background image

ZAKŁAD OPAKOWALNICTWA I BIOPOLIMERÓW 

 

 

 

 

 

CHEMIA ŻYWNOŚCI 

 

Ćwiczenia laboratoryjne nr 2

 

  

Wyodrębnianie, badanie właściwości i analiza jakościowa sacharydów

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Artur Bartkowiak, Szczecin 2003 

background image

Wydzielanie i identyfikacja homoglikanów 

 

Do homoglikanów należą takie wielocukry, jak skrobia (A), a w niej amyloza i amylopektyna, 

glikogen, celuloza (B), galaktogen, mannan, inulina i inne. Homoglikany charakteryzują się in-

nymi właściwościami chemicznymi i fizycznymi niż jednocukry. Po pierwsze, praktycznie nie 

wykazują właściwości redukcyjnych z powodu znikomej ilości grup redukujących w porównaniu 

z ilością cząsteczek cukru prostego wchodzącego w skład homog1ikanu. W wodzie rozpuszczają 

się z trudnością lub wcale.  

 

 Skrobia. Składa się z dwóch wielocukrów - amylozy i amylopektyny - zbudowanych odmiennie 

α-D-glukopiranozy. Amyloza tworzy łańcuchy proste, zbudowane z cząsteczek glukozy sprzę-

żonych ze sobą wiązaniem 

α-l → 4.  Natomiast amylopektyna charakteryzuje się budową roz-

gałęzioną; zasadniczym połączeniem cząsteczek glukozy jest również wiązanie 

α-l → 4, lecz co 

25-30 reszt glukozylowych występują wiązania 

α-l → 6, tworzące rozgałęzienia. Stąd wynikają 

nieco inne właściwości fizyczne obu wielocukrów. Roztwory wodne amylopektyny bardziej opa-

lizują, a w reakcji z jodem wykazują zabarwienie fioletowe, podczas gdy amyloza barwi się z 

jodem na kolor ciemnoniebieski.  

 

SKROBIA (poliglukoza) 

 

  

Amyloza                Amylopektyna 

(krystaliczna)             (amorficzna)

 

 

 

 

α-1

 

α-1

α-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

Ćwiczenie 1. Otrzymywanie skrobi  

Obrane i umyte ziemniaki (uprzednio zważone) utrzeć na miazgę i po dodaniu równej objętości 

wody, zmieszać i przesączyć przez kilka warstw gazy. Przesącz rozcieńczyć 2-3-krotnie wodą i 

pozostawić do dekantacji. Zlać ciecz znad osadu (pozostawić i obserwować zachodzące zmiany), 

a skrobię zawiesić w metanolu i przesączyć na lejku Büchnera. Po przemyciu metanolem wysu-

szyć na powietrzu i zważyć (obliczyć zawartość skrobi w ziemniakach).  

 

Rozpuszczalność skrobi  

a) Do około 1 g skrobi dodać kilka cm

3

 H

2

O, dobrze wymieszać i przesączyć przez bibułę. Do 

przesączu wprowadzić kroplę roztworu jodu w KI. Ciecz pozostaje bezbarwna. Świadczy to o 

nierozpuszczalności skrobi w zimnej wodzie.  

b) Otrzymywanie kleiku skrobiowego: Zagotować ok. 75 cm

3

 wody. W drugim naczyniu spo-

rządzić jednolitą zawiesinę 1 g skrobi w 15 cm

3

 zimnej wody, którą wlewa się do wrzącej wody 

ciągle mieszając. Naczynie po skrobi popłukać 10 cm

3

 wody i dodać do wrzącego roztworu. Go-

tować do rozpuszczenia się. Otrzymuje się jednolity, opalizujący roztwór skrobi, który posłuży 

do dalszych ćwiczeń.  

Reakcje skrobi z jodem  

Amyloza daje z jodem zabarwienie niebieskie, zaś amylopektyna fioletowe. Amyloza o konfigu-

racji liniowej nie jest zdolna do tworzenia kompleksu z jodem. Musi istnieć konfiguracja heliksu, 

aby cząsteczki jodu mogły się w niej regularnie ułożyć. Jedna cząsteczka jodu przypada na sześć 

reszt glukozylowych, czyli na jeden skręt heliksu. Ogrzewanie powoduje rozkręcanie się heliksu, 

co jest przyczyną znikania zabarwienia z jodem.  

a) Do 2 cm

3

 kleiku skrobiowego dodać kroplę roztworu jodu w jodku potasu (KI). Kleik skro-

biowy nie może oddziaływać zasadowo. Powstaje niebieskie zabarwienie.  

b) Probówkę w której powstała niebieska barwa, ogrzać w łaźni wodnej. Niebieskie zabarwienie 

znika. Po ochłodzeniu pod bieżącą wodą zabarwienie powraca.  

c) Wpływ zasad na zabarwienie z jodem. W środowisku zasadowym zabarwienie nie powstaje, 

ponieważ jod reaguje z zasadą według równania:  

I

2

 + 2NaOH 

→ NaIO + NaI + H

2

w środowisku kwasowym reakcja przebiega w kierunku odwrotnym:  

NaIO + Nal + 2HCl 

→ 2NaCl + I

2

 + H

2

 

Do 2 cm

3

 kleiku skrobiowego dodać kilka kropli 1 M roztworu NaOH i kroplę roztworu jodu w 

KI.  Zabarwienie nie powstaje. Po zakwaszeniu kwasem solnym barwa pojawia się.  

 

background image

 

Właściwości redukujące skrobi przed hydrolizą i po niej   

a) Wykonać próbę Benedicta (patrz opis poniżej) z roztworem glukozy, sacharozy, skrobi . 

 

b) Roztwór skrobi gotować z HCl lub H

2

SO

4

 przez kilka minut, ostudzić, zobojętnić za pomocą 

NaOH i wykonać próbę Benedicta.  

 

Próba Benedicta  

Zasada: Próba Benedicta należy do najbardziej swoistych i czułych prób redukcyjnych na cukry. 

Odczynnik zawiera zamiast wodorotlenku sodowego - węglan sodu, a zamiast winianu -

cytrynian sodu. Powstaje więc nie wodorotlenek miedziowy, lecz węglan. Czułość próby jest 

dość duża. Już 0,1% stężenie cukru redukującego powoduje zmianę barwy z niebieskiej na zie-

loną. Zielone zabarwienie jest wynikiem zmieszania pomarańczowej zawiesiny Cu

2

0 z niebie-

skim odczynnikiem.   

Przygotowanie odczynnika: 

Do 20 cm

3

 1% roztworu CuSO

4

 dodać 80 cm

3

 10% cytrynianu sodu a następnie 20 cm

3

 10% 

Na

2

CO

3

Wykonanie: Do 5 cm

3

 odczynnika dodać 0,5 cm

3

 badanego roztworu i wstawić do wrzącej łaźni 

wodnej na 5 min. Zależnie od ilości sacharydu powstaje albo tylko zielone zabarwianie, albo 

osad żółty, pomarańczowy czy czerwony.  

 

 

 Hydroliza skrobi  

Zasada: Skrobia pod wpływem kwasów ulega stopniowej hydrolizie przez stadium dekstryn do 

maltozy i małej ilości glukozy. Pośrednimi produktami są: amylodekstryny (zabarwienie z jodem 

fioletowe), erytrodekstryny (czerwone), achro- i maltodekstryny oraz maltoza (zabarwienie z 

jodem nie powstaje). W miarę hydrolizy wzrastają również stopniowo właściwości redukujące.  

Wykonanie: Do 10 cm

3

 roztworu skrobi dodać 1 cm

3

 stężonego roztworu HCl lub H

2

SO

4

 (koń-

cowe stężenie kwasu powinno być 1-2 M) i ogrzewać we wrzącej  łaźni wodnej. W statywie 

ustawić 2 szeregi probówek po 10 sztuk ( napełnić je 1 cm

3

 bardzo rozcieńczonego roztworu 

jodu w KI (ok. 0,002%)) i co chwilę przenosić po kilka kropli z ogrzewanej probówki do probó-

wek pierwszego i drugiego szeregu. W pierwszym szeregu probówek zawierającym zabarwienie 

zmienia się kolejno z niebieskiego, przez fioletowe, czerwone, brunatne na bezbarwne. Drugi 

szereg probówek zobojętnić wodorotlenkiem sodowym i wykonać próbę Benedicta (patrz powy-

żej). Obserwować coraz wyraźniejszą redukcję w miarę trwania hydrolizy.  

 

 

background image

Ćwiczenie2. Celuloza (błonnik). 

 Celuloza jest najbardziej rozpowszechnioną substancją organiczną. Stanowi ona główny skład-

nik ścian komórkowych roślin. Przykładem prawie czystego błonnika jest włókno bawełniane, 

bibuła lub wata. Wielocukier ten jest liniowym polimerem 

β-D-glukopiranozy; podstawową jed-

nostkę strukturalną: celulozy jest celobioza. Szereg reszt celobiozowych (ok. 1500) tworzy dłu-

gie łańcuchy, które są złączone siłami międzycząsteczkowymi i wiązaniami wodorowymi w 

równolegle przebiegające pęczki - micele. Tego rodzaju budowa zapewnia celulozie dużą wy-

trzymałość mechaniczną. Masa cząsteczkowa celulozy mieści się w granicach 4,6

⋅10

5

-1,7

⋅10

6

 (w 

zależności od pochodzenia).  

Celuloza jest nierozpuszczalna w wodzie i rozpuszczalnikach organicznych. Należy podkreślić 

jej szczególną odporność na działanie różnych odczynników, m.in. rozcieńczonych kwasów. 

Dopiero bardziej stężone roztwory kwasów hydrolizują celulozę. Rozpuszcza się ona również w 

odczynniku Schweitzera lub Cross-Bewana. Wiele gatunków bakterii, grzybów oraz niektóre 

zwierzęta, np. ślimaki, wskutek posiadania enzymu 

β-celulazy są zdolne do rozkładania celulozy 

i korzystania z niej jako pożywienia.  

 

 Rozpuszczalność celulozy  

a) Zbadać rozpuszczalność bibuły lub waty w wodzie.  

c) Rozpuszczalność w odczynniku Cross-Bewana. Odczynnik: Rozpuścić 1 g ZnCl

2

 w 2,5 cm

3

 

stężonego (37%) roztworu HCl. Rozpuścić bibułę w tym odczynniku i ponownie wytrącić, doda-

jąc równą objętość wody.  

 

Hydroliza celulozy  

Parę skrawków bibuły zalać 10 cm

3

 H

2

O i dodać 1 cm

3

 stężonego roztworu H

2

SO

4

. Wstawić do 

wrzącej łaźni wodnej na kilkanaście minut. Po zobojętnieniu wykonać próbę redukcyjną na cu-

kry proste - próba Benedicta (patrz ćw. 2A.4). Opisać wyniki próby.  

 

background image

IMIĘ I NAZWISKO                                         GRUPA             DATA 
 

 

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 2 

Wyodrębnianie, badanie właściwości i analiza jakościowa sacharydów 

 

Ćwiczenie1. Skrobia 

Otrzymywanie skrobi  

1.  Jakie podstawowe grupy zw. chemicznych występują w ziemniakach i na którym eta-

pie zostają one rozdzielone?  

 

 

 

 

 

2.  Jakie zmiany obserwuje się w pozostawionej cieczy znad osadu, (czym to jest spowo-

dowane i do jakiej grupy reakcji zaliczamy takie procesy - w jakich innych produktach 

można zaobserwować takie zmiany)? 

 

 

 

 

 

 

3.  Otrzymane wyniki skomentować/porównać z zawartością teoretyczną skrobi w ziem-

niakach (Z.Sikorski, Chemia Żywności, WNT 2000 lub inne poz. literaturowe). Obli-

czyć wydajność procesu. 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

background image

IMIĘ I NAZWISKO                                         GRUPA             DATA 
 

Właściwości redukujące skrobi przed hydrolizą i po niej  

1.  Dlaczego niektóre składniki żywności wykazują wł. redukujące a inne nie? 

 

 

 

 

 

 

2.  Kiedy i dlaczego obserwuje się wł. redukujące preparatów skrobiowych? 

 
 

 
 
 
 
 
 

Próba Benedicta 

 

1. Cukrem redukującym w próbie okazał(y) się…………………………….. 
      Cukier redukujący −. 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 

Hydroliza skrobi  

Produktami hydrolizy skrobi są 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

background image

IMIĘ I NAZWISKO                                         GRUPA             DATA 
 

Ćwiczenie2. Celuloza (błonnik) 

 

1.  Który z polisacharydów, skrobia czy celuloza, wykazuje wyższą odporność na reakcję 

hydrolizy kwasowej? 

 

 

 

 

 

 

 

2.  W jaki inny sposób można przeprowadzić reakcję hydrolizy polisacharydów (samo-

dzielna praca w czytelni)?  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Suma punktów ………