標籤:水解

澱粉為高分子化合物,一定條件下可以水解,稀硫酸,加熱澱粉是一種重要的多糖,是一種相對分子量很大的天然高分子化合物。雖屬糖類,但本身沒有甜味,是一種白色粉末,不溶於冷水。在熱水裡澱粉顆粒會膨脹,有一部分澱粉溶解在水裡,另一部分懸浮在水裡,形成膠狀澱粉糊。澱粉進入人體后,一部分澱粉收唾液所和澱粉酶的催化作用,發生水解反應,生成麥芽糖;餘下的澱粉在小腸里胰臟分泌出的澱粉酶的作用下,繼續進行水解,生成麥芽糖。麥芽糖在腸液中麥芽糖酶的催化下,水解為人體可吸收的葡萄糖,供人體組織的營養需要。方程式(C6H10O5)n+nH2O————nC6H12O6

1科學探究

設計實驗方案,實驗澱粉能不能水解,水解的條件和產物是什麼?怎樣判斷澱粉是否水解了?

2實驗用品

澱粉、水、碘溶液、20%的硫酸、10%氫氧化鈉、2%的硫酸銅、酒精燈、試管夾、試管等。

3實驗方法

1、 在試管1中加入0.5g澱粉和4ml水,在試管2中加入0.5g澱粉和4ml 20%的硫酸溶液。分別加熱試管3~4min。
2、 把試管2中的一部分溶液倒入試管3中,留作下一步實驗用。
3、 向試管1和試管2中加入幾滴碘溶液,觀察現象。發現試管1的溶液呈藍色(澱粉遇碘變成藍色),試管2無明顯現象。
4、 向試管3中滴入10%的氫氧化鈉溶液,調溶液pH值約為9~10。
5、 另取一隻試管4加入3ml氫氧化鈉溶液,並向其中滴入4滴2%的硫酸銅溶液,立即有藍色的氫氧化銅沉澱生成。再取試管3中的水解液1ml滴入,振蕩混合均勻后,用酒精燈加熱煮沸,溶液顏色常有藍色——黃色——綠色(黃藍兩色混合)——紅色等一系列變化。最終有紅色沉澱生成。原因是氫氧化銅被還原生成紅色難溶於水的氧化亞銅。實驗結論:澱粉在酸的催化作用下,能發生水解;澱粉的水解過程:先生成分子量較小的糊精(澱粉不完全水解的產物),糊精繼續水解生成麥芽糖,最終水解產物是葡萄糖。

4注意事項

澱粉水解的中間產物糊精(有分子量較大的紅糊精和分子量較小的白糊精),對碘反應的顏色變化是:紫色—棕色—黃色,若澱粉水解不徹底,也會有不同的顏色出現。

5問題思考

1、試管1為什麼變成了藍色?試管2為什麼無明顯現象?為什麼?(試管1中的澱粉未水解,澱粉遇碘變成藍色;試管2中澱粉在酸的催化作用下水解了,所以無明顯現象;不同現象的原因是:澱粉在酸性條件並加熱的條件下發生了水解反應。)
2、如何驗證澱粉沒有還原性?(提示:不能發生銀鏡反應或者不能還原氫氧化銅)
3、實驗延伸設計:如何驗證唾液酶對澱粉水解的催化作用?(注意事項:用唾液作催化劑水解澱粉時,溫度不得超過45℃,因為溫度過高,唾液酶易失去活性,最適宜的溫度是37—40℃。)某些細菌能夠分泌澱粉酶(胞外酶),將澱粉水解為麥芽糖和葡萄糖,再被細菌吸收利用。澱粉被水解后遇碘不再變藍色。
(1)將裝有澱粉培養基的錐形瓶置於沸水浴中融化,然後取出冷卻至50℃左右,即傾入培養皿中,待凝固后製成平板。
(2)翻轉平板使底皿背面向上,用記號筆在其背面玻璃上劃成兩半,一半用於接種枯草芽孢桿菌作為陽性對照菌,另一半用於接種試驗菌大腸桿菌或產氣腸桿菌。接種時用接種環取少量菌在平板兩邊各划「+」字。
(3)將接完種的平板倒置於37℃恆溫箱中,培養24h。
(4)觀察結果時,可打開皿蓋,滴加少量碘液於平板上,輕輕旋轉,使碘液均勻鋪滿整個平板。如菌體周圍出現無色透明圈,則說明澱粉已被水解。透明圈的大小,說明該菌水解澱粉能力的強弱。

6製備方法

酶解法(雙酶水解法)
酶解法是用澱粉酶將澱粉水解為葡萄糖。
酶解法可分兩步:
第一步:利用-澱粉酶將澱粉轉化為糊精和低聚糖,使澱粉的可溶性增加,此過程稱「液化」;
如採用BF7658菌的-澱粉酶,反應溫度在85-90°C,pH6.0-7.0;用糖化酶,反應溫度50-60 °C, pH3.5-5.0
第二步:利用糖化酶將糊精或低聚糖進一步水解,轉變為葡萄糖,此過程稱「糖化」。
「液化」和「糖化」都是在酶作用下完成的,故得名。
酸解法一般10-12°Be` (含澱粉18-20%)
雙酶法一般20-23°Be` (含澱粉34-40%)

酸酶結合法

酸酶法
有些澱粉,如玉米、小麥等穀類澱粉,澱粉顆粒堅實,如用-澱粉酶液化,在短時間內,液化反應往往不徹底;
可採用酸將澱粉水解至葡萄糖值10-15,然後將水解液降溫、中和,加入糖化酶進行糖化。
葡萄糖值(DE值; dextrose equivalent value )—— 指葡萄糖糖(所有測定的還原糖都當作葡萄糖)占干物質的百分率,用於表示澱粉水解程度及糖化程度。
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