2.2 Кислотний гідроліз крохмалю

Матеріали і обладнання: 1) 1% крохмальний клейстер; 2) 20% соляна кислота; 3) розчин I в КI в крапельниці (концентрований); 4) Фелінгова рідина; 5) Nа₂SO₃; 6) електроплитка з азбестовою сіткою; 7) штатив з пробірками (7 шт.); 8) піпетка, градуйована на 2 мл; 9) мірний циліндр; 10) колба.

Крохмаль є полісахаридом (точніше, суміш двох близьких полісахаридів — амілози і амілопектину) з емпіричною формулою (С₆Н₁₀О₅)_n nH₂O. Молекула крохмалю складається з великої кількості залишків глюкози, сполученої попарно в мальтозу. Крохмаль є нерозчинним у холодній воді, а в гарячій воді утворює колоїдний розчин — крохмальний клейстер. При кип'ятінні крохмального клейстеру з мінеральною кислотою крохмаль гідролізується до глюкози через ряд проміжних продуктів з молекулярною масою, що поступово зменшується, які називають декстринами. Прослідити за процесом гідролізу крохмалю можна за допомогою реакції з розчином йоду, який забарвлює крохмаль в синій колір, амілодекстрин — у фіолетовий, еритродекстрин — в червоний, ахродекстрин — в помаранчевий, а з мальтодекстрином і мальтозою забарвлення не дає (залишається жовтим).

Хід роботи

Налити в колбу 50 мл 1% крохмального клейстеру. Поставити в штатив 7 пробірок і відлити в першу пробірку 4—5 мл крохмального клейстеру. Внести в колбу 1,5 мл 20% розчину НС1 і нагрівати на електроплитці. При появі перших пухирців (початок кипіння) відлити з колби 4—5 мл в другу пробірку. Продовжувати кип'ятити вміст колби, відливаючи з неї через кожні 5 хв. по 4—5 мл в наступні пробірки. Дати пробам в пробірках охолодитися, розбавити їх водою і додати по 5 крапель розчину I₂ в КI. Якщо забарвлення йоду відсутнє, гідроліз можна вважати закінченим. Виконати з розчином, що залишився в колбі, реакцію на редукуючі сахари: налити 2—3 мл рідини в чисту пробірку, нейтралізувати кислоту содою, підлити рівний об'єм Фелінгової рідини і довести до кипіння. Результати занести в таблицю 2.3

Таблиця 2.3

Тривалість гідролізу (хв.)	0	5	10	15	20	25	30
Забарвлення розчину

Завдання: заповнити таблицю 2.3, зробити висновок про причини зміни забарвлення розчинів і вказати час, протягом якого відбувся повний гідроліз крохмалю.

2.3 Ферментативний гідроліз крохмалю

Матеріали і обладнання: 1) солод; 2) гліцерин; 3) 1% крохмальний клейстер; 4) слабий розчин I₂ в КI (20 мл концентрованого розчину на 1 л води); 5) терези з важками; 6) мірний циліндр; 7) колби на 400—150 мл; 8) фільтри паперові; 9) воронка; 10) термометр; 11) електроплитка; 12) штатив з пробіркам (16 шт.); 13) піпетки на 5 мл; 14) піпетки градуйовані на 1—2 мл .

Під дією ферменту амілази крохмаль гідролізується через ті ж проміжні продукти (декстрини), які утворюються при кислотному гідролізі (див. попередню роботу), в чому легко переконатися по реакції з розчином йоду. Амілаза широко поширена в рослинах. Вельми активна амілаза міститься в солоді — подрібнених пророслих зернах злаків.

Якщо налити в пробірки однакову кількість розчину амілази і крохмального клейстеру, витримати їх при різних температурах і періодично робити проби з йодом, то за швидкістю появи проміжних продуктів можна судити про активність ферменту.

Хід роботи

Приготувати солодову витяжку, для чого помістити в колбу 10 г солоду, залити його 50 мл теплої води (35—40° С), додати трохи гліцерину для прискорення вивільнення ферменту, перемішати, настояти не менше за півгодини і профільтрувати; фільтрат містить активну амілазу.

Налити в 14 пробірок, розставлених в 2 ряди, по 5 мл слабого розчину йоду.

Нагріти водяну лазню до температури 45°С (можна використовувати колбу з водою потрібної температури). Налити в 2 чисті пробірки по 5 мл крохмального клейстеру і по 1 мл солодової витяжки і збовтати. Негайно узяти піпетками з цих пробірок по 0,5 мл рідини і внести в першу пару пробірок з розчином йоду, після чого одну пробірку з крохмалем і солодовою витяжкою (разом з піпеткою) помістити у водяну лазню (в колбу з водою 45° С), а іншу поставити в штатив. Через 3 хв. влити по 0,5 мл рідини в другу пару пробірок з розчинами йоду, ще через 2 хв. — в третю пару і т.д. Залежно від активності ферменту інтервал між узяттям проб може бути змінений; важливо тільки, щоб проби з обох пробірок бралися одночасно.

Таблиця 2.4

Забарвлення розчину за температури, 0С	Тривалість гідролізу, хв.
	0	3	6	9	12	15	18	21
20
45

Завдання: заповнити табл.2.4 і зробити висновок про вплив температури на активність амілази.