Biochimie

LUCRAREA NR. 1

GLUCIDE. REACŢII CARACTERISTICE DE IDENTIFICARE

1.Consideraţii generale

Glucidele sunt substanţe cu funcţiuni mixte, care conţin în molecula lor grupări carbonilice şi grupări hidroxilice. Ele sunt polihidroxialdehide sau polihidroxicetone. Sub aspectul compoziţiei, cu excepţia unor derivaţi azotaţi, sunt substanţe ternare, formate din carbon, hidrogen şi oxigen. Alături de lipide şi protide, reprezintă constituenţii de bază ai materiei vii.

Glucidele constituie o clasa de substanţe naturale, universal răspândite în organismele vegetale şi animale, alcătuind cea mai mare parte a substanţei organice de pe pământ. Peste 65% din substanţele care intră în alcătuirea celulelor şi ţesuturilor vegetale sunt glucide.

Sub aspect biochimic şi fiziologic, glucidele prezintă importanţă deosebită, având rol structural şi energetic important.

Glucidele(hidraţii de carbon) se împart în trei clase:

- Monozaharide;

- Oligozaharide;

- Polizaharide.

Monozaharidele sunt polihidroxialdehide sau polihidroxicetone, cu grupa carbonil în parte modificată prin formare de semiacetali interni.

Oligozaharidele sunt derivaţi funcţionali ai monozaharidelor cu caracter de eteri, rezultaţi din unirea a două sau mai multe molecule de monozaharide, prin eliminare de apă. Legătura dintre moleculele de monozaharide în oligozaharide se face prin atomi de oxigen.

Polizaharidele sunt compuse dintr-un număr mare de monozaharide, unite în acelaşi mod, adică prin atomi de oxigen.

Reacţiile caracteristice glucidelor se datorează grupărilor aldehidice sau cetonice, grupărilor hidroxilice primare sau secundare si legăturilor chimice realizate prin participarea acestor grupe funcţionale.

Reacţiile chimice care se utilizează pentru recunoaşterea, identificarea şi dozarea glucidelor sunt reacţii de culoare, condensare, deshidratare, oxidoreducere, hidroliză etc.

2.Extragerea glucidelor din produse alimentare

Extragerea monoglucidelor şi a oligoglucidelor din alimente şi produse alimentare se poate realiza atât prin presare, cât şi prin tratarea produsului respectiv cu diferiţi solvenţi.

2.1.1. Extracţia prin presare se aplică produselor (alimentelor) cu conţinut mare în apă şi în glucide solubile. În urma presării se obţine un suc, care conţine glucide solubile si alte substanţe solubile în apă, existente în materialul de analizat. Uneori, acest suc se utilizează la dozarea glucidelor prin metode rapide, cum sunt cele refractometrice şi densitometrice. Rezultatele acestor măsurători sunt orientative, de apreciere generală, datorită prezenţei substanţelor neglucidice existente în sucul primar supus analizei.

2.1.2. Extracţia cu solvenţi specifici. Această metodă se utilizează cel mai frecvent în scopuri analitice şi industriale. Ca solvenţi se folosesc: apa la 75 - 800C sau etanolul la temperatura de fierbere.

a. Extracţia apoasă la cald cu defecare. Prin această metodă se obţine un extract primar cu un grad mai mare de puritate decât prin presare, întrucât prin procesul de defecare (lat. defecare = desfacere, purificare) se îndepărtează substanţele neglucidice (acizi organici, protide, amine, alcaloizi etc.) cu ajutorul unor reactivi numiţi defecanţi.

b. Extracţia alcoolică se foloseşte mai ales pentru produsele cu conţinut ridicat de amidon sau în scopuri microanalitice. Amidonul este insolubil în etanol şi astfel se înlătură posibilitatea antrenării sale în extract, ceea ce nu se poate evita în cazul extracţiei apoase.

În cazul microanalizei glucidelor se aplică extracţia alcoolică, deoarece etanolul are un dublu rol, atât de extractant, cât şi de defecant, astfel că se evită pierderile de glucide care s-ar produce prin operaţii de reextragere şi purificare. Extractul alcoolic poate fi tratat cu schimbători de ioni, care scot eventualii anioni şi cationi existenţi în extract sau cu cărbune activ, pentru înlăturarea pigmenţilor solubili în etanol.

3. Reactii de identificare a glucidelor

Diferitele tipuri de glucide pot fi identificate prin diverse reacţii şi metode, dintre care metodele chimice (reacţii de culoare, deshidratare, oxidoreducere etc.) si cele fizico-chimice (refractometrie, polarografie, densitometrie etc.) sunt cele mai des utilizate.

3.1.Reactii de culoare

Reacţiile de culoare ale glucidelor au la bază reacţii de deshidratare şi de condensare, cu formare de compuşi coloraţi. Unele reacţii sunt generale (pentru toate grupele de glucide), altele sunt caracteristice numai pentru anumite glucide.

Sub acţiunea acizilor minerali concentraţi (H2SO4, HCl etc.), monoglucidele se transformă în furfurol sau derivaţi ai furfurolului. Astfel, din pentoze se obţine furfurolul, din metilpentoze se obţine metilfurfurolul, iar din hexoze se formează hidroximetilfurfurolul. Furfurolul şi derivaţii săi reacţionează cu diferiţi fenoli şi formează produşi de condensare coloraţi şi de aceea aceste reacţii se numesc reacţii de culoare.

Formula simplificată a furfurolului si a derivaţilor săi poate fi redată astfel:

R= H furfurol

R = -CH3 metilfurfurol

R = CH2OH hidroximetilfurfurol

3.1.1. Reacţia generală a glucidelor- Reacţia Molisch- Udranski

Principiu:

Reacţia Molisch - Udranski este o reacţie generală pentru toate glucidele. Monoglucidele, oligoglucidele şi poliglucidele dau cu -naftolul, în prezenţa acidului sulfuric concentrat, compuşi coloraţi în violet. Oligoglucidele şi poliglucidele, în prezenţa acidului sulfuric, la început se hidrolizează până la monoglucide, iar acestea prin deshidratare, se vor transforma în furfurol sau derivaţii săi.

In următoarea schemă se redă obţinerea hidroximetilfurfurolului din glucoză şi condensarea acestuia cu naftolul.