糖質化学実験

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資料紹介

糖質化学実験
（10月27日～11月24日）
　　　目的　糖の構成単位である単糖は、ポリアルコールにアルデヒド基もしくはケトン基が付いているという構造的特色がある。このため、還元性を持ち、単糖が二つ連なった二糖や、複数個連なったオリゴ糖なども還元性を示す。しかし、通常炭水化物などに含まれる糖は、単糖が10個以上、多くは100個以上連なった多糖の形で存在しており、還元性が殆ど見られない。これは、還元末端が一つだけ存在するも、その構成している糖の重合度が高いからであるが、この多糖を酸や酵素などで加水分解してやるとオリゴ糖や二糖などといった比較的分子量の小さい断片に分かれて還元性を示すようになり、その還元末端の数を調べることで、加水分解率を測ることが出来る。　今実験では、米粉、籾殻粉末、セルロースパウダー、デンプンの各試料において、フェノール硫酸法を用いて全糖量を定量し、ソモジー変法を用いて還元糖量を定量する。それぞれを検量線を用いてグルコース相当重量として算出し、各試料中の糖含有率と加水分解率を算出することを目的とする。　フェノール硫酸法の原理は、糖類が強酸と反応してフルフラール誘導体を形成し、それが各種フェノール誘導体やアミノ誘導体と反応して呈色物質を生成することを利用している。強酸として硫酸、呈色試薬にフェノールを用いると糖類で共通の呈色反応になる。この方法の利点は多糖を強酸処理すると加水分解を受けるので、前もって多糖を加水分解しておく必要がなく、そのまま全糖量の測定に用いることが出来るという点である。また、特徴としては、たんぱく質の共存による影響が少なく、糖タンパク中の糖量の測定にも用いることが出来ること、操作が簡便ということがあり、注意点としては、濃硫酸の滴下法に条件があること、フェノール量と呈色の強さに相関関係があり、加えるフェノール量が一定でなければならないことなどが挙げられる。　ソモジー変法の原理としては、還元糖をアルカリ性銅試薬と混合して加熱するとCu2Oが生ずる。これが硫酸酸性下で過ヨウ素酸とヨウ化カリウムから生成するヨウ素を定量的に消費するので、残存ヨウ素をチオ硫酸ナトリウム溶液で滴定して消費したヨウ素量から還元糖量を求めることが出来る。この方法での注意点は、アルカリ性下の糖・銅試薬の反応なので、生成Cu2O量と遊離還元基数とに比例関係がある。そのため多糖類の定量などの場合には予め加水分解をしておく必要があること、糖の種類によって反応の進行にやや時間差があること、Cu2Oが酸化を受けやすいので実験誤差が出やすいことである。　今実験のもう一つの目的は、ペーパークロマトグラフィーを用いて試料中に含まれる糖の構成を調べ、それぞれの試料中の構成糖を比較することである。　ペーパークロマトグラフィーは分配クロマトグラフィーであり、固定相が濾紙中の水、移動相が展開溶媒となる。試料成分は固定相と移動相の間で分配を繰り返しながら移動する。試料成分が両相に分配される場合の分配係数Kは次のように表せる。固定相と移動相の体積をそれぞれVS及びVMとすると、分配平衡に達した時の両相間の試料成分量の比kRは次のように表される。このときのkRを分配比と呼ぶ。試料成分は全量のうちだけ移動相中にあり、それが移動相と同じ速度vで移動するので、その成分全体はの速度で移動する。成分ごとにこれらの分配比や移動速度は異なるので、物質の構成成分の分離・抽出にはクロマトグラフィーが適している。また、今回は分離能を上げるため、二次展開を行う。これは、ペーパー