Próba jodowa

Schematyczna budowa kompleksu amylozy z polijodkiem
Wyniki dwóch prób jodowych zacieru słodowego na obecność skrobi. Po lewej stronie wynik pozytywny, po prawej negatywny. W środku odczynnik bez dodatku próbki (kontrola)
Próba jodowa dojrzałości jabłka wykazująca wskaźnik skrobiowy ok. 4–5

Próba jodowa – sposób określenia zawartości skrobi w badanej próbce. Wykorzystuje się w tym celu wodny roztwór jodu i jodku potasu[1][2] (płyn Lugola), który ze skrobią daje trwały kompleks o intensywnej barwie, od niebieskiej do czarnoniebieskiej[3], ewentualnie purpurowy[1].

Historia

Barwną reakcję jodu ze skrobią opisali jako pierwsi Jean-Jacques Colin i Henri-François Gaultier de Claubry w 1814 r.[4] (3 lata po odkryciu jodu), a próba jodowa jako metoda analityczna została opracowana w tym samym roku przez F. Stromeyera[5][6].

Struktura kompleksu

Jod (I
2) w obecności jonów jodkowych (I−
) tworzy jony trijodkowe (I−
3)[3][7], które z frakcją amylozową skrobi[8] tworzą kompleks zbudowany z lewoskrętnej helisy polisacharydowej, wewnątrz której znajdują się łańcuchy polijodkowe, zbudowane głównie z segmentów I−
3 i I−
5[9][10]. Strukturę kompleksu ustalili w latach 40. XX w. R.E. Rundle i współpr. za pomocą rentgenografii strukturalnej. Helisa amylozowa ma 13 Å średnicy, skok 8 Å, a na jeden obrót przypada 6 reszt glukozy. Łańcuch polijodkowy znajduje się wewnątrz helisy, w kanale o średnicy 5 Å, a odległości pomiędzy atomami jodu wynoszą ok. 3,1 Å[9] (w cząsteczce I
2 jest to 2,66 Å[11]).

Barwa kompleksu

Zabarwienie niebieskie w próbie jodowej dają łańcuchy amylozowe o długości co najmniej 40–50 reszt glukozy, co wskazuje, że do uzyskania tej barwy wystarcza łańcuch polijodkowy krótszy niż 12 atomów jodu. Jeszcze krótsze amylozy (<30 reszt glukozy) dają barwę purpurową lub czerwoną[9]. Sytuacja taka ma miejsce w amylopektynach, które ze względu na silne rozgałęzienie mają krótkie i mało stabilne fragmenty helikalne. Poza innym kolorem intensywność barwy kompleksów amylopektyn z jodem jest znacznie niższa niż w przypadku amyloz[8]. Dekstryny (produkty częściowej hydrolizy skrobi) o większej masie cząsteczkowej zabarwiają się w tej próbie na pomarańczowo, czerwono lub czerwonobrązowo[1][12]. Frakcja dekstryn, która daje pozytywny wynik próby jodowej, nosi nazwę erytrodekstryn[12].

Zastosowanie

Próba jodowa stosowana jest do wykrywania skrobi w różnych próbkach[13][14], m.in. jest rutynowo wykonywana w browarnictwie, w celu stwierdzenia skuteczności procesu zacierania, czyli określeniu, czy skrobia zamieniła się już na cukry proste fermentowane przez drożdże, czy jeszcze nie[15]. Z kolei w sadownictwie próba jodowa służy do określania stopnia dojrzałości jabłek. Niedojrzałe owoce zawierają skrobię, która podczas dojrzewania rozpada się na krótsze sacharydy o słodkim smaku. Dojrzałość owoców określa się za pomocą tzw. wskaźnika skrobiowego w skali od 1 (całkowite zabarwienie przekroju) do 8 (brak zabarwienia)[16][17].

Ponadto powstawanie barwnego kompleksu skrobi z jodem wykorzystywane jest w jodometrii do wykrywania jodu[3][7][2]. Technika ta pozwala wykryć jod w stężeniu 2–3 ppm[6].

Reakcja ta jest podstawą działania wskaźnikowych papierków jodoskrobiowych, służących do wykrywania utleniaczy. Zawierają one osadzony jodek i skrobię. W obecności utleniacza jodki utleniają się do jodu, który ze skrobią daje zabarwienie[3][18].

Zobacz też

Przypisy

  1. ↑ a b c Jan W. Gooch, Iodine Test, [w:] Encyclopedic Dictionary of Polymers, wyd. 2, New York: Springer, 2010, s. 395, ISBN 978-1-4419-6247-8, OCLC 704393902 (ang.).
  2. ↑ a b Barnet Naiman, Preservation of starch indicator, „Journal of Chemical Education”, 14 (3), 1937, s. 138, DOI: 10.1021/ed014p138.1 [dostęp 2022-04-26] (ang.).
  3. ↑ a b c d Geoffrey Rayner-Canham, Tina Overton, Descriptive Inorganic Chemistry, wyd. 5, New York: W.H. Freeman, 2010, s. 467, ISBN 978-1-4292-1814-6, OCLC 763131960 (ang.).
  4. ↑ Colin, H. Gaultier de Claubry, Mémoire sur les Combinaisons de l'Iode avec les Substances Végétales et Animales, „Journal de physique, de chimie, d'histoire naturelle et des arts”, 79, 1814, s. 111–118 [dostęp 2022-04-26] (fr.).
  5. ↑ Stromeyer, Ein sehr empsindliches Reagens für Jodine, aufgefunden in der Stärke (Amidon), „Annalen der Physik”, 49 (1-2), 1815, s. 146–153, DOI: 10.1002/andp.18150490108 [dostęp 2022-04-26] (niem.).
  6. ↑ a b The Halogens: Fluorine, Chlorine, Bromine, Iodine and Astatine. Introduction, [w:] Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, wyd. 2, Oxford–Boston: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 790, ISBN 0-7506-3365-4 (ang.).
  7. ↑ a b Potassioum iodide, [w:] Pradyot Patnaik, Handbook of Inorganic Chemicals, London: McGraw-Hill, 2003, s. 762, ISBN 0-07-049439-8 (ang.).
  8. ↑ a b N.V. Bhagavan, Medical biochemistry, wyd. 4, San Diego: Harcourt/Academic Press, 2002, s. 147, ISBN 978-0-12-095440-7, OCLC 162570692 (ang.).
  9. ↑ a b c Xiaochun Yu, Carl Houtman, Rajai H. Atalla, The complex of amylose and iodine, „Carbohydrate Research”, 292, 1996, s. 129–141, DOI: 10.1016/S0008-6215(96)91037-X [dostęp 2022-04-26] (ang.).
  10. ↑ Takato Hiramatsu i inni, Iodine staining as a useful probe for distinguishing insulin amyloid polymorphs, „Scientific Reports”, 10 (1), 2020, s. 16741, DOI: 10.1038/s41598-020-73460-y, PMID: 33028868, PMCID: PMC7542459 [dostęp 2022-04-26] (ang.).
  11. ↑ The Halogens: Fluorine, Chlorine, Bromine, Iodine and Astatine. Atomic and physical properties, [w:] Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, wyd. 2, Oxford–Boston: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 800, ISBN 0-7506-3365-4 (ang.).
  12. ↑ a b erythrodextrin, Oxford Reference, DOI: 10.1093/oi/authority.20110803095757346 [dostęp 2022-04-26] (ang.).
  13. ↑ Wolfgang Aehle i inni, Enzymes, [w:] Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley‐VCH, 2005, s. 14, DOI: 10.1002/14356007.a09_341.pub2 (ang.).
  14. ↑ Klaus Fischer i inni, Textile Auxiliaries, [w:] Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley‐VCH, 2005, s. 31, DOI: 10.1002/14356007.a26_227 (ang.).
  15. ↑ Andrzej Sadownik, Próba jodowa, „Piwowar” (2), Polskie Stowarzyszenie Piwowarów Domowych, wiosna 2011, s. 17, ISSN 2082-4874 [dostęp 2022-04-26].
  16. ↑ R.B. Smith i inni, The starch iodine test for determining stage of maturation in apples, „Canadian Journal of Plant Science”, 59 (3), 1979, s. 725–735, DOI: 10.4141/cjps79-113 [dostęp 2022-04-26] (ang.).
  17. ↑ Apple Maturity Protocol [online], Michigan State University [dostęp 2022-04-26].
  18. ↑ Papierki wskaźnikowe, jodoskrobiowe [online], Witko [dostęp 2022-04-26].