Maltose-Schnelltest mit der Mikrowelle

Maltose, Nachweisreaktionen
Je höher die Konzentration an Maltose in den Probegefäßen, umso stärker ist die Rotfärbung. , © Klaus Ruppersberg
von Klaus Ruppersberg
Information
Diese Reaktion ist eine Weiterentwicklung vom Fearons Test aus dem Jahre 1942. Da die hierzu benötigte Chemikalie Methylamin-Hydrochlorid in den meisten Schulen nicht vorhanden ist, wurde mit 1,6-Diaminohexan eine schulübliche Alternative gefunden, die aus dem „Nylon-Seil-Trick bekannt ist.
Tipps zur Herstellung der Reagenzlösung
Die Chemikalienflasche mit dem meist verklumpten 1,6-Diaminohexan wird zunächst in ein heißes Wasserbad gestellt. Nach 30 Minunten kann man mit einer Einmalpipette ca. 0,5mL Flüssigkeit abschöpfen, die man sofort in ein bereitstehendes, auf einer Waage austariertes 100-mL-Schraubdeckelglas 0,29g tropfen lässt. Anschließend wird mit 0,1 molarer Natronlauge auf 100mL aufgefüllt. Das Schraubdeckelglas wird gut beschriftet und mit Datum versehen. Die Mischung ist ca. 6 Monate haltbar.
Aufgabe:Geräte und Chemikalien
Schraubdeckelglas mit 1,6-Diaminohexan-Lösung (Herstellung s.o.), 5-mL-Pipette, Pipettierhilfe, vier 100-mL-Bechergläser gleicher Bauart (Abb.1 ), demineralisiertes Wasser, Produktlösung aus Versuchskarte1, 1 Haushalts-mikrowelle, die man auf 400W einstellen kann (möglichst mit Drehteller und Inverter-Technologie), (Smartphone-)Kamera zur Dokumentation, Schutzbrille (alkalische heiße Flüssigkeiten!)
Vorbemerkung
Achtung, der Versuch, insbesondere die Mikrowelle, muss vorher ausprobiert werden! Als Gefäße können Bechergläser oder Kristallisierschalen verwendet werden, aber keinesfalls Reagenzgläser, weil es sonst zu gefährlichen Siedeverzügen kommen könnte!
Die Produktlösung mit der Speichelamylase war zum Zeitpunkt des Tests ca. 1 Stunde alt. Bei älteren Produktlösungen können höhere Maltose-Konzentrationen anfallen!
Durchführung
In die Bechergläser A, B, C gibt man bekannte Mengen von reiner Maltose: 10mg, 20mg, 30mg. Dazu gibt man jeweils 5mL demineralisiertes Wasser. In Gefäß D gibt man 5mL Produktlösung aus dem Stärkeabbau (s. Versuchskarte1).
Zu allen vier Gefäßen gibt man 5mL Diaminohexan-Reagenzlösung (Herstellung s.o.) und gibt alle in eine Haushaltsmikrowelle, die auf 60 Sekunden und 400W eingestellt ist.
Beobachtung
Nach 60 Sekunden beginnt die Farbentwicklung über gelb nach rot. Je nach Menge an Maltose wird die Rotfärbung mehr oder weniger stark (Abb.2 ).
Erklärung
Durch Vergleich der farbigen Lösungen ergibt sich, dass die Produktlösung nach ca. 1 Stunde enzymatischem Stärkeabbau eine Maltose-Konzentration von ca. 0,3% hatte. (Bei längeren Abbauzeiten können sich höhere Maltose-Konzentrationen ergeben)
1,4-verknüpfte reduzierende Disaccharide ergeben mit Ammoniak oder primären Aminen eine rote Farbe. Das hier eingesetzte 1,6-Diaminohexan schneidet bei der Gefährdungsbeurteilung günstiger ab als das im ursprünglichen Fearon-Test verwendete Methylamin. Da andere 1,4-verknüpfte Disaccharide (Lactose, Cellobiose) ausgeschlossen werden können, wird in diesem semiquantitativen Test hauptsächlich Maltose nachgewiesen. Die in der Produktlösung ebenfalls vorhandene Maltotriose kann vernachlässigt werden.
Die rote Farbe wird durch einen betainartigen Farbstoff verursacht, für dessen Struktur zur Zeit ein Pyridinumdiolat-Derivat diskutiert wird. Die Untersuchungen sind zur Zeit noch nicht abgeschlossen.
Literatur
Ruppersberg, Klaus: Stärkeverdauung durch Speichel was kommt eigentlich dabei heraus? MNU Journal 69(5/2016), S.325 – 328
Unterricht Chemie
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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Chemie Nr. 179 / 2020

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