gula pereduksi adalah biomolekul yang berfungsi sebagai pereduksi; yaitu, mereka dapat menyumbangkan elektron ke molekul lain yang dengannya mereka bereaksi. Dengan kata lain, gula pereduksi adalah karbohidrat yang mengandung gugus karbonil (C = O) dalam strukturnya.
Gugus karbonil ini terdiri dari atom karbon yang terikat pada atom oksigen melalui ikatan rangkap. Gugus ini dapat ditemukan pada posisi yang berbeda dalam molekul gula, menghasilkan gugus fungsi lain seperti aldehida dan keton .
Aldehid dan keton ditemukan dalam molekul gula sederhana atau monosakarida. Gula tersebut diklasifikasikan ke dalam ketosa jika memiliki gugus karbonil di dalam molekul (keton), atau alsin jika mengandungnya pada posisi terminal (aldehida).
Aldehid adalah gugus fungsi yang dapat melakukan reaksi oksidasi-reduksi, 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 zat pereduksi.
Dalam beberapa kasus, monosakarida adalah bagian dari molekul yang lebih besar seperti disakarida dan polisakarida. Untuk alasan ini, beberapa disakarida – seperti maltosa – juga berperilaku sebagai gula pereduksi.
Indeks artikel
Metode untuk penentuan gula pereduksi
Tes Benediktus
Untuk menentukan adanya gula pereduksi dalam sampel, itu dilarutkan dalam air mendidih. Selanjutnya, tambahkan sedikit reagen Benedict dan tunggu hingga larutan mencapai suhu kamar. Dalam 10 menit larutan akan mulai berubah warna.
Jika warnanya berubah menjadi biru, maka tidak ada gula pereduksi, terutama glukosa. Jika terdapat glukosa dalam jumlah besar dalam sampel yang akan diuji, maka perubahan warna akan berlanjut menjadi hijau, kuning, jingga, 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 oksidasi-reduksi akan dimulai.
Jika ada gula pereduksi, mereka akan mereduksi tembaga sulfat (warna biru) dalam larutan Benedict 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.
Pereaksi Fehling
Serupa dengan uji Benedict, uji Fehling mengharuskan sampel benar-benar larut dalam larutan; Ini dilakukan dengan adanya panas untuk memastikannya larut sepenuhnya. Setelah itu, larutan Fehling ditambahkan dengan pengadukan 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. Larutan Fehling juga dibuat dari dua larutan 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 alsin dan ketosa. Ini terdeteksi ketika aldehida teroksidasi menjadi asam dan membentuk oksida tembaga.
Setelah kontak dengan gugus aldehida, itu 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 mengeksploitasi fakta bahwa aldehida mudah teroksidasi sedangkan keton tidak.
Uji Tollens menggunakan campuran yang dikenal sebagai reagen Tollens, yang merupakan larutan basa yang mengandung ion perak yang dikoordinasikan dengan amonia.
Reagen ini tidak tersedia secara komersial karena umur simpannya yang pendek, sehingga harus disiapkan di laboratorium saat akan digunakan.
Persiapan reagen melibatkan dua langkah:
Langkah 1
Perak nitrat encer dicampur dengan natrium hidroksida encer.
Langkah 2
Amonia berair ditambahkan tetes demi tetes 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 reagen 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 aspek termasuk obat-obatan dan keahlian memasak.
Pentingnya dalam kedokteran
Tes untuk mengurangi gula telah digunakan selama bertahun-tahun untuk mendiagnosis pasien dengan diabetes. Hal ini dapat dilakukan karena penyakit ini ditandai dengan peningkatan kadar glukosa darah, yang penentuannya dapat dilakukan dengan metode oksidasi tersebut.
Dengan mengukur jumlah zat pengoksidasi yang direduksi oleh glukosa, adalah mungkin untuk menentukan konsentrasi glukosa dalam sampel darah atau urin.
Ini memungkinkan pasien untuk diinstruksikan tentang jumlah insulin yang tepat untuk disuntikkan untuk membawa kadar glukosa darah kembali ke kisaran normal.
Reaksi Maillard
Reaksi Maillard mencakup serangkaian reaksi kompleks yang terjadi saat memasak beberapa makanan. Ketika suhu makanan meningkat, gugus karbonil dari gula pereduksi bereaksi dengan gugus amino dari asam amino.
Reaksi memasak ini menghasilkan berbagai produk dan, meskipun banyak yang bermanfaat bagi kesehatan, yang lain beracun dan bahkan karsinogenik. Untuk alasan ini, penting untuk mengetahui kimia gula pereduksi yang termasuk dalam diet normal.
Memasak makanan bertepung – seperti kentang – pada suhu yang sangat tinggi (lebih dari 120 ° C) menyebabkan reaksi Maillard.
Reaksi ini terjadi antara asam amino asparagin dan gula pereduksi, menghasilkan molekul akrilamida, yang merupakan neurotoksin dan kemungkinan karsinogen.
Kualitas makanan
Kualitas makanan tertentu dapat dipantau menggunakan metode deteksi gula pereduksi. Misalnya: dalam anggur, jus dan tebu, tingkat gula pereduksi ditentukan sebagai indikasi kualitas produk.
Untuk penentuan gula pereduksi dalam makanan, pereaksi Fehling dengan metilen biru biasanya digunakan sebagai indikator reduksi oksida. Modifikasi ini biasa dikenal dengan metode Lane-Eynon.
Perbedaan gula pereduksi dan gula non pereduksi
Perbedaan gula pereduksi dan gula non pereduksi terletak pada struktur molekulnya. Karbohidrat yang direduksi oleh molekul lain melakukannya dengan menyumbangkan 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
- Benediktus, R. (1907). DETEKSI DAN ESTIMASI GULA REDUKSI. Jurnal Kimia Biologi , 3 , 101-117.
- Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biokimia (edisi ke-8). WH Freeman dan Perusahaan.
- Chitvoranund, N., Jiemsirilers, S., & Kashima, DP (2013). Pengaruh Perlakuan Permukaan pada Adhesi Film Perak pada Substrat Kaca Fabrikasi dengan Electroless Plating. Jurnal Masyarakat Keramik Australia , 49 (1), 62–69.
- Hildreth, A., Brown, G. (1942). Modifikasi metode Lane-Eynon untuk penentuan gula. Asosiasi Jurnal Ahli Kimia Analitis Resmi 25 (3): 775-778.
- Jiang, Z., Wang, L., Wu, W., & Wang, Y. (2013). Aktivitas biologis dan sifat fisikokimia produk reaksi Maillard dalam sistem caral peptida kasein sapi-gula. Kimia Makanan , 141 (4), 3837-3845.
- Nelson, D., Cox, M. & Lehninger, A. (2013). Prinsip Biokimia Lehninger (6 th ). WH Freeman dan Perusahaan.
- Pedreschi, F., Mariotti, MS, & Granby, K. (2014). Isu terkini dalam diet akrilamida: Pembentukan, mitigasi dan penilaian risiko. Jurnal Ilmu Pangan dan Pertanian , 94 (1), 9-20.
- Rajakylä, E., & Paloposki, M. (1983). Penentuan gula (dan betaine) dalam molase dengan kromatografi cair kinerja tinggi. Jurnal Kromatografi , 282 , 595–602.
- Timbangan, F. (1915). PENENTUAN GULA REDUKSI. Jurnal Kimia Kimia , 23 , 81-87.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Dasar-dasar Biokimia: Kehidupan di Tingkat Molekuler (edisi ke-5). Wiley.