Досліди з вуглеводами
Вуглеводи - один з "трьох китів" нашого харчування (два інших-білки і жири). Глюкоза і фруктоза, крохмаль і клітковина, десятки інших вуглеводів утворюються безперервно і "згорають" (окислюються) в рослинних і тваринних клітинах, служать найважливішим енергетичним матеріалом організму.
За всієї несхожості окремих представників вуглеводів є у них, звичайно, загальні, обов'язкові для всіх властивості. Це і дозволяє виявити вуглеводи навіть в дуже малих кількостях. Вірний і до того ж гарний спосіб їх розпізнавання - кольорова реакція Моліша.
Налийте в пробірку приблизно 1 мл води і киньте кілька крупинок цукрового піску (сахарози), частина таблетки глюкози або клаптик фільтрувального паперу (клітковини). Тепер додайте 2-3 краплі спиртового розчину резорцину або тимолу (ці речовини продають в аптеці). Нахиліть пробірку і обережно налийте по стінці 1-2 мл концентрованої сірчаної кислоти. Будьте обережні з кислотою, стежте, щоб вона не потрапила на шкіру! Закріпіть пробірку у вертикальному положенні. Важка кислота опуститься на дно, а на кордоні її з водою з'явиться яскраве красиву каблучку - червоне, рожеве або фіолетове.
Якщо речовина, склад якого невідомий, дасть при реакції Моліша таке кільце - можете не сумніватися, що вуглевод в наявності. Пам'ятайте тільки, що ця реакція настільки чутлива, що її може викликати навіть порошинка і волоконце на стінках пробірки. Тому посуд, в якій проводять реакцію, треба дуже ретельно мити, а обполіскувати краще дистильованою водою.
Тепер, навчившись розпізнавати вуглеводи, перейдемо до крохмалю, одному з найвідоміших вуглеводів. Для початку повчимося правильно готувати крохмальний клейстер, колоїдний розчин крохмалю у воді. Налийте в каструлю трохи холодної води і додайте крохмаль, з розрахунку приблизно дві чайні ложки на склянку (враховуючи і ту воду, яку ви додасте пізніше). Суміш добре розмішайте - вийде так зване крохмальної молоко. При перемішуванні додайте до нього окріп і, продовжуючи розмішувати, нагрівайте на вогні до тих пір, поки розчин не стане прозорим. Остудіть його. Це і є крохмальний клейстер, який так добре склеює папір; тому його часто застосовують, наприклад, для приклеювання шпалер.
Заготовивши пробірку зі слабким розчином йоду, поспостерігаємо за перетвореннями крохмалю. Спробуємо зробити з крохмального клейстеру глюкозу.
Величезні молекули крохмалю під дією води гідролізуються, розщеплюються на більш дрібні молекули. Спочатку утворюється розчинний крохмаль, потім "обрубки" подрібніше - декстрини, потім дисахарид, але не всім звична сахароза, а інший - мальтоза, або солодовий цукор. Нарешті, при розпаді мальтози утворюється глюкоза, виноградний цукор. Готовий продукт гідролізу часто містить всі перехідні речовини; в такому вигляді він відомий під назвою патоки.
До половині склянки крохмального клейстеру додайте 1-2 чайні ложки розбавленої, приблизно 10% -ної сірчаної кислоти. Не забудьте: при розведенні сірчаної кислоти обов'язково потрібно лити кислоту у воду, а не навпаки!
Суміш клейстеру з кислотою поставте кип'ятити в каструльці, потроху доливаючи воду в міру її випаровування. Час від часу беріть ложкою проби рідини і, злегка охолодивши, капає на них розведеним йодним розчином. Крохмаль, як ви пам'ятаєте, дає синє забарвлення, а ось декстрини - червоно-буре. Що стосується мальтози і глюкози, то вони зовсім не забарвлюються. У міру гідролізу колір проб буде змінюватися, а коли фарбування йодом зникне, нагрівання можна припинити. Втім, для більш повного розкладання мальтози має сенс прокип'ятити суміш ще кілька хвилин.
Після кип'ятіння рідину треба трохи охолодити і поступово додавати в неї при перемішуванні близько 10 г порошку крейди, щоб повністю нейтралізувати сірчану кислоту. Суміш при цьому буде вспениваться, тому що під час реакції кислоти з крейдою виділяється вуглекислий газ. Як тільки вспенивание припиниться, поставте отриману жовтувату рідину на слабкий вогонь, щоб вона упарити приблизно на дві третини, потім ще гарячої профільтруйте її через кілька шарів марлі, після чого упарьте рідина ще раз, але тепер більш акуратно, вже не на відкритому вогні, а на водяній бані (суміш легко пригорає). У вас вийде густа солодка патока, основу якої становить глюкоза. Приблизно так само патоку отримують у великих кількостях на крохмалепатокових заводах.
Глюкоза людині необхідна, вона - один з головних постачальників енергії. Але в хлібі, в картоплі, в макаронах міститься переважно крохмаль, а в організмі він перетворюється в глюкозу під дією ферментів.
У нашому досвіді сірчана кислота в процесі реакції не витрачалася. Вона грала роль каталізатора, т. Е. Речовини, різко прискорює хід реакції. Каталітична дія природних ферментів набагато сильніше, воно більш цілеспрямовано. Ферментів дуже багато, і у кожного з них свій, вузьку ділянку роботи. Наприклад, що міститься в слині фермент амілаза може перетворювати полісахарид крохмаль в дисахарид мальтозу. Простежимо на досвіді за дією цього ферменту.
Дистильованою водою (а якщо її немає, то кип'яченої) з хвилину прополощіть рот - вийде розчин слини. Цей розчин профільтруйте і змішайте з рівною кількістю крохмального клейстеру. Пробірку з сумішшю поставте в склянку з теплою, близько 40 ° С, водою. Час від часу беріть проби з йодом - зміна забарвлення буде точно таким же, як при гідролізі з сірчаною кислотою, але реакція піде швидше. Чи не пізніше ніж через чверть години крохмаль гідролізується до мальтози, і кольорова реакція з йодом зникне.
Є і зовсім вже простий досвід: спробуйте довго розжовувати шматочок білого хліба. Ви помітите, що смак його стає солодкуватим. Це працює фермент амілаза, перетворюючи в мальтозу крохмаль, що міститься в хлібі.