Qualitative Analyse von Kohlenhydraten: Laboranleitungen

Lektion: Charakterisierung von Kohlenhydraten

Qualitative Reaktionen

Molisch-Reaktion

Die Dehydratisierung durch konzentrierte Schwefelsäure (H₂SO₄) bewirkt bei Monosacchariden die Bildung von Furfural (bei Pentosen) und 5-Hydroxymethylfurfural (bei Hexosen). Diese Aldehyde kondensieren mit α-Naphthol zu einem violetten Produkt (Ringbildung). Diese Reaktion ist für alle Kohlenhydrate (Mono-, Oligo- oder Polysaccharide) positiv, ob frei oder gebunden.

Reaktionsschema: Kohlenhydrate + α-Naphthol + H₂SO₄ → Violettes Produkt

a) Reagenzien

• Konzentrierte Schwefelsäure
• Molisch-Reagenz: 5 g α-Naphthol in 100 ml Ethanol

b) Durchführung

In vier Reagenzgläser (A, B, C, D) werden jeweils 2 ml der Proben gegeben:

• A: 2 ml 1% Glucose (positiv)
• B: 2 ml 1% Saccharose (positiv, Oligosaccharid)
• C: 2 ml 1% Stärke (positiv, Polysaccharid)
• D: 2 ml destilliertes Wasser (negativ)

Zu jedem Röhrchen 2 Tropfen Molisch-Reagenz geben und mischen. Anschließend vorsichtig 2 ml konzentrierte Schwefelsäure entlang der Wand unterschichten. Bei einer positiven Reaktion bildet sich an der Grenzfläche ein violetter Ring.

Seliwanoff-Reaktion

Diese Reaktion dient der Unterscheidung zwischen Aldosen und Ketosen. Ketosen bilden durch Einwirkung von HCl ein Furfural-Derivat, das mit Resorcin zu einem roten Komplex kondensiert. Aldosen reagieren nur bei längerem Erhitzen, da sie durch HCl-katalysierte Epimerisierung teilweise in Fructose umgewandelt werden können.

a) Reagenzien

• 1% Lösungen von Fructose (Ketose), Saccharose und Glucose (Aldose)
• Seliwanoff-Reagenz: 0,5 g Resorcin in 100 ml Ethanol
• 8,4 N HCl

b) Durchführung

In Reagenzgläser A, B und C jeweils 1 ml der Probe geben:

• A: 1% Fructose (schnelle Reaktion, rot)
• B: 1% Saccharose (schnelle Reaktion, rot)
• C: 1% Glucose (langsame Reaktion, gelb-orange)

Zu jedem Röhrchen 3 ml verdünnte Salzsäure und 2 ml Seliwanoff-Reagenz geben. Im siedenden Wasserbad erhitzen und die Zeit bis zum Erscheinen der roten Farbe notieren.

Bial-Reaktion

Diese Reaktion ist spezifisch für Pentosen. Pentosen bilden bei Erhitzen mit konzentrierter Salzsäure Furfural, das mit Orcin kondensiert. In Gegenwart von Eisen(III)-salzen entsteht ein blauer oder blau-grüner Komplex.

a) Reagenzien

• Konzentrierte HCl, 1% Xylose, 1% Glucose, 1% Ribose, 1% Stärkelösung
• Bial-Reagenz: 1,5 g Orcin, 500 ml 10% Eisen(III)-chlorid-Lösung, HCl conc.

b) Durchführung

• A: 1 ml 1% Xylose oder Ribose (positiv, moosgrün)
• B: 1 ml 1% Glucose (negativ, braun)
• C: 1 ml Stärkelösung (negativ, braun)

10 Tropfen Bial-Reagenz hinzufügen, mischen und im kochenden Wasserbad erhitzen. Eine grüne Farbe zeigt eine positive Reaktion an.

Iod-Reaktion

Dieser Test dient dem Nachweis von Stärke, die mit Iod einen blauen Komplex bildet. Dieser Komplex dissoziiert beim Erhitzen und bildet sich beim Abkühlen zurück.

a) Reagenzien

• 1% Stärkelösung, 1% Glucose-Lösung, Lugol-Lösung (Iod)

b) Durchführung

• A: 1 ml 1% Glucose + 1 Tropfen Lugol
• B: 1 ml Stärke + 1 Tropfen Lugol

Beobachtung der Blaufärbung. Erhitzen im Wasserbad (Farbe verschwindet/transparent) und Abkühlen unter fließendem Wasser (Farbe kehrt zurück).