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Dr. Ph. Reiß, im Juli 2007

Lehramtsvortra g-Frotokoll

VO:1 24.04.198 0

.

I _.

- . . /'

I.

Ei n le i t unp;

Stärke ist unt er d em lateinischen

~J ame n ¹¹

a m y

Lurn"

schon seit dem Altertum bekannt. 3ie ist in der Nat ur als wic hti gster Re- servestoff im D au- und En ersie stoffw echsel der Pf lan z e n w eit verbreitet und s t e l l t n eben Cellulose d en

men~ enmä ßiG

bedeu- tendsten organisch-chemischen N a t urst of f i m Pfl anzenreich dar.

11.

V orko "' ffi 0n

St~r~e

entst eht in den gr ün en Pf l an z e nt e i l en als erstes sichtbares

End~rodukt

der Phot os yn t he s e . Dies e so g. A s s i mi - l ationsst ijrke, welche

ta~ stib er

in den Chloro pl a sten entst e ht, wird n ac hts wi eder a b 3sbaut und zu d e n Sp e i che r orßs J1 e n der P f l a nz e trans porti e rt, wo sie in

os~otis c h

in aktiv e r For m als

St ;'r kekö r n ,? r abGe laGe r t wird. Diese Hese r v est :-; rk e

w

i.r-d aus- sc hli e ßlich in f arblos en

Pl a~ t i d e n ,

den Am ylo p1 9s t en, g eb i l de t .

Da For m und G r 3ße dq r Kö r nn r fUr jede e i nze l ne Pf lan ze n ur t c tarakt eristis ch i st, k ann d a s m i k ro s k op i s che Bi ld zur Iden-

tifizior~nß

von Stirk eurob e n

her angezo~en

w ord en ( a nalyti sc ho s IIilfsrni t t e l in der Leb ens mi tt elc hernie). D ie K orn

",,:r l)

Se

s

c hwank

t

zwisc hen weni gen p bis zu libe r

100

p i w Durc hmes ser, wobei ku- c e l r un d e , linsenförmi 3e und ovale Formen

lib e rwi e ~ en.

Abb, 1:

--_ St iirkek :';

^..

_--_ rner

^..•.

unter

dAl11 f.':i kro G y.~ o D:

a) Kar t o f fe l : di e Kör n e r be s i tze n ein en D ur chme sse r von

c~

•

0,C9 mm ~

man ka nn d eutli ch Ai nz elnc

~chi c~t e n

erk enn en, d ie au f u nt er s c hi edli c he n

~asser3e ­

ha l t

z.ur-iic

kz

ut'ühr-e

n sind.

D';3

'Tn chst um de r Kö r - n er e r fo l gt durch Ap nos i t io n ( A nl a S8run g); d a d a s Ei lJunrszo nt r um

_{_"}

a n d er Pe r iD he r i e des

~

Amv

u

-

b) Bohn e:

c ) rIaf e r :

Loj.Last

on

lil~· ,;t,

s i nd

d

i.o

r~()rTF;r

e xz

orrt

r

i

a c h

:.:;es ch icl1 te t .

cli(~

Körn er s

'i

nd z e n t r i sc h ges e

lri

c ht e t und rn e i st von r a di alen c :; pa l t e u du r-c hse

t

z

t ,

b3 iP1 :~o. fe r

f ind e t JTI8.n nur z.ua amme n ge a e

t

z

t

e . 3t i!r - kekör n e r , u

^s

z , e n

t

s

t

e be n c le ichzo i t is m e hr e r e

Chemie in der Schule: www.chids.de

KBrner nebenein a nd er, die b e i m we i te r e n Vac hs t u m zus a mmen- s t o ße n .

d) We i z e n : be i m We iz e n h aben di e

K~rne r

unt ersc hi edliche G rBße n : n eb en G r a Sen , unde ut l i c h :::; e s c hi c ht e t e n For me n kann man auch kle i nere, ku self 6r mi ge er- k 8nnen.

Der St ärke r :;e hnl t k ann b ei

d.

en e i.n z oLrien Pf lan ze nar te n r echt ve rschie d en s ei n.

(~bb.

2)

111.

StUrke~ewinnun~

a us Kar t o f fe l n

Die Stijrkek 5r ne r der Kar t offe l li e gen r cl ativ frei i m Zellsaft, so daß die Ge winn ung von Kar t of f e l s t lir k e v er- hältnismä ßi g einf a ch i st:

Sc he mat i s c he

Do. r ;·3t e1.~llnr~

d er ::.:.: t ici.rke p; e wi

nr]unf~:

I\ar t offe ln

!

1 "Ho i b s el"

38

IIL

_{~mD~~rt~'T l---~)}

Fr u c ht.was

S

er

J"

1. (~UST!A3CLIUNG

T? ohs t : . tr k en i l ch

"Rei b s eI"

2•AU':V.U\.'3'J~illnG

0I-::-7P';;'N~ -/li'~'U'-i7;;:;~;~"-

j

^'>1IPu l pe¹¹

I:) ...J_ JJ ...~ ^•. 1. .L..JI, ~ ^_

1 ^{Ra 11- ode r G r ün s tij r k e}

KartofTelst ärkG

-v

- :

-" _.>

Die g e r e i n igt en Kar t o f f e l

~Grd e n

zuntichst zerkleinert und das ent standene "Rc i.b s e

L"

du. cc h Schleuderprozesse vom Frucht- wasser (Prot eine und l5slich e Z e l li nhal t s t off e ) getrennt.

Nach d er

1.

A u swa s c hun g wird die

f

a s er h a

L

ti ge sOG. Rohst iirk e- milch noch e i.n ma

L

in rlahl ste i ne n z erkleinert und zurn 2. H a

I

g ewa s c he n . Da n a c h

erfol~t

durch Sieb en und Flut en die TrennunG von den Fasorsto ffe n (Cellul ose), die a l s sOG. " T'ul pe " no c h als Viehfutt er Verw endun s finden. D i e

~oh-

od e r

GrUn s t~rk e

wird durch e rneutes Sie b en und Fluten w eiter Gere i n iG t und schließlich i m

Vakuunitrockn (~r :;etrocknet.

Mit ziemlich einf achen !I i l f s mi t t e l n k ann m an H u c h l eicht selbst aus Kartoffeln

St~ rke

gewi n 3e n . He ute ist diese M e - thode n a he zu in Ver ges senheit ge rat en , da he r

m~cht e

ich si e im

fol~enden

Versuch einmal

kur ~

vor stel l en:

Vers u c h

1:

die

~arto f f e l n

w erd en

se s ch~ l t ,

m i t einem Re i b - eisen zu oi ne m D r e i v 8rri eben, d8r in einer Fl a- sche mit l:a s8c r krfJ.fti s f'; 8s c hlit t e l t

wi

r-d , d. a rn

i

t sic h die

8tlirk e k~ rn e r

a us d en durch da s Re i be n

se ~f f n e t e n

Ze l l e n he r - ausl ösen. N un wird d as C ;'e m i s c h durch ein Tuch

r;e00s~,e n

und au s 3epre ßt, wo durc h di e

~asern ab~efi l t0 r t

w erd en. Ja s brHun- lich trübe F i l t rat LiP. )t m an nun c a , e i n e halbe St und e s tehen, wobei sich die Stär k e als w ei ßer Bod en s atz a b s e tz t .

Durch m e hr m a l ig e s

Au f s c hl~ mme n

m i t frisch em

~a3Der ,

A b - sitzenlassen und Dekanti ere n, was d e m Flut en b ei der tec h- ni schen Sewinnuns e nt spr i c ht , und Fi l t r a t i on k ann die St ijr k e weiter

cer e ini~t

w erden, bevor sie d 8nn a n der Lüft

~e t r o c kn e t

wi.r-d,

fla n erhält ein \vei.Ges Pu l v er.

Neben&r Kar t o ffe l sind vor a l l em die Get ro idea r t e n ( M ais, Rei s,

~,J

e i z e n ,

:~~oGs en )

und l i!urz elknoll en wie H a n

i

ok Aus c; an:js- stoff e f ür di e G e\'!irlYlUnc; rein er G t = ir1(e. D i e durc h

"'J

asc h- , S i eb - und Abset zproz ess8 von Spelz en und Scha l e n befreite, r eine St ärke ko mmt als s OG. Stijr k emehl in den Pa nd e l .

N eb e n zahlreic hen Verwendun csmBglic hkeiten, auf die ich zum Sc hl uß noch e i nmal kurz ein se he, kann m an

Kartoff e lm e~l

zur chro mato sra p hisc hen

Tre nnun ~

von Phot osyn these -

Pic ~ cn­

ten benutzen;

V ersuch 2: Chr'o matiog.rap h

i

ac ho Tren

^11111:;

von ;: hot o s ;y n t he s e -

riG~ enton

an e i.ner

~t~rkesMul e

Chemie in der Schule: www.chids.de

<:«

Auf eine m i t

~en z in auf~e~onmene

Stlir k es ä u l e ( D ur chm es s er

c a ,

1,5

cm; L;;n c e c a ,

30

c m)

'tJe rd.,::m 4 -

5 Tro pf en des in Ben-

zin ge lö s t e n Pißme nt r o he xt rak t s von G r ün a lge n g e gebe n. und kur z einzi e hen l as ' . .

en , An

s c

111

i e r,e n d. e rfol ' . :;t n oc

h

e i nmal die Zua;ab e einer kleinen M e n ge Ben zi n (c a.

¹

m l ) b i s d e r Ex t rakt voll-

st~ndig

in die SÄ ul e

ei nßed run~e n

i st. ry a n a c h wird vorsic hti s (kein Aufwirbeln d er

Oberf l~che l )

d a s Lauf mittel, ein Se misc h aus Benzin und i-Pro p anol, auf die Squ l e ge G eb e n .

IV. A u fb a u der

St~rke

St ilrk e g e h5r t chemisch G e s e he n zur St of f k lasse der Ko hl e n- hydr a te; de r N a me d i e s e r St of fg r u pp e i s t d arauf zurlickzuflih- ren, d aß si e n eb en K oh1ens t of f no c h W a s s er s t of f und Sa ue r s t of f enthalten,

u , z ,

im Atomv erh:-:ltnis von

2 : 1.

D i e ' Zu s a m me n- setzun g ents pricht der

a

l

Lge rn ci.u on

SU'TI rn en f orme l C

n

l\ ! \ ..,.

Um

die

Be

ze i.c hnu ng

"K o

h

Le

n hydr at;" z u verdeutlichen, hab e ich fol hende s Exp eri me nt vorber eitet:

V ersuc h 3:

3t~rk e ,

e i n K ohle nhydrat

c u. 2

^g St~rke

wer d en in A i n e m gr o ßen

Bcc he r~lo. s

(6()()

m l ) m i t

15 - 20

m l 1 ' ,' 8 f;s er a u fce s chle r::nt ; an- sc hl i eße nd

^we

rd e n 50 ml

^ko

n z , Sc

^hwe

f'e

^Ls

vur- e au f

^e

i.nrn a

^L

zuge- ge b en .

T JIan b e ob ac ht et ein so forti G e Sch1tTar z f :

¹

r bun '3 !

I :

Dur-ch

d i e kon z entrierte Schwe fe ls : · ;ur e wird der i3 t ;;r k e l:J a r,ser ent zo gen, w odurc h sc hli e ßlic h V erkohlung eint r it t :

C II n

n

2..sC~ (1con7,. ) "C^I1 TT ^r.

11 ' 1.rit/m ~ n + m ,^1:LV

( ~s

ents t e ht k ei n reiner K ohl en s t of f ,

sond~rn

ein polyme r e s Gemisc h vers c hi ede n er K o hl en s t o f f ve r b i ndu nge n . )

Enno

r- ha

Lb d

or

Ko

h

Lenhyd.r

a 't o . rr, e h: ":-r t

St:~.rk e

z u d e n Po l y - s acchari d.en 1 l1 i t d e r

a

l

Lgerne

i.n o n

SUl:~m enf orme l (Cl. _{:r10'~.r )} ;

sie

n

wird durch s aur e

I~dr o lys e

in Monos a cchar ide

zer le~t ,

w as ic h i m fol c;enden

Ve

r s uc

h z

e

i !:;e n m·:;clrt

o :

(Bei di

e s a m

^'vGrSUC11

verw ende ic h

so

g ,

"1~;slic1.1e

'3 t ::r k e " ,

~vas

m an u nter dies er s pe z i e l l en : j t ö. r k e f or lJi verste ht, 'tJ '3rde ic h

sp~t e r

noch

er l~utern . )

V er suc h

^Li-:

S:-i ur e hydr o ly s c d e r

:~)t: irke

c a , 5 ml e i n er

1~:' i(:;en ~~ t;:,rk·~d.

° isun ß w er-de n mi t kon z ,

II Cl ve r s ot z

t

und

1 - 1,5

Li l1 . erh i tzt ( Si edev e r zu Gl).

N un wird da s Re akt

i.onage tri

s c ' . d. ur- c h Z ug ab e von 10 jH ger l -I a t ron- lauge alk alis c h gema c ht , ber eits vorb e r eit e t e

~ehl i ngsche L~­

sun~

( gleic he Te i le Fehl i nG I und

11 )

zugeg e b e n und in ei ne m

1,'!a s: ~e rb ad

er hitzt. '

Es bildet sic h ein zi e ßelroter N iederschlaG !

Danebe n w erde n c a. 5 m l d er 1%i gen

St~rke 16 s ung

m i t Fe h- linßsc her

L~sun3 ver~etzt

und

e~enf alls

i m Wasse rbad erhi t zt .

Es e r f o lct ke i ne

~eakt io n !

B e i m Erhi t ze n mi t

e

i.ne r rmor i. ;a.nischen Si.i.ur e 1 :H?rd e n die St iir - ke moleklile unter

~ass e rauf nahme

zu G l uc o s e

ab~ebaut :

HC1 ( ko n z• ) C' H 0

---~) n (, ' 1:1. b

D a s

Ho n o

s a c c har i.d G l uc os e i st qu a s i ei n ? e nt a hyd r oxy a l d e hyd

(5 Hydr-o xy Lgr-up p o n

und e i n e 'U d c hyd :;r uP L) e ) m i t

6

K ohle ns t o f f - ato men:

~ldo he xose.

FISC ll;-;:n -

~)ro J e k tion :

In der Natu r

komurt

Gluco s e o.us s c hl i eß l i c h i n Form

.I e

s r echts- d r ehe nden

~n ant i omer 8

vor,

wu

s dur c h ein

ei

n gek

Lam.nor t

e s p os i - tives Vo rz ei c he n a us s edrU ck t w i rd :

(+) -

G l u cose . N a c h d er

Konf i~uration

am unte rs t en d er v i e r

Chi ral i t~tsz ent ren (*)

am

C_{r -}

Atom

urrt

e r -s c ue

Ld.et

ma n

zw

i.s c hen

o

i.n or-

D- und L -

Form: b e - fin det s i c h d ie Hydro xy l s r up pe a uf de r re c hte n J ei te , wie i m

Pa

I

l,

d er 3t :;rk e , so

hand

e

Lt

e s sich u m

0.ie D -

Form : D -

(+) -

Gluco s e.

D ur c h d ie

~eaktion

m

i

t Fo lil.in:;s chc r L:5sun n; H er,J.en 1'3J u zi o1'- e nd e G r uppe n

nach~ewies8n ,

w obe i d ie

~eaktion

m i t

St~ rkelJ -

s ung ne gativ a usri l l t ,

wi ;

hre nd di e u

i

t k on z . H G l b o hand e lt e

St~:irk e lni

t

~clJ l i n:':schc r

Lösung unter B'i

Ld

unrt e i ne s r oten :Ji e - d 2r schl a G e s r e gi ert.

FEr-UJING

I i st e i ne K u pf e r s u

Lf'a

t

Lc

s un g ,

-:n -], HJ:3 11

eine al -

k a li s c he Kal ium - ta r t r at -

1~sun3.

Reim V e r mi s c hen bil d et

sic h der b l aue

Kup

f e r- - ^{Ta rt}

^{ca t}

^{- Komp lex , der i}

^{m a'l k aL}

^{i s c}

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fhl i e u wahr

sche

inl ich f o l c; e nd e

JC

o n s t i tution

auf'wei.st ⁱ

® ₈

e

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^-

⁰ 0 - C- O Na.

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^<,2.

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⁰

No. 0 ^C =0 0 ^- C- O Na.

Kupfe r i s t QuadrRt isch p l

anar

koo rdi niert . D u rch d ie Kom -

o 2.t- ( )

p Le x 'i e rung d

o

r Cu - I onen wi rd das A us

f

a l l e n ei nes

~u

J I - hydr oxid -

Ni ed e rs c h 1.ag Bs verh

inde r t .

D ie

Al(lehyd:::;rup ~'B

de r G lu co

se

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edu z

iert d

a

s komplex ie rte Cu 2.+_ I on z um C u " - I on, d a s i n de r

r::i

t z e mi t d e n

OTC-

I o n en z u Cu ( I) - Ox id un d Was

se

r re

a si e rt

:

1..t- -

2Cu + CH2.0 II- ( CrrOH) -c ~::o + SC,TI ~ CU1..0 .L. + C:I;LOTI-(CTICm) -C:X~- + 3TT2.(;

Aus d er Gl u c ose is t som i t d ie

c

rrt

apr-c c

h

cnde

G lucon8=:.ure e nt - s t and en.

Na c h dt':) r pos itiven He

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ion

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8 hlinsscher r,:;SlJnC; \v;:ire

so mit a uc h e i ne Re

aktio

n m it " f u c h sin s c

h

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S: iurE-:~ "

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^1.1

SCHIF

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c he n Aldehydp r obe

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A ldeh;ydpr

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S~ atelspit3e G

l u c o s e und c

a. 1

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werden mi t j e wei ls 5 ml

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t und kur z geschüttelt .

For-mn.Ldchy dLo

sun

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: s c hon n a c h we nice n

:3 e }~l mden

kann m a n ei- ne cleut l i c he Vi ol e t t f ä r hu n s be obac h't en , d i e b

o

i.m L: n

i;ere

n Stehe n lassen n och int en s i v

e

r w i rd !

G l u c os

e

lB s ung : b leibt forblo

s

!

Die se s Ve

r

s u c hs e r

G

ebni s l= ißt

(

lar au f schließ e n , d aß G lu co s e

nic ht i n d

er

o f

f

onket ti

s

en

A

l d e hyd f o r m

vo r l ie~t . Ei n

wei terer

Hi n we i s da fü r i s t, dClB A. ldehyde

m

i t \ lkoho l

en

z u

n

'J.l b a c e tCll e n

bzw. i n e i.ne

rn ToLgc

sc

nr-it t

zu Ace tal

en

r e a Gi e r en, w

ob

e

i, _Si~u-

.~.

r e n als Kat a l ys a t or e n wi rken . Es handelt s ich hie r b e i um e i - ne nu kl e ophi l e A dd i t i on an e ine Carb onyl grup pe :

a)

Halbacn t Hlbildun~:

i n eine m v orgela gerten

Gle i c h~e w i c ht

wird e in Pr ot on auf den Carbony ls aue rst off

libertra~en,

d a durch ent steht e in Kati on m i t e i n er liber de m K ohl e n- s t of f - und Sauers tof fato m de l okalis i e rten Lad un g ,

^{wa s}

einen nu kl eo p hil en A nr;r i f f er l e i chtert :

CB

OR

r{' ^R" HOR

11 -,

_/

11 I I

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'" ^{/ tROH _H}

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C

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C H -e- ^{R " H-C- tZ"}

Il )6>

^{---" ~}

11

,.-- ~

I

^~

^I

0 ^OH- 01-1 OH

Du r ch d i e A bs paltung eines Pr ot on s vom

anG el~G e rte n

A l - kohol entsteht d as Bn l b a c e t a l , das i n einer

S~

- R e akt io n

u

w ei t e r r e a gie rt:

b)

Acetalhildun~:

+ROH

1

oR I

"

H-C-R

oH I

OR

OR

I

^{(f) [;\}

1/ -H1.0

H-C-R

~

c

~

I / -. ^I,

0/-1 H R

CD 2.

OR OR

I

^-H(j)

I

H-C-R" ^F- H - ( - R"

I I

/-IOI~' oe

$

Bei de r a nal oGen Reakt io n r e a giert D - (+ ) - G l u co s e nur m i t einem A lko holmol ekü l , zei gt aber d i e gl e i c hen

~i~ enschaf ­

ten wie ein A cet8.l ! U rsache für di e s e Er cebniss e i s t ei n e in- t.r-a mo

^{Leku .l}

a r- e

^IlaLb

a ce

t

a

^{Lb i.Ldung}

zwis che n de r :\ldehyd gru pp e und der

l~ dro xylgru~ ~e

am

~- ~t o m.

Auf d iese W e i so ont s t e ht ein Sec hsring ( Py r a nos e).

Tol l en s e he Ringfo rme l :

T^uT

-

^C

-

^{OH C'10 ~IO}

-

⁰

^-

^H

I I I

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O E n -

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I ° ^{I I} °

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I I I

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^{C Ir}

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^H

- ^c

I _I I

CHl.0II CH2.CH

c u . on

~

-D-(+)- }luc o s e D -(+ ) - }lu c ose (3

-D-(+ )-~lucose

Bedin gt durc h die freie

Dr~h bark e i t

d er Carbonyl 3ruppe ko mmt es zur Bi l dunG eines w eit eren Asymmetr i e ze nt r um s am C

1 -

Atom, so daß zwe± d ias t er e om e r e Ha l b a ce ta l e e nt s t e he n , die sich in d e r K onfi sur ati on a m

C~ -

A t om u nt e r s c he i d e n und a l s

~

- D - (+) - G l u c o s e und

~

- D - (+) - G l u COSG b e ze i c hn e t vJ e r de n .

Ei n e be s s e r e f Jb e I' s i c ht übe r di e G e st a lt des

Rin~es

und d ie A nor dnuns d e r Subs t it uente n '"':obe n die / r o j ekt i on s f o r me l n n a ch

F..A'dORT H:

CHz.°H ^CHl..0l

I

^~ CHlOH

0

H C O-H ₀

H _H

I/ I

^{/ H H}

C

H

- - ' "

c

--- ^{I ~OH} 11/ _~o

HO OH

HO I HO

C C

H 0/1

I ^I

_H

H ^{OH OH}

oc-D-(+

) - G lu co s e D -(+)- Glu cos e ß -D-(+ )- G lucose

<X.. -

und r - ^{G l uc o s e w erden als H :: ü b a c 8t al e l ei c ht d urc h}

1:"1 0.5-

seI' hydroly si e rt; s o

daß

si ch in

w~8 sriger L~s u n ~

e in G le i ch- r';e wi c ht zwis che n

^d

on b eid en

^Fo

r men e i n s t e l l t . D ie

^{Umvrrmd L unr;}

d er bei den

z.ykI i

sc hcn

Ila

L b a c e

t

a Lo orfol f ::;t h i orb e i lib er d i e o f fe nk e tt i ce A ldehydf or m, d er e n K on zent r a t i on i m G le i ch3e - wicht j edoch sehr

~eri n~

ist (c a .

0 , 1~) .

Die se s or i n=e Kon- zentr ation re ic ht abe r zur

po

s

^i,

t i ve n :::teakt io n rn i t ° F8 L l i ng-

\...---- sc he r

Li:~sun g

au s ,

da

s i e i n

dom

l " :aße , wi e s i e verbrauc ht

vri.r-d ,

aus d er Ri nßf orm nac hgeliefe rt w ird . Daces e n i st d i e Kon zg n t ra- ti on f U r di e reve rs ib le Re aktio n m i t

fuchs insc hwerc 1 i~er

Si u- r e z u

l;erinc~.

~Ji e

:3 t r uk t u:b d e s G l uc os emo 1eki.i1 s

wi.rd wa hr- s

c ho

i

nl

i

c h

am

b e st en d ur ch di e

Kon

r or ma t.Lons ro r- ne L n n a c h

RE :'l ~3

r l ar ";e s t e 11t:

H O-+--=-~\ H

H O~t-H _H

_OH

~

- D -

(+) -

G l u c ose

1+0

011

H H

ß - D -

(+) -

G luc o 38

l - ßlucose : die frei e daß di.os e Stel le boi der Dor Pyr ano serinG i~~t nicht eb en, conder n 3es;~elf ür I!lic;, ^{\'JO -}

bei hie r die ue iden lla.L bac et a.Le in~der ener.:::;etisc h c;ün st i g s t en Sessel f o rm wie d er Gegebe n werden.

Das Glucose mol ekül ist als o ein zykl i sc hes lIalbacp.tal , das nun mi t der J~droxylßr up~e eines weit e r e n ~l u co3 emoleküls

nach dem bereits clarGeste l lten i''Jechani srnus unter \Ja s;,:erab- spaltunG zu einem Voll ace tal r e a gi e r e n kann. Auf diese Wei s e ents teht ein Dis ac c h a rid. Den Bi n d u n e s t y p bo~eichne t ma n al s Glyk o s i di s che BindunG.

Im Fal l cbr St:irke reac;ieren zwei, ^{0(.. -} D - (+) - Gl u co s e- mo l ekü le mit.e i.na nd or , ind e m die hal ba c e tali sc h e Hydroxylgru p- pe am

C

₁ ^- At o m eine Bind ung rr..i t der Hy d r o x yl[';rupp e des

C

_{4 -}

Atoms des zwei t en Glu cosemo leklils eingeht. (Ab b.

3)

Die Bin- dung wird errtspr' e c bo nd als oe. - 1,1+ - c;lykosidi s ch bezei chne t . Das ents t a n d ene Disacc har i d ist die ['Ja] t.o..e,

Zwiscl18 n weLclieri TT;ydr o x./ l:"jrup en ei ne Reakt ion er fo l Gt kann au f ex periment ell em '1ec;e durch r-:et hyl ier un(; und an s ct~li eßen<l e Hydro lyse be s t i mmt werden . (Di e s e Hot ho d e rnö c lrt o ich an di.e s er St e l l e kurz vorstel len , da sie f i.lr di e St ruktura u fklürunp; dor StÄrk e wic ht i g i st.)

(Abb. 4) Durc h Oxidat ion mi t ßromwasser wird hal t ose in die

r·iono carb onsi..~ure D - 'i:Jaltobionsäure über führt : di e hal bac e - t alische Grupne , die nic h t an der B'i.n dung b ·~te il ist ist , wird durch ei ne Ca:rbo x~lc;ru.l',;:Je ~ekennzoi.chnet ,

Bei der anschließende n Methyli e run~ mit Di me th yl s u l f a t un d Nati r -i. umhyd.rcxi.d wer de n die fr eien nJ(l r ()x.jr].~; rUI"i)le n dp.r ~'1alto­

bi.ori ai ur-e «Ls r.'eth o :·:;73~C U~)~)cn ;';e kc l1l1z8i e hn et .

Be i der Hy dr o1,)'so elc~ r methyLiert en .s~;,ure in ;,·"11)1'8 1' L,:;s1.lllS z.eic;t ,101S Ji'eh Lln einer ":p-t1; o xJsrIlI) ~)e , wo Lche iT.'jd r c" ;.y1Cr \.l )pr.:m an der Hi n dun: betei l iGt sind .

-;;8 8ntste 118n 7,l Je i "r ()r1llk t c :

(1.) 2,3 ,'~ ,6

-

1' ('7,r: 1. -

n -

"Int;]l.y l - D - 3Ju~()s c: di.o nicht - methyLiorto, fr eie ~iy(i.r oxj,'lt~ru. pe arn Cf - At o m zei L;.;t, daß an dieser :'t e l l e \1i 0 Vnl'kni'pfun~ i'l1.t \le^I" ZVJci

t

o n Glllc() :y~cin .l Jeit er fol c;t .

b)

2, 3, 5, G -

r]~etra -

0 -

^mo

t

hyl rTydr o x yl ::'.:r u P!)8 <;1.111 C'i - Atom zoi gt ,

,'--'

I '<et hylierunc; nicht zll s : 5n31ic ' t w :-l.r

unl

s om i t

ni c

h t

r.n

der G'l

yko

s i.d bi.nd uu

-t

b e

t.ci

I i c;t is

t ,

Da nur eine halbacetalische Gru p oe a n der Bi nd un3 b e- t eili Et ist, b es i t zt

dR S

Malto s e mole k lil eb enso w ie G l u- cose r eduzi erend e

Zi~ensc h af ten,

w as a uf eine p os i t i ve Reakti on mit

Ee

hlinc;sc h er

I.J()Sl1TI3 s

c

h1

ie B en

Läßt ,

v / i e s i e ht nun die

~)trukt u r

des C 3t nr k s l !101 eld il s au s ; wi e- vi ele G l uc o s ee i n he i t en sind a m A uf bau beteili gt?

St ä r k e ist nicht homo

gen

auf'jeb

au't

, sondern b esteht a us zwei strukturell unt er sc hie dlich en Po l y sac c h8 r i1 e n , die durch speziel le

~e t ho den ,

a uf d i e ich in d ies em

~u samm e n ­

hang nicht

n~her

einGehen m 5c h te , ße t r2 nnt werd en kH n ne n . Sie unt e

r

sc

11

e id en sie h

u , a • dur-

chi

hr

e

^T"a

s

~'öe r

l ös

1

i c hk

o

i

t .

:c.;s handelt sic h einmal um die \my lo '>e , die in heißem \)as- ser f a st voll st indi g l Hslich i s t, un d u m hmy l one kt i n , das nur bei

l~nc e re m

Er hitzen in

verdli~ nt er

N a t r on l a u c e in L5- sung c; e ht .

Am~lose

und A my l op ek t i n un ter sc heiden sich fer ner d urch eine untersc hi edlie be Re aktion m i t J od - Kalium j odi.dl 5sunC, der s

OG.

LU Golschen LHsunG:

Versu ch

6~

n eak t i on von Am ylose und

~mylopektin

mit LU30l- sc her I) )sung

c

a ..

10

rnl e i n e r

AmyLo

s e-cund

AmyLo

pe .k

t

i.n.L osung

(0,1 g

hmy l o s e b zw. Amylopektin werden mit

100

ml

0,1

n Natronl au S8 v ers etzt und s o l anee unter

Rühr-o n

erhitzt

bi

s eine

nuhe

zu

kLar

o

Lö

sung ent- s t e ht .

An a c

h'l

i

e

Pen d wi

r-d die

Lö

s un r;

rrit

halbkon z.

H Gl s a uer Ge

r

'1 a c ht

_(pH~

3).)

we

r d en jevwils m i t 1 - 2 Tr opf e n LU 30l scher

L~suns

ve rse t zt .

Amylop ektin: Violettf jrbunG!

Amy

I.ose:

Blauf,:i.rbun~!

jhna(~1"1 wirr} ^o

ine

~)t

ar-k

V(~rd i i nnt

o

() t

::r k e l

ⁱ):.3 l.m r:;

c b onf'uI I

G

mit 1 -

2

Tro pf en

I·u~ols c her L~suns

ver setzt:

") ti ir ke : IH auf ,:il'bul1:';!

~uf

das

ZU3tand eko~men

d er Furbunt e r schie d e und den r e -

c h ani.smus di.e c e r

.Tod - ~)t

: ;rke - Re ak

t

ion \'J 0rje ich ::;l e i c h

noch

n~her

ein G ehen.

Amylo s e: bei d er

vollst~ndi g en Me thyl ie r un~

und ansc hlie- ßende n hydro l y t is che n 3 pa lt un s er hä l t m a n vor- wie gend

2,3, 6 -

Tri -

0 -

methyl -

D -

gl u c o s e ( a) und d a- neben e i n e kleine

~'ie ne;e 2,3,LI-,6 -

Tetra -

0 - !pe th~{l

-

D -

1-/0 H

/ HP UiJ

s: 0

H H _I~

(b )

01-/ OGH

J ^I

J J Z

H O C H ] H OUi.?

Be i m Trim et hyl deri vat st e hen nur die

l~d r oxyl Gru p pen

a m C

_{z - ,}

C

_{J -}

und C

_{b -}

A t om e i ne r M e t hy l i e r un s zur Ver flißu nc , d . h . diese G r uppe n sind n ic ht

an ~i ndun3en

bete i l i gt . So mit i s t

jede G l uc osee i nhe it m i t zwei and e r e n

~l u c osemol eklil a n

v er- bunden, u.z. e inm a l liber d as C

_{4 -}

A t om und ej.n mal lib er d as

halbac et ali s che

C₁ -

!'- tom . Di e s l: :ßt

d

ar a uf s c hli e ß e n, d a ß Amylo se a us einer unverz w ei c t en

Slucoseket~e

au f 3ebaut ist.

Die ge r i nge

Me n~e

de s Te tr a methyl derivat s .i s t ei n Deweis d afür, d a ß es si ch bei der Amyl os e ni ch t um e i ne s e s c hl o s s e ne , z yklisc he G-l uco s ek ett '3 ha nd e l t . T h e

r~ethoxy~ru.:pc arn C_{4 -}

At om bedeut et, d a ß di e se Ste l le nic ht an Bi ndu n s en

be t e il i~t

i s t , s onde rn da s Snd e der G lucos eke tte b il d e t.

g l ucose (b):

O~pC.113 {,

51 0

(a)

1,'+ -

und be-

1+

H 01-1

:,~~H'OI~

⁰

I

H

I

o

I ^{01-+ H} I

I

I

~h

0 ,_5:;~ 'I'otrau.et hyLgLucose

H 011

H OH ^I

L

Da be i

di

e s c m

Vot'fahr

on un ;;er.i ll :r

HO

A mylose i s t

d

omnac h au s Gl uco semo le k i.i len ,

di,e CX,-

C; l;y-kos i d is c h m itei nand e r vcrk n i . ipft s i nd , auf Ljebaut sit zt ei ne r edu zi er e nde

En d.g.ruppo:

H

~:'OH_O

^H

~~:H'OH

⁰

I. 1 'I.

.. ,'<

o

^{011 H}

I

ent s te hon, vJiirde ( l i e s b edeut en, d a ß d ie

AmyLo

s eko t

'~e

a us c a ,

200 M ol ek lil e n aufGe b a ut w ird. D hy sikali s che Me t ho den er C Qben

aber e i n e Ket

b':tll :':.l1C;O

vo n

1C.r,:{; -

1 \ ·000 G l ucosee inhe i t en und

s orn i t H o

LeküLma

a oen zwischen

15C

oee un d

6C:O

üCO . Of f e ns i c ht -

lic h find et e i n te ih18 isor Abb au d e r le e t L; e auf der St u f e cl e r

!'lethylierunß statt.

-<4.rnylopel(tin: bei der vo Ll s

t

ändi.gcn r·~et11JlierUl1.p; und arr-

s ch'li . e ß e n d . e n Tl:iclrolyse e r 1 1 8 . 1

t

^{m a n b i . or n eb e n} dem Haupt arrt ei L an

2,3,6 -

Tri - 0 - mot hyL - D - ftlucose, der aus den ^{cx, -} 1 ,L~_ - C1ylcosidisch ve r-kniipf't.en Ke

tt

eng.l i.ed er-n st amnrt , e twa gleic¹1G I'~Iellßell von jeweils 4 - 5:;~ an

2,3,4,6 -

Tetra - () - met hyI - D - C1Llcose und

2,3 -

Di - 0 - met hyL -

D - glucose es.u.).

0

1-1 H

(-1

t., -,

OCH] l-f

HO

⁰¹⁴

~.

1-1 OCH_J

Die r,'lcnf"jo

der Tetramet

hyLd e

r

i

va

te

wür

d e b

e

d aut e n , d

a

ß

si

C11 bei

unverzweigten

Poleklilen Xettenl~n~en von nur 20 -

25

Glu- c o se e i.nhei t en erCC1)er1. Dies sp'ri c h't a I Lc rd i.nr;s ge3en d.as er- mittelte Ho Lckul ar-gewi.clrt _~fi.ir .t\m,)rlOI)el(tiIl VOll C~J.• 1

5C

^J() ()(lO,

was

lln~ef;irlr

9

00(") - 10 ()OC\ l~'lllcoseeinh8itell

on

t

s

p

r i.c

ht , Den ho he n .En(lsrl1~::1)Gnsell<J.lt kann man aorni

t

nur dur-c h ei118 ver- Z\oJe_i~~te No Le kü I struktur er1(1~~~I'en, vlof'Ur auch das Dirne

t

hyl-

derivat s

pr-i.c

lrt ; dieses kann

nur aus

s

o Lc hcn Glucoseeinl1ei ten

s

t

amucn , bei denerl auc h die l!y(lroxyl(;l~U')~"e am Ob - At cm durch eine glyl<..osidische Dinclung b Lo c k i.e

r-t

ist.

Amylopektin besitzt eine stark vcrzweißtc Struktur: viele

~

kur z e Ke

t t

eri aus

2(; -

25 Glllcosenlo1e}=üle.ll sind

li1JCT' ^C{-

1,6 - Verzweigun3sstellen

miteinanJer verknlipft~(s.u.).

CHlOH CHlOH

0 0

H-

' " 11

H H ^H

H

-,

,

_,

oH ^1-#

0

^{Of-f 1-1}

'0 l---···.·

⁰

_I

H OH

Cl1_l0H ^H 011

eH). G/1_lO/~

0 l ⁰

H

^{1-1 H H I~ H}

H

H H

...

cf

^,;"

" li OH H

0

^{014 1-1}

Cf

H

OH H

01-1 H _01-1

S c h am a t ^{i .s c} he T)a.r s t e

l

^{L u rig} cl(~s ^{A m yL o}p e k t i .n m o L o k i i I s

: [HO

I

Li

^j

_i

Die h

öhe r e f10

1

e kiil rn8. s::

e un d der ,,"ufba n

.::lUS verz\'Jci:·:~ten

Hakr- omoLek iiLen s

ind

wahr-sche

i.n.Li.c h f

ür d

i e

1,';as:^{c , e r}

u n li:.:sl. i c h- keit v

on ~m y lopektin aU3 s c hl a ~ ~ehend.

T

iäu rn.l i c h e St r l.lJ.:tuT' des _St.~;rlr er~o l e kül s (.Tod

-

r)t.=c:.r k 8 - Reakt

i o n )

Di e Am;-:'

l osel\:ette

bi Ldot oi no 1:(,;1i.~~struktur, d

i e

dur

ch

d

i e

in der

C;e sse

l

k o

n f i

3 u

r a t

i

o

n fi.xierte n 0<.-- D

-

,,} 1 11 co s e 8inhei

t

en

verurs

aclrt

wi

r d, d,1,. ^(Ji8 errtst.a n dene

n

l:1

i.nke 1.

~3() r:.:: e Jl

f

ür oi.¹¹⁰ sc_{braubenförrliE~ e} Anorxln ung (tl..;)b.

5

und G) . 'hJ'hrsc11'8i

n 1 ich noch

unt. er-atiit zt dur-c

h

L!<J.ssc'l

rs

Lo

I'

f'b

r

ii c .ken zwi

s c

u>n ily dr-o x y

I>-

c;ru p :)e n u

nd

dem SD1Jc-:!

rstofi:'

der .Fyranoser i n3e . I)nrart i _0e

'~ chr-aubon st r-uk't ur-e n konn

ten

:'".

•

!3. bci, den KornpLe;,:e n de

r

AmJ-

lose

mi t

Jod

be

i

d

e r

.Tod

-

')

t

i,

i.rk e -

J-i.ealü i on durch Höntsen- st

r-uk

t

ur-

anaLy ae

n

ac hc;ewi es e n wAY'cle n, woboi eine Umdr-ehu ng

der

Sp

i r a le c

a

,

6 Gl

u c OSel'lo l.

r)ki

ile umr aßt ,

'Ja

d

i e

,J

oclato

rne

i.n d

en Colll raum der rr(~l.ix {~ in3elasert W3

r

- den, boze

i.c

bne

t

man

s

olc he T3i.ndHn~ s.formen a

I s

',i;

ins ch l u ß v e r

- bi

ndun

go

n

,

Die bei d

er J

o d -

'')

t

i,irk

e -

;reak ti.o n vor\'fen dete T

,ll!jo l s che L;is ll.n3

wi r d d.u r c h L(;:;en v

on

.Tod un d Ka.l

i.um

j o

d i.d in

',)as;;,:;

r

her~estp.l1t~*)

Die

,To Jicl - Lon e n

sind

notvo

ndi

~, ^dnrnit

iib

e

r h

-rup t:

die r-o Latii v

poLnr-on _iiy d r o xyl:::;rll~)p e n do

r

(\m,;rl osG pas

s

i or-t V

Je r - d

en

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0

K

betr,

:ic;t. D

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Amy l 0 :)0 he

I

ix .l i.errt Le di g

l ic

h aLs :ia t r i x f Ü.r ei-

n

e

li

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rd nun

g der .T0 cl~< e l~Le. Urrt or l',cl; c

i 1. ic;

un;:;

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.El e}(t r on Onp[l:'l.re ^·:'111

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'8in

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J

i l J u n ,:::; von

(X)

1

:3 JO:

l

und 2 ,,

'

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llT!! j

o;lid 1'{'HOllen a

n 4

^.111 "/8.8 ,e

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e l. :;s t und

, rni,t

W

a ssf'!r 8.11f -'3:'O rnl ^1-11.1

f

3 0flillt.

o

Resonanzform en ko mme n .

Die Ano r dn un g d er Jo d ato me i st nun

⁸⁰

c;U nst ie; ,

^{Clcl ß}

schon durc h d a s sic ht b are Licht ei ne A nre G ung e r f ol ct und Slektronen leicht von einem G r und- in e i n en Anre cungszustand ge bra c ht werden k ön -

nen.

Dadurch w ir d n i e int ensive BI Ruf 8rb un g b ei der s og . J od ·-

St~irk e

- Reaktio n hervor se eu f e nj wo b ei di e 'G e d i nr;un ge n in ei-

ne r l iin e; e "en A mylos eke t t e a b

^C,'1.

45 - 5 0

Glucose~inhei

ten a m

besten sind.

Anre gungszust and

G r und zu s t a nd

r-

\

\ I I

I

,

I

- - -u -/_ - -

6[

Bei kür zeren A my I. o s e k e t t e n ve rse l- t ·: d .ncl et die Fur' be a.I Lm

'ih-

lieh

iibe

r rot bei c a , 20 un d Cje l b b e

i.

un ge

r.i

hr 1 2 G l uc o see i n-

he

i t

e n , Die c

^{h.rr- ak}t

er

i.st

i.nc ue

BI:::-tufi=irbun~j

bei dc

^r

J od - 3t . :;r -

k e - Reakt ion ist au s s ch l i e ßl i c h eine

~ice nsc h a f t

de r A my l o se ;

Amylopektin

er~ibt,

wie bereits ge ze i3t (Vers uch 6) , mit J od

ledi g lich ein e

Violettf~rbun3:

die Se i t e nket t en bes t e hen nur

aus e

t

w a 20 - 25 G l uc os e mol ek ü l e n :

Aussc hni tt aus einem Amylo

.e lct

i.nmo

Lekü

l :

Die Jod -

'Jt~-i.rk 8

-

.Re

a k t io n i

st

t

e l'.psratur abh:-;n3i s:

Ver s uc h 7:

TG m pc.r atur abh~inbi Gk\:~i

t

(18

1' J oJ -

Sti:ir~\: e

- Ro

akt.Lon e

in e verd

iinnte ~3 t :-;r;( e F:·3 ünc; (

c a , 30

m

I ) wj,rd mit 2 - 3 Tro

pf en Lu~ol seher

L6sunc ve

r s et zt

(V

Cl.

Ver - such 6 !) und kurz in ein hei

nes

Uas

s er b ad c;e t a u c ht

:

Di e

F

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1J.::rs u ch ß: Nac}lh18Ü5 von Stürl~e in I'Iahr u n:,;smi t i,el n

einise Bro tkrU me l und Nu d e l n werde n jewei l ~ in ein em ~e 3 G e nz G l as "ii t co, 4 -

5

ml 1':11S'.,e1' ve('- setz t und über delll 'Bronner ku rz zurn ~::.i o d eJl erhi t z

t ,

Nac h dem Ab kühle n in e i.nera .ci sbad (auf die Te f11l'e ratur (:\bh'inf;ig}: ,~it der Jod - St:; rke - Roaktri on wur-do bereits hinGo'die .en: Versuch 7!) werden die t r-übcn Ii'lüß i ;:;kei t e n dur ch ein F~Jlt enfil tel' fil- t r iert, wobe i das Fi l t rat in ber eit s vorb er ei t ete verdünn t e LugoLsc ho Lösunr; in e;r oß8 n Reo c;e nz Gl üs e rn (25 ml '.1as scr und

5 -

6 Tropfen Lusolsc he r L~sun ~) Gesebe n wird .

Na n beobac l~et eine so f ort iGe Blauf lirb u nc; , ei n deu t l i che r Hinwe i s au f vorhanden e St~ rke !

Durch das ....;rhi tzon Geht ei ne kleine SLii.r t,ellw n. ge in V:·s u n:.; , die nac h Abk iihl on au f Rauratompcr-at.ur- die char-alcter-i.st i sche Blau fii r b un,-:; mit l,u::.:;olscher Lös ung er:r,ibt .

Dami t die mit der TTa 1lr unc; au.r~~(;n om!r;ene Stii.rko im ;')to f f - wechs el ver wertet wor-d en kan n, mu ß sie zu ~l u co!-:;e abge baut v/e r d e n . Dios er fo l~.:;t durc h hy d.c oLyt i o ch wirk e n d. e Enzyme, di e Hydr-oLaacn, Die für den Stärke:lhbau ver antw ortlic hen Enzyme werd en al s Mn,ylnsen be ze i chnet . Zu den Amy lase n z^ä h.L t auch das Enzym PtyEtlin, weI.c hes .im :'undsp ei c h el vork on:mt . Sei n e Wirkun cs wei se mBchte i c h im fo ~ e nden Versu ch zei~8n :

Vcr:3ucll

9:

Enzymat i sche Hyd.roLy ae von St.ciJ~ke durc h nu n d - srei cbeI (Pt y alin )

Vor-ber-ei t un g: in 10 kl einen R8 a02nz :~1 i"is ern \I1cr - den ,je 10 ml. '.!as.1AI' mi t je\'J8 il s Lj. 'I'r-opf'an I,uco l - scher- I,;;sunc; ver s

et

zt un d kur-z ~5e 3 c1~ütt elt. Dir) Jodl ö slm s en soLl.t.en nu r: sc hVJ8.ch :-;01b [; nfii r bt soi.n, I n cilJO:11 1(,:0 rnl 2rlon- moyar-ko Lben \'Jerclün 1Ci ml ei.nor 1 ;~i s en :~t.:irk e l ~·f3Unc; (l:;slicho Stär ke ! ) mi.t 1 ml T~hOSl'll3.tpuf' f01' (:)11= G) vcrmi o c ht , In oi.u e m 2C:() ml :Gcc110 l:'Clas ';/1.rd ,.1i e :)~lcichel l" su n « vor:) f~reit 8t: 31'9i - chel (1x kr :_ift i :::; sl)uc k en! ),

5

m'l 'las s or und 1 m.l Phos pha'tpuf";

fer ( )c hilt t ol n! ). ;i'r';I'ner:- wi r-d uoch oi.ne 20C p.1 ~;:Ll;)O lldor.f -

Pip(~t t e uorei i; :~;8 1 (JC;t .

Vor-suchs c1 urehf'iihrun g: 1)i e 3 [jeic1'el lösun- ; wi.rd zu r ') (,:::r.kolö-

•

sung geGeben und dur-c h ~-)C~1l.i'~t~le11 ve rrri s c lrt , ;:)orort~ zu Besinn

u n d d a n n jevJeils ⁿ a^{c h c} a.• ^{2 0} (')ektlD.clen 'rJerrlen ^{2CYC, }1.1} ~Jl.1.S ^{d e m}

Re aktri ons jemi scb errtnommen und in clie VOJ:bel""'eitete .Iod.Lösung

GeGeben;

.f~s errt s telrt eine ]?'c..l.rbj'eihc: b]_,:1.11 ----) r-o

t.br

aun ~ ~;e1b ~f arb Lo s Nac hd en; k o i.no FS.J::bI:rjcl1(tion mo lrr zu beohaclltt)ll. ist, wi r-d

(las 11eeJ<-tiOIlS[jeJnisc11 nri,

t

7e-11.1ir13scher~ Tl;~ ~31.111C: auf reclu zierencle Zlllcker c;epI"l'i..i_ft: c a ,

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rol. (Jes Tte;1.1{tionB2;e1Iiis(;h(~s idCjI~d,en mi

t

vor-be r o~ • t...i ~etpT'Lt J ~.__ Ti'prl].t...; - ' -

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nt. ' ...Js cI:;) har-.L... I_ J .~··SUl'·IC'"• ... _W

(Tj'

l .J-J^Tl' T1 "1.L. ITr.T.(~·. f'-'l I_ ^111..., . l .. ,(1 IT·. . • ca• 6 rn.l )1 r

ver s et zt uncl in o i.n heißes \.Jasst~rb~1.d [j8stellt.

I·~(3.c11 1J_n~~efci,11r

3 -

⁴ Ni.nu'to n h.at sich ^rotes l~lJ.l,f8r(I)-oxid

gelJildet!

(J'\.uf das Ve r auc hs o r gobni s v/erde .ic h r;l.eich 110C}1 ri'iher ein- GCho n l )

~eIl Name Amvl

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s

C}r1.1~)penl}ezeichll.Uns

ver- wendet: man

unterscheidet haupts~chlich

zwischen

zwei

Amy-

Laae

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vr.en : OL-U .L l...II·I-TlrlS(~ ((lextrino(~<:ne .~\.n·vl;1se),( .....-1 c.... und. (3 - I\m'-jvl;-:lse•..

(sac.c11aroc:;ene

ltIn~118se).

~'JiT'1{ljn:-';GT:Iei3e de~e ~\Tn~v18s9n:

Im Gecensatz zur

S~urehydrolY3e verl~uft

die enzymatische

Ilydr-oLys o stl'.'erI3

:ezielt,

inclern von einem bo s

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rnmten Enz

yrn nur d

ie

j erri.ge n 13il1.C:l.Un3en ces'palten vJerd.en, d.i.e in. seinen

Spezi_fit:~;.ts1)ereicl1fallen, d , h , clie st,~:i.rl(eo.bbc~1.tenden Enz~,rme

unt e r-s c

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AmyLa s e

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ypon s i.nd aTl e r-d i.ng s 11111"l Ln d or La.se cx. ... C;l~yl~osidische

B'i.ndunjen zu s paLt.e n ,

a ) cx-'\rn;·'ln~1e: oC- '\m",:Tlcl~~n

creift

clie ~,IIal'\rornolol(illG .im "7Jen- t.r-urn" an , wi.t-kt al so als .\~~Jl{loerlzJ/nl, d , h.. sie s paI

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ot prnkt i.s c h \vahllos di e 0 ( - 1 ,l.~ - L~lyh.osi(lisGr)ell Birl-

dun~3en VOll

Amy

l.o s o und Amy

l

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in j_llrleT'~1o.11) d~~l' Glllcoselcet-

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br-uc hs t.iicko ,

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so kur z , daf Si·3 rnit .Jod.Lö sunr- ]\.~~ine ~e(Jlcti()ll '''loh~r zei~:en.

Endp r ocluktc si.n d sch'ließ.l i.ch r1al t o s 8 und Glucose , d ^s h, r e- d.uzi.er en dw'i. r-k onde 7,ucker, Wi8 di e Real<:t io n mi t J'ohl i n3 sch ar L5s u ng in Versuch

9

zeigt e . ^{d -} \mylase verm a~ allord~l~s

nicht di e 1,6 ..,. [31ykosid ische n Bindun Gen 'im Amyl op ek t i n zu spalten (:;0.

u . ) .

loli rklln r.: GU r ,~m ~lJ.o se : r1an vorrnrt et , dLl8 das (~n z;ym an der Spi ra lst rllktur ::'l.n~"':re if t und "bcriachb ar-t o :" , d ,h, um ei.rie VIin- d ung en tf e rnt e Glyko~~ idb indun:3 spaI t ot (Ab 1).

7).

Durch da s Öf f n e n der Ket te ns cl~ i nßen i st nicht mehr die Bi l duD3 ei n or Ei ns chl uß ve rbinduns mit Jod m~ gli ch , so da ß di e Jod f i r bung relat iv Dc hn e l l vers c hwi nde t .

~)c herrw.t is c h wi rd dür Abba u der Amyl ose durch cc - AmyI.ase in der Abb , 8 darG e st el l t (An yl ose ist in o I'f'enk et ti,,,;er Form

dar~e stc ll t): Al s ers t e ~paltpr o i~~te trete n hie r b ei ~unHchst

Oligos acc h a ri d e von 5 -

7

^{Gluco s eeinheiten Ru f , di e da nn}

wei t or in r·b l tose und. Gl ucose (::J.us unjern.dz a^ll li ge n Dr u c h - stU ck en ) zerle~t werden .

~!irkun'"'; nuf _{'\ f!1yl o" e1<;.~in: (~\.blJ.} 9) Der A.nc;riff des En zyms erfolßt zi e ml i ch wahl l o s , di e ~ns atz s t ol l e n de r Sei t en ket t en werd en üb er' sl~ J:'u nn::en . nei l~:.nGe r e }' [~ irn" i rkunr:; wGrden di.o c;rci s - ser en ::'3ruc]l stÜcJ<:G ",rcit e; ch e nd 2",U f'1al t os e a'or:sebaut • .!\n de n Ve r- zwei.gung sste l le n ent st e h t elie so~;. I'·'I::ü t o t r io se , di,e zu ei -

nem Gluco s e- und ei nem Is o rnalt o s e mol e ki.il .c;esp"ü t e n wi r-d (Ab1). 10).

b )

(3 -

/\.m~rl<l:~ 'J : Irq Ge c;ons atz zur 0(..- .'\.l!l~l l:J.se ~~r·8 i f t di e

(3 -

Amyl aae arn I:e t t e n ende an , \"li rl-;:t a.l ao als Zx oen zy m, 1.J. z, snal,tet sie vom ni.cht r-e d uzie r-enden :~nde

he r die jewei l s beiden l etz t en Gluco ua ci n hc ite n ab (\b b. 11), sie ve rmag all Jrdi nss ob o nral.ls n i.c h't 0( - 1,6 - 1~lyk o s iclü:ich e

Bi n d u ngen zu sp alte n . Au f dies e ~ei 8 e wir d r e l ativ r 3sch r8- duz i e r endw i r kender Zu c k e r gebi lde t .

'-J:i.r k u nn; ,Juf !'.myl o s e : I\m~:lo ::i e \·,j.r d. du rch

(3 -

l\ myl 8.G0 pr-a k.- tisch vo l Lst.iindi.g zu _{~:lalt os e} o.bc;el:wu t (Abb. 12).

'.Jirk u n ;; auf Amyl ()pckt i n: (1\bb, 13) De r Ab bau von A.myl o pe lc- tin

vcr-L' tur t

zunichst ebenfal l s unt e r AbspaLCUl1[; von j\'Ial tose vom nic h tredu zier en den l~nde der Seite nke t ten her . 30bald jo- clo ch dies e Seitanket :,on von 2() -

?5

SIuc o se ei.nhei ton bi.s vm eine 1,6 - Ver zwei~un c; ss~ el l e abce baut sind, bloi b t der en-