HYDROLYSE)AF)
STIVELSE)OG)
SACCHAROSE)
)
Kemi%B%
!
[navn fjernet] 2.x
Kemi; Hydrolyse af stivelse og saccharose
Side 1 af 7
Formål
Det skal påvises, at hydrolyse af stivelse og saccharose katalyseres af syre og visse enzymer.
Teori
Hydrolyse betyder vandoptagelse. Når stivelse eller saccharose hydrolyseres, spaltes molekylerne, og
nedbrydningsprodukterne kan påvises ved brug af Fehlings reagens.
Saccharose er et disaccharid opbygget af et glukose- og et fruktosemolekyle bundet sammen med en
glykosid- og en fruktosidbinding, der tilsammen udgør en etherbinding.
Når hydrolysen for saccharosen forløber ser reaktionsskemaet således ud:
𝐶
12
𝐻
22
𝑂
11(𝑠)
+ 𝐻
2
𝑂
(𝑎𝑞)
→ 𝐶
6
𝐻
12
𝑂
6(𝑠)
+ 𝐶
6
𝐻
12
𝑂
6(𝑠)
Produkterne, der kommer ud af hydrolysen er glukose og fruktose, men da disse har samme sumformel, ses
reaktionen lettere med en strukturformel:
Stivelse er et polysaccharid, der er opbygget af en større mængde af monosaccharidet D-glukose. Stivelse
findes i to former: amylose og amylopectin. Amyloses opbygning består af 𝛼-D-glukose, som er opbygget i
en simpel helix, som holdes på plads af hydrogenbindinger mellem OH-grupperne. Fordi hvert
glukosemolekyle bindes til hinanden ved carbon 1 og 4, hedder den 𝛼-1,4-D-glukose. Strukturen ser således
ud:
[navn fjernet] 2.x
Kemi; Hydrolyse af stivelse og saccharose
Side 2 af 7
Amylopectinen har en opbygning magen til udover den har forgreninger på ca. hver 25. glukoseenhed.
Forgreninger sidder ved carbon 1 og 6. Strukturformlen er således:
Når stivelsen hydrolyseres vil der kun ske en fuldstændig reaktion, hvis der er nok vand til stede. Er dette
ikke tilfældet, vil hydrolysen være ufuldstændig, og der vil derfor en varieret mængde mono-, di- og korte
polysaccharider tilbage i blandingen. Dette gør, at Fehlings reagensen ikke reagerer, da dette kun sker i
overgangen mellem ∝ og 𝛽 glukose.
For at teste om en hydrolyse har fundet sted, kan der anvendes Fehlings reagens, som er en basisk
opløsning af Cu
2+
-ioner, der er bundet komplekst til tartrationer. Fehlings reagens udfælder kobber(II)oxid,
når den bare står, hvorfor det er vigtigt, at opløsningen først laves lige før brug. Fehlings reagens er en
blanding af kobber(II)sulfat-opløsning (Fehling I) og en opløsning af natriumhydroxid og natriumkalium-
tartrat (Fehling II). Da Fehling II er stærkt ætsende, skal der bæres sikkerhedsbriller under forsøg.
Når hydrolysen har fundet sted vil monosacchariderne indstille en ligevægt mellem ∝-D- og –L-glukose via
en aldehyd til 𝛽-D- og –L-glukose. D og L betegner, hvordan OH-gruppen på
det sidste carbonatom er bundet til enten højre eller venstre. Hvad der afgør,
om et molekyle er alfa eller beta afhænger af, om OH-gruppen, der dannes,
når aldehydet lukker sig til en cyklisk form, placeres cis eller trans i forhold til
CH
2
OH-gruppen. Naturligt vil glukosen vælge betaformen, hvorfor fordelingen
er ca. 36% 𝛼 og 64% 𝛽.
[navn fjernet] 2.x
Kemi; Hydrolyse af stivelse og saccharose
Side 3 af 7
For at ovenstående sker, skal der tilsættes en katalysator, hvilket kan være syre eller gær. Gær består af
mikroorganismer, der foretrækker de lettilgængelige monosaccharider, glukose, hvorfor de korteste
saccharider vil nedbrydes først. Herefter vil de begynde nedbrydningen af polysacchariderne.
Hypotese
Det forventes, at både gæren og enzymerne fra gæren vil frembringe en hydrolyse af saccharose og
stivelse.
Materialer
Apparatur
Kemikalier
Sikkerhedsdata
- Reagensglas
- Etiketter
- Spalter
- Bunsenbrænder
- trefod og
keramisk net
- 250mL bægerglas
- 50mL måleglas
- 3 stk 50mL
bægerglas
- Sikkerhedsbriller
- Handsker
Saccharose (s)
Saccharose er ikke mærkningspligtig
Stivelse (s)
Stivelse er ikke mærkningspligtig
Fehling I
Fehling I er ikke mærkningspligtig
Fehling II
GHS05
H314
H314
Forårsager svære forbrændinger af huden og øjenskader.
P280
Bær
beskyttelseshandsker/beskyttelsestøj/øjenbeskyttelse/ansi
gtsbeskyttelse.
P305
+
P351
+
P338
VED KONTAKT MED ØJNENE: Skyl forsigtigt med vand i
flere minutter. Fjern eventuelle kontaktlinser, hvis dette
kan gøres let. Fortsæt skylning.
P310
Ring omgående til en GIFTINFORMATION eller en læge.
Gær
Gær er ikke mærkningspligtig
2м HCl
GHS05
H290
H290
Kan ætse metaller
[navn fjernet] 2.x
Kemi; Hydrolyse af stivelse og saccharose
Side 4 af 7
1м NaOH
GHS05
H31
4
Forårsager svære forbrændinger af huden
og øjenskader.
P28
0
Bær
beskyttelseshandsker/beskyttelsestøj/øjenbeskyttelse/ansig
tsbeskyttelse.
P30
5 +
P35
1 +
P33
8
VED KONTAKT MED ØJNENE: Skyl forsigtigt med vand i
flere minutter. Fjern eventuelle kontaktlinser, hvis dette kan
gøres let. Fortsæt skylning.
P31
0
Ring omgående til en GIFTINFORMATION eller en læge.
Pimpsten
Pimpsten er ikke mærkningspligtig
1%
stivelsesopløsning
(frisk)
[navn fjernet] 2.x
Kemi; Hydrolyse af stivelse og saccharose
Side 5 af 7
Fremgangsmåde
- 250mL bægerglas blev fyldt ca. halvt med vand og tilsat pimpsten, for at undgå
stødkogning, blev opvarmet med bunsenbrænder. Dette fungerede som vandbad
Syreforsøg:
- Fire reagensglas blev nummeret fra 1-4, og følgende blev
tilsat:
1) To spatelfulde saccharose + 2mL 2м HCl + 4mL vand
2) To spatelfulde stivelse + 2mL 2м HCl + 4mL vand
3) To spatelfulde saccharose + 5mL vand (kontrolforsøg)
4) To spatelfulde stivelse + 5mL vand (kontrolforsøg)
’
Reagensglassene blev rystet og opvarmet i vandbadet (min. 90°C) i ca. 10 min imens enzymforsøget blev
gjort klar.
Enzymforsøg:
- Tre 50mL bægerglas blev nummeret 5-7, og følgende blev tilsat:
5) ½tsk saccharose + 10mL vand + lidt gær
6) 10mL 1% stivelsesopløsning + lidt gær
7) 10mL vand + lidt gær (kontrolforsøg)
Bægerglassene blev omrørt. Enzymforsøgene stod 5 minutter før de blev vurderet.
Fehlings reagens:
- 40mL Fehlings reagens af 20 mL Fehling I og 20mL Fehling
II blev blandet
- De fire hydrolysereagensglas blev tilsat hver 4mL 1м
NaOH for at neutralisere syren
- 5mL Fehlings reagens blev tilsat hvert af de fire
reagensglas
- Tre nye reagensglas blev nummeret 5-7, hvor indholdet
fra hvert bægerglas fra enzymforsøget blev overført i.
Gæren blev så vidt muligt tilbage i bægerglassene
- 5mL Fehlings reagens blev tilsat i hvert nummer 5-7
Alle 7 reagensglas blev overført til det varme vandbad et par
minutter
[navn fjernet] 2.x
Kemi; Hydrolyse af stivelse og saccharose
Side 6 af 7
Data
Reagensglas nr.
Prøve med Fehlings reagens
Bemærkning
1. Saccharose + syre
Grøn Brun Brun
Kobberagtigt bundfald
2. Stivelse + syre
Blå Grøn/klar Brun
2 faser
3. Saccharose
Blå Blå
4. Stivelse
Blå Blå (brun bund)
2 faser
5. Saccharose + gær
Blå Brun
6. Stivelse + gær
Blå (lysere) Blå
7. Gær
Blå (lysere) Blå
Diskussion
Det er tydeligt at se, at der er sket en reaktion i reagens 1 og 2, hvilket betyder, at syren har fungeret som
katalysator hos både saccharosen og stivelsen. Reaktionen i reagens 5, viser at gæren har fungeret som
katalysator for saccharosen. Den manglende reaktion i reagens 6 tyder på, at gæren ikke havde et højt nok
aktivitetsniveau til at virke som katalysator for stivelsen. Her kan der stilles spørgsmålstegn ved, om de
lange polysaccharider, som stivelsen består af, er for store i forhold til det arbejde mikroorganismerne i
gæren kan udføre. En anden årsag til at dannelsen af monosaccharider ikke har fundet sted, kan være
temperaturafhængig. Dernæst skal det bemærkes, at der i reagens 4, som er en kontrol, er dannet et
bundfald. Dette burde ikke ske, hvorfor udstyrets renlighed bør diskuteres.
Fejlkilder
- Fehlings reagens er lavet for tidligt
- For lav vandbadstemperatur
- Gær i Fehlings reagens
Usikkerheder
- Forurenet udstyr
- Ødelæggelse af gærenzymer ved omrøring
- Unøjagtig pH-neutralisering
[navn fjernet] 2.x
Kemi; Hydrolyse af stivelse og saccharose
Side 7 af 7
Konklusion
Forsøget viste, at det er muligt at bruge syre til hydrolyse af både saccharose og stivelse, mens
gærenzymerne kun kan anvendes til hydrolyse af saccharosen. Det bør dog også overvejes, om forsøget er
reelt, da der var en tydelig fejl i en af kontrolgrupperne.
Kilder
Papirer:
Øvelsesvejledning: Hydrolyse af stivelse og saccharose
Hjemmesider:
www.kiros.dk