10. Spektrometryczne oznaczenie glukozy

WPROWADZENIE

Istnieje wiele reakcji chemicznych, w których cukry tworzą z reagentami zabarwione produkty. Intensywność barwy zależy od stężenia cukru. Dlatego pomiar absorbancji i odniesienie do absorbancji roztworów wzorcowych może służyć do wyznaczania stężenia cukru. Tą metodą oznacza się przede wszystkim cukry proste, dla których opisano wiele reakcji barwnych, ma ona mniejsze zastosowanie do oznaczania polisacharydów. Oznaczenie całkowitej zawartości cukrów w produktach spożywczych polega na hydrolizie wszystkich cukrów za pomocą kwasu siarkowego(VI) H₂SO₄, zobojętnieniu roztworu wodorotlenkiem sodu NaOH i reakcji powstałych redukujących cukrów prostych z odczynnikiem DNS, w wyniku której powstają czerwono-brązowe produkty. Stężenie barwnych produktów określa się mierząc absorbancję roztworu za pomocą spektrometru Spektra^TM używając niebieskiej diody.

PODSTAWA OZNACZENIA

W podwyższonej temperaturze odczynnik DNS (kwas 3,5-dinitrosalicylowy) reaguje z cukrami redukującymi z utworzeniem czerwono-brązowego produktu, kwasu 3-amino-5-nitrosalicylowego. Stężenie barwnego związku oznaczane jest przez pomiar absorbancji światła emitowanego przez niebieską diodę (540 nm) w spektrometrze Spektra^TM.

APARATURA I ODCZYNNIKI
 

Przygotowanie roztworu DNS

Odważ 10 g DNS i rozpuść go w 200 ml roztworu wodorotlenku sodu NaOH o stężeniu 2 mol dm^-3. Ogrzej roztwór intensywnie mieszając. Przygotuj roztwór stabilizatora barwy winianu sodowo-potasowego (300 g winianu sodowo-potasowego w 500 ml wody destylowanej). Zmieszaj oba roztwory w kolbie miarowej o pojemności 1000 ml i dopełnij wodą destylowaną do kreski miarowej.

PRZYGOTOWANIE PRÓBKI

1. Dżem – cukry
   
   Odważ 1 – 2 g dżemu owocowego w kolbie stożkowej. Dodaj 10 ml roztworu kwasu siarkowego H₂SO₄ (1,5mol dm^-3). Ogrzewaj zawartość kolby na łaźni wodnej przez 20 minut, mieszając od czasu do czasu. Ochłodź mieszaninę i ostrożnie dodaj 10% roztworu wodorotlenku sodu NaOH. Wymieszaj i przesącz powstałą mieszaninę do kolby miarowej o pojemności 100 ml, dopełnij wodą destylowaną do kreski miarowej. Przenieś 10 ml powstałego roztworu do innej kolby miarowej 100 ml i dopełnij wodą destylowana do kreski miarowej. Wymieszaj dobrze zawartość.
2. Dżem – cukry redukujące
   
   Odważ ok. 3 g dżemu w kolbie stożkowej, dodaj 50 ml wody destylowanej, ogrzewaj i mieszaj przez 10 minut. Mieszaninę przesącz do kolby miarowej o pojemności 100 ml, dopełnij wodą destylowaną do kreski miarowej. Przenieś 10 ml powstałego roztworu do innej kolby miarowej 100 ml i dopełnij wodą destylowana do kreski miarowej.

REAKCJE BARWNE I POMIARY

Bazowy roztwór wzorcowy glukozy

Odważ 1,5 g glukozy, przenieś do kolby miarowej 100 ml, dodaj wody destylowanej do kreski miarowej i wymieszaj. γ(glu) = 15 mg/ml

Roztwory kalibracyjne glukozy

Przygotuj 5 kolb miarowych o pojemności 100 ml i oznacz je odpowiednio. Do każdej z nich przenieś inną objętość bazowego roztworu wzorcowego glukozy, zgodnie z poniższą tabelą, i dopełnij zawartość każdej kolby wodą destylowaną do kreski miarowej.

Stężenia masowe roztworów kalibracyjnych glukozy są następujące:

Przygotuj sześć probówek i napełnij je zgodnie ze wskazówkami poniżej:

Ogrzej probówki we wrzącej wodzie przez 5 minut, dzięki czemu zajdzie reakcja cukru z DNS z utworzeniem czerwono-brązowego produktu. Ochłodź probówki i dodaj do każdej z nich po 6 ml wody destylowanej. Wytrząśnij dobrze zawartość każdej probówki. Zmierz absorbancję powstałych roztworów używając niebieskiej diody (540nm).

 OBLICZENIA

Oblicz stężenie glukozy w 100 g próbki w następujący sposób:

g glukozy / 100 g próbki =  γ (glukozy) · 10 · 100

10 = rozcieńczenie
100 = objętość odpowiadająca 1 g próbki

POMIARY I WYNIKI

Tabela 1: Krzywa kalibracyjna – zależność absorbancji od stężenia

 
Rysunek 1: Krzywa kalibracyjna – zależność absorbancji od stężenia      

Opracowanie: Alma Kapun Dolinar in Irena Štrumbelj Drusany, Srednja agroživilska šola Ljubljana