Kohlenhydrat-Analytik Kohlenhydrate sind in ihrem strukturellen Aufbau sehr ähnlich. Eine spezifische Bestimmung wird dadurch erschwert. Ein gruppenweises Unterscheiden mit verschiedenen einfachen Nachweisreaktionen ist aber möglich: 1. Reaktion nach Fehling 2. Reaktion nach Molisch 3. Reaktion nach Seliwanow 4. Reaktion mit Iod 5. Reaktion im Polarimeter Geräte: Eprouvetten, Spatel, Becherglas (200-250ml), Eprouvettenklammern (oder Wäscheklammern aus Holz) Kochplatte oder Bunsenbrenner mit Dreifuß und Drahtnetz Proben: Schreibe in die 2. Spalte der Tabelle die Namen der Zucker dazu, die wir vom Haushalt und Supermarkt kennen. Chemische Bezeichnung Glucose Fructose Saccharose Lactose Maltose Invertzucker Stärke Sorbit, Xylit Saccharin, Cyclamat Gebräuchliche Bezeichnungen Traubenzucker Weitere Proben, wie Apfelsaft oder frisch gepresster Traubensaft eignen sich ebenfalls sehr gut. LM 06, DR. GUDRUN NAGL 1
1. Reaktion nach Fehling: Nachweis von reduzierendem Zucker, wobei nur bei Aldehyden eine positive Reaktion erfolgt. Bei Fructose im alkalischen Milieu passiert eine Umlagerung zu Glukose, welche man Epimerisierung nennt. Beschreibe hier das Prinzip anhand der Glucose und erkläre den Begriff Epimerisierung : Fehling I: 7%ige Kupfer(II)sulfatlösung (7g CuSO 4 * 5H 2 O in100ml dest. Wasser lösen) Kennzeichnung der Lösung: gesundheitsschädlich, reizend, umweltgefährlich; Neue Kennzeichnung: Achtung Fehling II: 34%ige Kalium- Natriumtartrat (= Seignettesalz, E337) in 12%iger Natriumlauge (34g K-Na- Tartrat und 12g NaOH in 100ml dest. Wasser lösen) Kennzeichnung der Lösung: ätzend; Neue Kennzeichnung: Gefahr aufgelöst. Von den Lösungen Fehling I und Fehling II je 0,5ml zugeben und gut durchschütteln. Die Eprouvette für etwa 5-10 Minuten in ein kochendes Wasserbad stellen. Ergebnis positiv: Tritt ein oranger, roter bis brauner Niederschlag auf, ist ein reduzierender Zucker nachgewiesen worden. Ergebnis negativ: Blaufärbung ohne Niederschlag Beschreibe hier deine Ergebnisse Nach wieviel Minuten ist welche Farbe entstanden? Entsorgung: Rückstände von Fehlingscher Reaktion in Schwermetallsalz- Sammelbehälter Sicherheit: Siedeverzug möglich - Schutzbrille LM 06, DR. GUDRUN NAGL 2
2. Reaktion nach Molisch: Diese Methode dient zum Nachweis von welchen Verbindungen?... 10%ige Naphtollösung (in 96%igen Ethanol gelöst) Kennzeichnung der Lösung: reizend; Neue Kennzeichnung: Achtung Schwefelsäure konz. (96-89%) Kennzeichnung der Lösung: ätzend; Neue Kennzeichnung: Gefahr aufgelöst. Nun werden 4 Tropfen Molisch-Reagenz (Naphtollösung) zugegeben und gut durchgeschüttelt. Anschließend wird mit 0,5ml konz. Schwefelsäure vorsichtig unterschichtet. Ergebnis positiv: Im Falle des Vorhandenseins von Kohlenhydraten bildet sich ein rotvioletter auch schwarzer Ring zwischen der Probe und der Säure. Ergebnis negativ: andersfarbiger Ring an der Phasengrenze Beschreibe hier deine Ergebnisse Welche Farbe ist hier entstanden? Entsorgung: Die geringen Reagenzmengen machen eine gesonderte Entsorgung nicht erforderlich. Reste mit viel Wasser wegspülen. Sicherheit: konzentrierte Säure - Schutzbrille LM 06, DR. GUDRUN NAGL 3
3. Reaktion nach Seliwanow: Beschreibe welche Unterscheidung mit dieser Reaktion möglich ist? 400mg Resorcin werden in 40ml konz. Salzsäure gelöst und mit dest. Wasser auf 100ml aufgefüllt. Kennzeichnung der Lösung: ätzend, reizend Neue Kennzeichnung: Gefahr, Achtung aufgelöst. Nun werden 1 ml Seliwanow-Reagenz zugegeben und gut durchgemischt. Die Probe in ein Becherglas mit siedendem Wasser stellen. Nach einer Minute und nach weiteren 3 Minuten wird die Farbentwicklung notiert. Ergebnis positiv: Mit einer Rot-Färbung werden Ketohexosen nachgewiesen. Ergebnis negativ: keine Färbung bis leichte Rosa-Färbung Beschreibe hier deine Ergebnisse Nach wieviel Minuten ist welche Farbe entstanden? Entsorgung: Die geringen Reagenzmengen machen eine gesonderte Entsorgung nicht erforderlich. Sicherheit: konzentrierte Säure Schutzbrille 4. Reaktion mit Iod: Welche Verbindungen kann mit dieser Reaktion nachgewiesen werden? Skizziere die entstandene Verbindung? Lugol sche Lösung: 0,5 g I 2 + 1 g KI in 100ml H 2 O gelöst aufgelöst. Nun werden 4 Tropfen Lugol`sche-Lösung zugegeben und gut durchgemischt. Bei Raumtemperatur ergibt Iod mit spiralisierten Polysaccharidmolekülen eine vom Verzweigungsgrad und Molekulargewicht bestimmte Farbreaktion. Amylose blauviolett Amylopektin rotviolett Glykogen rotbraun Ergebnis negativ: Orange- oder Braunfärbung Beschreibe hier deine Ergebnisse Welche Farbe ist hier entstanden? Was passiert, wenn du deine Probelösung erwärmst und dann wieder abkühlst? Entsorgung: Die geringen Reagenzmengen machen eine gesonderte Entsorgung nicht erforderlich. Sicherheit: Vorsicht im Umgang mit Iod LM 06, DR. GUDRUN NAGL 4
5. Polarimeter Welche Substanzen werden mit dem Polarimeter nachgewiesen? Auf welchem Prinzip beruht die Polarimetrie? In die Küvette (verschließbares Glasröhrchen) wird eine 5%ige Lösung (12,5g Probe mit Wasser auf 250g) des zu bestimmenden Zuckers eingefüllt. Dabei dürfen keine Luftblasen mit eingeschlossen werden. Danach wird die Küvette in das Polarimeter gelegt und darauf die Lichtschutzklappe gegeben. Nun wird der Drehknopf solange nach rechts bzw. nach links gedreht, bis beide Flächen im Polarimeter gleichmäßig ausgeleuchtet sind. Die Skala am Polarimeter zeigt dann an, ob der Zucker links od. rechtsdrehend ist Trage deine ermittelten Ergebnisse in die folgende Tabelle ein: Tabelle für die Ergebnisse: Probe Fehling Molisch Seliwanow Iod Polarimeter Glucose Fructose Saccharose Lactose Maltose Invertzucker Stärke Sorbit, Xylit Saccharin, Cyclamat Weitere Ergebnisse und Anmerkungen: LM 06, DR. GUDRUN NAGL 5