Come fare il test dell’amido con lo iodio

Molti gruppi diversi di cibi contengono un carboidrato noto come “amido”. Utilizzando una soluzione di iodio, è possibile verificare la presenza di amido. Quando è presente l’amido, lo iodio cambia colore da marrone a blu-nero o viola. Il test dello iodio per l’amido viene utilizzato per determinare la presenza di amido nei materiali biologici. Esso può essere qualitativo o quantitativo. Il test dell’amido è ampiamente utilizzato nell’industria: ad esempio, nella produzione della birra, un risultato negativo del test dell’amido conferma che tutti gli amidi della birra sono stati convertiti in zuccheri, come previsto.

L’amido è un polisaccaride costituito da unità di glucosio unite da legami glicosidici. Le catene formate durante la reazione di condensazione sono molecole lineari o fortemente ramificate. Ricordiamo che l’amido è una molecola di conservazione che si trova solo nelle piante. Solo le piante e gli alimenti a base vegetale dovrebbero risultare positivi per la presenza di amido. Qualsiasi prodotto animale risultato positivo al test per l’amido può essere contaminato o miscelato con il prodotto vegetale.

Come studente di biologia, testerai la presenza di questo complesso carboidrato negli alimenti o nelle foglie come parte di un esperimento di fotosintesi. Questi sono test qualitativi. Puoi leggere la descrizione di questo esperimento nell’articolo Esperimenti di base sulla fotosintesi clorofilliana, che trovi qui. Se studi anche chimica, dovresti prestare attenzione al principio del test, in quanto aiuta a spiegare come l’amido agisce come indicatore per le titolazioni Redox o nella “Reazione dell’orologio allo iodio”.

Il riso cotto cambia colore, risultando positivo al test per l’amido.

Le piante immagazzinano il glucosio come amido polisaccaridico; anche i cereali (grano, riso, mais, avena, orzo) ed i tuberi come le patate sono ricchi di amido. L’amido può essere separato in due frazioni: amilosio e amilopectina. Gli amidi naturali sono miscele di amilosio (10-20%) e amilopectina (80-90%). L’amilosio forma una dispersione colloidale in acqua calda, mentre l’amilopectina è completamente insolubile. La struttura dell’amilosio è costituita da lunghe catene polimeriche di unità di glucosio.

In un alimento contenente amidi, più sarà alta la percentuale di amilosio (ovvero l’amido con struttura lineare, più difficile da aggredire), più sarà lenta la velocità di assorbimento e più sarà basso il suo indice glicemico, ovvero la sua capacità di aumentare il livello di zuccheri (glucosio) del sangue (glicemia). Quindi, se ad esempio pensate di poter dimagrire sostituendo i cereali integrali (un alimento con alto contenuto di amilosio) con le banane (un alimento con basso contenuto di amilosio), vi sbagliate.

Come effettuare il test in pratica

Per realizzare il test dell’amido, avrai bisogno di:

  • Contagocce o siringa
  • Disinfettante allo iodio che puoi acquistare in farmacia o online (ad es. qui).
  • Soluzione amidacea, come amido di mais (farina di mais) in acqua
  • Soluzione non amidacea, come il latte, per il confronto
  • Alimenti ricchi di amido da testare: patate (cotte o crude), pasta, riso o pane
  • Alimenti non amidacei per confronto: mela, cetriolo, zucchero puro (l’altra categoria principale di carboidrati) e tutti gli altri che vorresti provare
  • Bicchieri o contenitori di plastica usa e getta
  • Giornale
  • Piatti di carta
  • Tovaglioli di carta

L’occorrente essenziale per il test dello iodio su un cracker, che risulta positivo.

In alternativa al disinfettante allo iodio, puoi usare il Betadine (una miscela di povidone-iodio), la soluzione di Lugol (una miscela di iodio-potassio, che trovi qui) o la tintura di iodio (qui lo iodio viene sciolto in alcool, o alcool e acqua), a seconda di ciò che è disponibile. Hanno tutti un colore molto forte, quindi diluisci la miscela con circa 10 parti di acqua per vedere più chiaramente la reazione. Stai attento nel maneggiare lo iodio. Può macchiare indumenti, attrezzature e pelle. NON mettere lo iodio in bocca e NON mangiare i cibi testati, poiché lo iodio può essere velenoso. Lavati le mani e butta via tutto quando hai finito.

Per effettuare il test, segui la seguente procedura:

  • Copri la superficie di lavoro con il giornale.
  • Posiziona i piatti di carta sul giornale.
  • Posiziona le tazze sopra i piatti di carta.
  • Metti diverse soluzioni alimentari in ogni tazza, ad es. amido di mais in acqua, farina in acqua, latte e acqua.
  • Usando il contagocce, aggiungi una goccia o due della soluzione di iodio in ogni tazza.
  • Metti una fetta di patata su un tovagliolo di carta sopra un piatto di carta e aggiungi una goccia di soluzione di iodio alla fetta di patata. Nota il cambio di colore.
  • Ripeti con la varietà di cibi amidacei e non amidacei che hai selezionato.
  • Crea un grafico con colonne come quello qui sotto. Compila e divertiti!
  • Quando hai finito, lavati le mani e butta via tutto.

Un cambiamento di colore in un colore blu-nero o viola suggerisce la presenza di amido. Infatti, l’amilosio nell’amido è responsabile della formazione di un colore blu intenso in presenza di iodio. Se non vi è alcun cambiamento di colore, ciò suggerisce che l’amido non è rilevabile. Si noti che il test dello iodio per l’amido non può essere eseguito su solidi o liquidi molto scuri che non consentono l’osservazione di un cambiamento di colore. I risultati di un simile esperimento sono inconcludenti.

Nota il cambiamento dello iodio (Tintura di iodio al 10%) in nero sulla patata (a destra) ma non sulla mela (a sinistra). La patata contiene amido, ma la mela no.

Il colore del complesso di amido è così profondo che può essere rilevato visivamente quando la concentrazione dello iodio è inferiore a 0,00002 M a 20 ° C. L’intensità del colore diminuisce con l’aumentare della temperatura e con la presenza di solventi organici miscibili con acqua come l’etanolo. Il test non può essere eseguito a pH molto basso a causa dell’idrolisi dell’amido in queste condizioni.

Se effettui il test dell’amido su un alimento solido, ad es. patate e frutta, devi staccare la pelle in quanto spesso impermeabile. Se devi invece effettuare il test su un campione liquido, devi aggiungere 10 cm3 del campione alimentare liquido in una provetta pulita e asciutta. Aggiungi poi circa 5 gocce di soluzione di iodio nella provetta. Nota eventuali cambiamenti di colore. Per preparare una soluzione di controllo, esegui i passaggi precedenti ma anziché per il campione per l’acqua deionizzata.

Una soluzione di amido di mais in acqua (a sinistra) diventa viola mentre il latte (a destra) rimane invariato. Il latte non ha amido.

Gli alimenti ad alto contenuto di amido includono cibi a base di cereali e alcune verdure, come fagioli e piselli secchi, patate, patate e mais. Man mano che i frutti maturano, la quantità di amido può diminuire. Le banane acerbe contengono una buona quantità di amido, ma le banane mature no, poiché gli amidi si sono trasformati in zuccheri. Una banana matura non produrrà un colore nero-bluastro con iodio, ma vedrai l’effetto in una banana più verde. Puoi sperimentare per vedere come è cambiata la quantità di amido.

Perché il test dell’amido funziona

L’amido è un carboidrato e come detto esiste in due tipi di molecole: amilosio (lineare) e amilopectina (ramificata). La maggior parte dell’amido contiene una miscela di queste due molecole, generalmente con più amilopectina (dal 65% all’85%). La reazione tra amilosio (anche se è spesso presente in quantità minori) e lo iodio si dice che spieghi l’intenso cambiamento di colore visto. Molti dettagli della reazione di iodio con l’amido sono sconosciuti, ma una spiegazione è che quando una soluzione di iodio diluito viene aggiunta all’amido, si forma un complesso intensamente colorato di amido-iodio.

Il complesso amido-iodio. Lo iodio entra nella bobina dell’amido dando luogo a un colore blu scuro.

Le molecole di amilosio sono costituite da catene singole, per lo più non ramificate, di molecole di glucosio, a forma di molla. Si ipotizza che lo iodio (sotto forma di ioni I5) rimanga bloccato nelle bobine delle molecole di beta amilosio (amido solubile). L’amido forza lo iodio in una disposizione lineare nella scanalatura centrale della bobina di amilosio. Vi è un certo trasferimento di carica tra l’amido e lo iodio. Questo cambia le disposizioni degli elettroni e quindi le distanze tra i livelli di energia. Le nuove spaziature assorbono selettivamente la luce visibile e conferiscono al complesso il suo intenso colore blu.

Si noti che l’effetto è visibile solo quando sono presenti sia iodio come elemento sia ioduro come ione. Lo iodio non è molto solubile in acqua e l’aggiunta di ioduro lo rende solubile. Lo iodio, insieme allo ione ioduro, forma un complesso che si dissolve in acqua, a differenza dello iodio da solo. Lo iodio molecolare (I2) reagisce con lo ioduro (I-) che è uno ione caricato negativamente e crea un anione (I3-). L’anione si dissolve facilmente nell’acqua (che è polare). C’è ancora qualche disputa sull’esatto meccanismo coinvolto nella produzione dell’inconfondibile cambiamento di colore, ma questo processo di trasferimento è ampiamente accettato come il più probabile.

Il risultato del test dello iodio su varie sostanze.

L’amilopectina, invece, è un polimero del glucosio e, con la sua struttura ramificata, reagisce con lo iodio formando una soluzione bruno rossastra o viola. Poiché l’amilopectina è fortemente ramificata, lega solo una piccola quantità di iodio e produce un colore rosso porpora più chiaro. È essenzialmente la proporzione di amilosio rispetto all’amilopectina che determina la natura chimico-fisica degli alimenti amilacei e i loro effetti nutrizionali sull’organismo dell’uomo. Questo rapporto amilosio / amilopectina può essere molto diverso da una famiglia botanica all’altra, ma anche da una varietà all’altra all’interno di una stessa famiglia.

L’amilosio è il composto responsabile del colore blu. La sua catena forma una struttura ad elica e lo iodio può essere legato all’interno di questa elica.

Il rapporto tra amilosio e amilopectina varia in base al tipo di cibo. Gli amidi di cereali contengono in genere tra il 15 e il 28% di amilosio. Ma alcune varietà di mais ne contengono meno dell’1% (mais ceroso i cui estratti sono utilizzati nell’industria alimentare come ispessenti). Altre varietà di mais, invece, ne contengono dal 55 al 80%, ma sono poco coltivati dato che maggiore è la percentuale di amilosio, minore è il rendimento. Gli amidi dei tuberi (chiamati anche fecole), per esempio nel caso della patata, hanno un tenore di amilosio molto più basso (dal 17% al 22%). Per quanto riguarda gli amidi delle leguminacee (lenticchie, fagioli secchi, ceci), questi sono molto più carichi di amilosio (dal 33 al 66%).