Sucre réducteur

Sucre réducteur
n.., pluriel : sucres réducteurs
Définition : un sucre qui sert d’agent réducteur

Sucre réducteur (définition en biologie) : Un sucre qui sert d’agent réducteur en raison de ses groupes fonctionnels aldéhyde ou cétone libres dans sa structure moléculaire. Les exemples sont le glucose, le fructose, les glycéraldéhydes, le lactose, l’arabinose et le maltose, à l’exception du saccharose.

Le glucose est-il un sucre réducteur ? Oui. Le fructose est-il un sucre réducteur ? Oui. Tous les monosaccharides sont des sucres réducteurs. Le glucose, le fructose et le galactose sont des monosaccharides et sont tous des sucres réducteurs. Le maltose est-il un sucre réducteur ? Oui. Le lactose est-il un sucre réducteur ? Oui. Le maltose (glucose + glucose) et le lactose (galactose + glucose) ont un groupe aldéhyde libre et sont donc des sucres réducteurs. Le saccharose est-il un sucre réducteur ? Non. Le saccharose (glucose + fructose) est dépourvu de groupe aldéhyde ou cétone libre et est donc non réducteur.

Sucres réducteurs vs sucres non réducteurs

Qu’est-ce qu’un sucre réducteur et un sucre non réducteur ?

Tout glucide capable de provoquer la réduction de certaines autres substances sans être hydrolysé au préalable est le sucre réducteur alors que les sucres qui ne possèdent pas de groupe cétone ou aldéhyde libre sont appelés sucre non réducteur. Il convient de mentionner ici que les sucres non réducteurs ne sont jamais oxydés. L’exemple le plus courant de sucre non réducteur est le saccharose. La question très importante à laquelle il faut répondre ici est la suivante : pourquoi le saccharose est-il un sucre non réducteur ? La raison en est que dans le saccharose, les deux unités de monosaccharides sont maintenues ensemble de manière très étroite par les liaisons glycosidiques entre le carbone C-2 du fructose et le C-1 du glucose. Comme les groupes réducteurs du fructose et du glucose sont impliqués dans la formation des liaisons glycosidiques, ainsi le saccharose dans le sucre non réducteur.

Caractéristiques des sucres réducteurs

Le sucre réducteur est également mentionné comme les composés tels que le sucre ou un élément, par exemple le calcium, qui perdent un électron au profit d’une autre espèce chimique ou biologique dans les réactions énoncées comme l’oxydoréduction (souvent abrégées en réactions redox). Certaines des caractéristiques les plus significatives du sucre réducteur ont été résumées dans les points ci-dessous. (Réf. 2)

• Les sucres réducteurs tels que le glucose et le fructose ont respectivement un groupe aldéhyde et une cétone libres dans leurs structures.
• Le sucre réducteur forme le plus souvent une structure hémiacétal où un carbone s’attache à un couple d’atomes d’oxygène entraînant ainsi la formation d’éther ou d’alcool.
• Les sucres réducteurs peuvent être oxydés avec certains agents oxydants relativement doux tels que les sels de métaux.
• Dans une solution aqueuse, les agents réducteurs génèrent généralement un ou plusieurs composés comprenant un groupe aldéhyde.
• Dans les réactions de Maillard, les sucres réducteurs réagissent avec les acides aminés, et une série de réactions chimiques et biologiques se produisent. La réaction de Maillard est le processus dans lequel les amines réagissent avec les sucres réducteurs, ce qui entraîne le brunissement de l’aliment. Cette réaction se produit normalement lorsque l’aliment est laissé à température ambiante pendant une longue période ou lorsqu’il est chauffé. Le brunissement des aliments est souvent visible sur la croûte du pain ou la peau des produits alimentaires grillés. De même, l’arôme senti dans le café, le pain, le chocolat et l’article de boulangerie est dû à la contribution de la réaction de Maillard.
• Les sucres réducteurs produisent une mutarotation et forment des osazones.

Processus d’oxydation-réduction

Qu’est-ce que la réduction ? La perte d’électrons au cours de la réaction d’une molécule est appelée oxydation tandis que le gain d’électrons uniques ou multiples est appelé réduction. Les réactions d’oxydation et de réduction (également appelées réactions d’oxydoréduction) sont les réactions chimiques dans lesquelles le nombre d’oxydation des espèces chimiques qui participent à la réaction change. Les processus d’oxydoréduction constituent un large éventail de réactions qui comprennent la majorité des processus chimiques et biologiques qui se déroulent autour de nous. La rouille et la dissolution des métaux, le brunissement des fruits, les réactions du feu, la respiration et le processus de photosynthèse sont tous des processus d’oxydoréduction.

Les réactions d’oxydoréduction impliquent le transfert d’hydrogène, d’oxygène ou d’électrons où deux caractéristiques très importantes sont communes à ces trois réactions. Premièrement, elles sont « couplées », ce qui signifie que dans toute réaction d’oxydation, il existe une réaction de réduction latérale. Deuxièmement, elles impliquent toujours un changement chimique net où de nouveaux substituants sont formés par la réaction des réactifs. Les exemples de ces trois formes de réaction chimique ont été élaborés ci-dessous. (Réf. 3)

Transfert d’atomes d’oxygène :

C+ 2H2O → CO2 + 2H2

Transfert d’atomes d’hydrogène :

N2H4+ O2 → N2+ 2H2O

Transfert d’électrons :

Zn + Cu+2 → Zn+2 + Cu

Tests pour analyser la présence de sucre réducteur

Deux tests très importants sont souvent réalisés pour identifier la présence de sucre réducteur. Ces tests sont le test de Benedict et le test de Fehling. (Réf. 4)

Test de Benedict

Dans le test de Benedict, les échantillons alimentaires à partir desquels la présence de sucre réducteur doit être détectée sont dissous dans l’eau, et après cela, une très petite quantité de réactif de Benedict est ajoutée après quoi la solution commence à refroidir. Après environ dix minutes, la solution commence à changer de couleur. Si la couleur vire au bleu, cela signifie qu’il n’y a pas de sucre réducteur présent. Mais si la couleur passe au vert, au jaune, à l’orange, au rouge et finalement au rouge foncé ou au brun, cela confirme la présence de sucre réducteur dans l’aliment. La composition chimique de la solution de Benedict indique qu’elle est constituée d’une solution anhydre de citrate de sodium, de carbonate de sodium et de sulfate de cuivre II pentahydraté. Lors de sa réaction avec le sucre réducteur, le sulfate de cuivre bleu de la solution se transforme en sulfure de cuivre rouge-brun. Il convient de mentionner ici que ces tests ne montrent que l’analyse qualitative du sucre réducteur.

Test de Fehling

Dans le test de Fehling, la solution est chauffée jusqu’à ce que l’échantillon où la disponibilité du sucre réducteur doit être testée soit mélangé de façon homogène dans l’eau après quoi la solution de Fehling est ajoutée. Si le sucre réducteur est présent, la couleur de la solution sera changée en une couleur de précipité rouge ressemblant à la rouille.

La solution de Fehling est réalisée en mélangeant des quantités égales de solutions aqueuses de sulfate de cuivre II pentahydraté et de tartrate de sodium de potassium tétrahydraté. Ce test est spécifiquement utilisé pour l’identification des monosaccharides, notamment les cétoses et les aldoses. Ces tests peuvent être utilisés en laboratoire pour la détermination du sucre réducteur présent dans l’urine qui peut être utilisé pour diagnostiquer le diabète sucré.

De même, un autre groupe de réactifs souvent utilisé pour déterminer la présence de groupes fonctionnels d’aldéhydes et d’aldéhydes aromatiques avec certaines des alpha-hydroxy cétones qui peuvent être tautomérisées en aldéhydes est les réactifs de tollen et le test qui est effectué est appelé test de tollen. Le réactif de tollen est une solution alcaline de nitrate d’argent ammoniacal. Il faut noter ici que la réduction des aldéhydes entraîne la formation d’alcools primaires alors que la réduction des cétones donne des alcools secondaires.