PENGURANGAN GULA: METODE PENENTUAN, KEPENTINGAN - BIOLOGI - 2025

The gula pereduksi adalah biomolekul yang berfungsi sebagai pereduksi; artinya, mereka dapat menyumbangkan elektron ke molekul lain yang dengannya mereka bereaksi. Dengan kata lain gula reduksi adalah karbohidrat yang strukturnya mengandung gugus karbonil (C = O).

Gugus karbonil ini terdiri dari atom karbon yang terikat pada atom oksigen melalui ikatan rangkap. Gugus ini dapat ditemukan pada posisi berbeda dalam molekul gula, menghasilkan gugus fungsi lain seperti aldehida dan keton.

Aldehida dan keton ditemukan dalam molekul gula sederhana atau monosakarida. Gula tersebut diklasifikasikan menjadi ketosa jika memiliki gugus karbonil di dalam molekul (keton), atau aldosis jika mengandungnya pada posisi terminal (aldehida).

Aldehida adalah gugus fungsi yang dapat melakukan reaksi reduksi oksidasi, yang melibatkan pergerakan elektron antar molekul. Oksidasi terjadi ketika sebuah molekul kehilangan satu atau lebih elektron, dan reduksi terjadi ketika sebuah molekul memperoleh satu atau lebih elektron.

Dari jenis karbohidrat yang ada, monosakarida semuanya merupakan gula pereduksi. Misalnya glukosa, galaktosa, dan fruktosa berfungsi sebagai reduktor.

Dalam beberapa kasus, monosakarida merupakan bagian dari molekul yang lebih besar seperti disakarida dan polisakarida. Untuk alasan ini, beberapa disakarida - seperti maltosa - juga berperilaku sebagai gula pereduksi.

Metode penentuan gula pereduksi

Tes Benediktus

Untuk mengetahui keberadaan gula pereduksi dalam sampel, dilarutkan dalam air mendidih. Selanjutnya, tambahkan sedikit reagen Benediktus dan tunggu larutan mencapai suhu kamar. Dalam 10 menit larutan akan mulai berubah warna.

Jika warna berubah menjadi biru, maka tidak ada gula pereduksi, terutama glukosa. Jika sejumlah besar glukosa terdapat dalam sampel yang akan diuji, maka perubahan warna akan berlanjut menjadi hijau, kuning, oranye, merah, dan akhirnya coklat.

Reagen Benedict adalah campuran dari beberapa senyawa: termasuk natrium karbonat anhidrat, natrium sitrat, dan tembaga (II) sulfat pentahidrat. Setelah ditambahkan ke larutan dengan sampel, kemungkinan reaksi reduksi oksidasi akan dimulai.

Jika terdapat gula pereduksi, mereka akan mereduksi tembaga sulfat (warna biru) dalam larutan Benediktus menjadi tembaga sulfida (warna kemerahan), yang terlihat seperti endapan dan bertanggung jawab atas perubahan warna.

Gula non-pereduksi tidak dapat melakukan ini. Tes khusus ini hanya memberikan pemahaman kualitatif tentang keberadaan gula pereduksi; Artinya, ini menunjukkan ada atau tidaknya gula pereduksi dalam sampel.

Reagen Fehling

Mirip dengan uji Benediktus, uji Fehling mensyaratkan sampel terlarut sepenuhnya dalam suatu larutan; Ini dilakukan dengan adanya panas untuk memastikannya larut sepenuhnya. Setelah ini, larutan Fehling ditambahkan dengan pengadukan yang konstan.

Jika terdapat gula pereduksi, larutan akan mulai berubah warna sebagai oksida atau endapan merah. Jika tidak ada gula pereduksi, larutan akan tetap berwarna biru atau hijau. Solusi Fehling juga dibuat dari dua solusi lain (A dan B).

Larutan A mengandung tembaga (II) sulfat pentahidrat yang dilarutkan dalam air, dan larutan B mengandung natrium kalium tartrat tetrahidrat (garam Rochelle) dan natrium hidroksida dalam air. Kedua larutan dicampur dalam bagian yang sama untuk membuat larutan uji akhir.

Tes ini digunakan untuk menentukan monosakarida, khususnya aldosis dan ketosis. Ini terdeteksi ketika aldehida teroksidasi menjadi asam dan membentuk oksida tembaga.

Setelah kontak dengan gugus aldehida, ia direduksi menjadi ion tembaga, yang membentuk endapan merah dan menunjukkan adanya gula pereduksi. Jika tidak ada gula pereduksi dalam sampel, larutan akan tetap berwarna biru, menunjukkan hasil negatif untuk pengujian ini.

Reagen Tollens

Tes Tollens, juga dikenal sebagai tes cermin perak, adalah tes laboratorium kualitatif yang digunakan untuk membedakan antara aldehida dan keton. Ini memanfaatkan fakta bahwa aldehida mudah teroksidasi, sedangkan keton tidak.

Uji Tollens menggunakan campuran yang dikenal sebagai reagen Tollens, yang merupakan larutan dasar yang mengandung ion perak yang dikoordinasikan dengan amonia.

Reagen ini tidak tersedia secara komersial karena umur simpan yang pendek, sehingga harus disiapkan di laboratorium pada saat akan digunakan.

Persiapan reagen melibatkan dua langkah:

Langkah 1

Perak nitrat berair dicampur dengan natrium hidroksida encer.

Langkah 2

Amonia encer ditambahkan setetes demi setetes sampai oksida perak yang diendapkan benar-benar larut.

Reagen Tollens mengoksidasi aldehida yang ada dalam gula pereduksi yang sesuai. Reaksi yang sama melibatkan reduksi ion perak dari reagen Tollens, yang mengubahnya menjadi perak metalik. Jika pengujian dilakukan dalam tabung reaksi yang bersih, terbentuk endapan perak.

Jadi, hasil positif dengan pereaksi Tollens ditentukan dengan mengamati "cermin perak" di dalam tabung reaksi; efek cermin ini adalah karakteristik dari reaksi ini.

Pentingnya

Menentukan keberadaan gula pereduksi dalam sampel yang berbeda penting dalam beberapa hal termasuk kedokteran dan gastronomi.

Pentingnya dalam pengobatan

Pengujian gula pereduksi telah digunakan selama bertahun-tahun untuk mendiagnosis pasien diabetes. Hal ini dapat dilakukan karena penyakit ini ditandai dengan peningkatan kadar glukosa darah, yang penentuannya dapat dilakukan dengan metode oksidasi ini.

Dengan mengukur jumlah oksidator yang direduksi oleh glukosa, maka dimungkinkan untuk menentukan konsentrasi glukosa dalam sampel darah atau urin.

Hal ini memungkinkan pasien untuk diinstruksikan tentang jumlah insulin yang tepat untuk disuntikkan untuk mengembalikan kadar glukosa darah ke kisaran normal.

Reaksi Maillard

Reaksi Maillard mencakup serangkaian reaksi kompleks yang terjadi saat memasak beberapa makanan. Saat suhu makanan meningkat, gugus karbonil gula reduksi bereaksi dengan gugus amino asam amino.

Reaksi memasak ini menghasilkan berbagai macam produk dan, meskipun banyak yang bermanfaat bagi kesehatan, yang lainnya bersifat toksik dan bahkan karsinogenik. Untuk alasan ini penting untuk mengetahui kimiawi dari gula pereduksi yang termasuk dalam makanan normal.

Saat memasak makanan yang kaya pati - seperti kentang - pada suhu yang sangat tinggi (lebih dari 120 ° C), reaksi Maillard terjadi.

Reaksi ini terjadi antara asam amino asparagine dan gula pereduksi, menghasilkan molekul akrilamida, yang merupakan racun saraf dan kemungkinan karsinogen.

Kualitas makanan

Kualitas makanan tertentu dapat dipantau dengan menggunakan metode deteksi gula reduksi. Misalnya: dalam wine, jus dan tebu, ditentukan kadar gula pereduksi sebagai indikasi kualitas produk.

Untuk penentuan gula pereduksi dalam makanan, reagen Fehling dengan biru metilen biasanya digunakan sebagai indikator reduksi oksida. Modifikasi ini biasa dikenal dengan metode Lane-Eynon.

Perbedaan antara gula pereduksi dan gula non-pereduksi

Perbedaan antara gula pereduksi dan non-pereduksi terletak pada struktur molekulnya. Karbohidrat yang direduksi oleh molekul lain melakukannya dengan mendonasikan elektron dari gugus aldehida atau keton bebasnya.

Oleh karena itu, gula non-pereduksi tidak memiliki aldehida atau keton bebas dalam strukturnya. Akibatnya, mereka memberikan hasil negatif dalam tes untuk mendeteksi gula pereduksi, seperti tes Fehling atau Benedict.

Gula pereduksi mencakup semua monosakarida dan beberapa disakarida, sedangkan gula non-pereduksi mencakup beberapa disakarida dan semua polisakarida.

Referensi

1. Benediktus, R. (1907). DETEKSI DAN ESTIMASI PENGURANGAN GULA. Jurnal Kimia Biologi, 3, 101-117.
2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biochemistry (edisi ke-8th). WH Freeman dan Perusahaan.
3. Chitvoranund, N., Jiemsirilers, S., & Kashima, DP (2013). Pengaruh Perlakuan Permukaan pada Adhesi Lapisan Perak pada Substrat Kaca yang Dibuat dengan Pelapisan Tanpa Listrik. Jurnal Masyarakat Keramik Australia, 49 (1), 62-69.
4. Hildreth, A., Brown, G. (1942). Modifikasi metode Lane-Eynon untuk penentuan gula. Asosiasi Jurnal Ahli Kimia Analitik Resmi 25 (3): 775-778.
5. Jiang, Z., Wang, L., Wu, W., & Wang, Y. (2013). Aktivitas biologi dan sifat fisikokimia produk reaksi Maillard dalam sistem model peptida kasein sapi-gula. Kimia Pangan, 141 (4), 3837-3845.
6. Nelson, D., Cox, M. & Lehninger, A. (2013). Prinsip Lehninger Biokimia (6 ^th ). WH Freeman dan Perusahaan.
7. Pedreschi, F., Mariotti, MS, & Granby, K. (2014). Masalah terkini dalam akrilamida makanan: Pembentukan, mitigasi dan penilaian risiko. Jurnal Ilmu Pangan dan Pertanian, 94 (1), 9-20.
8. Rajakylä, E., & Paloposki, M. (1983). Penentuan gula (dan betain) dalam molase dengan kromatografi cair kinerja tinggi. Jurnal Kromatografi, 282, 595-602.
9. Scales, F. (1915). PENENTUAN PENGURANGAN GULA. The Journal of Ciological Chemistry, 23, 81-87.
10. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Fundamentals of Biochemistry: Life at the Molecular Level (edisi ke-5). Wiley.