Do oznaczania zawartości cukrów redukujących należy użyć
Do oznaczania zawartości cukrów redukujących w klasycznej analizie chemicznej żywności stosuje się właśnie płyn Fehlinga. Jest to odczynnik miedziowy, w którym jony Cu2+ w środowisku zasadowym ulegają redukcji przez cukry redukujące (np. glukozę, fruktozę, laktozę) do tlenku miedzi(I), czyli osadu o ceglastoczerwonej barwie. Ten wyraźny, kolorowy efekt pozwala na ocenę zawartości cukrów – zarówno jakościowo, jak i ilościowo, jeśli prowadzimy miareczkowanie według ustalonej procedury. W laboratoriach technologii żywności metoda Fehlinga jest jedną z klasycznych metod referencyjnych do oznaczania tzw. cukrów redukujących, szczególnie w syropach, przetworach owocowych, dżemach czy napojach. W praktyce przemysłowej coraz częściej używa się metod enzymatycznych lub chromatograficznych (HPLC), ale znajomość reakcji Fehlinga jest dalej ważna – pojawia się w normach, instrukcjach laboratoryjnych i starych procedurach zakładowych. Moim zdaniem dobrze ją znać choćby po to, żeby rozumieć, na czym polega redukujący charakter niektórych cukrów i dlaczego np. sacharoza przed oznaczeniem bywa inwertowana (rozkładana do glukozy i fruktozy). Dobra praktyka laboratoryjna wymaga też, żeby pamiętać o przygotowaniu świeżego płynu Fehlinga z dwóch oddzielnych roztworów (Fehling I – siarczan miedzi(II), Fehling II – winian sodowo-potasowy w NaOH) oraz o ogrzewaniu próbki do wrzenia, bo dopiero w takich warunkach reakcja przebiega prawidłowo i daje powtarzalne wyniki.
W analizie zawartości cukrów redukujących kluczowe jest zrozumienie, że potrzebny jest odczynnik, który ulega redukcji przez te cukry i wyraźnie zmienia barwę lub tworzy charakterystyczny osad. Płyn Fehlinga właśnie to zapewnia dzięki obecności jonów miedzi(II) w środowisku zasadowym. Tymczasem pozostałe wymienione odczynniki pełnią zupełnie inne funkcje i są przeznaczone do innych oznaczeń. Sól Mohra, czyli siarczan żelaza(II) amonowy, jest klasycznym wzorcem w miareczkowaniach redoks, najczęściej w analizie żelaza lub w oznaczeniach utleniaczy, np. nadmanganianem potasu. Używa się jej do standaryzacji roztworów KMnO4, a nie do badania cukrów. Tu typowym błędem jest mylenie każdego odczynnika redoks z odczynnikiem do cukrów – skoro jest redukcja i utlenianie, to wydaje się, że „na wszystko pasuje”. Niestety tak to nie działa, bo specyfika reakcji i warunki środowiska są kluczowe. Płyn Lugola to roztwór jodu i jodku potasu, wykorzystywany głównie do wykrywania skrobi. Daje charakterystyczne ciemnogranatowe zabarwienie z amylozą. Jest świetny jako szybki test na obecność skrobi w mące, pieczywie czy ziemniakach, ale nie reaguje w sposób ilościowy z cukrami redukującymi. Z mojego doświadczenia uczniowie często kojarzą Lugola z „cukrami”, bo pojawia się przy tematach węglowodanów, ale chemicznie on pokazuje strukturę polisacharydów, a nie redukujący charakter cukrów prostych. Płyn Ringera to z kolei roztwór elektrolitów (głównie Na+, K+, Ca2+, Cl−), używany w fizjologii i mikrobiologii do podtrzymywania żywotności komórek lub rozcieńczania zawiesin drobnoustrojów. Nie ma on żadnych właściwości wskaźnikowych dla cukrów, nie zmienia barwy pod ich wpływem i nie nadaje się do analizy chemicznej tego typu. To raczej medium izotoniczne, a nie odczynnik analityczny. Typowe błędne rozumowanie polega tutaj na tym, że skoro coś jest często używane w laboratorium (Lugol, Ringer, sól Mohra), to wydaje się „uniwersalne” i pasujące do każdego oznaczenia. W dobrej praktyce analizy i kontroli jakości ważne jest jednak precyzyjne kojarzenie konkretnego odczynnika z konkretnym rodzajem reakcji chemicznej. Do cukrów redukujących – klasycznie Fehling (lub podobne odczynniki miedziowe, jak Benedict), do skrobi – jod/Lugol, do miareczkowań redoks – sól Mohra, a do celów fizjologicznych – płyn Ringera.