karbohidratların tanımlanması

KARBOHİDRATLARIN TANIMLANMASI
ÖNBİLGİ: Karbohidratlar insan, birçok hayvan ve mikroorganizma için çok önemli bir enerji kaynağıdır. Fotosentez yapamayan
canlıların enerji ve karbon kaynağını, fotosentez yapan yeşil bitki ve organizmaların sentezlediği nişasta ve diğer karbohidratlar
oluşturur. Karbohidratlar ayrıca, glikojen ve nişasta şeklinde, geçici glikoz depoları olarak hizmet görürler. Karbohidratlar enerji
kaynağı olmaları yanı sıra, canlılarda yapısal ve destekleyici element olarak da fonksiyon görür. Örneğin, suda çözünmeyen
karbohidrat polimerleri, bakteri ve bitkilerin hücre duvarında, hayvansal hücre kılıfında ve bağ dokusunda yapısal ve destekleyici
element olarak görev yapar. Diğer bazı karbohidratlar ise eklemleri kayganlaştırır, hücrelerin birbirine tutunmalarını sağlar ve
hayvan hücrelerinin yüzeyine biyolojik özgüllük kazandırır.
Karbohidrat terimi, orjinal olarak karbon, oksijen ve hidrojenden oluşmuş bir grup bileşiği belirtmektedir. Karbohidratlar,
kimyasal yapı bakımından, polihidroksi aldehit, polihidroksi keton ya da hidrolizi sonucu bu tip bileşiklere ayrılan bileşiklerdir.
Karbohidratlar yapısal olarak başlıca dört gruba ayrılabilirler. Bunlar sırasıyla, monosakkaritler, disakkaritler,
polisakkaritler ve karbohidrat türevleridir.
1.
Monosakkaritler: Suda kolayca çözünen, renksiz, kristal katılar olup çoğu tatlıdır. Sadece bir polihidroksi aldehit ya da
polihidroksi keton biriminden oluşmuştur. Genel formülleri (CH2O)n ‘dir. Aldehit grubu içerenler aldozlar (aldoşekerler),
keton grubu içerenler de ketoz (ketoşekerler) olarak isimlendirilir. Monosakkaritler, içerdikleri karbon sayısına göre de
triozlar (3 karbonlu), tetrozlar (4 karbonlu), pentozlar (5 karbonlu) ve heksozlar (6karbonlu) ve heptozlar (7karbonlu)
olarak adlandırılırlar.
2.
Disakkaritler: İki monosakkarit birimin, glikozidik bağla bağlanmasından oluşmuşlardır. Genel formülleri Cn(H2O)n-1 ‘dir.
Laktoz, maltoz, sellobiyoz indirgen disakkaritler olup, sukroz indirgen değildir.
Laktoz : D-Glukoz + D-Galaktoz
Maltoz : D-Glukoz + D-Glukoz
Sukroz : D-Glukoz + D-Fruktoz
3.
Polisakkaritler: Bunlar yüzlerce ya da binlerce monosakkarit biriminden oluşmuş uzun zincirlerdir. Düz ya da dallı
olabilirler.
I.
A. Homopolisakkaritler: Tek tip monosakkarit birimi içeren polimerlerdir.
Selüloz.................................
Glukoz Polimeri
Glikojen................................
Glukoz Polimeri
Nişasta.................................
Glukoz Polimer
İnülin....................................
Fruktoz Polimerii
B. Heteropolisakkaritler: İki ya da daha fazla tipte monosakkarit biriminden oluşur. Örneğin, agar-agar, bitki sakızları, musilaj
ve musinler.
I. Mukopolisakkaritler: Azot içeren polisakkaritlerdir. Örneğin, heparin, kitin, kondriotin sülfat, hyaluronik asit.
4.
Karbohidrat Türevleri: Sialik asit, vitamin-C, streptomisin, inositol, glukronik asit, sorbitol v.s.
KARBOHİDRATLAR İÇİN NİTEL TESTLER
Sizlere verilen karbohidrat çözeltilerine (A, B, C, D, E) aşağıda verilen testleri uygulayınız. Sonuçları ekte verilen rapora
kaydediniz.
1.
BENEDİCT TESTİNİN OLUŞUM MEKANİZMASI
Redüktör (indirgeyici) şekerlerle, redüktör olmayan şekerleri birbirinden ayırtetmek için kullanılır. Basit monosakkaritler
indirgeyici ajanlardır. Monosakkaritler ferrisiyanit, hidrojen peroksit ve bakır iyonu (Cu++) gibi yükseltgeyici ajanları indirgerler.
Şekerlerin karbonil grubu yükseltgenirken, yükseltgeyici ajanlar indirgenir. (Hatırlanmalıdır ki indirgeyici ajanlar elektron vericisi,
yükseltgeyici ajanlar ise elektron alıcısıdır). Oksitleyici ajanları indirgeyebilen glukoz ve diğer şekerlere redüktör (indirgeyici)
şekerler denir. Bu arada oluşan kiremit renkli çökelek (Cu2O) şekerlerin analizinde kullanılır.
www.hasanunal.net
2 Cu (OH)2 + R-C=O →→ 2 CuOH + R-COOH + H2O
H
Sarı
2 CuOH →→ Cu2O + H2O
Kırmızı
Benedict Ayıracı:73 g sodyum sitrat ve 100 g sodyum karbonat damıtık suda çözülerek 850ml’ye sulandırılır. 17.3 g bakır sülfat
(CuSO4.5H2O) 100 ml damıtık suda çözülür ve sitrat-karbonat çözeltisine karıştırılarak eklenir. Ayıraç damıtık su ile 1 litreye
tamamlanır. Bu ayıraç bozulmadan yıllarca saklanabilir.
DENEYİN YAPILIŞI: 2,5 ml Benedict reaktifine 0,5 ml karbohidrat çözeltisi eklenir. 5 dakika kaynar su banyosunda bekletilir.
Kiremit rengi çökelek redükte şekerler için pozitif sonuç verir.
2.
BİAL TESTİNİN OLUŞUM MEKANİZMASI
Pentozları heksozlardan ayırmak için Bial reaktifi kullanılır. Pentozlar Bial reaktifi ile furfural, heksozlar ise
hidroksimetilfurfural meyadana getirirler. Oluşan furfural ve hidroksimetilfurfural, fenolik bileşiklerle (Orsinol) renkli çözeltiler
verir . Pentozlarda mazi-yeşil kondensasyon ürünü oluşurken, heksozlarda sarı-kahverengi ürünler oluşur.
Bial testinin şematik açıklaması:
Pentoz
Furfural
CH3
HO
Mavi-yeşil
OH
Orsinol
Kondensasyon ürünleri
Heksoz
Hidroksimetil
furfural
Sarı-kahverengi
Bial Ayıracı: 3 g orsinol 1 litre derişik HCL içinde çözülür ve 3ml %1 W/V demir klorür eklenir.
DENEYİN YAPILIŞI: 3 ml Bial ayıracına 1ml şeker çözeltisi eklenir. 1 dakika kaynatılır. Yeşil renk pentozlar için, sarı-kahverengi
ise heksozlar için pozitiftir.
3.
İYOT TESTİNİN OLUŞUM MEKANİZMASI
Polisakkaritler ve onların indirgenme ürünlerinin karakteristik renginin nedeni, iyodin kompleksinin oluşması ve iyodindeki
potasyum iyodürle nişastadaki amilozun (glikozun düz zincirli polimeri) sıcak suda koyu mavi renkli bir kompleks vermesidir.
Bu kompleks, amilozun helikal boşluğunda uzanan iyodin atomları kümelerinin [pentation anyonunun (I5) ] lineer düzeninden
oluşur. Amiloz, sol heliks biçimindeki her dönüşünde 6 glikosil dizisi içerir. İyodin kompleksinin oluşması için heliksin 6 tam tur
oluşturması gerekir. Bu durumda kompleksin oluşması için minimum zincir uzunluğu 36 glikosil ünitesidir.
Dallı polisakkaritler kesikli helikslerle daha az koyu renkli kompleksler oluşturur (Örneğin, Amilopektin). Daha çok dallı
polisakkaritler, kısa helikal segmentli ve heliks oluşturmayan polisakkaritler ise kırmızı-koyu kahverengi kompleks oluşturur.
İyot Ayıracı: %0.3 iyot %3 potasyum iyodür olacak şekilde distile suda çözünür.
www.hasanunal.net
DENEYİN YAPILIŞI: 3 ml karbohidrat çözeltisine 4 damla İyodin çözeltisi damlatılır. Mor renk nişasta için, Kırmızı-kahverengi
renk ise glikojen ve nişastanın yıkım ürünleri (dekstrinler) için pozitif sonuç verir.
4.
SELIWANOFF TESTİNİN OLUŞUM MEKANİZMASI
Seliwanoff reaktifi ile muamele edildiğinde ketoheksozlar levulinik asit ve hidroksimetilfurfurala çevrilir. Hidroksimetilfurfural
reaktifi ve Resprsinol renkli kondensasyon ürünleri verir.
HC
CH
HOH2C-C
Ketoheksoz
OH
C - CHO
OH
O
Kondensasyon ürünü
(Kırmızı)
Resorsinol
Seliwanoff Ayıracı: 0,5 g Resorsinol 330 ml derişik HCl içinde çözülür ve damıtık su ile 1 litreye tamamlanır.
DENEYİN YAPILIŞI: 5 ml Seliwanoff ayıracına 1 ml karbohidrat çözeltisi eklenir. 1 dakika kaynar su banyosunda bekletilir. Koyu
kırmızı renk kotoheksozlar ve ketoşeker taşıyan disakkaritler için pozitif sonuç verir.
DENEYİN AKIŞ PLANI
Bilinmeyenler (A,B,C,D,E)
BENEDICT TESTİ
İndirgen olmayan karbohidratlar
Turuncu-Kahverengi (İndirgeyici Şekerler)
BİAL TESTİ
İYOT TESTİ
Mavi-yeşil
Sarı-Kahverengi
Mavi
Kırmızı-Kahve
(Pentoz)
(Heksoz)
(Nişasta)
(Glikojen)
SELİWANOFF TESTİ
Kırmızı
(Fruktoz)
www.hasanunal.net
Glukoz, Galaktoz
Sukroz
KARBOHİDRATLARIN TANIMLANMASI İÇİN TEST SONUÇLARI
Karbohidratlar
Fermentasyon
Benedict
İyot
Bial
Seliwanoff
Testi
Testi
Testi
Testi
Testi
Fruktoz
+
+
-
-
+
Galaktoz
+
+
-
-
-
Glukoz
+
+
-
-
-
Glikojen
-
-
-
-
-
Laktoz
-
+
-
-
-
Maltoz
+
+
-
-
-
Ksiloz
-
+
-
+
-
Nişasta
-
-
+
-
-
Sukroz
+
-
-
-
+
www.hasanunal.net