Experimenteliste zu den Kohlenhydraten

Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.

Es gibt aus der Medizinischen Laborchemie früherer Tage eine Reihe von Experimenten zur Analytik, die recht abenteuerliche Reaktionsmischungen zur Voraussetzung hatten. Beteiligt sind stets Aldehyde und Phenole, die unter geeigneten Bedingungen zu Farbstoffen reagieren.

Immer wieder werden wir gefragt, was denn dabei vorgeht. Gleich vorneweg sei gesagt, dass es keine gesicherten Kenntnisse über die genauen chemischen Abläufe gibt.

Durch konzentrierte Säuren wird den Hexosen bzw. Pentosen Wasser entzogen. Es entstehen Hydroxymethylfurfurol bzw. Furfurol (auch Furfural genannt).

Diese koppeln (protonenkatalysiert) mit zwei Molekülen einer Phenolkomponente zu Farbstoffen, die den Triphenylmethanfarbstoffen ähneln.

Die folgenden Proben sind auch heute noch wichtig, weil sich damit auch rasch nachweisen lässt, ob ein Lebensmittel Kohlenhydrate enthält. In der Labormedizin dagegen verfügt man über bessere Hilfsmittel. Besonders effektiv sind enzymatische Methoden.

Molisch-Probe
Reaktion auf alle Kohlenhydrate (bis auf Desoxyribose), auch auf Polysaccharide und auf alle Kohlenhydrat-haltigen Verbindungen wie z. B. RNA und Glykoproteiden. Deshalb sehr unspezifischer Nachweis.

1 ml einer 3%igen Glucoselösung wird in einem Reagenzglas mit 2 Tropfen einer 10%igen ethanolischen Lösung (F) von sauberem a-Naphthol (Xn) vermischt.
Man unterschichtet mit 4-5 ml sauberer konzentrierter Schwefelsäure (C).

Ergebnis:
An der Berührungsstelle der beiden Flüssigkeiten entsteht ein rotvioletter Ring.

Erklärung:
Durch die Schwefelsäure wird den Hexosen bzw. Pentosen Wasser entzogen. Es entstehen Hydroxymethylfurfurol bzw. Furfurol. Diese koppeln mit a-Naphthol zu einem Farbstoff.

Seliwanoff-Probe
Probe auf Ketosen.

2 ml einer 3%igen Fructoselösung werden im Reagenzglas mit 1 ml konzentrierter Salzsäure (C) vermischt. Dazu gibt man einige Tropfen einer 1%igen ethanolischen Lösung (F) von Resorcin (Xn) und kocht.
Der Versuch wird mit Glucose sowie mit Saccharose wiederholt.

Ergebnisse:
Mit Fructose tritt rasch eine rote Färbung auf.
Bei Glucose bleibt die Reaktion aus.
Bei Saccharose bildet sich die rote Farbe langsam, weil durch die Säurehydrolyse Fructose entsteht.

Erklärung:
Auch hier wird aus den Molekülen (diesmal unter Wirkung der HCl) Wasser abgespalten und es entsteht Hydroxymethylfurfurol. Bei Ketosen verläuft diese Reaktion wesentlich schneller als bei Aldosen.
Damit wird von vornherein für eine hohe Konzentration an Hydroxymethylfurfurol (HMF) gesorgt und eine Farbe ist gut zu erkennen.
Das HMF wiederum kann im salzsauren Milieu weiter reagieren. Dabei entstehen Lävulinsäure und Ameisensäure.

HMF ———> HOOC-CH₂-CH₂-CO-COOH + HCOOH

Diese reagieren nicht mit Resorcin oder anderen Polyphenolen zu Farbstoffen.

Resorcin

Furfurolreaktionen
Nachweise auf Pentosen. Desoxyribose reagiert nicht, weil sie kein Furfural bilden kann.

1 Phloroglucinprobe
1 ml einer frisch hergestellten 0,5%igen Pentose-Lösung (z. B. von Arabinose) wird im Reagenzglas mit 2 ml konzentrierter Salzsäure (C) und 0,5 ml einer 1%igen ethanolischen Lösung (F) von Phloroglucin (Xn) vermischt. Man erhitzt langsam.

Ergebnis:
Die Lösung färbt sich rot.

Phloroglucin

2 Orcinprobe
1 ml einer frisch hergestellten 0,5%igen Pentose-Lösung (z. B. von Arabinose) wird im Reagenzglas mit 2 ml konzentrierter Salzsäure (C) und 0,5 ml einer 1%igen ethanolischen Lösung (F) von Orcin (Xn) vermischt. Man erhitzt langsam.

Ergebnis:
Die Lösung färbt sich grün.

Erklärung:
Hierbei entsteht nur Furfurol. Zur Sicherheit kann man das Furfurol sogar noch in eine Vorlage abdestillieren und hierin nachweisen. Hydroxymethylfurfurol ist nämlich nicht flüchtig.

Orcin

Quelle der Nachweisreaktionen:
Physiologisch-Chemisches Praktikum; Hrsg. Physiologisch-Chemisches Institut der Universität Tübingen, 1964.

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