澱粉遇碘(I2)呈藍色這一特性,早已被人們所熟知,並因其反應靈敏而被廣泛用於檢測澱粉或碘的存在。澱粉遇碘一定都會呈現藍色嗎?在中學生物學實驗中,遇到了一些有趣的實驗現象:
1)實驗室中配製的澱粉溶液加人碘液後並不一定出現藍色,有時會出現藍紫色、紫色、紫紅色,甚至是赭色等。
2)如果對顯藍色的澱粉-碘混合液進行加熱,藍色會褪去,而待冷卻後,藍色又會重新出現。
3)如果向顯藍色的澱粉-碘混合液中滴加氫氧化鈉,藍色也會消失。
上述實驗事實表明澱粉遇碘不一定都會呈現藍色,那麼產生上述顏色偏差的原因是什麼呢?
澱粉是一種植物多糖,由幾百到幾千個葡萄糖單體脫水縮合形成。通常由直鏈澱粉和支鏈澱粉2部分組成,二者在澱粉中所佔的比例隨植物的種類而異,並且在結構與理化性質上也有一定區別。
直鏈澱粉遇碘呈現藍色,而支鏈澱粉遇碘呈現紫紅色,二者顯色不同的主要原因是生成的澱粉-碘包合物不同。直鏈澱粉是由D-葡萄糖分子通過α-1,4-糖苷鍵連接的直鏈分子,捲曲成螺旋形,碘分子嵌入澱粉螺旋體的軸心部位,藉助範德華力形成澱粉-碘包合物。在澱粉中,每個碘分子跟1個螺旋中的6個葡萄糖基結合。澱粉與碘生成的包合物的顏色與澱粉糖苷鏈的長度有關。當鏈長小於6個葡萄糖基時,不能形成一個螺旋圈,因而不能呈色。當平均長度為20個葡萄糖基時呈紅色,大於30個葡萄糖基時呈藍色。支鏈澱粉的相對分子質量雖然較大,但支鏈澱粉的分支短鏈的長度只有20~30個葡萄糖基,碘分子進入長短不一的螺旋捲曲管內呈現出不同顏色,支鏈澱粉遇碘呈紫紅色正是藍、紅混合色。而直鏈澱粉的鏈長超過30個葡萄糖基,所以與碘作用呈現藍色。
由於不同植物的澱粉中直鏈澱粉和支鏈澱粉的比例有所不同,因此澱粉遇碘究竟呈現什麼顏色,應取決於該澱粉中直鏈澱粉與支鏈澱粉的比例。