СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОССТАНАВЛИВАЮЩИХ САХАРОВ В РАСТИТЕЛЬНЫХ ТКАНЯХ
METHOD OF DETECTING REDUCING SUGARS IN PLANT TISSUE

Изобретение относится к биоорганической химии. Углеводы являются важнейшими компонентами растительных организмов. Основные их функции - структурная и энергетическая, причем в экзэргонические процессы окисления включаются почти исключительно моносахариды, представленные в растительных организмах преимущественно глюкозой.
С другой стороны моносахариды - первичный продукт фотосинтеза, и по уровню их содержания можно судить об интенсивности этого процесса. Уровень содержания моносахаридов в тканях и органах различных растений колеблется в очень широких пределах. Чаще всего содержание моносахаридов определяют в плодах, корнеплодах и листьях как культурных, так и дикорастущих растений, представляющих пищевую или лекарственную ценность, поскольку вкусовые свойства, а во многом и энергетическая ценность пищевых продуктов, качество натурального лекарственного сырья зависят от уровня содержания восстановляющих моносахаридов (альдоз).
Приводимые в справочных пособиях сведения о содержании сахара в тех или иных видах растительного лекарственного сырья, овощей или фруктов представляют собой результаты определения восстанавливающих сахаров в пересчете на глюкозу.
Способы определения восстанавливающих сахаров как редуктометрические, так и энзиматические отличаются трудоемкостью, необходимостью использования большого числа препаратов и реактивов, в том числе редких.
Завершается определение чаще всего с использованием одного из физико-химических методов анализа.
3
6
2
3
3
В качестве прототипа авторы предлагают редуктометрический способ определения восстанавливающих сахаров, в котором используют способность альдоз восстанавливать при нагревании в щелочной среде гексацианоферрат (III) калия (красную кровяную соль) в гексациано феррат (II) калия (желтую кровяную соль) (Практикум по биохимии. Часть 1. Изд. МГУ, 1991, стр.9-12). Избыток красной кровяной соли определяется йодометрическим титрованием. Свободный йод, выделившийся в количестве, эквивалентном избытку К[Fe(CN)], оттитровывают раствором NaSO. Количество сахара в анализируемой жидкости вычисляют по данным титрования с помощью эмпирически составленной таблицы. Метод позволяет выполнить определение редуцирующих сахаров при их содержании от 2 до 385 мкг в анализируемой пробе. При большем содержании сахаров весь феррицианид прореагирует, а йода не образуется. В этом случае требуется разбавить исходный раствор бидистиллятом и повторить анализ. Это один из недостатков метода непрямого титриметрического определения редуцирующих сахаров.
Кроме того, четырехэтапный ход анализа увеличивает вероятность аналитической ошибки, предполагает приготовление достаточно большого количества титрованных растворов и требует от аналитика значительных затрат времени на подготовку и осуществление анализа.
Заявителями предложен простой, быстро осуществимый способ прямого определения восстанавливающих сахаров в растительных тканях, имеющий определенные преимущества по сравнению с описанным выше классическим методом определения редуцирующих сахаров.
Техническим результатом изобретения является значительное уменьшение трудоемкости и времени проведения анализа, сокращение количеств и видов реактивов, а также возможность получения более точных результатов. При выполнении анализа не используют ни каких-либо сложных приборов, ни дорогостоящего оборудования.
Предлагаемый способ основан на свойстве редуцирующих сахаров обесцвечивать при нагревании в щелочной среде метиленовую синь (индикатор метиленовый синий).
Оборудование и реактивы:
3
Фарфоровая ступка с пестиком, кварцевый песок (или гомогенизатор), толстостенная колба Вюрца на 50 мл, фильтр Шотта №2, водоструйный насос, водяная баня, термометр на 100°С, микробюретка на 2 или на 5 мл, градуированная пипетка на 1 мл, градуированная пипетка на 10 мл, 0,02 М раствор метиленового синего, 2N раствор КОН, 1 М раствор KNO, 0,1 М раствор глюкозы, этанол 96%-ный, колбы для титрования на 50 мл, дистиллированная вода.
Ход определения
2
dest.
3
Навеску растительной ткани массой 1-2 г помещают в фарфоровую ступку и тщательно растирают с добавлением небольшого количества кварцевого песка (можно использовать гомогенизатор) с добавлением 5 мл этанола, переносят на стеклянный фильтр и отфильтровывают с использованием водоструйного насоса, дважды промыв гомогенат небольшими (3-5 мл) порциями этанола. Фильтрат переливают в мерную колбу на 50 мл. Колбу Вюрца из-под фильтрата дважды порциями по 5-6 мл промывают дистиллированной водой. Воду сливают в мерную колбу с фильтратом. Доводят объем жидкости в мерной колбе до метки дистиллированной водой и, закрыв пробкой, тщательно перемешивают. Пипеткой 5 мл полученного экстракта переносят в колбу для титрования, туда же добавляют 3,5 мл HO, 1,0 мл 1 М раствора KNO и 0,5 мл 2 N раствора КОН.
Полученную смесь сразу же оттитровывают 0,02 М раствором метиленового синего на водяной бане при t=80°C (±2°C) до появления светло-голубого, устойчивого при указанной температуре окрашивания.
Содержание восстанавливающих сахаров в экстракте (моль/л) рассчитывают по формуле 1:
где
сах
С - концентрация восстанавливающих сахаров (моль/л);
м.с.
С - концентрация рабочего раствора метиленовой сини (моль/л);
м.с.
V - объем раствора метиленовой сини (мл);
анал.р-ра
V - объем анализируемого раствора (мл);
10 - коэффициент, учитывающий мольное соотношение метиленового синего и альдоз (1:10) в осуществляемой реакции.
Массовую долю (%) восстанавливающих сахаров в растительной ткани (в пересчете на глюкозу) рассчитывают по формуле (2)
где
гл
ω - массовая доля глюкозы в сырой растительной ткани (%);
сах
С - концентрация восстанавливающих сахаров в экстракте (моль/л);
рассчитанная по формуле (1);
навески
m - масса навески растительной ткани (г);
0,05 - общий объем полученного экстракта (л);
180 - молярная масса глюкозы (г/моль);
100 - коэффициент перевода ω из долей единицы в проценты.
Преимущества: анализ растительных образцов на содержание восстанавливающих сахаров с использованием метиленовой сини осуществляют с меньшими затратами времени, ассортимента раективов и большей точностью.
Заявленным способом на содержание восстанавливающих сахаров проанализировано по 10 образцов мякоти тыквы обыкновенной (Cucurbita реро L.) и ягод рябины обыкновенной (Sorbus aucuparia L). Результаты анализов, выполненных заявленным способом и классическим методом, представлены в табл.1.
Таблица 1.Содержание восстанавливающих сахаров в образцах растительных тканей, определенное классическим (I) и заявленным (II) способами (в % на сырое вещество).
№ п/п
Объект анализа
Мякоть тыквы
Ягоды рябины
I
II
I
II
1
3.7
3.86
2.5
2.55
2
3.4
3.36
2.0
2.05
3
3.5
3.52
2.3
2.30
4
3.3
3.30
2.8
2.90
5
3.2
3.64
3.2
3.12
6
3.3
3.30
3.2
3.24
7
3.3
3.33
3.0
3.03
8
3.7
3.62
2.9
2.98
9
3.2
3.29
2.6
2.64
10
3.5
3.51
2.1
2.07
Заявленный способ может быть использован для анализа лекарственного растительного сырья и сельскохозяйственной продукции на содержание восстанавливающих сахаров.