Спосіб визначення вмісту редукуючих цукрів у рослинному матеріалі

Реферат: UA 121789 U UA 121789 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до галузі фізіології та біохімії рослин; може також використовуватися в екології та сільському господарстві для визначення концентрації цукрів у рослинному матеріалі. Відомий спосіб визначення цукрів колориметричним методом [1], який оснований на взаємодії відновлюючих цукрів із стандартним лужним розчином червоної кров'яної солі за нагрівання. В результаті реакції частина фериціаніду відновлюється до фероціаніду. Надлишок фериціаніду визначають колориметричним методом. Недоліком цього методу є необхідність стандартизації реагентів, висока чутливість визначення до домішок, невисока точність методу за рахунок відсутності повної пропорційності між вмістом цукрів та інтенсивністю забарвлення. Відомий спосіб визначення цукрів за реакцією з пікриновою кислотою [2]. За якого редукуючі цукри окислюються пікриновою кислотою до відповідних кислот, а пікринова кислота відновлюється в пікрамінову. Вона має червоне або буро-червоне забарвлення, інтенсивність якого вимірюється колориметричним або спектрофотометричним методом. Недоліками цього методу є висока неточність, оскільки помилка може сягати 10-20 %. У зв'язку з цим зазначений метод має орієнтовний характер. Відомий метод визначення цукрів на основі поляриметрії [3], суть якої полягає у визначенні кута обертання площини поляризації світла за проходження через розчин оптично активної речовини. Цей кут обертання залежить від концентрації розчину. Недоліком способу є невисока точність результатів вимірювань, пов'язана з суб'єктивними факторами під час візуальної оцінки кута обертання, залежністю кута обертання площини поляризації від температури та довжини світлової хвилі, що вимагає калібрування приладів перед вимірами. Найбільш близьким до способу, що заявляється, є метод Бертрану (стандартний метод визначення цукрів ГОСТ 8756.13-87), прийнятий як прототип. Метод оснований на окисленні редукуючих цукрів лужним розчином сірчанокислої міді, з подальшим розчиненням осаду оксиду міді (1) у розчині сірчанокислого заліза (3) з наступним титруванням утвореного іону заліза (2) розчином перманганату калію [4]. Недоліки способу: - Використання прекурсорів (перманганат калію та сірчана кислота); - невисока точність вимірювань, пов'язана з візуальною суб'єктивною оцінкою забарвлення; - нестабільність забарвлення, що визначає складність виявлення кінця титрування; - висока чутливість до умов (рН, температура тощо). В основу корисної моделі поставлена задача створення такого способу визначення редукуючих цукрів у рослинному матеріалі, що дозволяє відійти від використання прекурсорів та від титрування. Поставлена задача вирішується за рахунок використання хлориду амонію, насичений розчин якого здатний взаємодіяти з осадом міді (1) з утворенням забарвленої комплексної сполуки. З цією метою беруть 10 мл витяжки цукрів, у якій осаджені білки, з вмістом редукуючих цукрів від 0,1 до 1 мг/мл. До неї додають 10 мл міднолужного реактиву (фелінгової рідини) та кип'ятять 3 хв. Осад закису міді, що утворився в результаті реакції фільтрують через скляний фільтр № 3 або № 4 (40 пор або 16 пор). Осад промивають дистильованою водою до зникнення забарвлення промивної води. Міднолужний реактив та промивну воду зливають і ретельно промивають колбу для фільтрування. Далі на фільтрі осад обробляють нагрітим до 35-40 °C насиченим розчином хлориду амонію (розчинність 35-37,2 г/100 мл). Об'єм отриманого розчину комплексної мідної солі доводять до 10 мл, після чого вимірюють оптичну густину на спектрофотометрі за довжини хвилі 590 нм. Концентрацію цукру обчислюють за формулою: C досл 50 С cт анд  D досл D cт анд , [1] де: C досл - концентрація цукру у дослідному розчині (мг/мл); Сcт анд - концентрація цукру у стандартному розчині (мг/мл); D досл - оптична густина дослідного розчину; Dcт анд - оптична густина стандартного розчину. Вміст цукрів у рослинному матеріалі обчислюють за формулою: 55 1 UA 121789 U A 5 10 CV , n [2] де: A - вміст цукру у рослинному матеріалі, мг/г; C - концентрація цукрів, обчислена за формулою [1], мг/мл; V - об'єм витяжки, мл; n - наважка рослинного матеріалу, г. Приклади практичного використання. Приклад 1. Серію стандартних розчинів глюкози з концентраціями 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9 мг/мл нагрівали з міднолужним реактивом (10 мл розчину глюкози + 10 мл міднолужного реактиву). Осад міді (1) фільтрували через скляний фільтр 40 пор. Далі утворений осад закису міді розчинили у нагрітому насиченому розчині хлориду амонію, довели об'єм до 10 мл та виміряли оптичну густину отриманих розчинів на спектрофотометрі Granum 722. Таблиця 1 Результати вимірів оптичної густина стандартних розчинів глюкози Концентрація цукру (мг/мл) Оптична густина 0,1 0,041 0,3 0,123 0,5 0,205 0,7 0,287 0,9 0,369 15 20 25 Приклад 2. З 2 г плоду яблука та 2 г листя робінії звичайної приготували водні витяжки цукрі, у яких осадили білки ацетатом свинцю. Об'єм витяжок довели до 100 мл. По 10 мл обох витяжок беруть для проведення реакції з міднолужним реактивом (фелінговою рідиною) Паралельно проводять реакцію між міднолужним реактивом та 10 мл розчину глюкози з концентрацією 0,5 мг/мл. Отриманий осад міді (1), відокремлюють фільтруванням через скляний фільтр 40 пор, після чого осад розчиняють нагрітим до 40 °C насиченим розчином хлориду амонію. Після доведення об'єму розчинів до 10 мл вимірюють оптичну їхню густину на спектрофотометрі Granum 722. За допомогою формул [1] та [2] розраховують концентрацію та вміст редукуючих цукрів у рослинному матеріалі (табл. 2). Таблиця 2 Концентрація та вміст цукрів у дослідних рослинах Показник Оптична густина (D) Концентрація цукру (мг/мл) (С) Вміст цукрів, мг/г 30 35 Стандартний розчин Плід яблука 0,205 0,5 0,384 0,94 47,0 Листя робінії звичайної 0,087 0,21 10,5 Технічний результат. Спосіб визначення цукрів у рослинній витяжці дозволяє значно спростити та прискорити роботу, підвищити точність виміру та відійти від використання прекурсорів. Використання цього методу просте та зручне. Метод можна застосовувати у фізіології та біохімії рослин, сільському господарстві, екології для масових аналізів під час визначення редукуючих цукрів. Джерела інформації: 1. Шапиро Д.К. / Практикум по биологической химии / Д.К. Шапиро - 2-е изд. Минск: Вышэйш. школа, 1976. - 288 с. 2. Ермаков А.И. / Методы биохимического исследования растений/ А.И. Ермаков - Л.: Колос, 1972. - 455 с. 3. Джерасси К., Дисперсия оптического вращения, пер. с англ. - М., 1962; 4. ГОСТ 8756.13-87 Продукты пищевые консервированные. Методы определения Caxaров. 40 2 UA 121789 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб визначення вмісту редукуючих цукрів у рослинному матеріалі, який полягає в утворенні оксиду міді під час взаємодії цукрів з міднолужним реактивом, який відрізняється тим, що отриманий осад відділяють за допомогою фільтрування через скляний фільтр № 3 (пор 40) або № 4 (пор 16), розчиняють у нагрітому до 35-37 °C насиченому розчині хлориду амонію, визначають оптичну густину розчину на спектрофотометрі за довжини хвилі 590 нм та розраховують концентрацію та вміст редукуючих цукрів у рослинному матеріалі, для порівняння готують стандартний розчин глюкози з концентрацією 0,5 мг/мл, з яким проводять всі описані вище процедури. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3