Schematyczna budowa kompleksu amylozy z polijodkiemWyniki 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].
↑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.).
↑ abThe Halogens: Fluorine, Chlorine, Bromine, Iodine and Astatine. Introduction, [w:] Norman N.N.N.GreenwoodNorman N.N.N., AlanA.EarnshawAlanA., Chemistry of the Elements, wyd. 2, Oxford–Boston: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 790, ISBN 0-7506-3365-4(ang.).
↑ abPotassioum iodide, [w:] PradyotP.PatnaikPradyotP., Handbook of Inorganic Chemicals, London: McGraw-Hill, 2003, s. 762, ISBN 0-07-049439-8(ang.).
↑ abN.V.N.V.BhagavanN.V.N.V., Medical biochemistry, wyd. 4, San Diego: Harcourt/Academic Press, 2002, s. 147, ISBN 978-0-12-095440-7, OCLC162570692(ang.).
↑ abcXiaochunX.YuXiaochunX., CarlC.HoutmanCarlC., Rajai H.R.H.AtallaRajai H.R.H., 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.).
↑TakatoT.HiramatsuTakatoT. 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.).
↑The Halogens: Fluorine, Chlorine, Bromine, Iodine and Astatine. Atomic and physical properties, [w:] Norman N.N.N.GreenwoodNorman N.N.N., AlanA.EarnshawAlanA., Chemistry of the Elements, wyd. 2, Oxford–Boston: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 800, ISBN 0-7506-3365-4(ang.).
↑R.B.R.B.SmithR.B.R.B. 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.).
