Oznaczanie zawartości cukrów w sokach Adrianna Łabuz Katarzyna Jastrzębiowska

Kilka słów o naszym doświadczeniu Celem naszego doświadczenia było zbadanie zawartości cukrów redukujących w sokach i porównanie wyniku z etykietą. Dlatego do naszego doświadczenia wybrałyśmy soki bez dodatku cukru, aby wynik był bardziej wiarygodny.

Wykonanie Dzięki doskonałej współpracy naszego liceum z Politechniką Warszawską miałyśmy możliwość wykonania naszego doświadczenia w profesjonalnym laboratorium do analizy chemicznej. Eksperyment wykonałyśmy pod czujnym okiem dr inż. Stanisława Kuś.

Wstęp teoretyczny, czyli czym są cukry redukujące Cukry redukujące to monosacharydy, czyli cukry nieulegające hydrolizie do prostszych, ponadto muszą to być aldozy – cukry zawierające grupę aldehydową. Najpopularniejszym cukrem redukującym jest glukoza. Różnica w stężeniu cukrów pomiędzy informacją na opakowaniu, a wynikiem doświadczenia wynikła z faktu, iż badałyśmy zawartość tylko cukrów redukujących.

Przykłady cukrów redukujących:

Analiza krok po kroku

1. Rozcieńczanie Każdy sok został rozcieńczony 100 razy, aby nasz pomiar był jak najdokładniejszy.

2. Odbiałczanie Odbiałczanie polega na usunięciu z roztworu cząsteczek białek, aby otrzymać klarowny roztwór cukrów. Proces zaszedł pod wpływem odczynników Carreza I – K4[Fe(CN)6] i Carreza II – ZnSO4.

2. Odbiałczanie Po zmieszaniu odczynników Carreza I i II z roztworem soku utworzył się nierozpuszczalny kompleks heksacyjanożelazianu(II) cynku – Zn2[Fe(CN)6], na powierzchni którego absorbowały się białka.

3. Odsączanie Po odbiałczaniu musiałyśmy odsączyć nierozpuszczalny kompleks z zaabsorbowanymi białkami od roztworu cukrów. Wykonałyśmy to przy pomocy sączka i lejka.

4. Reakcja redox Po otrzymaniu klarownego roztworu przeszłyśmy do punktu kulminacyjnego naszego eksperymentu, czyli do utlenienia cukrów redukujących. Użyłyśmy odczynnika Luff-Schoorla, który nadał niebieski kolor roztworowi.

4. Reakcja redox Reakcja polega na utlenieniu grupy aldehydowej cukru do grupy karboksylowej przy jednoczesnej redukcji jonów miedzi. Oznaką zachodzącej reakcji jest zmiana koloru roztworu z niebieskiego (jony Cu2+) na ceglastoczerwony (osad Cu2O), stopniowa zmiana barwy ukazana jest na kolejnych slajdach. Cu2+ R-CHO R-COOH

5. Jodometria Po przeprowadzeniu reakcji redox konieczne było określenie dokładnej ilości pozostałej w roztworze miedzi, aby ustalić zawartość cukrów redukujących przed reakcją.

6. Mianowanie roztworu tiosiarczanu Badany roztwór miareczkowałyśmy Na2S2O3. Ważne jest aby znać dokładne stężenie titranta – z dokładnością do 1/10000 mol· dm-3 , ponieważ nie znałyśmy aż tak dokładnego miana, konieczne było przeprowadzenie miareczkowania roztworu tiosiarczanu jodanem (V) potasu.

6. Mianowanie roztworu tiosiarczanu IO3- + 5I- + 6H+ 3I2 + 3H2O 2S2O32- + I2 S4O62- + 2I- Miedź (II) utlenia jony jodkowe do jodu, przy czym sama redukuje się do miedzi (I) i strąca w postaci trudno rozpuszczalnego jodku miedzi (I). Wydzielony jod odmiareczkowuje się roztworem tiosiarczanu sodu. 2Cu2+ + 4I- I2 + 2CuI

7. Miareczkowanie Po określeniu miana roztworu tiosiarczanu sodu mogłyśmy przystąpić do miareczkowania badanych roztworów. Pierwszym krokiem było uzupełnienie biurety mianowanym roztworem „do kreski”.

7. Miareczkowanie Do badanego roztworu dodaliśmy jodek potasu oraz kwas solny.

7. Miareczkowanie Roztwór miareczkowaliśmy do zmiany zabarwienia z brunatnej na jasnobrązową.

7. Miareczkowanie Pod koniec miareczkowania dodaliśmy skrobię, aby móc dokładnie oznaczyć ilość jodu.

7. Miareczkowanie Granatowy roztwór, utworzony po dodaniu skrobi, pod wpływem jednej kropli tiosiarczanu zmienia barwę. W ten sposób ostrożnie wkropliłyśmy titrant, aż do całkowitego oznaczenia ilości wydzielonego jodu.

Analiza zakończona. Czas przejść do wyników naszych badań.

Badane roztwory Do doświadczenia użyłyśmy kilka rodzajów soków: pomarańczowego, grejpfrutowego, ananasowego, jabłkowego. Wykonałyśmy także próbę kontrolną – zamiast roztworu soku do odczynnika Luff-Schoorla dolałyśmy odpowiednią ilość wody – aby określić stężenie jonów miedzi przed redukcją. Było nam to potrzebne do obliczeń.

Analiza porównawcza zawartości cukrów Rodzaj soku Zawartość z etykiety Wynik naszego doświadczenia Pomarańczowy 12,8g/100ml 7,81g/100ml Grejpfrutowy 9,5g/100ml 6,9g/100ml Ananasowy 12g/100ml 7,55g/100ml Jabłkowy 10,2g/100ml 10,86g/100ml

Interpretacja wyników Nasze wyniki są nieco inne, niż te z etykiety. Jest to spowodowane faktem, że badałyśmy zawartość jedynie cukrów redukujących. W przypadku soku jabłkowego możemy wysunąć hipotezę, iż producenci soku (bez dodatku cukru – 100%) nie zawsze piszą na etykiecie prawdę. Dlatego, aby strzec się nadmiernej ilości cukrów w spożywanych napojach radzimy samodzielnie wyciskać owoce. 

Bibliografia: Minczewski Jerzy, Marczenko Zygmunt, Chemia analityczna. Chemiczne metody analizy ilościowej, Warszawa, PWN, 2011, ISBN 978-83-01-14157-8 t. 2. Biochemia, Warszawa, Oficyna Wydawnicza PW, 2010, ISBN 978-83-7207-866-7. Wszystkie zdjęcia są autorskie, a wzory związków chemicznych zostały przez nas wykonane w programie ChemSketch