pomocí Lugolova roztoku - modré zbarvení) v následujících potravinách: kečup, kousek pečiva, jogurt (záleží na druhu), kuřecí salám (podle toho, kde koupený) a kancelářský papír. V rajčeti, jablku, mléku a filtračním papíře nebyl škrob detekován. V případě kancelářského papíru byl škrob detekován, protože se používá jako plnidlo.
Čtěte také: Sacharidy v jídle
Důkaz redukujících cukrů pomocí Fehlingova činidla
Fehlingovo činidlo se používá k detekci přítomnosti redukujících cukrů. Redukující cukry jsou sacharidy, které mají volnou aldehydovou nebo ketonickou skupinu, která může být oxidována.
Princip metody:
Fehlingovo činidlo se skládá ze dvou roztoků, Fehlingova činidla I (roztok síranu měďnatého - CuSO4) a Fehlingova činidla II (roztok vinanu sodno-draselného v hydroxidu sodném - NaOH). Při smíchání obou složek vzniká komplex měďnatých iontů s vinanem. Vznik Fehlingova činidla zahrnuje reakci mezi CuSO4∙5H2O a NaOH, což vede ke vzniku světle modré sraženiny hydroxidu měďnatého. Tato sraženina je rozpustná v nadbytku vinanu, za vzniku komplexu Cu2+ s vinanem.
V přítomnosti redukujícího cukru dochází k oxidaci aldehydické nebo ketonické skupiny cukru a současně k redukci Cu2+ na Cu+. Tato redukce se projevuje změnou barvy roztoku z modré na zelenou, žlutou, oranžovou, červenou až hnědočervenou, v závislosti na množství redukujícího cukru. Sraženina oxidu měďného (Cu2O) se vylučuje z roztoku.
Postup a interpretace:
- Příprava Fehlingova činidla: Nejprve si připravte roztok Fehlingova činidla slitím 5 ml Fehlingova činidla I a 5 ml Fehlingova činidla II.
- Příprava vzorků: Připravte vodné roztoky testovaných sacharidů. Například v první zkumavce rozpusťte tři čtvrtě malé lžičky glukosy v 5 ml vody, ve druhé zkumavce rozpusťte tři čtvrtě malé lžičky sacharosy v 5 ml vody a do třetí zkumavky nalijte 5 ml šťávy z pomeranče.
- Reakce s Fehlingovým činidlem: Do každé zkumavky přidejte vždy 1 ml směsi Fehlingova činidla I a II a zahřejte zkumavku v plameni kahanu nebo v horké vodní lázni.
- Interpretace výsledků:
- Změna barvy z modré na zelenou, žlutou, oranžovou, červenou nebo hnědočervenou indikuje přítomnost redukujícího cukru.
- Žádná změna barvy indikuje nepřítomnost redukujícího cukru.
Příklady reakcí:
- Glukosa: Glukosa je redukující cukr, který obsahuje aldehydovou skupinu. Dojde k oxidaci aldehydové skupiny na karboxylovou skupinu za vzniku kyseliny glukonové.
- Sacharosa: Sacharosa je disacharid složený z glukosy a fruktosy, které jsou spojeny α(1→2) glykosidickou vazbou. Aldehydické skupiny (přesněji poloacetalové hydroxyly), které by se mohly redukovat, jsou zapojeny do glykosidické vazby, a proto patří sacharosa mezi neredukující cukry, a tudíž s Fehlingovým činidlem nereaguje.
Důležité poznámky:
- Reakce s Fehlingovým činidlem musí probíhat za tepla.
- Některé látky mohou interferovat s reakcí, proto je důležité používat čisté chemikálie a správně připravit vzorky.
- Fehlingovo činidlo by mělo být čerstvě připravené, protože se časem rozkládá.
Čtěte také: Průvodce sacharidy pro energii
Čtěte také: Energie a zasycení s pomalými sacharidy