KĐÖ KĐMYA EĞĐE ĞĐTĐMĐ ve KĐÖ KĐMYA EĞĐE ĞĐTĐM M SEMĐNER NERĐ DERSLERĐ Ders Sorumlusu: Prof. Dr. Đnci Morgil Hazırlayan: YASEMĐN N AKTÜRK
DENEYĐN ADI: Makarnam Pişince Neden Yumuşadı, Nişastanın Enzim ve Asitle Hidrolizi DENEYĐN AMACI: Nişastanın suda kaynaması, enzim ve asit ile hidrolizini göstermek MALZEMELER: Makarna Nişasta Fehling Ayıracı NaOH Đyot Çözeltisi Sıcak Su Banyosu Deney Tüpü HCl
Kimya Konusu ile Đlgisi Nişasta, suda çözünmeyen bir kompleks karbonhidrattır. Bitkiler tarafından fazla glikozu depolamak için kullanılır. Ancak suda kaynatıldığında su bağlayarak şişme gerçekleştirir. Bu nedenle bu olayda hidroliz ve jelleşme olaylar anlatılır.
GÜNLÜK HAYAT ĐLE ĐLĐŞKĐSĐ Vücudumuzun en önemli enerji kaynakları karbonhidratlardır. Günlük enerjinin %55-60'ı karbonhidratlardan sağlanır. Tahıl ürünleri ve köklü sebzelerden gereksinimimizi karşılarız. Endüstride tutkal, kağıt ve tekstil yapımında kullanılır. Gıda sanayisinde kıvamlandırıcı, yemek yapımında sıvıları koyulaştırmakta kullanılır.
KAVRAM HARĐTASI KARBONHĐDRATLAR MONOSAKKARĐTLER DĐSAKKARĐTLER POLĐSAKKAR SAKKARĐTLER NĐŞASTA NĐŞASTANIN ÇEŞĐTLERĐ HĐDROLĐZ JELLEŞME
KARBONHĐDRATLAR
Karbonhidratlar karbon,hidrojen ve oksijenden oluşurlar. Genel bir kural olarak bir karbonhidrat kendi karbon atom sayısı kadar su molekülüne sahiptir. Zaten karbonhidrat sözcüğü de buradan gelmektedir. O halde karbonhidrat formülünü Cn(H2O)n şeklinde yazabiliriz.
Karbonhidratların Fonksiyonları Önemli enerji kaynağıdır (ATP) DNA ve RNA sentezinde (riboz ve deoksiriboz) önemlidirler Polisakkaritler bitki ve bakterilerin hücre duvarlarında yapısal unsurdurlar (selüloz kitin) Yağlar ve proteinlerle birlikte değişik kompleksler kurarlar (glikolipid - glikoprotein) Kan gruplarının oluşumuna katkı sağlarlar Hücrelerin birbirlerini tanımalarını sağlar
TERCĐH EDĐLME NEDENLERĐ Kan şekerini düşürmezler. Kas glikojen depolarını basit şekerlere göre daha fazla artırırlar. Enerji sağlayarak vücudun zihin ve fizik çalışmaları için gerekli enerjiyi verirler.
Eksikliği Bitkinliğe, Sağlığın bozulmasına, Zihin konsantrasyonunda azalmaya yol açar.
KARBONHĐDRATLARIN SINIFLANDIRILMASI
MONOSAKKARĐTLER TLERĐN GENEL ÖZELLĐKLERĐ: 1. Suda çözünürler. 2. Tatlı oldukları için basit şekerler de denir. 3. Daha küçük yapı birimlerine parçalamazlar(hücre zarından kolay geçerler). 4. Karbon sayısı 3-8 arası değişir. Biyolojik önemi olanlar pentoz ve heksozdur Monosakkaritlerin başlıcalar caları; 5C Pentoz 6C Heksoz Riboz Deoksiriboz Glikoz Fruktoz Galaktoz
DĐSAKKARĐTLERĐN N GENEL ÖZELLĐKLERĐ: 1. Đki monosakkaritten oluştukları için çift şekerler de denir. 2. Đki monosakkarit birleşirken aralarında kurulan bağa glikozit bağ, bu olaya glikozitleşme denir. 3. Đnsan ve hayvanların besin olarak aldıkları disakkaritler monosakkarite dönüştükten sonra hücre zarından geçebilir. 4. Biyolojik önemi olan disakkaritler maltoz, sükroz ve laktozdur.
Polisakkaritler ve Özellikleri Polisakkaritler, monosakkaritlerin glikozid bağı ile birleşmesinden oluşurlar. urlar. Önemli polisakkaritler; nişasta, glikojen, selüloz loz ve pektindir.
POLĐMERLE MERLEŞME Çok sayıda küçük molekülün birleşerek büyük moleküller oluşturması olayına polimerleşme, sürekli tekrarlanan birim moleküllere ise monomer, oluşan büyük moleküllere ise polimer denir.
POLĐMER OLUŞUMU UMU
NĐŞASTA Glikozların n glikozid bağı ile birleşmesinden oluşur. ur. Bitki tanelerinde, tohumlarda, yumrularda granül l halde bulunur. Nişasta, çok iyi bir enerji deposudur.
Đki Yapısı Vardır: r: 1) Amiloz 2) Amilopektin
Amiloz (dizilişleri leri yan yanadır): Buğdaydaki nişastan astanın n %15-20'sini oluşturur. Mısır r ve pirinçte hiç amiloz yoktur. Amiloz su ile iyi jöle j oluşturur.
AMĐLOZ
Amilopektin: Bitkilerde bulunan, çok dallı bir glikoz polimeridir. Nişastanın iki bileşiğinden biridir, öbürü amilozdur. Suda çözünmez.
AMĐLOPEKTĐN
Nişasta içeren besinler: Tahıl Ürünleri : Ekmek, pasta, kek, pirinç, makarna, bulgur, irmik, şehriye, bisküvi, mısır, tarhana Bakliyat ve Baklagiller; Bezelye, mercimek, fasulye, barbunya, bakla, nohut. Köklü Sebzeler: Patates, Kuruyemişler: Tuzsuz yer : fıstığı, fındık, kestane, badem Kuru Meyveler.
HĐDROLĐZ Hidroliz tepkimeleri, büyük organik moleküller olan polimerlerin parçalanmasında gerçekleşir. Hidroliz tepkimelerinde ATP kullanılmaz. Su varlığında kırılan bağlarda depolanmış olan enerji açığa çıkar. Hidroliz tepkimelerinin tersi olan dehidrasyon tepkimeleri, enerji gerektirir. Bunda da tam tersi şekilde su molekülü açığa çıkar ve tepkimenin gerçekleşmesi için giren enerjinin bir kısmı, bağ yapısında hapsedilir. Hidroliz ile açığa çıkan enerji de bağ enerjisinin bir kısmıdır.
Amilaz: Nişasta+Su>>>>>>Maltoz+dekstrin amilase Nişasta + H2O ----------> maltoz (C12H22O11) Maltaz: Maltoz+Su>>>>>Glikoz+Glikoz
Nişastanın jelatinizasyonu ve çirişlenme
Nişastan astanın n Jelatinizasyonu Nişasta granülleri sulu ortamlarda suyu absorbe ederek şişerler. Nişasta granülü kuru ağıa ğırlığının n %30 u kadar suyu absorbe edebilir ve bu durumda hacim artışı %5 tir. Jelatinizasyon sıcakls caklığına ulaşı şıldığında nişasta granülü deforme olur amiloz suya geçer er ve çözeltinin viskozitesi artar. Buna jelatinizasyon (Nişastanın n jelatinizasyonu ve çirişlenme) ) denir.
Yüksek viskoziteli bu yapı soğutuldu utulduğunda unda amiloz zincirleri bir ağ yapı meydana getirir ve bu yapıda su tutuklanır. Oluşan yapı katı benzeri özellikler sergileyen jeldir. jelin bekletilmesi sırasında jel yapıdaki su jelden dışd ışarı sızabilir. Bu durum sineresis olarak adlandırılır. r.
Deney 1 Makarnaların n pişmesi: Makarnaları suda pişirdi irdiğimizde imizde zamanla şiştiğini ini ve yumuşad adığını, pelte haline geldiğini ini gözlemleriz.
Makarnada nişasta vardır. r. Buradaki olay nişastan astanın n hidrolizidir. Bu nedenle nişasta granülleri sulu ortamlarda suyu absorbe ederek şişerler. Nişasta granülü kuru ağıa ğırlığının n %30 u kadar suyu absorbe edebilir ve bu durumda hacim artışı %5 tir.
Deney 2 Nişastan astanın n asit ile hidrolizi deneyi Fehling (-)( ) olan nişastan astanın, n, asit ile hidroliz olarak Fehling (+) glikoz moleküllerine llerine parçalanmas alanması olayının n incelenmesidir. Bir deney tüpüne t spatül l ucuyla nişasta ve 5 ml distile su konup karış ıştırılarak nişasta çözeltisi hazırlan rlanır. r. Bu çözelti ile Fehling deneyi yapılır r ve Fehling (-)( ) sonuç gözlenir. Bir başka deney tüpüne t spatül l ucuyla nişasta ve 1 ml konsantre HCl konur. Tüpteki karışı ışımın üzerine 5 ml distile su eklenir ve karış ıştırılır. r. Tüpteki karışı ışım, kaynar su banyosunda veya bunzen beki alevinde dikkatlice ısıtılır. Tüpteki karışı ışıma 2mL %20 lik NaOH çözeltisi eklenir. Tüpteki son karışı ışım m ile Fehling deneyi yapılır r ve Fehling (+) sonuç gözlenir.
Deney 3 Nişastan astanın n enzim ile hidrolizi deneyi Đyot ile mavi renk veren nişastan astanın n tükürükteki t kteki α-amilaz etkisiyle hidrolitik olarak parçalanmas alanmasının n incelenmesidir. Bir deney tüpüne t 5 ml nişasta çözeltisi konur. Tüpteki nişasta çözeltisi üzerine 1-21 2 damla iyot çözeltisi damlatılır; çözeltide mavi bir renk oluştu tuğu u gözlenir. g Tüpteki mavi renkli çözeltiye bir miktar tükürük t eklenir,bir süre s sonra çözeltideki mavi rengin açıldığı gözlenir.
Nişasta, içerdii erdiği i amilopektin nedeniyle gözenekli bir molekül l yapısındad ndadır. Đyot, nişasta molekülünün n boşluklar luklarına girerek çözeltinin mavi renkli görünmesine neden olur. Tükürükteki kteki α-amilaz, nişastay astayı hidrolitik olarak parçalar; alar; nişasta molekülünün n boşluklar luklarına girmiş olan iyot moleküllerinin llerinin serbestleşmesine ve sonuçta mavi rengin kaybolmasına neden olur.
DENEYLERDE HEDEFLENENLER 1. Deneyde o Makarnanın n pişmesi sonucu şişmesi ve yumuşamas amasının n nedeninin öğretilmesi hedeflenmiştir. o Bu olay sırass rasında makarnanın n ne kadar suyu absorbe ettiği, i, hacminin ne derece arttığı bilgilerinin öğrencilere kazandırılmas lması hedeflenmiştir.
2. Deneyde o Nişastan astanın n asitle hidrolizi deneyiyle amaç öğrencilere asitin nişastan astanın hidrolize olmasına etkisini ve bu deneyde kullanılan lan Fehling ayırac racının işlevini öğretmektir.
3. Deneyde o Đyotun, nişasta molekülünün boşluklar luklarına girerek çözeltinin mavi renkli görünmesine g neden oluğunun unun ve tükürükteki kteki α-amilazın, nişastay astayı hidrolitik olarak parçalad aladığının; n; o Nişasta molekülünün n boşluklar luklarına girmiş olan iyot moleküllerinin llerinin serbestleşmesine ve sonuçta mavi rengin kaybolmasına neden olduğunun unun öğretilmesi hedeflenmiştir.
Hedef 1: Nişasta içeren besinlere dikkat çekme Davranışlar: 1. Nişasta içeren i besinleri kavrayabilme 2. Nişasta içeren i besinlerin tercih edilme nedenlerini kavrayabilme 3. Eksikliğinde inde görülen g etkileri ve insan sağlığı için in önemini kavrayabilme
Hedef 2: Karbonhidratları ve gruplarını kavrayabilme Davranışlar: 1. Karbonhidratların n gruplarını açıklar 2. Karbonhidratların n yapısını açıklar 3. Karbonhidrat gruplarının özelliklerini açıklar
Hedef 3: Nişastan astanın n yapısını ve kimyasal olaylarını kavrayabilme Davranışlar: 1. Nişastan astanın n içerdii erdiği i yapılar ları açıklar 2. Amiloz ve amilopektinin molekül yapılar larını ve özelliklerini açıklara 3. Nişasta molekülünün n yapısını açıklar 4. Nişastan astanın n hidrolizini açıklar a reaksiyonunu gösterirg 5. Nişastan astanın n jelatinizasyonunu açıklara klar.
Hedef 4: Nişastan astanın özelliklerini deneylerle kavrayabilme Davranışlar: 1. Makarnanın n pişmesiyle şişmesini ve yumuşamas amasını açıklar 2. Nişastan astanın n asitle hidrolizi deneyini açıklar 3. Nişastan astanın n enzimle hidrolizi deneyini açıklar
Öğrencilerin konuya ilgilerini çekmek için; i in; Hangi besinlerde nişasta vardır? r? Nişastal astalı yiyecekler yerseniz ne olur? şeklinde sorular yöneltilebilir. y
ÖLÇME-DEĞERLENDĐRMERME Karbonhidratları yapısıyla yla birlikte açıklaya klayınız. Karbonhidratlar kaç grupta toplanır r grupları ve özelliklerini yazınız. z. Nişastay astayı,, yapısında bulundurduğu u molekülleri lleri ve özelliklerini yazınız. z.
HAZIRLAYAN YASEMĐN AKTÜRK