Äta frusen potatis

Tillhör kategori: livsmedel, vardagens kemi

Författare: Svante Åberg

Introduktion Riktlinjer Säkerhet Materiel Förarbete Utförande Förklaring Kemisk bakgrund Fördjupning Litteratur Fler experiment

Äta frusen potatis

Tid för förberedelse: 10 minuter

Tid för genomförande: 30 minuter

Antal tillfällen: 1

Säkerhetsfaktor: Utföres med normal varsamhet

Svårighetsgrad: Busenkelt

Introduktion

Du har kanske hört att potatis som frusit får söt smak, vilket inte är så gott. Men när militärerna är ute på vintermanöver så har de frusen potatis och den smakar bara bra. I experimentet så får du veta tricket för att slippa den söta smaken.

Obs! Det har visat sig att potatisen emellanåt inte blir söt av nedfrysningen. Vi håller för närvarande på att utreda under vilka betingelser som sötman bildas och återkommer med närmare instruktioner när saken är klarlagd./ Svante Åberg

Riktlinjer

Försöket utförs bäst som hemexperiment.

Säkerhet

I experimentet används inga kemikalier. Och potatisen kan man väl inte heller vara rädd för. Bränn dig bara inte på spisplattan när du kokar potatisen.

Materiel

Förarbete

Stoppa in tre lika stora potatisar i frysen någon dag innan du ska koka dem.

Tag ut en av potatisarna och låt den tina i rumstemperatur 1-4 timmar innan du ska koka den.

Utförande

  1. Koka upp en panna med vatten.
  2. Häll på kallt vatten i den andra pannan, men börja inte värma vattnet i förväg.
  3. Plocka fram alla tre potatisar. Se till att du kan känna igen vilke som är vilken. Man kan göra ett litet märke i skalet.
  4. I pannan med kallt vatten lägger du
    • den rumstempererade potatisen
    • en av de frusna potatisarna
  5. I pannan med kokande vatten lägger du
    • den andra frusna potatisen
  6. Sätt genast på värmen för båda kastrullerna och låt potatisen koka tills den blivit klar.
  7. Smaka på de tre potatisarna och lägg märke till vilken/vilka som är söta.

Förklaring

Potatis
Foto: © Svante Åberg
Potatis innehåller stärkelse i stor mängd. Stärkelse är långsträckta kedjor av sammanbundna sockermolekyler (glukos, som är en monosackarid). Stärkelse smakar inte sött, men om den delas upp i sina smådelar av glukos kommer den söta sockersmaken fram.

I den naturliga potatisen bevaras stärkelsen, men när potatisen fryser bildas iskristaller som spränger membranväggarna i cellens olika organeller. Cellsafterna i potatisen blandas därför och stärkelsen kommer i kontakt med ett enzym, amylas, som katalyserar nedbrytningen av stärkelsen.

Om man förhindrar att enzymet får verka, så hindrar man också nedbrytningen till monosackarider. Det finns ett par sätt att förhindra reaktion:

  1. Hålla låg temperatur: Vid låg temperatur så att säga "fryser" man den kemiska reaktionen. Den sker så långsamt att den inte märks. Så länge potatisen är i frysen sker ingen nedbrytning.

  2. Upphettning: Enzymet kan förstöras, denatureras, genom upphettning. Om man skyndar sig upphetta potatisen har enzymet för kort tid att verka och mängden socker som bildas är liten. Snabbaste uppvärmningen av potatisen får vi när vi kokar vattnet i förväg. Den potatisen smakar bäst.

Kemisk bakgrund

Vy för utskrift av kemisk bakgrund och fördjupning

Stärkelseinnehåll i potatis

I potatis finns cirka 17 % stärkelse, 78 % vatten, 2 % protein, 0.1 % fett och 1 % fibrer. Räknat på torrsubstasen utgör stärkelsen cirka 77 %. Räknat på det totala stärkelseinnehållet utgör amylos cirka 79 % amylopektin 21 %.

Potatisstärkelsen förekommer i mer eller mindre runda korn som är synliga i mikroskop. Andra växter kan lagra stärkelskorn med annan form. Det är alltså möjligt att särskilja stärkelse från olika växter genom att titta på dem i mikroskop. Potatisstärkelsen har ganska neutral smak och lukt, till skillnad från majs- och vetestärkelse som smakar mera.

Mer än hälften av de kolhydrater vi äter är stärkelse.

Amylos

Amylos Amylos är löslig i hett vatten. Amylos struktur är en kondensationspolymer av linjära (oförgrenade) kedjor med i genomsnitt 200 enheter α-D-glukos per molekyl där varje monomer är sammankopplad med α-1,4-bindningar.

Amylopektin

En annan form av stärkelse som finns i potatisen är amylopektin (amioca). En typisk amylopektinmolekyl består 1000 enheter α-D-glukos sammanlänkade i förgrenade kedjor med cirka en α-1,6-bindning per 30 α-1,4-bindningar.

Glykogen är likadan som amylopektin, men är mer förgrenad. Glykogen är en form av upplagsnäring hos djur och människor som snabbt kan omvandlas till glukos. Glykogen lagras framför allt i levern och i musklerna.

Bildning och nedbrytning av stärkelse

Varje monomer i stärkelsekedjan är bunden till nästa monomer under avspjälkning av en vattenmolekyl. Processen då molekyler sammanbinds under avspjälkning av vatten kallas kondensation.

Reaktionen kan också gå i motsatt riktning. Amyloskedjan spjälkas du upp i sina monomerer samtidigt som vatten går in. En reaktion där en polymer spjälkas under upptagande av vatten kallas hydrolys. Kondensation och hydrolys är alltså motsatta reaktioner.

Nedbrytningen av stärkelsen (hydrolysen) snabbas upp avsevärt av enzymet amylas (finns i flera varianter) som finns i potatisen. Liksom alla enzymer har amylas en optimal arbetstemperatur. Amylaset är allra effektivast vid 40 °C. Om det är för kallt sker reaktionen långsamt. Om det är för varmt förstörs enzymet genom denaturering. Vid denatureringen deformeras enzymet så att det förlorar sin katalytiska aktivitet.

När frukter mognar blir de söta. Det beror på att vid mognadsprocessen bryts stärkelsen ned, först till dextrin, sedan vidare till maltos, som består av två glukosenheter. Maltosen i sin tur bryts ned av enzymet maltas till monomeren glukos.

Industriellt modifieras stärkelse oftast genom att använda hypoklorit, ClO-, för att med oxidation (vanligtvis i basisk miljö) spjälka stärkelsen i kortare delar. Det görs för att öka stärkelsens löslighet och ge den lämplig viskositet. Man låter inte processen fortsätta ända ner på monomernivå, utan stoppar processen på lämpligt stadium.

Svällning och gelatinisering

Stärkelse innehåller rikligt med vätebindningar. Det gör att den förmår binda vatten. Stärkelsekedjorna binder emellertid även varandra. Det gör att stärkelsen inte är vattenlöslig, även om den sväller när den binder vatten. Potatisstärkelse kan svälla så mycket som upp till 1000 ggr. Det är mycket mer än andra sorters stärkelse som "bara" sväller 20-80 ggr. Upphettning gör att bindningarna mellan kedjorna kan brytas och vatten kommer in i stället. När det sker ökar viskositeten, som t ex när man kokar kräm på potatismjöl. Upp till cirka 70 °C är svällningen reversibel.

Om temperaturen höjs ytterligare, över cirka 75-80 °C, börjar stärkelsekedjorna brytas ned. Då minskar åter viskositeten och svällningen är inte längre reversibel. Vi får en form av delvis nedbruten stärkelse som behåller sitt vatten och är relativt klar. Stärkelsen har gelatiniserats.

Jod är reagens på stärkelse

En lösning av jod (I2) och kaliumjodid (KI) i vatten kan användas som reagens på stärkelse. Jod har ganska låg löslighet i vatten, men tillsammans med jodidjoner bildas ett komplex, kaliumtrijodid (K(I3)), som har god löslighet.

Stärkelsekmoplexet med jod Jodid kan även slå sig samman med 2 st jodmolekyler och bilda komplexet I5- med strukturen I2–I-–I2. Stärkelse-molekylerna är långa kedjor uppbyggda av glukos-enheter spiralvridna i en helix. När I3- eller I5- lägger sig i helixens centrum hos amylos, den ena varianten av stärkelse, bildas ett karakteristiskt komplex med starkt blåsvart färg.

Jodlösningar används vid desinficering. På apoteket finns att köpa Jodopax som används för sårbehandling. Sår på häster, t ex, behandlas ofta med Jodopax.

Recept på reagenslösningen

Följande reagenslösning ger ett blåsvart komplex med stärkelse:

  1. Lös 0,88 g kaliumjodid (KI) i cirka 3 ml varmt vatten. Rör sakta till dess saltet löst sig.
  2. Tillsätt 0,22 g jodkristaller. Skaka blandningen till dess jodkristallerna löst sig.
  3. Späd lösningen med vatten till 100 ml och blanda väl.

Fördjupning

Livsmedel

Maten håller igång oss

Livsmedel behövs för att hålla igång vårt biologiska maskineri. Det är via maten som vi får energi att röra oss, tänka, men också att växa och reparera våra celler i kroppen. Kroppens maskineri är oerhört komplicerat, men det klarar att styra flödena av både energi och näring till kroppens olika delar vid rätt tillfälle. Kroppen hanterar också att ta hand om de restprodukter som vi måste göra oss av med.

Processerna i kroppen när maten bryts ned, fördelas, omvandlas och görs av med, är i grund och botten kemiska reaktioner som drivs av energin i maten. Maskinen är vår biologiska kropp, men de enskilda reaktionerna är kemiska. På så sätt kan man säga att vår kropp är en kemisk maskin.

Matens ursprung

Ursprungligen hittade vi vår föda i naturen. I det moderna samhället är de flesta livsmedlen processade på något sätt. Även livsmedel som inte är processade i sig är ofta odlade eller uppfödda med metoder som skiljer sig från det som sker i naturen. Syftet är att öka produktionen och att säkerställa kvalitén.

Att livsmedlen inte är helt naturligt producerade behöver inte vara ett problem. Det är bra att vi kan producera mera med mindre resurser. Det är också bra att vi har koll på kvalitén. Men vissa saker är inte bra. Tillsatser som gör att livsmedlen får längre hållbarhet, ser mer aptitliga ut och smakar bättre är inte alltid nyttiga, även som det kan verka så.

Grunden till all produktion av livsmedel är solens energi och växternas fotosyntes. I nästa steg kan djuren äta växterna och producera kött som vi sedan kan äta, men ursprunget är växterna. Men om inte djuren och människorna fanns, så skulle växterna till slut bli utan koldioxid som de behöver för sin fotosyntes. Djur och människor andas ut koldioxid. Kropparna bryts också ned till koldioxid och mineraler när de förmultnar. Detta tar växterna hand om, ofta med svamparna som mellanled. Det hela är ett kretslopp där både växter, svampar och djur ingår. Allt levande både äter och äts. Det som får kretsloppet att hålla igång är strålningen från solen.

Tycke och smak

Genom evolutionen har vi lärt oss att välja vad som är bra med hjälp av lukten och smaken. Oftast är det som vi gillar också nyttigt. När maten är skämd, brukar den börja lukta illa, vilket gör att vi inte äter det som kan göra oss sjuka.

Men det vi tycker om är inte nödvändigtvis bra för oss. Sötma är en signal att maten är bra, vilket stämde väl när människan levde nära naturen och behövde den energi man kunde finna. Men nu finns socker i överflöd. Det blir för mycket av det goda, så att vi blir feta och får sjukdomar som karies och diabetes.

Smaken för maten är också en kulturell fråga. Den mat vi lär oss tycka om från barnsben tycker vi oftast om resten av livet. Det finns också kulturella aversioner mot vissa typer av mat. I Sverige är vi inte vana att äta insekter, men insekter är förträfflig mat som är både nyttig och miljövänlig.

material på avancerad nivå kommer att läggas in här

Stärkelse

Fotosyntesen bygger upp en energireserv av stärkelse

Stärkelse bildas i alla växter genom fotosyntesen. Med hjälp av solljusets energi omvandlar det gröna klorofyllet i cellen koldioxid från luften och vatten från rotsystemet till den enkla sockerarten (monosackariden) glukos, som också kallas druvsocker. Den utgör byggstenarna till stärkelsen. Som en biprodukt bildas även syre.

Solenergi + 12 H2O + 6 CO2 → C6H12O6 + 6 O2

Om växten har gott om druvsocker kan det omvandlas till stärkelse. Stärkelse är lättare att spara och fungerar som växtens energilager.

Stärkelsens uppbyggnad och förekomst

Stärkelse och glykogen är exempel på polysackarider (poly = många). De är uppbyggda av ett stort antal monosackarider. När stärkelse ska bildas så sammanlänkas glukosmolekylerna till jättestora komplex. Stärkelse är näst cellulosa den vanligaste organiska substansen på vår jord. Stärkelse förekommer i växterna främst i frön, rötter och rotknölar och utgör en näringsreserv för den spirande plantan.

Det finns två former av stärkelse, amylos och amylopektin. Dessa stärkelsemolekyler bildar i huvudsak kristallina strukturer. Amylosen består av en enda kedja med 100 - 10 000 glukosenheter. I amylopektinet är glukoskedjan starkt förgrenad och molekylen består av cirka 100 000 glukosenheter. Dessa anses vara de största naturligt förekommande molekylerna.

I växten förekommer stärkelsen i så kallade granuler, vilka har varierande storlek och utseende beroende på växslag. Dessa granuler är mycket små, endast några 1000-dels mm. Molekylstorleken i amylos och amylopektin varierar i olika växtslag, vilket förklarar de olika egenskaperna hos stärkelseenheterna.

Svällningsegenskaper

I stärkelsegranulen (stärkelsekornet) finns vatten bundet till ungefär 1/3 av stärkelsens vikt. På grund av den kristallina strukturen i granulen är stärkelsen olöslig i kallt vatten. Vid värmebehandling förklistras stärkelsen, det vill säga den sväller under upptagande av vatten. Granulerna läcker samtidigt ut amylos, medan amylopektinet förblir olöst i granulerna. Vid den fortsatta upphettningen börjar även amylopektin frigöras från granulerna.

Svällningen av granulerna leder till viskositetsökning och genomskinligheten minskar. Man säger att stärkelsen gelatineras - bildar en gel. Viskositeten når sitt maximum när granulerna är maximalt uppsvällda utan att ha sönderfallit.

Starttemperaturen för gelbildningen i de olika stärkelsesorterna är

Vidare uppvärmning gör att granulerna sönderfaller när stärkelsen går i lösning. Samtidigt minskar viskositeten.

Vid avkylning blir stärkelsegelen fastare, med undantag för potatisstärkelsen, som ger en tunn och klistrig gel. Mekanisk bearbetning, till exempel mycket kraftig vispning, påverkar också viskositeten så att gelen blir tunnare.

Retrogradering

Molekylerna i en stärkelselösning som svalnar har en tendens att kristallisera. Denna effekt är tydligast för amylos som har linjära kedjor som kan lägga sig vid varandra. Stärkelsekristallisationen benämns retogradering. Den retrograderade stärkelsen blir fastare och går till slut att dela med kniv, speciellt om andelen amylos i stärkelsen är hög.

Vid retrograderingen har gelen en tendens att avge överskottsvatten. Det kan vara till fördel t ex när det gäller att få en pudding att stelna, men det kan vara till nackdel om det är önskvärt att så mycket vatten som möjligt ska vara bundet, som i mjukt bröd. Bröds åldrande förklaras delvis av den här effekten.

Matspjälkning

När vi tuggar kokt potatis eller bröd (som ju också värmebehandlats) blandas stärkelsen med saliv. Saliv innehåller ett ämne som påbörjar stärkelsens nedbrytning och maltos bildas. När födan når tolvfingertarmen spjälkas kvarvarande stärkelse av enzym från bukspott. Den bildade maltosen spjälkas slutligen till glukos (druvsocker) av ett enzym från tolvfingertarmens slemhinna. Glukosen upptas av blodet.

Vid tillagning har stärkelse en benägenhet att bilda resistent stärkelse på grund av retrogradering. Denna stärkelse uppstår exempelvis vid kokning och efterföljande avsvalning av ris. Resistent stärkelse bildas även när bröd åldras. Resistent stärkelse bryts inte ner förrän i tjocktarmen vilket gör att den kan räknas som kostfiber.

Modifierad stärkelse

Stärkelse är framför allt en viktig ingrediens i många livsmedel, men används också i tekniska sammanhang, exempelvis som bindemedel i papper. Oftast är stärkelsen modifierad för att förbättra gelatiniseringsegenskaperna, men även löslighet, tålighet mot temperaturförändringar, hållbarheten och andra egenskaper kan förbättras. Modifieringen kan ske med mekanisk bearbetning, men hjälp av enzymer eller på kemisk väg. Ett exempel på modifierad stärkelse är dextrin (E1400), som är en löslig form av stärkelse.

Glykogen kallas ibland djurstärkelse

Våra celler kan också lagra druvsocker. Druvsockermolekylerna kopplas då ihop till så kallad glykogen och utgör vår näringsreserv. Glykogen lagras i våra muskler och i levern där det snabbt kan sönderdelas till druvsocker när vi behöver energi. Trots att glykogen är uppbyggd av glukosmolekyler precis som stärkelse så är det inte stärkelse, men har likheter med framför allt amylopektinet i stärkelsen. En glykogenmolekyl kan innehålla 6 000-30 000 glukosenheter.

Amylos och amylopektin är två former av stärkelse

Stärkelse hör till gruppen kolhydrater och mer än hälften av allt kolhydrat vi människor får i oss kommer från stärkelse. Stärkelse finns i två olika former; amylos och amylopektin.

Amylos är ogrenad stärkelse
Bild: © Svante Åberg

Amylopektin är grenad
Bild: © Svante Åberg

Båda formerna är polymerer av glukos. Skillnaden är att amylos är rak medan amylopektin är grenad. I amylos är glukosenheterna kopplade till varandra med a-1,4-bindningar. Amylopektin har en a-1,6-bindning med jämna mellanrum, vilket medför att den blir grenad. Amylopektin liknar på det viset glykogen, som är en lagringsform av stärkelse. Glykogen är dock ännu mer grenad än amylopektin. I både amylos och amylopektin är syrebryggorna vända åt samma håll. Det gör att stärkelsemolekylen blir spiralvriden.

Mer om stärkelsegelatinisering

Ett välkänt fenomen vid livsmedelstillverkning och matberedning är stärkelsegelatiniseringen. Om vi exempelvis värmer någon viktprocent potatisstärkelse i vatten till ca 60 °C bildas en transparent och förhållandevis fast gel. Vad som verkligen händer vid stärkelsens gelatinisering har klarlagts under senare år, och vi skall här söka ge en molekylär beskrivning av fenomenet.

Stärkelsekornen (granuler) innehåller ett kanalsystem där vatten och andra små molekyler (t ex jod och jodidjoner) lätt kan röra sig. Vid temperaturer under gelatiniseringen sker även en viss svällning i samband med vattenupptagning i kornen (en ökning av diametern med upp mot 30% har rapporterats). Troligen är det de mer amorfa (amorf = strukturlös) skikten i stärkelsekornen som sväller vid denna vattenupptagning. Det som sedan händer, i närvaro av vatten i överskott vid cirka 60 °C, är att amylosmolekyler plötsligt börjar läcka ut från kornen, och samtidigt tränger vatten in i stärkelsekornen. Den kristallina strukturen går då förlorad. Blockeras amylosläckaget kan hela gelatiniseringen avstanna.

En färdigsvälld gel består av kraftigt förstorade stärkelsekorn vilka i sig har en gelstruktur dominerad av amylopektin i vatten. Mellan kornen finns en kontinuerlig vattenfas med lösta amylosmolekyler. Stärkelsegelen är en aggregatgel - aggregaten är de svällda stärkelsekornen - i en kontinuerlig amyloslösning. Gelens reologiska egenskaper (= nästan fast, nästan flytande tillstånd) beror främst på aggregatens konsistensförhållanden och tätpackning samt den kontinuerliga amyloslösningens viskositet.

Fördjupad teori om gelatinisering av stärkelse
Övriga termiska omvandlingar

Vid uppvärmning av stärkelse i vatten förekommer - förutom gelatiniseringen - ytterligare två omvandlingar.

Den första toppen i kurvan är den irreversibla gelatiniseringen, och ytan under toppen är proportionell mot entalpin i omvandlingen. Toppen därefter förekommer endast när vattenmängden är otillräcklig för total gelatinisering, och anses motsvara en form av "smältning" av icke-gelatiniserade stärkelsegranuler. För potatisstärkelse krävs minst fyra vattenmolekyler per glukosenhet för att gelatinisering över huvud taget skall ske, och fullständig gelatinisering kräver 14 molekyler vatten/glukosenhet. Motsvarande siffror för vetestärkelse är 4 resp 20 vattenmolekyler/glukosenhet.

Diagrammet visar hur mycket värme som måste tillföras vid olika temperaturer för att värma en blandning av 1 del vatten + 1 del vätestärkelse. En topp i diagrammet visar att det pågår en energikrävande process vid den aktuella temperaturen.

Gelatiniseringstemperaturen är relativt konstant medan temperaturen för den andra omvandlingen ökar med avtagande vattenhalt (när vattenhalten i vetestärkelse varierar från 35 % till 45 % minskar temperaturen från 107 °C till 88 °C). Under ca 30 % vatten förekommer ingen gelatinisering.

Vid ännu högre temperatur kan den tredje omvandlingen observeras. Denna omvandling är en slags "smältning" av amylos-lipidkomplexet, och omvandlingen är reversibel (omvändbar; som kan återgå till det ursprungliga tillståndet).

Stärkelsegelens åldrande

När en stärkelsegel lagras ändras den relativt snabbt på grund av tendensen till kristallisation. En gel med hög vattenhalt kan därför spricka, och geler med lägre vattenhalt, t ex ett brödinkråm, hårdnar vid lagring på grund av denna kristallisationsprocess. Kristallisationen går snabbast vid kylskåpstemperatur. Man bör därför inte lagra bröd i kylskåpet.

Kristallisationen tycks ske av amylopektin inuti de gelatiniserade granulerna. Processen är reversibel vilket bl a framgår av att bröd som blivit hårt kan "färskas upp" genom uppvärmning till ca 70 °C.

Polära lipiders effekt på stärkelsegelen

Lipider, med endast en kedja och en polär grupp, har drastiska effekter på stärkelsegeler. En krämliknande stärkelsegel med klistrig (lång) konsisten förlorar omedelbart sin klistrighet genom tillsats av en liten mängd monostearin utspädd i vatten. Orsaken till detta fenomen är bildning av amylos-lipidkomplex. Effekten av denna komplexbildning blir att amylosmolekylerna i gelens kontinuerliga medium (kemiska miljö, lösning) fälls ut. Komplexet förlorar nämligen sin vattenlöslighet vid en viss kritisk mängd av lipidmolekyler per amylosmolekyl. Monoglycerider används som funktionell tillsats just för att reducera klistrighet i bl a pastaprodukter och i potatispulver.

En annan effekt uppnås om lipiden tillsätts före gelatiniseringen.

Modifierad stärkelse

Det förekommer även vissa kemiska derivat (derivat = kemiskt förändrad variant) av stärkelse inom livsmedelsindustrin.

Kallsvällande stärkelse är en vanlig stärkelseform i pulverprodukter som skall kunna färdigställas direkt genom blandning med vatten, t ex välling-, sopp- och såspulver. Den utgörs helt enkelt av gelatiniserad stärkelse som torkats. När vatten sedan tillsätts återbildas stärkelsegelen momentant.

Ett flertal olika stärkelsetyper används inom livsmedelsindustrin. Potatisstärkelse ger en transparent gel och den bildar gel även vid mycket låga koncentrationer (ca 0,1 %). Vetestärkelse ger en ogenomskinlig gel, men till skillnad från potatisstär kelse krävs flera procent vetestärkelse för att man skall få en gel.

Om man vill åstadkomma en stabil, klar och tjockflytande lösning som inte sätter sig till en gel bör man använda arrowrotens speciella stärkelse.

Slutligen bör nämnas att huvuddelen av den stärkelse som tillverkas ur potatis och vete har tekniska användningar även utanför livsmedelsindustrin. Limning av papper är den dominerande användningen i vårt land, och etanoltillverkning är ett expanderande användningsområde ("Absolut" vodka bland annat).

Reagens med stärkelse och jod

Stärkelse kan användas som reagens för att påvisa jod. Omvänt kan en jodlösning användas som reagens för att påvisa stärkelse.

Blåfärgning fås med trijodid och pentajodid

En stärkelselösning kan användas som reagens på förekomsten av jod. Det är dock inte jodmolekylen I2 som detekteras. För att en blåfärgning av stärkelsen ska ske så måste det finnas ett komplex av jod med 3 eller 5 atomer, trijodid (I3) eller pentajodid (I5). Trijodid och pentajodid bildas genom sammanslagning av I2 och I. Därför måste det finnas både jod och jodid i lösningen.

Stärkelsekomplexet med jod

Det kraftigt blåsvarta komplexet med stärkelse bildas när I3- eller I5- lägger sig inuti stärkelsespiralen.

Den kraftiga blåfärgningen beror på att jod-stärkelsekomplexet absorberar gult ljus mycket starkt. Det räcker med en mycket liten mängd av komplexet för att man ska se den blå färgen.

Användning av reagenset

Eftersom omvandlingen mellan jod och jodid är en redoxreaktion, så kan jod tillsammans med stärkelselösning användas som indikator på omslagspunkten för redoxtitreringen. Ofta använder man en metod som kallas jodometrisk titrering där natriumtiosulfat används som titrator.

Man kan säga att stärkelse är reagens på jod. Men man kan lika gärna säga att jod är reagens på stärkelse. En tillämpning är att spraya jodlösning på diskat porslin. Om det är dåligt diskat, så får man blåfärgning på porslinet. Det är nämligen så att nästan alla maträtter vi äter innehåller kolhydrater i form av stärkelse.

Trijodidjämvikten

Trijodidjämvikten
 I2 +  I   I3 
jod   jodidjoner   trijodid

Trijodid (och på motsvarande sätt pentajodid) bildas genom sammanslagning av I2 och I. För att jämvikten ska förskjutas mot trijodid krävs närvaro av både jod och jodid. Både om den kemiska miljön är starkt reducerande, så att all jod är i formen I, eller starkt oxiderande, så all jod är i formen I2, så blir halten trijodid mycket låg.

Enbart jodid (I) ger ingen färg

Trijodid och pentajodid bildas genom sammanslagning av I2 och I. För blåfärgning av stärkelsen måste alltså både I2 och I finnas. Om joden enbart förekommer i reducerad form som I krävs att en del av dessa oxideras till I2.

2 I → I2 + 2 e

Exempelvis kan klor användas som oxidationsmedel.

2 I + Cl2 → I2 + 2 Cl

Sedan kan man få trijodid, I2 + I → I3, och pentajodid, 2 I2 + I → I5.

Enbart jod (I2) ger inte heller någon färg

Om bara jodmolekyler finns, men jodidjoner saknas i lösningen, bildas inte trijodid eller pentajodid. Då krävs reduktion av en del av joden till jodid.

I2 + 2 e → 2 I

Exempelvis kan askorbinsyra (C-vitamin) användas som reduktionsmedel och oxideras då själv till dehydrokorbinsyra.

I2 + askorbinsyra → 2 I + dehydroakorbinsyra

Ett recept på jodlösning

Jämviktskonstanten, K = [I3-]/([I2][I3-]), har värdet 7,1.102 M-1.

I ett recept används 0,88 g KI med molmassan 165.99 g, vilket ger 5,30 mmol KI. Vidare används 0,22 g I2 med molmassan 253.8090 g/mol, vilket ger 0,867 mmol I2.

Det är alltså överskott av jodiden, vilket gör att halten I2 i lösningen hålls låg. Ungefär 77 % av joden reagerar till trijodid under förhållandena angivna i receptet (lösningen spädd till 100 ml).

Litteratur

  1. Lubert Stryer, Biochemistry, second edition, 1981, W.H. Freeman and Company, New York.
  2. Malvin D. Joesten, James L. Wood, World of Chemistry, second edition, 1991, Saunders College Publishing, USA.
  3. Urpo Nurmisto, Bygga Jordkällare, 1994, ICA-förlaget AB.
  4. Starch general information, images and links, Food Resource
    http://osu.orst.edu/food-resource/starch/index.html (2003-06-05)
  5. Den Virtuella Floran - Potatis, Naturhistoriska Riskmuséet
    http://linnaeus.nrm.se/flora/di/solana/solan/solatub.html (2003-06-05)
  6. Potatis, LivsmedelsSverige
    http://www.livsmedelssverige.org/livsmedel/vegetabilier/rotfrukter/rotfrukt_potatis.htm (2003-06-06)
  7. Potatis - sortbeskrivning och odlingsråd, Funbo Plantskola
    http://www.funboplantskola.se/potatis.html (2003-06-06)
  8. Gör det själv - Odla din egen potatis, Allt om bostad
    http://www.alltombostad.se/gds/5/9/index.html (2003-06-06)
  9. Växtodling - Gödsel, Kalmar Lantmän
    http://www.kalmar.lantmen.se/vaxtodl/godsel.htm (2003-06-05)
  10. Potatisodlarnas hemsida, SPOR
    http://cgi.algonet.se/htbin/cgiwrap?user=gorling&script=browser_dependent.cgi (2003-06-05)
  11. Djupfryst potatis, Det Virtuella Köket
    http://www.djupfrysningsbyran.se/dvk/potatis/pota001.htm (2003-06-05)
  12. Technical Memorandum on Production of Potato Starch, International Starch Institute, Science Park Aarhus, Denmark
    http://www.starch.dk/isi/starch/tm5www-potato.htm (2003-06-05)
  13. Amylose and Amylopectin ...(#8-#14), College of Agriculture, The University of Arizona
    http://ag.arizona.edu/nsc/courses/251nsc/sauces/sld008.htm (2003-06-05)
  14. Christie L. Borgford, Lee R. Summerlin, Chemical Activities, 1988, American Chemical Society, Washington, DC.
  15. Starch Hydrolysis by Amylase, University of Maryland
    http://www.glue.umd.edu/~nsw/ench485/lab5.htm (2003-06-05)
  16. The Effect of pH on Enzyme Activity- Salivary Amylase and Starch Digestion, Woodrow Wilson National Fellowship Foundation
    http://www.woodrow.org/teachers/chemistry/institutes/1988/starch.html (2003-06-05)
  17. The Temperature of Gelatinization of Various Starches In Degrees Centigrade, Ethnobotanical Leaflets Starch Research Page
    http://www.siu.edu/~ebl/temp.htm (2003-06-05)

Fler experiment


livsmedel
Bjud din jäst på mat
Blev disken ren?
Blå himmel och röd solnedgång
Coca-Cola vs Coca-Cola light
Den bästa bulldegen
Diska med äggula
Doft och stereoisomeri
Enzymaktivitet i ananas
Enzymkinetik för katalas
Flyter isen i matoljan?
Framställ låglaktosmjölk
Fruktköttet får solbränna
Fruktmörade proteiner
Gelégodis i vatten
Göra lim av kasein
Hur gör man kakan porös?
Hur moget är äpplet?
Hur mycket vatten finns i maten?
Höna med gummiben?
Innehåller koksaltet jod?
Kallrörd vaniljkräm och saliv
Kan man tapetsera med abborrar?
Koka Cola
Koka knäck
Maizena gör motstånd
Majonnäs - en emulsion
Massverkans lag och trijodidjämvikten
Matoljans viskositet och omättade fettsyror
Mentos-pastiller i kolsyrad läsk
Modellmassa av mjölk
Olja som lösningsmedel
Osmos i ett ägg
Osmos i potatis
Pektin och marmeladkokning
Popcorn
Regnbågens färger med Rödkåls-indikator
Skär sig majonnäsen?
Släcka fett på rätt sätt
Stärkelse och vatten - fast eller flytande?
Syror och baser i konsumentprodukter
Testa C-vitamin i maten
Utvinna järn ur järnberikade flingor
Vad händer när degen jäser?
Vad innehåller mjölk?
Vad är det i saltet som smakar salt?
Varför kan man steka i smör och olja men inte i lättprodukter?
Varför mörknar en banans skal?
Varför svider det i ögonen när man skalar lök?
Vispa grädde
Växtfärga med rödbetor enligt receptet från Västerbotten

vardagens kemi
Att döda bakterier - kan Klorin & Javex va´ nå´t?
Bestäm CMC för diskmedel
Blev disken ren?
Coca-Cola vs Coca-Cola light
Den bästa bulldegen
Den omöjliga tvålen - den är preparerad!
Diska med äggula
Eld - varför brinner det?
Eldprovet
Enzymaktivitet i ananas
Enzymer i Tvättmedel
Ett gammalt tvättmedel, del 1: Salt ur björkaska
Ett gammalt tvättmedel, del 2: Tvål ur saltet
Ett målande experiment - att rengöra en målarpensel
Falu rödfärgspigment ur järnvitriol
Framställ en detergent
Framställ låglaktosmjölk
Fruktköttet får solbränna
Färga ullgarn med svampar
Färgämnen i M&M
Gore-Tex, materialet som andas
Gör din egen limfärg
Gör din egen tandkräm
Gör ditt eget läppcerat
Gör hårt vatten mjukt
Göra lim av kasein
Hockey-visir
Hur fungerar en torrboll?
Hur gör man kakan porös?
Hur moget är äpplet?
Hur smakar salmiak?
Håller bubblan?
Karbidlampan
Kemi i en brustablett
Kemisk vattenrening
Majonnäs - en emulsion
Maskrosen som krullar sig
Modellmassa av mjölk
Myggmedel - hur funkar det?
Målarfärgens vattengenomsläpplighet
När flyter potatisen?
Olja som lösningsmedel
Optiska Vitmedel
Osmos i ett ägg
Osynlig gas
Pektin och marmeladkokning
Pelargonens färg
Permanenta håret
Pulversläckare
Rengöra silver
Rostbildning och rostskydd
Skär sig majonnäsen?
Smältpunkten för legeringen lödtenn
Snöflingeskådning
Superabsorbenter i blöjor
Surt regn
Syror och baser i konsumentprodukter
Såpbubblor
Tillverka din egen deodorant
Tillverka din egen glidvalla
Tillverka din egen tvål, del 1: Själva tvålen
Tillverka din egen tvål, del 2: Parfymera och färga tvålen
Tillverka ditt eget läppstift
Tillverka Falu rödfärg enligt gammalt recept
Tillverka papperslim
Tillverka rengöringskräm
Tvätta i hårt vatten
Utfällning av aluminium
Utvinna järn ur järnberikade flingor
Vad händer då något brinner?
Vad händer när degen jäser?
Vad innehåller mjölk?
Vad är det i saltet som smakar salt?
Vad är skillnaden mellan maskin- och handdiskmedel?
Varför färgas textiler olika?
Varför kan man steka i smör och olja men inte i lättprodukter?
Varför mörknar en banans skal?
Varför rostar järn och hur kan man förhindra det?
Varför slipper bilen varma yllekläder på vintern?
Varför svider det i ögonen när man skalar lök?
Varför äter vi Samarin?
Vattenrening
Visa ytspänning med kanel
Vispa grädde
Växtfärga med rödbetor enligt receptet från Västerbotten
Ägget i flaskan
Ärg på en kopparslant