高校 · 15分
ヨウ素反応：デンプン・グリコーゲンと酵素消化
ヨウ素で多糖と単糖を見分け、青黒色がアミラーゼ消化を追跡する様子を見る。
目的
ヨウ素呈色をらせん鎖長と結びつけ、色の階段（青黒 → 赤紫 → 褐色）で酵素分解を追う。
器具と試薬
デンプン・グリコーゲン・グルコース水溶液、ルゴール液（I₂/KI）、α-アミラーゼまたは唾液、ビタミン C、試験管、湯浴。
手順
- デンプン試料を選ぶと、ヨウ素がただちに濃い青黒色を示す。
- 加熱と冷却を再生する。80 °C 付近で色が消え、冷えると戻る — らせんの可逆的なほぐれ。
- 同量のヨウ素でグリコーゲンとグルコースを比べる。赤紫色 対 変わらない黄褐色。
- アミラーゼ消化の短時間と長時間を行い、最後に青色試料へビタミン C を加える。
観察すること
- 青黒色は長いアミロースらせんを、赤紫色は分枝した短いらせんを、黄褐色は巻き付けるもののないヨウ素を意味する。
- 消化により色は赤紫を経てヨウ素本来の色へ移る。ビタミン C は消化なしでも色を消す。
解説
アミロースは α-1,4 結合のらせん（1ターン約6グルコース残基）を形成し、直鎖状の I₃⁻/I₅⁻ ポリヨウ化物鎖を取り込む。電荷移動錯体は約 600 nm を吸収して青黒色を呈する。アミロペクチンやグリコーゲンは短いらせんしか保持できず赤紫色。アミラーゼは鎖内部の α-1,4 結合を切り、短いデキストリン→マルトース/グルコースへ。アスコルビン酸は I₂ を I⁻ に還元して脱色する（I₂ + C₆H₈O₆ → 2 I⁻ + C₆H₆O₆ + 2 H⁺）。
実験の歴史
特徴的な藍黒色は、ヨウ素が発見されるや否や気づかれた。1813年に新元素を命名したゲイ＝リュサックが1814年にデンプンとの反応を記述し、10年足らずで標準的な試験になった。1世紀の間、これは遊離ヨウ素を見つけるための試薬だったが、ボード、続いて鹿島が、色はデンプンのアミロースらせんに閉じ込められた – の鎖に由来すると示した。同じ比色の原理が、今日も酸化剤を定量するヨウ素滴定を支えている。
ゆかりの化学者
バーチャル実験は直感をつかむための簡略化したモデルです。実際の実験や安全教育の代わりにはなりません。指導者なしに自宅で再現しないでください。