淀粉的种类及其与碘的显色作用

徐建飞+刘艳琴

摘要：通过文献检索和动手实验发现教材中“碘遇淀粉显蓝色”的结论有失偏颇。实验结果表明碘遇淀粉显色与多种因素有关，碘遇直链淀粉变蓝色，遇支链淀粉变紫色，遇混合淀粉则显示蓝与紫之间的混合色。分析了鲁教版化学九年级教材（下册）一个演示实验中“碘遇淀粉显色出现异常现象”的原因，并对现行化学教材和生物教材中对碘遇淀粉显色现象的描述提出了建议。

关键词：直链淀粉；支链淀粉；显色反应；淀粉聚合度

文章编号：1005–6629（2015）2–0087–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

山东教育出版社出版的义务教育教科书（鲁教版）九年级化学教材下册第79页上有一个演示实验[1]。具体内容如下：

“实验探究10-1检验食物中的淀粉 分别向面包片、米饭、土豆片和苹果片上滴加几滴碘水，观察现象。由此你能得出什么结论？”

教材接着写道：“上述实验中的几种食物虽味道各不相同，但在与碘水作用时，都呈现蓝色，说明它们均含有一种相同的物质，这种物质就是淀粉。”

“碘遇淀粉显蓝色”是生物教材、科学教材和化学教材中一个常见实验。鲁教版教材不用实验室中的淀粉试剂做实验，而以日常生活中学生熟悉的面包片、米饭、土豆片和苹果片为实验用品。这种活跃课堂气氛、体现生活中处处有化学的做法，非常符合新课改的理念，给人耳目一新的感觉。但是，“面包片、米饭、土豆片和苹果片与碘水作用都呈蓝色的”的结论，值得商榷。

1 影响淀粉与碘的显色因素及原因

1.1 淀粉的种类

淀粉是植物体内最为重要的贮藏性多糖，在植物体内如种子、块根、块茎中含量特别丰富。淀粉以淀粉颗粒的形式存在，因植物种类不同而呈球形、卵形、不规则形等形状。

淀粉除了外形有区别外，淀粉分子的结构也有不同，根据分子结构不同，淀粉还可分为直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉和支链淀粉不仅结构不同，而且相对分子质量相差很大。所以，直链淀粉和支链淀粉的物理性质和化学性质也有很大的差异。

1.1.1 直链淀粉

直链淀粉是一种白色或淡黄色粉末，无臭无味，不溶于冷水，在热水中可形成透明的溶液，所以直链淀粉又称为可溶性淀粉。通常大米、玉米、小米、土豆中所含的淀粉大多为可溶性淀粉，但以红薯中含有的淀粉制得的可溶性淀粉质量最好。

1.1.2 支链淀粉

支链淀粉又称胶淀粉，分子相对较大，一般由几千个葡萄糖残基组成。支链淀粉难溶于水，其分子中有很多非还原性末端，故支链淀粉没有还原性。常见的糯米中，支链淀粉含量很高。支链淀粉中葡萄糖分子之间除以α-（1，4）糖苷键相连外，还有以α-（1，6）糖苷键相连的，所以带有分支。约20个葡萄糖单位就有一个分支，只有外围的支链能被淀粉酶水解为麦芽糖。所以，支链淀粉在冷水中不溶，在热水中会膨胀成糊状。

直链淀粉和支链淀粉主要性质列于表1中。

1.2 淀粉的糊化

配制淀粉溶液时，要加热使淀粉糊化，否则所配淀粉溶液显色的灵敏度很低。笔者在室温（20℃）条件下将碘水滴于生的土豆片、苹果片上，结果过了2分钟也没有看到有明显的蓝色呈现，即无明显颜色变化。分析其原因有两种，一是淀粉没有糊化；二是生土豆片和苹果片中的淀粉被细胞壁包裹着也是导致其变色异常的因素之一。

1.3 水的作用

碘与淀粉作用显蓝色或紫色，还一定要有水的参与，无水条件下碘遇淀粉不会显色，水量少则显黑色或黑紫色。笔者在室温（20℃）条件下将2滴碘水滴于干的面包片上，面包片上滴加碘水处不是呈现蓝色而是黑色，在室温（20℃）条件下将2滴碘酒滴于很干的面包片上，经半分钟面包片滴加碘酒处无明显变色现象产生，其变色异常的主要原因都是缺少水分。

1.4 温度的影响

通过实验证实[2]，淀粉遇碘变色，溶液温度必须低于70℃，当溶液温度过高（>70℃）时，蓝色会褪去。

1.5 淀粉的聚合度的影响

市场上所售的淀粉中含有聚合度不一的各种糊精，由于聚合度不同，其与碘的显色也有差异。如蓝糊精溶液与碘作用可显示出蓝色；紫糊精溶液与碘作用却显紫色；红糊精溶液与碘作用却显红色；还有无色糊精溶液与碘作用竟不显色，当然，无色糊精等从结构上分析已不属于高分子化合物[3]。表2是淀粉的聚合度和生成碘包合物颜色变化关系。

1.6 淀粉与碘反应的原理

淀粉与碘反应的本质是生成了一种包合物[4]（碘分子被包在淀粉分子的螺旋结构中），这种新的物质改变了吸收光而产生变色现象。另外，碘水中含有KI，也可大大提升其与淀粉显色的灵敏度[5]。

所以淀粉遇碘究竟显什么颜色，取决于淀粉分子结构等多种原因，例如，有些豆类中所含的淀粉几乎全是直链淀粉，其所配溶液遇碘会显蓝色；糯米中所含的淀粉几乎全是支链淀粉，其所配溶液遇碘会显紫色。其他天然物质中一般既含有直链淀粉又含有支链淀粉，所以其所配溶液遇碘则显示蓝色与紫色之间的混合色（蓝紫色）。

2 结论与讨论

2.1 “碘遇淀粉一定显蓝色”之定论常与事实不符

化学实验室和生物实验室中所用的淀粉试剂一般都是从化学试剂商店购买的。而化学试剂商店提供的一般都是可溶性淀粉（其主要成分是直链淀粉），所以做碘与淀粉的显色反应实验时，看到的现象是碘与淀粉显蓝色。

但是通过上文分析和实验结论可知，如果用支链淀粉或直链淀粉和支链淀粉的混合物配成的溶液做碘与淀粉显色反应的实验时，看到的现象一定不是蓝色，而是紫色或蓝色和紫色之间的混合色（蓝紫色）。

另外，碘遇淀粉是否一定显蓝色还与淀粉是生是熟、是否糊化有关；还与水的多少、温度的高低、淀粉的聚合度等因素有关。

由于上述原因，笔者建议化学教材和生物教材应以事实为根据，把“碘遇淀粉显蓝色”的定义，改为“碘遇淀粉溶液通常显蓝色或蓝紫色”更符合实际。

2.2应以事实为依据，正确描述碘与淀粉发生显色反应的实验现象

如果用天然物质做淀粉与碘的显色反应实验时，应以实际观察到的实验现象为结论。例如鲁教版教材中的演示实验“分别向面包片、米饭、土豆片和苹果片上滴加几滴碘水”，观察到的实验现象就应以实际看到的颜色为准，千万不能“指鹿为马”。

参考文献：

[1]毕华林，卢巍.义务教育教科书·化学（九年级）（下册）[M].济南：山东教育出版社，2013：79.

[2]张平，竺际舜.生活中化学[M].上海：上海教育出版社，2013：175.

[3]王程杰.中学化学实验研究[M].上海：华东师大出版社，2005：222.

[4][5]王瑛.淀粉遇碘都显蓝色吗[J].化学教学，2007，（1）：75～76.