Способ определения восстанавливающих сахаров в растительных тканях
Владельцы патента RU 2381500:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" (RU)
Изобретение относится к биоорганической химии. Согласно предложенному способу навеску сырой растительной ткани массой 1-2 г растирают с кварцевым песком с добавлением 5 мл этанола. Затем смесь фильтруют, промывают этанолом и получают вытяжку объемом 50 мл. После этого 5 мл полученного раствора помещают в колбу для титрования, добавляют 1,0 мл 1 М раствора KNO3, 0,5 мл 2N раствора КОН и 3,5 мл дистиллированной воды. Полученную смесь титруют 0,02 М раствором метиленового синего на водяной бане при t=80°C (±2°C) до появления устойчивой при указанной температуре светло-голубой окраски. Содержание восстанавливающих сахаров рассчитывают по закону эквивалентов и затем определяют массовую долю восстанавливающих сахаров в растительной ткани в пересчете на глюкозу. Предложенный способ может быть использован для анализа лекарственного растительного сырья и сельскохозяйственной продукции на содержание восстанавливающих сахаров. 1 табл.
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.
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 К3[Fe(CN)6], оттитровывают раствором Na2S3O3. 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:
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 KNO3, 0,1 М раствор глюкозы, этанол 96%-ный, колбы для титрования на 50 мл, дистиллированная вода.
Ход определения
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 H2Odest., 1,0 мл 1 М раствора KNO3 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
Ссах - концентрация восстанавливающих сахаров (моль/л);
См.с. - концентрация рабочего раствора метиленовой сини (моль/л);
Vм.с. - объем раствора метиленовой сини (мл);
Vанал.р-ра - 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
ωгл - массовая доля глюкозы в сырой растительной ткани (%);
Ссах - концентрация восстанавливающих сахаров в экстракте (моль/л);
рассчитанная по формуле (1);
mнавески - 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.
Способ определения восстанавливающих сахаров в растительных тканях, включающий восстановление реагентов-окислителей, отличающийся тем, что навеску растительной ткани массой 1-2 г помещают в фарфоровую ступку и растирают с небольшим количеством кварцевого песка с добавлением 5 мл этанола, переносят на стеклянный фильтр и отфильтровывают, используя водоструйный насос, дважды промывают гомогенат порциями этанола объемом 3-5 мл, переливают фильтрат в мерную колбу на 50 мл, колбу Вюрца из-под фильтрата дважды промывают дистиллированной водой порциями по 5-6 мл, сливая воду в мерную колбу с фильтратом, доводят объем жидкости в мерной колбе до метки дистиллированной водой и, закрыв ее пробкой, тщательно перемешивают, после чего пипеткой 5 мл полученного экстракта переносят в колбу для титрования, добавляют
туда 3,5 мл H
2
O
dest
, 1,0 мл 1 М раствора KNO
3
и 0,5 мл 2N 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 и рассчитывают содержание восстанавливающих сахаров (моль/л) в экстракте по формуле:
где С
сах
- концентрация восстанавливающих сахаров, моль/л;
С
м.с
- концентрация рабочего раствора метиленовой сини, моль/л;
V
м.c
- объем раствора метиленовой сини, мл;
V
анал.р-ра
- объем анализируемого раствора, мл,
массовую долю (%) восстанавливающих сахаров в растительной ткани (в пересчете на глюкозу) рассчитывают по формуле 2:
где ω
гл
- массовая доля глюкозы в сырой растительной ткани, %;
С
сах
- концентрация восстанавливающих сахаров в экстракте, моль/л, рассчитанная по формуле 1;
m
навески
- масса навески растительной ткани, г.
