일반생물학실험 | 탄수화물의 검출 및 소화 효소

 

 

 

TIP

 

 

1. 베네딕트검사와 바르푀드검사를 통한 탄수화물의 검출과 온도에 따른 아밀라아제의 활성과 pH의 효과를 알아본다.
2. 화학적 반응실험을 통해서 탄수화물을 검정하고, 전분 가수분해 효소인 아밀라아제를 이용하여, pH 및 온도에 따른 효소 활성의 변화를 조사한다.

 

 

 

베네딕트반응

베네딕트용액에는 2가의 구리이온(Cu²⁺)이 포함되어 있다. 2가의 구리 이온은 청록색을 띠기 때문에 베네딕트용액의 색깔은 청록색을 띤다. 그런데, 만약 베네딕트 용액 속의 구리 이온이 환원되어 전자를 얻으면 1가의 구리 이온(Cu⁺)이 되고 용액의 색깔도 바뀔 것이다. 포도당은 환원력을 갖고 있는 분자이기 때문에 다른 물질로부터 전자를 빼앗겨 자신은 산화되고 다른 물질을 환원시키는 능력이 뛰어나다.

 

즉, 베네딕트 용액과 반응하여 2가의 구리 이온을 환원시킬 수 있는 것이다. 따라서 베네딕트 용액과 포도당을 섞고 가열하면, 포도당이 베네딕트용액의 2가 구리 이온(Cu²⁺)에 전자를 주어 환원시키고, 1가의 구리 이온(Cu⁺)을 만든다. 이 때 산화구리(Cu₂O) 침전물이 생기면서 용액의 색깔을 황적색으로 변화시키게 된다. 이렇게 베네딕트반응은 포도당의 환원력에 의해 진행되는 반응으로, 포도당 이외에도 엿당, 과당과 같이 환원력이 있는 분자들은 베네딕트 반응을 통해 확인할 수 있다.

 

 

바르푀드반응

탄수화물 검출에서 바르푀드 용액을 사용하는데, 바르푀드 용액이 glucose, fructose-단당류-와 반응하면 둘 다 적색침전이 일어난다. 베네딕트 반응처럼 눈에 확 뜨이는 반응이 아니라 시험관 아래쪽에 약간의 침전물이 생긴다. 바르푀드 반응이란 단당류 분석방법의 일종이다. Barfoed용액이란 초산동을 초산에 용해시킨 것으로 단당류와 반응하여 이산화동이 만들어지는데, 이산화동은 적색침전이므로 눈으로 확인할 수 있다.

 

바아포트 실험이라고 검색하면 용이하다. Barfoed실험은 단당류와 이당류를 알아보는 실험이다. Barfoed시약에 당을 가하여 가열을 하게되면 단당류의 경우 의 붉은색 침전물이 생기는 것이 원리이다. 실험시 단당류만 반응하는 것이 정상이므로 따라서 반응이 안나왔을 경우 실험물이 다당류일 가능성이 높다. 아니면, 가열시간이 충분하지 않았는지도 모른다.

 

 

효소의 활성과 온도와의 관계

효소는 단백질로 이루어져 있기 때문에 무기촉매와는 달리 온도나 pH(수소이온농도) 등 환경 요인에 의하여 기능이 크게 영향을 받는다. 즉, 모든 효소는 특정한 온도 범위 내에서 가장 활발하게 작용한다. 대개의 효소는 온도가 35∼45℃에서 활성이 가장 크다. 하지만 온도가 그 범위를 넘어서면, 오히려 활성이 떨어진다. 온도가 올라가면 일반적으로 화학반응 속도가 커지고 효소의 촉매작용도 커지지만, 온도가 일정 범위를 넘으면 효소의 단백질 분자구조가 변형을 일으켜 촉매기능이 떨어지기 때문이다.

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실험 방법

1. 탄수화물의 검출

1) 베네딕트 검사(benedict's test)

① 베네딕트 액 2㎖를 5개의 시험관에 넣고, 각각 시료 0.5㎖(10방울정도)를 가한다.

② 이것을 3분간 끓는 물에 중탕시킨다.

③ 서서히 식히면서 나타난 반응결과(침전물의 색)를 관찰한다(급하게 찬물에 담그는 것은 금지)

 

 

2) 바르푀드 검사(barfored test)

① 바르푀드액 5㎖를 5개의 시험관에 넣고, 각각 시료 0.5㎖을 가한다.

② 이것을 2분간 끓는 물에 중탕시킨다.

③ 서서히 식히면서 나타난 반응결과(침전물의 색)를 관찰한다(급하게 찬물에 담그는 것은 금지).

 

2. 소화효소

1) 아밀라아제의 활성과 pH의 효과

① 3개의 시험관에 각각 pH4, pH7, pH10의 완충용액을 2㎖씩 넣고, 1% starch 4㎖를 첨가한다(1% starch를 넣을 때 항상 흔들어서 넣는다).

② 완충용액과 1% starch가 들어있는 시험관에 1% 아밀라아제를 1㎖씩 넣고 잘 흔들어 준 뒤, 각각 다른 2개의 시험관에 2.3㎖씩 옮겨 담아, 전부 9개의 실험관 액을 만든다.

③ 37℃ 중탕기에 놓는다(Working solution tube 9개).

④ 5분후 요오드용액 1방울을 떨어뜨리고 잘 흔들어 그 색깔을 관찰 비교한다.

⑤ 10분 후 요오드용액 1방울을 떨어뜨리고 잘 흔들어 그 색깔을 관찰 비교한다.

⑥ 15분 후 요오드용액 1방울을 떨어뜨리고 잘 흔들어 그 색깔을 관찰 비교한다.

 

2) 아밀라아제의 활성과 온도의 효과

① 1% starch를 6㎖씩을 각각 3개의 시험관에 넣고 0℃(ice), 37℃, 90℃의 중탕기에 놓는다(1% starch를 넣을 때 항상 흔들어서 넣는다).

② 온도가 일정해지면 각각 1% 아밀라아제를 1㎖씩 가하고 잘 흔들어 준 뒤 다른 2개의 시험관에 2.3㎖씩 옮겨 담아, 전부 9개의 실험액을 만들고, 각각의 온도에 놓는다(Working solution tube 9개).

③ 5분후 요오드용액 1방울을 떨어뜨리고 잘 흔들어 그 색깔을 관찰 비교한다.

④ 10분후 요오드용액 1방울을 떨어뜨리고 잘 흔들어 그 색깔을 관찰 비교한다.

⑤ 15분후 요오드용액 1방울을 떨어뜨리고 잘 흔들어 그 색깔을 관찰 비교한다.

 

 

 

[일반생물학실험]탄수화물의 검출 및 소화효소 1부

 

 

[일반생물학실험]탄수화물의 검출 및 소화 효소 레포트