A lipidek mellett a szénhidrátok a legfontosabb energiát biztosító tápanyagok az ember számára. Ez a szervesanyag-csoport is viszonylag egyszerű, de látványos kísérletekkel vizsgálható. A high-tech biolaborunkban a tizedikes diákokkal ezekkel a tápanyagokkal kapcsolatban végeztünk kísérleteket.

A szénhidrátok vizsgálata során három fehér színű port – azaz három különböző szénhidrátot – kellett a diákoknak meghatározni. Ezek a következők voltak: keményítő, szacharóz, glükóz. A keményítőt korábban az ágyneműk keményítésére használták, napjainkban inkább a gasztronómiában találkozunk vele sűrítőanyagként. A szacharózt vagy répacukrot valószínűleg mindenki ismeri, általában ezzel édesítjük az ételeinket. A glükóz a legfontosabb tápanyagunk, a vércukormérésnél ennek a mennyiségét határozzuk meg.

Az első lépésben mindegyikhez cseppentővel sárgásbarna színű Lugol-oldatot (jódot tartalmaz) adunk és megfigyeljük a változásokat. A Lugol-oldat hatására a keményítő színe lila színre változott, míg a glükóz és a szacharóz színe barna lett. A lila színreakció magyarázata, hogy az apoláris jódmolekulák éppen beleférnek a keményítő amilóz-spriálok apoláris üregébe, ahol gyenge másodrendű kölcsönhatások rögzítik őket. A jódmolekulák elektronszerkezete ebben a környezetben másképp torzul, aminek következtében más frekvenciájú fényt nyelnek el. Ez azt eredményezi, hogy a barna szín lilára változik.

A továbbiakban a másik két fehér porral folytatjuk a kísérletet, amelyekből oldatot készítünk. Egy kémcsőbe először Fehling-I reagenst töltünk, majd annyi Fehling-II reagenst adunk hozzá, hogy a keletkező csapadék mélykék színnel feloldódjon. Az így elkészített oldatból mindkét szénhidrát oldathoz rakunk 2-2 cm³-t, majd óvatosan melegíteni kezdjük a kémcsöveket. A tapasztalatunk szerint a Fehling-reakció során a glükóz-oldatos kémcsőben téglavörös csapadék vált ki. A szacharóz-oldatot tartalmazó kémcsőben nem történt változás, azaz kék maradt. A jelenség magyarázata a következő: A glükóz redukáló monoszacharid, molekulái tartalmaznak formilcsoportot, így a glükóz adja az aldehidekre jellemző reakciókat, így a Fehling-reakciót. A szacharóz nem redukáló diszacharid, a molekulákat alkotó két gyűrű még vizes oldatban sem nyílik fel, így nem alakulhat ki formilcsoport sem.

A természettudományokban a legfontosabb kérdés: miért?  Vajon miért színeződik el az egyik szénhidrát, míg a másik nem? A magyarázatokól kiderül, hogy a kísérletek a szénhidrátokkal bár látványosak, azok megértéséhez – nincs mit tenni – meg kell tanulnunk a biokémiát!