Biochemia
ŻYWIENIE CZŁOWIEKA
Ćwiczenie 5
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Katedra Biotechnologii Żywności
1
Ćwiczenie 5
Temat: WŁAŚCIWOŚCI FIZYKO-CHEMICZNE MONO-, OLIGO-
I POLISACHARYDÓW.
Część teoretyczna
Węglowodany są szeroko rozpowszechnione w świecie roślinnym i zwierzęcym. Odgrywają
one rolę zarówno strukturalną, jak i metaboliczną. W roślinach glukoza jest syntetyzowana z
dwutlenku węgla i wody w procesie fotosyntezy i przechowywana jako skrobia lub ulega
przekształceniu w błonnik szkieletu roślinnego. Zwierzęta mogą syntetyzować niektóre
węglowodany, wykorzystując do tego celu tłuszcz i białka, ale większa część węglowodanów
zwierzęcych jest pochodzenia roślinnego. Węglowodany klasyfikuje się następująco:
monosacharydy (nie ulegają hydrolizie do form prostszych), disacharydy (podczas hydrolizy
rozpadają się na dwie cząsteczki takich samych lub różnych monosacharydów), oligosacharydy
(podczas hydrolizy rozpadają się na 2-10 jednostek monosacharydowych), polisacharydy (w
wyniku hydrolizy rozpadają się na ponad 10 cząsteczek monosacharydów).
Pod względem chemicznym monosacharydy są to wieloalkohole o jednej grupie OH
utlenionej do grupy aldehydowej lub ketonowej. Ponadto zawierają one w cząsteczce co najmniej
jeden asymetryczny atom węgla. W zależności od tego czy utlenieniu ulegnie pierwszorzędowa
grupa alkoholowa czy drugorzędowa, cukry proste dzieli się na aldozy i ketozy. Inny podział
wynika z ilości atomów węgla zawartych w cząsteczce cukru prostego (triozy, tetrozy, pentozy,
heksozy, heptozy). Ze względu na zawartość asymetrycznych atomów węgla, cukry wykazują
czynność optyczną i występują w dwóch formach stereoizomerycznych L i D. Przynależność cukru
do szeregu L lub D warunkowana jest ustawieniem atomu –H i grupy –OH przylegającej do
przedostatniego atomu węgla w łańcuchu węglowodanu. Jeżeli grupa –OH przy tym atomie węgla
znajduje się po stronie prawej, to cukier należy do szeregu D. Większość monosacharydów
występujących w organizmach roślin i zwierząt ma konfigurację D, a enzymy warunkujące ich
metabolizm są swoiste dla tej konfiguracji. Cukry proste w stanie krystalicznym występują w
ustabilizowanych formach pierścieniowych. W momencie rozpuszczania następuje zniszczenie
siatki krystalicznej i ustabilizowana forma pierścieniowa przechodzi poprzez formę łańcuchową do
drugiej formy pierścieniowej lub . Zjawisko to nazwane jest mutarotacją. Istnienie tych dwóch
form jest związane z powstawaniem wskutek cyklizacji dodatkowego węgla asymetrycznego.
Najważniejszą właściwością monosacharydów związaną z możliwością występowania
cukrów w formie cyklicznej jest zdolność do tworzenia wiązań glikozydowych, które są podstawą
tworzenia oligo- i polisacharydów. Właściwości oligosacharydów zależą nie tylko od rodzaju
momosacharydów wchodzących w skład cząsteczki ale także od ich formy izomerycznej ( lub ;
furanozowa lub piranozowa), jak również od sposobów powiązania jednocukrów (pozycji węgla w
pierścieniu, z którym węgiel glikozydowy sprzęga się mostkiem tlenowym). Zaobserwowano, że
wraz ze wzrostem liczby jednostek monosacharydowych słodkość w sacharydach maleje.
Polisacharydy czyli cukry złożone powstają na drodze kondensacji odpowiedniej ilości
cząsteczek cukrów prostych, które są między sobą połączone wiązaniami glikozydowymi. Wiązanie
glikozydowe tworzy się między dwoma grupami -OH, z których co najmniej jedna jest dołączona
do glikozydowego atomu węgla. Najczęściej tworzą się wiązania 1
6 i 1
4-glikozydowe, ale
spotyka się też struktury, w których jednostki cukrowe połączone są wiązaniami 1 1, 1 2 oraz
1
3.
O
H
O
H
H
O
H
+
O
O
H
O
2
-
H
H
wiązanie glikozydowe
Biochemia
ŻYWIENIE CZŁOWIEKA
Ćwiczenie 5
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Katedra Biotechnologii Żywności
2
Wielocukry występują zarówno w tkankach roślinnych jak i zwierzęcych pełniąc rolę
substancji zapasowych (skrobia, glikogen), bądź strukturalnych (celuloza, ksylany, pektyny). Ze
względu na budowę chemiczną wielocukry można podzielić na homoglikany (wielocukry
jednoskładnikowe) i heteroglikany (wielocukry wieloskładnikowe). Do najważniejszych
homoglikanów należą:
Skrobia jest zbudowana z dwóch komponentów: amylozy i amylopektyny. Amyloza stanowi
prosty i długi łańcuch zbudowany z reszt
-D-glukozy połączonych wiązaniami
-1-4-
glikozydowymi. Natomiast amylopektyna jest zbudowana z krótkich prostych łańcuchów
zbudowanych z reszt -D-glukozy połączonych wiązaniami -1-4-glikozydowymi, które są między
sobą połączone wiązaniami -1-6-glikozydowymi - stanowi więc twór rozgałęziony. Skrobia jest
typową substancją zapasową, występuje w ziarnach zbóż, bulwach ziemniaka, roślinach
strączkowych i nasionach wielu innych roślin. Stanowi ona najważniejsze źródło węglowodanów w
pożywieniu.
Glikogen zbudowany jest podobnie jak amylopektyna z tą różnicą, że cząsteczka jego jest
bardziej rozgałęziona i boczne łańcuchy są krótsze. Węglowodan ten jest również typowym
związkiem zapasowym, gromadzi się w wątrobie i mięśniach zwierząt oraz w komórkach drożdży;
nazywany jest także „skrobią zwierzęcą”.
Celuloza jest zbudowana z cząsteczek
-D-glukozy połączonych wiązaniami
-1-4-
glikozydowymi. Występuje w roślinach jako związek strukturalny. Celulozie towarzyszą zwykle
inne węglowodany, najczęściej należące do wielocukrowców o charakterze kwaśnym oraz lignina.
Polisacharydami występującymi powszechnie, zwłaszcza w świecie roślinnym, są także tzw.
wielocukrowce kwaśne - złożone związki zawierające kwasy uronowe, czyli produkty utleniania
cukrów przy grupie alkoholowej w pozycji 6. Do najczęściej wykorzystywanych w technologii
żywności polisacharydów kwaśnych należą pektyny, gumy i śluzy roślinne.
Liczne polisacharydy odgrywają ważną rolę w teksturowaniu żywności. Dzięki właściwości
tworzenia hydrokoloidów formują swoją własną makrostrukturę co może być widoczne pod
postacią gęstnienia, żelowania, delikatnienia mas, zwiększonej odporności na ogrzewanie i
starzenie.
Biochemia
ŻYWIENIE CZŁOWIEKA
Ćwiczenie 5
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Katedra Biotechnologii Żywności
3
Część praktyczna
A) REAKCJE OGÓLNE CUKRÓW
Pod wpływem stężonych kwasów mineralnych następuje odwodnienie i cyklizacja cukrów.
Z pentoz powstaje furfural, a z heksoz -hydroksymetylo-furfural. Związki te mogą kondensować z
pochodnymi fenoli tworząc, w zależności od ilości grup OH w związku fenolowym, połączenia
triarylometanowe lub ksantenowe o charakterystycznym zabarwieniu. Właściwość ta bywa
wykorzystywana do oznaczeń jakościowych i ilościowych cukrów.
pentoza
furfural
heksoza - hydroksymetylofurfural
1. PRÓBA MOLISCHA Z -NAFTOLEM.
Wynik dodatni w tej reakcji dają wszystkie rozpuszczalne i nierozpuszczalne węglowodany.
cukier +
OH
stez. kwas mineralny
- 3 H O
2
fioletowy
produkt
kondensacji
-naftol
Wykonanie:
Do 1 ml roztworu cukru (0,5%) dodać 2-3 krople 5% etanolowego roztworu
-naftolu, wymieszać i ostrożnie podwarstwić 2 ml stężonego H
2
SO
4
. W obecności cukrów na
granicy faz tworzy się fioletowy pierścień.
2. PRÓBA Z TYMOLEM.
Wynik dodatni w tej reakcji dają wszystkie rozpuszczalne i nierozpuszczalne cukrowce.
tymol
Wykonanie:
Do 1 ml roztworu cukru (0,5%) dodać 4 krople etanolowego roztworu tymolu, wymieszać i
ostrożnie po ściankach probówki dodać 2 ml stężonego HCl. Podgrzewać we wrzącej łaźni wodnej.
W obecności cukrów pojawia się czerwona barwa.
C
H
O
H
-
C
-
O
H
H
-
C
-
O
H
H
-
C
-
O
H
C
H
O
H
2
-
3
H
O
2
H
C
C
H
H
C
O
s
t
e
z
.
k
w
a
s
m
i
n
e
r
a
l
n
y
C
-
C
H
O
C
H
O
H
-
C
-
O
H
H
-
C
-
O
H
H
-
C
-
O
H
H
-
C
-
O
H
C
H
O
H
2
s
t
e
z
.
k
w
a
s
m
i
n
e
r
a
l
n
y
-
3
H
O
2
C
H
H
C
H
O
H
C
-
C
C
-
C
H
O
O
2
c
u
k
i
e
r
+
C
H
O
H
C
H
(
C
H
)
3
3
2
s
t
e
z
.
k
w
a
s
m
i
n
e
r
a
l
n
y
-
3
H
O
2
c
z
e
r
w
o
n
y
p
r
o
d
u
k
t
k
o
n
d
e
n
s
a
c
j
i
Biochemia
ŻYWIENIE CZŁOWIEKA
Ćwiczenie 5
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Katedra Biotechnologii Żywności
4
3. PRÓBA Z ANTRONEM
Wynik dodatni w tej reakcji dają wszystkie rozpuszczalne i nierozpuszczalne cukrowce.
cukier +
O
H
H
stez. kwas mineralny
- 3 H O
2
niebieski
produkt
kondensacji
antron
Wykonanie:
Do 1 ml roztworu cukru (0,05%) dodać po ściance probówki (umieszczonej w zlewce z zimną
wodą) 2 ml 0,2% roztworu antronu w stężonym H
2
SO
4
i ostrożnie wymieszać pręcikiem. Podgrzać
we wrzącej łaźni wodnej około 5 minut. W obecności cukru pojawia się - w zależności od stężenia-
zielone lub niebieskie zabarwienie.
B) REAKCJE SŁUŻĄCE IDENTYFIKACJI CUKRÓW
1. PRÓBA SELIWANOWA Z REZORCYNĄ – ODRÓŻNIANIE ALDOZ OD KETOZ
W reakcji tej barwny związek z rezorcyną daje hydroksymetylofurfural, powstający dużo
łatwiej z ketoz niż z aldoz pod wpływem działania HCl. Próba ta pozwala więc na odróżnienie
ketoz od aldoz, ponieważ w obecności trzykrotnie rozcieńczonego roztworu HCl tylko ketozy
ulegają odwodnieniu w czasie ogrzewania w temp. 100
o
C przez 30 sekund.
ketoza +
12% HCl
- 3 H O
2
czerwony
produkt
kondensacji
OH
OH
rezorcyna
Wykonanie:
Do 1 ml roztworu cukru (0,5%) dodać 2 ml ok. 18% HCl i 2 krople 2% etanolowego roztworu
rezorcyny. Po zmieszaniu umieścić probówkę we wrzącej łaźni wodnej. W obecności ketozy po ok.
30 sekundach powstaje barwa czerwona. Oprócz fruktozy dodatni odczyn dają sacharoza i inulina, a
więc cukry złożone, w których znajduje się cząsteczka fruktozy. Przedłużanie ogrzewania prowadzi
do pojawienia się czerwonej barwy również w przypadku aldoz.
2. PRÓBA TOLLENSA Z FLOROGLUCYNĄ - ODRÓŻNIENIE PENTOZ OD HEKSOZ
Wskutek działania HCl na pentozy powstaje furfural, który wytwarza z floroglucyną
kompleks o barwie wiśniowej.
floroglucyna
Wykonanie:
Do 1 ml roztworu cukru (0,5%) dodać 4 krople 2% floroglucyny w 96% etanolu a następnie 1
– 2 ml stężonego HCl. Ogrzewać we wrzącej łaźni wodnej ok. 30 sek. W obecności pentoz
powstaje różowy produkt kondensacji. Heksozy dają zabarwienie żółte lub brązowe.
p
e
n
t
o
z
a
+
O
H
O
H
O
H
2
-
3
H
O
s
t
e
z
.
k
w
a
s
m
i
n
e
r
a
l
n
y
r
o
z
o
w
y
p
r
o
d
u
k
t
k
o
n
d
e
n
s
a
c
j
i
Biochemia
ŻYWIENIE CZŁOWIEKA
Ćwiczenie 5
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Katedra Biotechnologii Żywności
5
3. PRÓBA BIALA Z ORCYNĄ – ODRÓŻNIANIE PENTOZ OD HEKSOZ
W obecności soli żelaza (III), furfural powstający z pentozy w środowisku HCl daje z orcyną
kompleks o barwie zielonej.
kondensacji
produkt
stez. kwas mineralny
- 3 H O
2
OH
OH
pentoza +
CH
3
zielony
orcyna
Wykonanie:
Do 2 ml 0,2% roztworu orcyny w 20% roztworze HCl dodać kroplę 1% roztworu FeCl
3
i 1 ml
cukru (0,5%). Wstawić do wrzącej łaźni wodnej na kilka minut. W obecności pentoz powstaje
zielony produkt kondensacji.
4. PRÓBA Z ODCZYNNIKIEM SCHIFFA - IDENTYFIKACJA WOLNEJ GRUPY
ALDEHYDOWEJ.
W roztworach monosacharydy występują w dwóch odmianach strukturalnych: łańcuchowej -
z wolną grupą karbonylową i pierścieniowej (półacetalowej) – bez wolnej grupy karbonylowej,
przy czym tylko bardzo znikoma część znajduje się w formie łańcuchowej. W środowisku
obojętnym i słabo kwaśnym przeważa forma półacetalowa zaś w środowisku słabo alkalicznym, na
gorąco, forma łańcuchowa. Związki zawierające wolną grupę aldehydową reagują z odczynnikiem
Schiffa z wytworzeniem związku o intensywnie czerwonej barwie. W przypadku nieobecności
wolnych grup aldehydowych odczynnik Schiffa nie zabarwia się.
Wykonanie:
Do dwóch probówek odmierzyć po 1 ml odczynnika Schiffa, do pierwszej dodać kilka kropli
0,5% roztworu glukozy, do drugiej 0,5% roztworu fruktozy. Probówki z glukozą i fruktozą lekko
ogrzewać, obserwować zmianę barwy. Oziębić i znowu obserwować zmianę barwy. Wyciągnąć
wnioski.
C) ODRÓŻNIENIE CUKRÓW REDUKUJĄCYCH OD NIEREDUKUJĄCYCH
Cukry posiadające wolne grupy karbonylowe charakteryzują się właściwościami
redukującymi. Redukcyjność wykazują więc wszystkie monosacharydy oraz te oligosacharydy,
które mają wolny co najmniej jeden hydroksyl półacetalowy. Cukry redukujące w środowisku
zasadowym (następuje otwarcie pierścienia i uwolnienie grupy aldehydowej lub ketonowej), na
gorąco, redukują jony metali ciężkich np.: Fe, Cu, Ag. Reakcje te wykorzystuje się do prób
jakościowych oraz do ilościowego oznaczania cukrów redukujących.
1. PRÓBA FEHLINGA Z ALKALICZNYM ROZTWOREM SOLI MIEDZI
Reakcja ta przebiega w kilku etapach, przedstawionych na poniższych reakcjach
I
CuSO
4
+ 2 NaOH Cu(OH)
2
+ Na
2
SO
4
II
III
czerwony osad
Cu(OH) +
2
COOK
H-C-OH
H-C-OH
C-OONa
2 H O
2
-
COOK
H-C-O
H-C-O
Cu
COONa
2 H O
2
+
C-OONa
H-C-OH
H-C-OH
COOK
+ CuO
III
2 CuO + R-C-H
Cu O + R-C- OH
O
O
2
Biochemia
ŻYWIENIE CZŁOWIEKA
Ćwiczenie 5
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Katedra Biotechnologii Żywności
6
Wykonanie:
Do 1 ml roztworu cukru (0,5%) dodać 1ml płynu Fehlinga I (68,3 g CuSO
4
x 5 H
2
O w 1 l
roztworu wodnego) i 1 ml płynu Fehlinga II (346 g winianu sodowo-potasowego + 100 g NaOH w
1 l roztworu wodnego). Po wymieszaniu ogrzewać kilka minut we wrzącej łaźni wodnej. W
obecności cukrów redukujących na ściankach probówki pojawia się czerwony osad.
2. PRÓBA TOLLENSA Z AgNO
3
(LUSTRO SREBROWE)
Próba ta polega na redukcji jonów srebra – z dysocjacji Ag(NH
3
)
2
+
- do srebra metalicznego i
przebiega według poniższych reakcji:
I.
2 AgNO
3
+ 2 NaOH 2 AgOH + 2 NaNO
3
Ag
2
O + H
2
O + 2NaNO
3
II.
Ag
2
O + 4 NH
4
OH 2 [Ag(NH
3
)
2
]OH + 3 H
2
O
O
O
‖
‖
III. 2 [Ag(NH
3
)
2
]OH + R-C-H 2 Ag + R-C-ONH
4
+ NH
4
OH
Wykonanie:
Do 1 ml 1% roztworu AgNO
3
dodać 2-3 krople 10% NaOH i kilka kropli 10% roztworu
amoniaku (aż do rozpuszczenia osadu). Następnie dodać 2-3 krople cukru (0,5%) i ogrzewać na
łaźni wodnej. W obecności cukrów redukujących na ścianach probówki pojawia się metaliczne
srebro.
D) BADANIE INWERSJI (HYDROLIZY) SACHAROZY
Sacharoza jest disacharydem zbudowanym z
-D-glukopiranozy i
-D-fruktofuranozy
połączonych ze sobą wiązaniem
, -1,2-glikozydowym. Sacharoza jest więc cukrem
nieredukującym, ze względu na udział obu hydroksyli półacetalowych w wiązaniu glikozydowym.
Pod wpływem hydrolizy (kwasowej, enzymatycznej) następuje rozerwanie wiązania i uwolnienie
grupy aldehydowej (glukozy) i ketonowej (fruktozy). Zdolność redukującą powstałych produktów
hydrolizy (glukozy i fruktozy) można wykazać np. w reakcji z odczynnikiem Benedicta. Reakcja
inwersji sacharozy przebiega według schematu:
C
12
H
22
O
11
+
H
2
O
C
6
H
12
O
6
+
C
6
H
12
O
6
sacharoza
glukoza
fruktoza
[ ]
20
D
= + 66
o
[ ]
20
D
= + 52,7
o
[ ]
20
D
= - 92
o
cukier inwertowany [ ]
20
D
= - 20,5
o
Wykonanie:
Do dwóch probówek odmierzyć po 5 ml 1% roztworu sacharozy i wstawić na 5 minut do
łaźni wodnej o temperaturze 60
o
C. Po tym czasie do pierwszej probówki dodać 100 l 0,5 M HCl, a
do drugiej 100 l 0,5 M NaOH. Próbki wymieszać i inkubować w temperaturze 60
o
C przez 20 min.
Następnie próbki wyjąć z łaźni i przerwać reakcję dodając do pierwszej probówki 100 l 0,5 M
NaOH, a do drugiej 100 l 0,5 M HCl. Do każdej probówki dodać po 5 ml odczynnika Benedicta i
wstawić do wrzącej łaźni wodnej na 5 minut. Wyciągnąć wnioski co do stabilności wiązania
glikozydowego w różnym pH.
Biochemia
ŻYWIENIE CZŁOWIEKA
Ćwiczenie 5
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Katedra Biotechnologii Żywności
7
E) WŁAŚCIWOŚCI FIZYKO-CHEMICZNE SKROBI I GLIKOGENU I CELULOZY
Polisacharydy charakteryzują się innymi właściwościami chemicznymi i fizycznymi niż
jednocukry. Na przykład praktycznie nie wykazują właściwości redukcyjnych z powodu znikomej
ilości grup redukujących – w porównaniu z ilością cząsteczek cukru prostego wchodzącego w skład
łańcucha polisacharydu. Większość z nich w wodzie rozpuszcza się z trudnością lub wcale.
1. REAKCJA Z JODEM
Skrobia i glikogen w obecności jodu cząsteczkowego tworzą barwne kompleksy. Łańcuchy
amylozy, amylopektyny i glikogenu występują w postaci heliksu, dzięki czemu cząsteczki jodu
mogą się regularnie ułożyć wewnątrz ich struktur. Jedna cząsteczka jodu przypada na sześć reszt
glukozylowych, czyli na jeden skręt heliksu. W ten sposób powstaje łańcuch polijodowy, którego
stabilność jest funkcją długości. Zabarwienie kompleksu amyloza–jod jest zawsze niebieskie,
niezależnie od wielkości cząsteczki amylozy. Natomiast kompleksy amylopektyna-jod i glikogen-
jod są zabarwione na czerwono ze względu na inne ułożenie przestrzenne spirali, które tworzą
łańcuchy końcowe amylopektyny i glikogenu. Fioletowe zabarwienie, obserwowane w przypadku
skrobi jest wypadkową mieszaniny kompleksów amylopektyna-jod i amyloza-jod.
Zwarta budowa włókien celulozowych przedstawiona na poniższym rysunku uniemożliwia
wnikanie wewnątrz struktury cząsteczek jodu.
O
celobioza
glukoza
O
O
O
O
O
O
O
O
4
4
4
4
1
1
1
1
CH OH
2
CH OH
2
CH OH
2
CH OH
2
O
O
H
H
H
H
O
HO
OH
OH
HO
O
Schemat konformacji łańcucha celulozy.
Struktura stabilizowana jest przez wiązania wodorowe między sąsiednimi resztami glukozy w tym samym łańcuchu.
Pod wpływem jodu cząsteczkowego włókna celulozy nie barwią się na kolor fioletowy lub
brunatnoczerwony, jak to opisano w przypadku skrobi i glikogenu. Efekt dodatni w reakcji celulozy
z jodem można uzyskać dopiero po silnym zakwaszeniu środowiska. W obecności kwasu
siarkowego włókna celulozy pęcznieją, co umożliwia wnikanie drobin jodu do wnętrza micelli i
jego adsorpcję na cząsteczkach celulozy. Powstaje wówczas intensywna barwa niebieska.
Wykonanie:
a) Do probówki wlać 1 ml roztworu skrobi (kleiku) lub roztworu glikogenu. Dodać 2 krople
roztworu jodu w jodku potasu i obserwować powstałe zabarwienie. Zabarwiony roztwór
lekko podgrzać i ponownie ostudzić, obserwować zachodzące zmiany barwy i wyjaśnić ich
przyczynę.
b) Do probówki wlać 1 ml roztworu skrobi (kleiku) lub roztworu glikogenu i dodać 2 krople
roztworu jodu w jodku potasu (powstaje zabarwienie). Do zabarwionego roztworu dodać
kilka kropli 2 M NaOH. Obserwować barwę. Następnie zawartość probówek zakwasić 2 M
HCl i obserwować zachodzące reakcje.
W obecności ługu jod reaguje w następujący sposób:
I
2
+ 2 NaOH NaIO + NaI + H
2
O
W środowisku kwasowym ponownie ujawnia się wolny I
2
:
NaIO + NaI + 2 HCl 2 NaCl + I
2
+ H
2
O
Biochemia
ŻYWIENIE CZŁOWIEKA
Ćwiczenie 5
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Katedra Biotechnologii Żywności
8
c) Na dwóch szkiełkach zegarkowych umieścić skrawki ligniny. Ligninę na jednym ze
szkiełek zwilżyć wodą destylowaną, a na drugim 60% roztworem H
2
SO
4
. Po upływie 2
minut do obu dodać roztworu jodu w jodku potasu (płynu Lugola).
2. KWASOWA HYDROLIZA SKROBI, GLIKOGENU I CELULOZY
Skrobia i glikogen pod wpływem kwasów ulegają stopniowej hydrolizie do glukozy. W
przypadku skrobi pośrednimi produktami hydrolizy są: amylodekstryny – zabarwienie z jodem
fioletowe; erytrodekstryny – zabarwienie czerwone; achro- i maltodekstryny – brak zabarwienia z
jodem oraz maltoza, izomaltoza i glukoza, które również nie dają zabarwienia z jodem. Rozpad
cząsteczek skrobi i glikogenu na mniejsze fragmenty, aż do glukozy, można wykazać także przy
pomocy płynów Fehlinga lub Benedicta. Obserwuje się wówczas wzrost redukcyjności kolejnych
hydrolizatów. W obecności silnych kwasów i w podwyższonej temperaturze hydrolizie ulega
również celuloza. Pośrednimi produktami jej hydrolizy są celooligosacharydy i celobioza, a
ostatecznym produktem rozpadu, podobnie jak w przypadku skrobi i glikogenu, jest glukoza.
Wykonanie:
a) Hydroliza skrobi i glikogenu: przygotować dwa szeregi probówek po 5 sztuk. Do
pierwszego szeregu dodać po 3 krople rozcieńczonego jodu, a do drugiego po 0,2 ml 2 M
NaOH. Do 5 ml kleiku skrobiowego lub glikogenu dodać 3 ml 2 M HCl i ogrzewać na
wrzącej łaźni wodnej. W 3, 6, 9, 15 i 25 minucie hydrolizy przenosić po 0,5 ml mieszaniny
reakcyjnej do kolejnych probówek z jodem i NaOH. Obserwować zmiany zabarwienia w
pierwszym szeregu probówek. Do drugiego szeregu dodać po 1 ml odczynnika Benedicta i
wstawić do wrzącej łaźni wodnej na 5 minut. Obserwować coraz wyraźniejszą reakcję
dodatnią aż do pojawienia się intensywnie zielonej barwy, co wskazuje na pojawienie się
produktów hydrolizy w kolejnych próbach (redukującej maltozy, izomaltozy i glukozy).
b) Hydroliza celulozy: kilka skrawków ligniny umieścić w probówce, zalać 8 ml wody
destylowanej i ostrożnie po ściankach dodać 2 ml stężonego H
2
SO
4
. Zaznaczyć poziom
płynu w probówce, zawartość lekko wymieszać i ogrzewać 30 minut we wrzącej łaźni
wodnej. Po ochłodzeniu uzupełnić wyparowaną wodę, pobrać do probówki 0,25 ml płynu i
zobojętnić go 0,75 ml 2 M NaOH. Dodać 1 ml odczynnika Benedicta, wymieszać i
ogrzewać kilka minut we wrzącej łaźni wodnej. Obserwować mieszaninę w probówce.
Wyciągnąć wnioski.
3. ROZPUSZCZALNOŚĆ CELULOZY
Wykonanie:
Ścinki ligniny umieścić w 2 szklanych probówkach. Do jednej wlać 2 ml odczynnika
Schweitzera
(amoniakalny
roztwór
Cu(OH)
2
),
a
do
drugiego
2 ml
wody i zamknąć korkiem. Mieszać co jakiś czas i obserwować rezultat. Po 90 minutach
roztwory jeszcze raz wymieszać i przesączyć przez miękki sączek. Do uzyskanych przesączy dodać
po 3 krople 2 M HCl i obserwować wytrącanie się spęczniałych włókien celulozy. Wyciągnąć
wnioski.
Ostatnie zmiany: 13.02.2013