환원당

목차

1. Abstract

2. Introduction
가. 환원당
나. 환원당의 정량법
다. Bertrand 법
라. 과망간산칼륨(KMnO4)

3. Materials & Methods
가. Materials
나. Methods

4. Results
※구리의 양 계산
<표1> 당류 : 당류에 상당하는 구리 중량(mg)
※환원당 계산
<표2> 각 실험 조의 환원당% 결과

5. Discussion
<환원당 관련 논문 : 식품에서 본 환원당 측정이 중요한 또 다른 이유>

6. Reference



< Homework >


1. 색변화와 화학 반응의 반응식

2. 환원당을 정량하는 방법 4가지
① Somogyi 법
② DNS법
③ Schoorl법
④ Lane-Eynone 법

본문내용

무색으로 된다.
2Cu(OH)2 + RCHO ---> Cu2O + 2H2O + RCOOH
Fehling 용액에 환원당을 가하고 가열하면 Cu(OH)2는 환원당에 의하여 환원되어 적색의 Cu2O로 되어 침전하고 환원당은 산화되어 RCOOH로 된다.
Cu2O + Fe2(SO4)3 + H2SO4 ---> 2CuSO4 + 2FeSO4 + H2O
이 황산제1철은 산성의 황산과 과망간산 용액에 의하여 산화되어 이에 상응하는 양이 황산제2철로 된다.
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 ---> 5Fe(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
(녹색) (적자색) (무색) (자색) (무색) (무색)
산화되는 황산 제1철은 과망간산과 작용하여 자색을 띠기 시작하는데 여기를 종말점으로 한다.
2. 환원당을 정량하는 방법 4가지
① Somogyi 법
Somogyi법은 구리염 환원법과 요오드 적정법을 병용한 것으로 환원당을 알칼리성 시약과 함께 가열해 생성된 Cu2+ 이온은 과옥소산과 요오드칼륨으로부터 황산 산성하에서 생성하는 요오드를 정량적으로 소비하기 때문에 잔존하는 요오드를 싸이오황산나트륨 용액으로 적정하여 소비한 I2양으로보터 당 함량을 산출하는 방법이다.
Cu(OH)2 + RCHO ---> Cu2O + H2O + RCOOH
KIO3 + 5KI + 3H2SO4 ---> 3I2 + 3K2SO4 + 3H2O
2Cu2+ + I2 ---> 2Cu2+ + 2I-
2Na2S2O3 + I2 (잔존) ---> Na2S4O6 + 2NaI
Na2S2O3의 소비량과 당량과는 비례관계를 나타내지만 당의 종류에 따라 환원력의 차이가 있으므로, 당의 종류에 따라서 구하여 놓은 계수를 곱하면 환원당량이 산출된다.
② DNS법
환원당은 알칼리성에서 3,5-dinitrosalicylic acid를 전환시켜 적갈색을 띠게 한다. 이 색소를 이용하여 비색 정량한다. 시료의 흡광도를 550 nm에서 측정하여 공시험과 비교하여 흡광도를 측정하여 표준검량곡선으로부터 시료의 당량을 구하는 방법이다.
③ Schoorl법
황산구리의 Rohelle 염을 함유하는 알칼리 용액은 Fehiling 용액 속에서 환원당을 가열하면 수산화구리는 환원되어 아산화구리(적색침전)를 생성하며 당은 산화되어 aldinuc acid, saccharic acid 및 많은 알칼리 분해산물이 생성된다.
과잉의 요오드화칼륨을 가해 산성으로 하면 남아있는 2가의 구리염과 반응하여 요오드와 불용성의 요오드화구리(II)를 생성한다. 요오드는 다음에 산화구리(I)를 산화시켜 2가의 동염으로 변화시키고 자신은 요오드 이온으로 된다. 아래 반응에 나타낸 것처럼 결국에는 6몰의 요오드 이온들이 구리의 침전물과 구리의 환원반응을 동시에 일으키게 된다. 따라서 산화구리(I)가 존재하는 만큼 요오드가 감소하게 되므로 요오드를 티오황산 나트륨으로 적정하여 바탕시험과의 차이를 구함으로서 간접적으로 환원당의 양을 정량한다. 반응식은 다음과 같다.
2Cu2+ + 4I- ---> Cu2I2 + I2
2Cu2+ + 2I- ---> Cu+ + I2
I2 + 2Na2S2O3 ---> Na2S4O6 + 2NaI
당의 알칼리 용액 속의 산화분해 반응은 알칼리의 농도, 온도, 시간 등에 따라 변한다. 따라서 일정한 결과를 얻으려면 반응조건을 엄밀히 지켜야 한다. 또 아산화구리(CuO)는 공기 중의 산소에 산화되므로 반응종료 후 지나치게 흔들지 말아야 한다.
④ Lane-Eynone 법
화학적인 원리는 기본적으로 Bertrand 법과 동일하지만, 그 실험 순서는 Bertrand 법의 역순이다. 즉 Fehling 용액에 지시약으로 methylene blue(청색)를 가한 후, 가열하면서 뷰렛을 사용하여 환원당을 천천히 떨어뜨리면 환원당은 Fehling 용액의 2가 구리(Cu)를 먼저 환원하고 반응액에 2가 구리(Cu)가 존재하지 않으면 지시약을 환원하여 반응액의 색을 청색에서 무색으로 변화시킨다. 즉 Fehling 용액 중의 구리 양을 정확하게 알고 있다면 환원당의 소비량으로 그 농도를 측정하는 방법이다.
Lane-Eynone 법은 Bertrand 법과 같은 여과 조작이 없을 뿐만 아니라 정확도가 높고 재현성이 높기 때문에 널리 이용되고 있다. 그러나 가열에 의한 당의 분해가 발생할 염려가 있기 때문에 가열 시간을 3분 이내로 제한하고 있다. 그러므로 적정 역시 3분 이내에 마쳐야 한다. 때문에 예비 실험을 통하여 개략적인 소비량을 미리 알고 있어야 한다.

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