생화학실험 - 탄수화물의 정성실험

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본문내용

로써 Anthrone시약 역시 Molisch시약과 마찬가지로 당의 존재를 확인하는 시약이었음을 알 수가 있었다.
(3) Fehiling test
탄수화물의 환원성에 기초를 둔 실험이다. 용액(용액A)과 타르타르산 나트륨칼륨(Na-K-tar-tarate)의 알카리성 용액(용액B) 을 같은 부피로 하여 한 시험관에 넣고 가열할 경우 는 알카리와 반응하여 로 되는데, 이것은 환원성을 가진 탄수화물에 의해 환원되어 적갈색의 로 변한다. 이 시험은 2가의 구리이온을 1가로 환원하여 적색으로 되는 성질을 이용한 것이다. 실험결과 sucrose, starch, cellulose를 제외한 모든 당에서 빨간색 침전을 볼 수 있었다. 이당류 역시 가열하면 단당류로 분해되어 반응이 일어난 것이다. 환원당은 적어도 하나의 semiacetal성 -OH기가 존재하므로 환원성이 있고, 비환원당은 semiacetal성 -OH가 모두 결합에 사용되어 환원성이 없으며 carbonyl화합물로서의 성질도 없다. 즉, sucrose, starch, cellulose는 비환원당으로, 열린사슬 형태로 돌아갈 수 없다.
(4) Barfoed test
Barfoed test는 Fehiling test와 마찬가지로 환원당인지를 시험하는 것이지만, Barfoed시약은 약한 산성이기 때문에 주로 단당류에 의해서만 환원된다. 구리이온이 약산 용액중에 당질의 환원기에 의해 환원되어 Cu2O로 침전되는데, 이때 단당류와 이당류의 반응속도에 차이가 있다. 시약과 반응시킨 후 가열하여 관찰한 결과, 단당류인 glucose, fructose, galactose, xylose, arbinose에 빨간색 침전이 일어났다. Barfoed test에서는 이당류가 단당류로 분해되지 않아 반응이 일어나지 않은 것으로 여겨진다.
(5) Pentose test
오탄당을 구별해 내는 실험이다. 오탄당은 진한 염산과 함께 가열하면 푸르푸랄로 변하며, 이것은 Fe3+ 이온 존재하에서 오르시놀(orcinol)과 축합하여 청록색의 물질을 만든다. 발색반응은 펜토오즈에 특이한 반응이 아니라 육탄당도 진한 염산과 함께 오랫동안 가열하면 히드록스메틸푸르푸갈로 되며 이것 역시 오르시놀과 반응하여 황갈색을 가진 물질을 만들 수 있다. 시료가 든 시험관에 bial시약을 넣고 가열하자 시험관은 각각의 일정한 색을 나타냈다.
arabinose와 xylose는 각각 진한 남색의 색을 띄었고, 1% 신문지는 연한 녹색, 1% 거름종이는 연한 노란색의 색을 나타냈다. 시험관을 상온에서 서서히 식힌 후, 아밀알코올을 가하여 시험관을 흔들자 시험관 내에 있는 용액은 서로 다른 색의 층이 생기면서 분리가 되었다. 이는 아밀알코올을 넣기 전 반응물과 아밀알코올을 넣은 후 생긴 일부 생성물, 그리고 아밀알코올 이 3가지 물질간의 비중차이로 인하여 이러한 층의 분리가 나타난 것으로 생각된다. bial시약의 대부분을 차지하는 진환염산의 비중은 1.18이고, 시료용액의 대부분은 물이 많은 양을 차지하고 있어 비중이 1.0이다. 이렇듯 비중의 차이가 이런 층의 분리를 낳은 것으로 생각된다.
(6) Ketose test
알데히드기를 가진 당과 케톤기를 가진 당을 구별해내는 반응으로 케톤기를 가진 당이 염산에 의해 탈수 반응이 빠른 것을 이용한 실험이다. 케토오스는 알도오스보다 염산에 의해 더 빨리 탈수반응을 일으켜 푸르푸랄 유도체로 되어 레소르시놀과 반응하여 붉은색 축합물을 만든다. 케토오스인 fructose는 노란색을 나타냈고, 알도오스인 0.2와 1.0%인 glucose는 연한 연두색 띄었다. 이론상으로는 알도오스인 glucose가 색을 띄어서는 안되는데 가열 시간에 유의하지 않아 이런 결과가 나왔다고 생각된다. 사진에서 0.2%와 1.0% glucose 사이에서도 조금씩 색상 농도의 차이가 나는 것을 볼 수 있다.
(7) Osazone test
-CO-CHOH-기 (α-케톨기)를 가진 화합물이 페닐히드라진과 반응하여 페닐오사존을 만든다. 알도오즈는 먼저 1몰의 페닐히드라진과 축합하여 페닐히드라존을 만들고, 이것이 다시 2몰의 페닐히드라진과 반응하며 오사존이 된다. 시험시 물을 제외한 모든 시료용액에서 노란색 색변화를 확인할 수 있었다.
노란색 용액의 색은 정도는 maltose≫glucose>fructose>sucrose 순으로 나타났다. 시료를 거름종이에 걸러 건조 시킨 후 sucrose를 제외한 모두에서 반응용액의 색과 같은 결정을 확인할 수 있었다.이는 sucrose는 비환원성이라 -OH기가 모두 결합에 사용되어 결정을 확인할 수 없었고, carbonyl 화합물로서의 성질도 없었기 때문이다. 나머지 시료 모두는 환원성으로 적어도 하나의 -OH기가 존재하여 이것으로 인해 결정이 생성된 것이다.
(8) Iodine test
다당류에 적용할 수 있는 실험으로 요오드는 다당류에 흡착되어 착색물질을 만든다. 녹말은 청남색을 나타내는데 그 이유는 나선형 코일 내부에 요오드가 자리를 차지할 수 있기 때문에 요오드 색인 진한 적갈색을 확인할 수 있는 것이다.
가열 전에 물은 보라색, 녹말은 연한갈색, 덱스트린과 셀룰로오스는 레몬 빛을 나타냈다. 가열 후에는 모두 연한 노란색으로 변하였고, 서서히 상온에서 식히자 물은 남색을 녹말은 노란색, 글리코겐은 보라색, 덱스트린과 셀룰로오스는 반응이 나타나지 않았다. 녹말의 경우는 색의 변화가 많이 나타나지 않았는데 이는 요오드 용액을 연하게 만들어 색변화가 뚜렷하게 나타나지 않은 것 같다. 덱스트린과 셀룰로오스 색이 변하지 않은 것은 분자의 크기가 매우 작아서 발색 반응이 나타나지 않은 것이라 생각된다.
7. 참고 문헌
① 최신생화학, 김을상 외 6명, 신광문화사, 2003년, p. 2～3, p.23～24
② 생화학, 김수일 외 4명, 문운당, 1992년, p.48～49
④ 식품분석학, 최수규외 6, 지구문화사, 2006.1.20., p.422
⑤ 생화학, 채기수외 5, 지구문화사, 1999.1.20., p.172
⑥ 화학대사전, 김재홍, 세화, 2001
⑦ 실험 생화학, 한국생화학회, 탐구당, 2004
⑧ 채기수의 생화학, 지구문화사, 1999

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탄수화물의 정성실험,   단당류 ,   글루코오스,   글리코겐