Гликоген с йодом реакция уравнение

Реакция крахмала и гликогена с йодом

Реактивы: Крахмал (лучше всего растворимый), 0,5 %-ный раствор

Раствор Люголя: в несколь­ких миллилитрах холодной воды растворяют 2 г йодисто­го калия (КI). В концентрированном растворе йодистого калия растворяют 1 г иода и добавляют воды до объема 100 мл.

Для получения гликогена удобно пользоваться мышечной или печёночной тканями животных. гликогена Целесообразно использовать печёночную ткань поскольку содержание гликогена в печени может доходить до 5-10%, а в мышцах – от о,4 до 0,7 %.

Печёночную ткань (5 г)тщательно растирают в течение 3-5 минут в ступке с 5 мл дистиллированной воды до получения гомогенной кашицы. . Содержимое фарфоровой чашки переносят в колбу и кипятят над пламенем спиртовки в течение в течение 2-3 мин. Белки при этом свёртываются, а ферменты разрушаются. Содержимое колбы переносят в фарфоровую ступку и ткань растирают пестиком до получения гомогенной массы Гликоген переходит в раствор Затем содержимое ступки фильтруют через два слоя марли, фильтрат переносят в пробирку и кипятят2-3 мин ( до появления осадка) Для более полного осаждения белка кипящую жидкость подкисляют 3-5 каплями 1 %-ного раствора уксусной кислоты. Осадрк белка отделяют фильтрованием через влажный бумажный фильтр и с фильтратом, содержащим коллоидный раствор гликогена, проводят качественную цветную реакцию гликогена с йодом.

В две пробирки наливают по 2 мл крахмального клейстера и раствора гликогена. В обе пробирки добавляют по 1-2 капли раствора йода в йодистом калии, разбавленного водой до образования раствора желтой окраски.

В пробирке с крахмалом появляется синее окрашивание, исчезающее при нагревании и вновь появляется при охлаждении раствора. В пробирке с гликогеном появляется красно-бурое окрашивание.

Оформление опыта. Записать: как меняется окраска крахмального клейстера и раствора гликогена? Объясните ход реакции и напишите уравнение реакции.

Иодная реакция полисахаридов (крахмала и гликогена)

Сущность этой реакции, широко применяемой в химии (особенно в аналитической химии) и изучавшейся более ста лет, в основном выяснена лишь в недавнее время. При взаимодействии полисахаридов с иодом протекают два процесса: 1) комплексообразование, подчиняющееся стехиометрическим отношениям, и 2) адсорбция.

Процесс образования комплекса с иодом особенно отчетливо выражен в случае амилозы.

Цепь амилозы в виде спиралей обвивает молекулы иода, располагающиеся по оси спиралей (рис. 46); при этом на каждую молекулу иода приходится шесть глюкозных остатков.

Таким образом, они являются типичными соединениями включения канального типа.

Указанный механизм комплексообразования подтверждается рентгеноструктурным анализом, а также скачком потенциала, который наблюдается при постепенном прибавлении иода к раствору амилозы в тот момент, когда комплексообразование амилозы с иодом заканчивается.

По окончании процесса комплексообразования еще небольшое количество иода может связаться за счет процесса адсорбции.

При взаимодействии крахмала с иодом в реакцию комплексообразования вступает, в первую очередь, амилоза, так как большее сродство к иоду проявляется у более длинных, неразветвленных полигликозидных цепей. В случае амилопектина и гликогена длинные периферические цепи глюкозных остатков могут реагировать с иодом подобно амилозе, но процесс с самого начала затемнен процессом адсорбции молекул иода на крайне нерозной поверхности молекул этих сильно разветвленных полисахаридов.

Оттенок окрашивания полисахарида с иодом зависит от строения полисахарида, в частности от степени его ветвления (К. Мейер). Особенное значение имеет длина периферических цепей; при их укорочении уменьшается число определенным образом ориентированных молекул иода в спиралях и наблюдается изменение окраски с иодом (Б. Н. Степаненко и Е. М. Афанасьева).

Гликоген с йодом реакция уравнение

Крахмал – ценный питательный продукт. Он входит в состав хлеба, картофеля, круп и наряду с сахарозой является важнейшим источником углеводов в человеческом организме.

Химическая формула крахмала 62О)5) n .

Строение крахмала

Крахмал состоит из 2 полисахаридов, построенных из остатков циклической a-глюкозы.

Как видно, соединение молекул глюкозы происходит с участием наиболее реакционноспособных гидроксильных групп, а исчезновение последних исключает возможность образования альдегидных групп, и они в молекуле крахмала отсутствуют. Поэтому крахмал не дает реакцию «серебряного зеркала».

Крахмал состоит не только из линейных молекул, но и из молекул разветвленной структуры. Этим объясняется зернистое строение крахмала.

В состав крахмала входят:

  • амилоза (внутренняя часть крахмального зерна) — 10-20%;
  • амилопектин (оболочка крахмального зерна) — 80-90%.

Амилоза

Амилоза растворима в воде и представляет собой линейный полимер, в котором остатки α–глюкозы связаны друг с другом через первый и четвертый атомы углерода (α-1,4-гликозидными связями).

Цепь амилозы включает 200 — 1000 остатков a-глюкозы (средняя мол. масса 160 000) .

Макромолекула амилозы представляет собой спираль, каждый виток которой состоит из 6 звеньев a-глюкозы.

Амилопектин

В отличие от амилозы, амилопектин не растворим в воде, и имеет разветвленное строение.

Подавляющее большинство глюкозных остатков в амилопектине связаны, как и в амилозе α-1,4-гликозидными связями. Однако в точках разветвлений цепи имеются α-1,6-гликозидные связи.

Молекулярная масса амилопектина достигает 1-6 млн.

Молекулы амилопектина также довольно компактны, так как имеют сферическую форму.

Биологическая роль крахмала. Гликоген

Крахмал – главное запасное питательное вещество растений, основной источник резервной энергии в растительных клетках.

Остатки глюкозы в молекулах крахмала соединены достаточно прочно и в то же время под действием ферментов легко могут отщепляться, как только возникает потребность в источнике энергии.

Амилоза и амилопектин гидролизуются под действием кислот или ферментов до глюкозы, которая служит непосредственным источником энергии для клеточных реакций, входит в состав крови и тканей, участвует в обменных процессах.

Гликоген (животный крахмал) – полисахарид, молекулы которого построены из большого числа остатков α–глюкозы. Он имеет сходное строение с амилопектином, но отличается от него большей разветвленностью цепей, а также большей молекулярной массой.

Содержится гликоген главным образом в печени и в мышцах.

Гликоген – белый аморфный порошок, хорошо растворяется даже в холодной воде, легко гидролизуется под действием кислот и ферментов, образуя в качестве промежуточных веществ декстрины, мальтозу и при полном гидролизе – глюкозу.

Превращение крахмала в организме человека и животных

Нахождение в природе

Крахмал широко распространен в природе. Он образуется в растениях в процессе фотосинтезе и накапливается в клубнях, корнях, семенах, а также в листьях и стеблях.

Крахмал содержится в растениях в виде крахмальных зерен. Наиболее богато крахмалом зерно злаков: риса (до 80%), пшеницы (до 70%), кукурузы (до 72%), а также клубни картофеля (до 25%). В клубнях картофеля крахмальные зерна плавают в клеточном соке, в злаках они плотно склеены белковым веществом клейковиной.

Физические свойства

Крахмал – белое аморфное вещество, без вкуса и запаха, нерастворимое в холодной воде, в горячей воде набухает и частично растворяется, образуя вязкий коллоидный раствор (крахмальный клейстер).

Крахмал существует в двух формах: амилоза – линейный полимер, растворимый в горячей воде, амилопектин – разветвлённый полимер, не растворимый в воде, лишь набухает.

Химические свойства крахмала

Химические свойства крахмала объясняются его строением.

Крахмал не дает реакцию «серебряного зеркала», однако ее дают продукты его гидролиза.

1. Гидролиз крахмала

При нагревании в кислой среде крахмал гидролизуется с разрывом связей между остатками α-глюкозы. При этом образуется ряд промежуточных продуктов, в частности мальтоза. Конечным продуктом гидролиза является глюкоза:

Процесс гидролиза протекает ступенчато, схематически его можно изобразить так:

Видеоопыт «Кислотный гидролиз крахмала»

Реакцию превращения крахмала в глюкозу при каталитическом действии серной кислоты открыл в 1811 г. русский ученый К.Кирхгоф (реакция Кирхгофа).

2. Качественная реакция на крахмал

Так как молекула амилозы представляет собой спираль, то при взаимодействии амилозы с йодом в водном растворе молекулы йода входят во внутренний канал спирали, образуя так называемое соединение включения.

Раствор иода окрашивает крахмал в синий цвет. При нагревании окрашивание исчезает (комплекс разрушается), при охлаждении появляется вновь.

Крахмал + J2 синее окрашивание

Видеоопыт «Реакция крахмала с йодом»

Данная реакция используется в аналитических целях для обнаружения, как крахмала, так и йода (йодкрахмальная проба)

3. Большинство глюкозных остатков в молекулах крахмала имеют по 3 свободных гидроксила (у 2,3,6-го атомов углерода), в точках разветвления – у 2-го и 3-го атомов углерода.

Следовательно, для крахмала возможны реакции, характерные для многоатомных спиртов, в частности образование простых и сложных эфиров. Однако эфиры крахмала большого практического значения не имеют.

Качественную реакцию на многоатомные спирты крахмал не дает, так как плохо растворяется в воде.

Получение крахмала

Из растений извлекают крахмал, разрушая клетки и отмывая его водой. В промышленном масштабе его получают главным образом из клубней картофеля (в виде картофельной муки), а также кукурузы, в меньшей степени – из риса, пшеницы и других растений.

Получение крахмала из картофеля

Картофель моют, измельчают и промывают водой и перекачивают в большие сосуды, где происходит отстаивание. Вода извлекает из измельченного сырья крахмальные зерна, образуя так называемое «крахмальное молоко».

Полученный крахмал ещё раз промывают водой, отстаивают и сушат в струе теплого воздуха.

Получение крахмала из кукурузы

Зерна кукурузы замачивают в теплой воде разбавленной сернистой кислоты с целью размягчения зерна и удаления из него основной части растворимых веществ.

Набухшее зерно дробят для удаления ростков.

Ростки, после всплывания на поверхность воды, отделяют и используют в дальнейшем для получения кукурузного масла.

Кукурузную массу повторно измельчают, обрабатывают водой для вымывания крахмала, затем отделяют отстаиванием или с помощью центрифуги.

Применение крахмала

Крахмал широко применяется в различных отраслях промышленности (пищевой, фармацевтической, текстильной, бумажной и т.п.).

Он является основным углеводом пищи человека – хлеба, круп, картофеля.

В значительных количествах перерабатывается на декстрины, патоку и глюкозу, используемые в кондитерском производстве.

Из крахмала, содержащегося в картофеле и зерне злаков, получают этиловый, н-бутиловый спирты, ацетон, лимонную кислоту, глицерин.

Крахмал используется как клеящее средство, применяется для отделки тканей, крахмаления белья.

В медицине на основе крахмала готовятся мази, присыпки и т.д.


источники:

http://xumuk.ru/organika/379.html

http://himija-online.ru/organicheskaya-ximiya/uglevody/kraxmal.html